ESTUDIO DEL TRABAJO II
UNIDAD 4
Los datos de tiempos estándar son los tiempos
elementales que se obtiene mediante estudios y que se
almacenan para usarlos posteriormente. Por ejemplo, un
tiempo elemental de una preparación que se repite
regularmente no debe volverse a medir para cada
operación.
El principio de la aplicación de los datos estándar fue
establecido hace muchos años por Frederick W. Taylor,
quien propuso que cada tiempo elemental que se establecía
debía indexarse de manera que pudiera usarse con el fin de
establecer tiempos estándar.
Los datos estándar pueden tener varios niveles de refinamiento:
movimiento, elemento y tarea. Mientras más refinado sea el elemento del
dato estándar, más amplio será el rango de uso. El dato estándar de un
elemento tiene una aplicación amplia y permite un desarrollo más rápido del
estándar que los datos de movimiento.
Los datos estándares comunes para la operación de máquinas se
tabulan así
De preparación | De cada pieza | Constantes | Constante | Variables |
Variable |
Los datos estándar pueden tener varios niveles de refinamiento:
movimiento, elemento y tarea. Mientras más refinado sea el elemento del
dato estándar, más amplio será el rango de uso. El dato estándar de un
elemento tiene una aplicación amplia y permite un desarrollo más rápido del
estándar que los datos de movimiento.
Los datos estándares comunes para la operación de máquinas se
tabulan así
De preparación | De cada pieza | Constantes | Constante | Variables |
Variable |
• Constantes: es aquel cuyo tiempo pertenece casi igual
de un ciclo a las siguientes (ejemplo: iniciar la
maquina)
•
Variables: aquí el tiempo varía dentro de un intervalo
específico de trabajo (ejemplo: hacer una perforación ¾’’
varia la profundidad alimentación y velocidad de
taladro).
TRABAJO CON TALADRO DE PRENSA
Un taladro es una herramienta en forma de espiga
con punta cortante que se emplea para crear o agrandar un
orificio en un material sólido. En las operaciones de
perforación sobre una superficie plana, el eje del taladro
está a 90 grados de la superficie que se va a taladrar.
Cuando se perfora completamente un orificio a través
de una parte, el analista debe sumar la saliente del taladro
a la longitud del agujero para determinar la distancia total
que debe recorrer la broca para hacer el orificio. Cuando se
perfora un orificio ciego, la distancia desde la superficie
hasta la mayor penetración del taladro es la distancia que
debe recorrer la broca.
APLICACIÓN DE LOS DATOS ESTÁNDAR:
TRABAJOS EN TALADRO AUTOMÁTICO,
TORNO Y FRESADORA.
TIPOS Y PARTES DEL TALADRO
.
TRABAJOS CON EL TALADRO:.
1.- METALES
Al taladrar metales se produce una fricción muy grande por lo que siempre es
recomendable refrigerar con taladrina. La taladrina es un líquido refrigerante y
lubricante compuesto de muchos elementos (agua, aceite, antioxidantes, antiespumantes,
etc). Si no se dispone de ella se puede refrigerar con agua simplemente. Las brocas al
cobalto pueden utilizarse sin refrigerante.
El taladro debe usarse sin percusión, y cuanto más duro sea el metal a taladrar, mas
problemático (acero inoxidable) y más duración o precisión queramos, mejor deberá ser la
broca.
2.- PLÁSTICOS
Para taladrar plásticos deberemos utilizar brocas para metal y el taladro sin percusión.
No es necesario ningún cuidado especial debido a que suele ser un material blando. Las
posibles rebabas que queden se quitan fácilmente con una lima o con lija.
3.- MATERIALES DE OBRA CON BROCAS MULTIUSO O
UNIVERSALES
Las mejores brocas para taladrar materiales de obra son las multiuso o universales, ya que
como hemos visto antes, no hay que poner percusión pues taladran cortando el material. De
esta forma, evitamos el peligro de rotura en materiales frágiles como los azulejos o el
mármol, y taladraremos sin problemas materiales durísimos como el gres, el hormigón o la
piedra. No necesitaremos un taladro de última generación para taladrar, ya que no es
necesaria excesiva potencia ni velocidad y además no admiten percusión.
4.- MATERIALES DE OBRA CON BROCAS ESTÁNDAR PARA PAREDES
Si utilizamos brocas convencionales, conviene escoger una calidad profesional, sobre todo en
materiales muy duros como el mármol, el hormigón, la pizarra, el granito, y en general todo
tipo de piedra. Además en algunos de estos materiales (hormigón, piedra, etc) se hace
imprescindible el uso de un martillo percutor, ya que con un taladro convencional podemos
eternizarnos e incluso quemarlo. Para centrar bien el taladro podemos empezar sin utilizar la
percusión, para ponerla en cuanto esté iniciado el orificio.
- AZULEJOS. El problema con los azulejos consiste en centrar bien la broca, ya que su
superficie es muy resbaladiza. Por tanto, lo mejor es marcar primero con ayuda de un granete,
un punzón o en último caso con un clavo, el punto a taladrar para que se descascarille un poquito
el azulejo y la broca no se mueva del sitio. Debe empezar con pocas revoluciones y sin percutor.
La presión sobre el taladro también debe ser poca para evitar que se raje el azulejo.
Para taladrar azulejos, cerámica, porcelana, etc, también pueden usarse las brocas para cristal.
- GRES. El gres es un material muy duro y por tanto es imprescindible el uso de brocas de
máxima calidad y muy recomendable la utilización de un martillo percutor o un taladro
profesional. Debe empezarse sin percusión y ponerla una vez iniciado el taladro.
- MÁRMOL. Taladrar mármol es delicado y siempre existe la posibilidad de que se desconche
en la superficie e incluso llegue a rajarse. Debe usar el taladro a bajas revoluciones y utilizar
una broca de widia de máxima calidad e incluso buscar brocas profesionales exclusivas para
mármol. Procure no taladrar cerca de los bordes de cada losa ni en fisuras apreciables a simple
vista, y mantenga el taladro con buen pulso lo más perpendicularmente posible a la superficie.
Ejerza una presión regular sobre el taladro durante el taladrado.
5.- MADERAS
La madera es un material bastante blando por lo general y solo requiere la utilización de
brocas especiales para madera y el uso del taladro sin percusión. Con algunas maderas muy
duras podemos utilizar brocas para metal que tendrán mejor rendimiento.
Para la utilización de brocas planas es muy recomendable el uso de soporte vertical o taladro
de columna, ya que este tipo de broca debe entrar totalmente perpendicular a la superficie
a taladrar.
6.- CRISTAL
Para taladrar vidrio tan solo hace falta disponer de brocas especiales que tienen una punta
de metal duro (carburo de silicio o widia) en forma de punta de lanza. Se debe refrigerar y
lubricar con trementina (aguarrás), agua o petróleo. Es muy conveniente fijar firmemente la
pieza y utilizar un soporte vertical. El taladro debe girar a muy bajas revoluciones, y la
presión de avance debe ser pequeña.
Como el estándar comercial del ángulo incluido
de las puntas de taladro es de 118 grados, la saliente del
taladro se puede calcular fácilmente mediante la
expresión
l= r/tan(A)
La distancia L indica la distancia que recorre el taladro
cuando la perforación atraviesa y cuando se perforan
orificios ciegos (la saliente del taladro se muestra
mediante la distancia l).
donde:
l = saliente del taladro
r = radio del taladro
tan A = tangente de la mitad del ángulo
incluido el taladro
Después de determinar la longitud total que debe moverse un taladro, se
divide esta distancia entre el avance de la broca en pulgadas por minuto para
encontrar el tiempo de corte del taladro en minutos.
La velocidad del taladro se expresa en pies por minuto (pies/min) y el avance
en milésimas de pulgada por revolución (r). Para cambiar el avance a pulgadas por
minuto cuando se conocen el avance por revolución y la velocidad en pies por minuto,
se puede usar la siguiente ecuación:
Fm=3.82(f)(Sf)/d
donde:
Fm = avance (pulgadas/min)
f = avance (pulgadas/r)
Sf = pies de superficie por minuto
d = diámetro del taladro (pulgadas)
Para determinar el tiempo que tarda este taladro de una pulgada funcionando
a esa velocidad y ese avance para perforar 2 pulgadas de hierro fundido maleable se
usa la ecuación.
T=L/Fm
donde:
T = tiempo de corte (min)
L = longitud total que debe recorrer el taladro
Fm = avance (pulgadas/min)
TRABAJO EN TORNO
Muchas variaciones de máquinas herramienta se
clasifican como tornos. Entre ellas se incluyen el torno de
motor, el torno de torreta y el torno automático (máquina de
desarmador automático).
Todos estos tornos se usan primordialmente con
herramientas estacionarias o con herramientas que se
trasladan sobre la superficie para remover el material de
trabajo que gira, la cual puede ser forjada, fundida o tipo
barra. En algunos casos, la herramienta gira mientras el
trabajo se mantiene inmóvil, como en ciertas estaciones de
maquinado en torno automático. Por ejemplo, la ranura de
la cabeza de un tornillo se puede maquinar en el aditamento
ranurado del torno automático.
TIPOS Y PARTES DEL TORNO
.
A= La Bancada. B= Cabezal Fijo.
C= Carro Principal de Bancada.
D= Carro de Desplazamiento
Transversal.
E= Carro Superior Porta Herramienta.
F= Porta Herramienta.
G= Caja de Movimiento Transversal.
H= Mecanismo de Avance.
I= Tornillo de Roscar o Patrón.
J= Barra de Cilindrar.
K= Barra de Avance.
L= Cabezal Móvil.
M= Plato de Mordaza ( Usillo).
N= Palancas de Comando del
Movimientos de Rotación.
O= Contrapunto.
U= Guía.
Z= Patas de Apoyo.
Torno paralelo
El torno paralelo o mecánico es utilizado actualmente en
los talleres de aprendices y de mantenimiento para
realizar trabajos puntuales o especiales, esta máquina
tiene un arranque de viruta que se produce al acercar la
herramienta a la pieza en rotación, mediante el
movimiento de ajuste, que al terminar una revolución
completa se interrumpirá la formación de la misma.
Torno copiador
Se llama torno copiador a un tipo de torno que
operando con un dispositivo hidráulico y electrónico
permite el torneado de piezas mediante una plantilla.
Torno revólver
El torno revólver es una variedad de torno diseñado
para mecanizar piezas sobre las que sea posible el
trabajo simultáneo de varias herramientas con el fin de
disminuir el tiempo total de mecanizado. Las piezas que
presentan esa condición son aquellas que, partiendo de
barras toman una forma final de casquillo o similar.
Torno automático
Se llama torno automático a un tipo de torno cuyo proceso de
trabajo está enteramente automatizado. La alimentación de la barra
necesaria para cada pieza se hace también de forma automática, a
partir de una barra larga que se inserta por un tubo que tiene el
cabezal y se sujeta mediante pinzas de apriete hidráulico. Un torno
automático es un torno totalmente mecánico, La puesta a punto de
estos tornos es muy laboriosa, y por eso se utilizan para grandes
series de producción, capaz de mecanizar piezas muy pequeñas con
tolerancias muy estrechas, el movimiento de todas las herramientas
está automatizado por un sistema de excéntricas que regulan el ciclo
y topes de final de carrera.
TRABAJOS CON EL TORNO:.
Se pueden maquinar piezas en donde la operación de maquinado
sea cilíndrica, o sea que puede desbastar y rectificar piezas cilíndricas
como ejes , flechas, bridas, rodillos etc. puede carear, o sea rectificar los
costados de las piezas, puede barrenar y hacer agujeros y cajas
cilíndricas, puede hacer roscas internas y externas, puede hacer
conicidades, puede moletear (grabar la superficie con un dibujo
determinado generalmente tipo diamantado), también con aditamentos de
rectificado se pueden afilar o rectificar piezas templadas como discos de
corte, incluso hay aditamentos para soldar y metalizar ejes y rodillos.
Para determinar el tiempo que tarda este taladro de una pulgada funcionando
a esa velocidad y ese avance para perforar 2 pulgadas de hierro fundido maleable se
usa la ecuación.
T=L/Fm
donde:
T = tiempo de corte (min)
L = longitud total que debe recorrer el taladro
Fm = avance (pulgadas/min)
Muchos factores alteran la velocidad y el avance, como las condiciones y diseño
de la máquina herramienta, el material que se corta, la condición y diseño de la
herramienta de corte, el refrigerante que se usa en el corte, el método de sujeción del
material y el método de montaje de la herramienta de corte.
Al igual que en el trabajo del taladro de prensa, el avance se expresa en
milésimas de pulgada por revolución y las velocidades en pies de superficie por
minuto. Para determinar el tiempo de corte de L pulgadas, la longitud de corte en
pulgadas se divide entre el avance en pulgadas por minuto, o bien
T=L/Fm
donde:
T = tiempo de corte (min)
L = longitud total de corte
Fm = avance (pulgadas/min)
y
Fm=3.82 (f)(Sf)/d
donde:
f = avance (pulgadas/r)
Sf = avance (pies superficie/min)
d = diámetro de trabajo (pulgadas)
TRABAJO EN FRESADORA
El fresado se refiere a la remoción de material
con una cortadora giratoria, o sierra, de dientes
múltiples. Mientras la cortadora gira, el trabajo es
pasado por dicha herramienta.
Este método es diferente al del taladro de
prensa, para el cual la pieza de trabajo está
normalmente estacionaria.
Además de maquinar superficies planas e
irregulares, los operarios usan fresadoras para cortar
roscas, hacer ranuras y cortar engranes. En los
trabajos de fresado, como en los de taladrado y
torneado, la velocidad de la cortadora se expresa en
pies de superficie por minuto.
TIPOS Y PARTES DE LA FRESADORA
.
Partes principales de la fresadora universal
Estas máquinas herramientas entrañan una gran complejidad en su montaje. Podemos dividirla en
las siguientes
1 . B a s t i d o r o B a s e .
punto de apoyo en el suelo de la máquina herramienta.
2. Husillo de trabajo o Eje porta fresa.
Es la parte que sostiene la herramienta de corte y la que la dota de movimiento.
3. Mesa.
Esto es lo que permite que la pieza a trabajar pueda moverse, sobre elcarro,transversal, longitudinal y
verticalmente.
4. Carro transversal o Portamesa.
Estructura de fundición, rectangular, sobre la que descansa la mesa.
5. Ménsula.
Es un dispositivo ajustado a la cara frontal de la columna, por medio de unasguías. Por éstas, se desplaza
verticalmente, gracias a un tornillo que puede ser operado a mano o mecánicamente.
Por el numero de ejes
El numero de ejes en una fresadora es lo que determina las posibilidades de movimiento de la maquina
herramienta. Así, a mayor número de ejes, mayores posibilidades de movimiento o mayor grados de
libertad.
Es importante entender que, cuando se habla de ejes, se hace referencia a los ejes de un sistema
cartesiano, (X, Y, Z,…).
De tres ejes.
Se trata de fresadoras con posibilidad de movimiento horizontal, vertical y oblicuo, este
último, como resultado de la combinación de movimientos entre mesa, ménsula y
husillo. Permiten un control sobre el movimiento relativo existente entre la máquina
herramienta y la pieza, en cada uno de los tres ejes del sistema cartesiano.
De cuatro ejes.
Las fresadoras tipo cuatro ejes, cumplen todas las funciones descritas en el tipo anterior:
movimiento relativo entre pieza y herramienta, en los tres ejes.
Añade la posibilidad de control de giro de la pieza, sobre uno de los ejes, gracias a un plato
giratorio o mecanismo divisor. De esta forma, este tipo de fresadoras está especialmente
indicado a la hora de generar superficies labrando sobre patrones cilíndricos. Tal es el caso
del labrado de ejes estriados o engranajes.
De cinco ejes.
Además de cumplir con todas las posibilidades de las descritas anteriormente; las fresadoras
de cinco ejes cuentan con dos particularidades.
De una parte, permitir el control de giro de la pieza sobre dos de sus ejes. Uno de ellos
perpendicular al husillo y el otro, paralelo (como en el caso de las de cuatro ejes, que se
consigue por medio de un plato giratorio o mecanismo divisor).
Por la orientación del eje de giro
Fresadora Manual.
Fresadora Universal.
Fresadora Horizontal.
Fresadora vertical de banco fijo o bancada.
Fresadoras Especiales.
Fresadora Circular.
TRABAJOS CON EL FRESADORA:.
- PLANEADO: La aplicación más frecuente de fresado es el planeado, que tiene por
objetivo conseguir superficies planas. Para el planeado se utilizan generalmente fresas de
planear de plaquitas intercambiables de metal duro, existiendo una gama muy variada de
diámetros de estas fresas y del número de plaquitas que monta cada fresa.
- FRESADO EN ESCUADRA: El fresado en escuadra es una variante del planeado que
consiste en dejar escalones perpendiculares en la pieza que se mecaniza. Para ello se
utilizan plaquitas cuadradas o rómbicas situadas en el portaherramientas de forma
adecuada.
- CUBICAJE: La operación de cubicaje es muy común en fresadoras verticales u
horizontales y consiste en preparar los tarugos de metal u otro material como mármol o
granito en las dimensiones cúbicas adecuadas para operaciones posteriores. Este fresado
también se realiza con fresas de planear de plaquitas intercambiables.
- CORTE: Una de las operaciones iniciales de mecanizado que hay que realizar consiste muchas
veces en cortar las piezas a la longitud determinada partiendo de barras y perfiles comerciales
de una longitud mayor. Para el corte industrial de piezas se utilizan indistintamente sierras de
cinta o fresadoras equipadas con fresas cilíndricas de corte. Lo significativo de las fresas de corte
es que pueden ser de acero rápido o de metal duro.
- RANURADO RECTO: Para el fresado de ranuras rectas se utilizan generalmente fresas
cilíndricas con la anchura de la ranura y, a menudo, se montan varias fresas en el eje portafresas
permitiendo aumentar la productividad de mecanizado. Al montaje de varias fresas cilíndricas se
le denomina tren de fresas o fresas compuestas. Las fresas cilíndricas se caracterizan por tener
tres aristas de corte: la frontal y las dos laterales. En la mayoría de aplicaciones se utilizan
fresas de acero rápido ya que las de metal duro son muy caras y por lo tanto solo se emplean en
producciones muy grandes.
- RANURADO DE FORMA: Se utilizan fresas de la forma adecuada a la ranura, que puede
ser en forma de T, de cola de milano, etc.
Ranurado de chaveteros. Se utilizan fresas cilíndricas con mango, conocidas en el argot como
bailarinas, con las que se puede avanzar el corte tanto en dirección perpendicular a su eje como
paralela a este.
- FRESADO DE CAVIDADES: En este tipo de operaciones es recomendable realizar un
taladro previo y a partir del mismo y con fresas adecuadas abordar el mecanizado de la cavidad
teniendo en cuenta que los radios de la cavidad deben ser al menos un 15% superior al radio de
la fresa.
- TORNO-FRESADO: Este tipo de mecanizado utiliza la interpolación circular en fresadoras
de control numérico y sirve tanto para el torneado de agujeros de precisión como para el
torneado exterior. El proceso combina la rotación de la pieza y de la herramienta de fresar siendo
posible conseguir una superficie de revolución.
- FRESADO DE ROSCAS: El fresado de roscas requiere una fresadora capaz de realizar
interpolación helicoidal simultánea en dos grados de libertad: la rotación de la pieza respecto al
eje de la hélice de la rosca y la traslación de la pieza en la dirección de dicho eje. El perfil de los
filos de corte de la fresa deben ser adecuados al tipo de rosca que se mecanice.
- FRESADO FRONTAL: Consiste en el fresado que se realiza con fresas helicoidales
cilíndricas que atacan frontalmente la operación de fresado. En las fresadoras de control
numérico se utilizan cada vez más fresas de metal duro totalmente integrales que permiten
trabajar a velocidades muy altas.
- FRESADO FRONTAL: Consiste en el fresado que se realiza con fresas helicoidales
cilíndricas que atacan frontalmente la operación de fresado. En las fresadoras de
control numérico se utilizan cada vez más fresas de metal duro totalmente integrales
que permiten trabajar a velocidades muy altas.
- FRESADO DE ENGRANAJES: apenas se realiza ya en fresadoras universales
mediante el plato divisor, sino que se hacen en máquinas especiales llamadas
talladoras de engranajes y con el uso de fresas especiales del módulo de diente
adecuado.
- TALADRADO, ESCARIADO Y MANDRINADO:Estas operaciones se realizan
habitualmente en las fresadoras de control numérico dotadas de un almacén de
herramientas y utilizando las herramientas adecuadas para cada caso.
- MORTAJADO: Consiste en mecanizar chaveteros en los agujeros, para lo cual se
utilizan brochadoras o bien un accesorio especial que se acopla al cabezal de las
fresadoras universales y transforma el movimiento de rotación en un movimiento
Por lo general, el avance o recorrido de la mesa se expresa en milésimas de
pulgada por diente. Para determinar la velocidad de la sierra en revoluciones por
minuto, a partir de los pies de superficie por minuto y el diámetro de la cortadora, se
usa la siguiente expresión:
Nr=3.82(Sf)/d
donde:
Nr = velocidad de la sierra (rpm)
Sf = velocidad de la sierra (pie/min)
d = diámetro exterior de la sierra (pulgadas)
Para determinar el avance del trabajo a través de la cortadora en pulgadas por
minuto, se utiliza la expresión:
Fm=(f)(nt)(Nr)
donde:
Fm = avance del trabajo a través de la sierra (pulgadas/min)
f = avance de la sierra (pulgadas por diente)
nt = número de dientes de la sierra
Nr = velocidad de la sierra (rpm)
El número de dientes de la sierra adecuados para una aplicación particular se
puede expresar como
nt=Fm/(Ft)(Nr)
donde:
Ft = grosor de la viruta.
Para calcular el tiempo de corte en operaciones de fresado, el analista debe
tomar en cuenta la punta de los dientes de la sierra al calcular la longitud total de
corte con avance de potencia.
Comparación de estándares de producción determinados
con cronómetro y con la técnica de datos estándar,
utilizando regresión lineal.
La utilización de datos estándar también simplifica muchos
problemas administrativos en las plantas donde puede haber
restricciones concernientes a aspectos como el tipo de estudio que se
llevará a cabo (continuo o con regresos a cero), el número de ciclos que
se deben estudiar, los operarios que serán estudiados y el observador
que realizará el estudio. Mediante el empleo de la técnica de datos
estándar, los analistas no sólo pueden evitar tales detalles sino que
también pueden disminuir algunas fuentes de tensión entre el personal
y la administración. En general, entre más refinados sean los tiempos
de los elementos, mayor será la cobertura de los datos.
En consecuencia, resulta práctico tener en los talleres valores de los
elementos individuales, así como valores agrupados y combinados de manera
que los datos para una instalación dada tengan suficiente flexibilidad con el
fin de permitir que se califique todo tipo de trabajo programado para una
máquina. En tareas de ciclo corto, los datos de movimiento fundamental son
especialmente útiles para establecer estándares. De manera similar, una
fórmula de estudio de tiempos puede establecer los estándares en una
fracción del tiempo que requieren los estudios individuales. Una ventaja de
las fórmulas sobre los datos estándar es que una persona menos capacitada
(y menos costosa) puede introducir los datos en las fórmulas más
rápidamente que sumando los datos estándar de los elementos. Además,
como las columnas de cifras deben sumarse en el método de datos estándar,
existe una mayor posibilidad de omisiones o errores aritméticos cuando se
establece un estándar que cuando se aplica una fórmula.
