industrializacion de un bloque motor diesel: proceso de mecanizado

203 Pages·2012·3.36 MB·Spanish

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA
(ICAI)
INGENIERO TECNICO INDUSTRIAL

INDUSTRIALIZACION DE UN BLOQUE
MOTOR DIESEL: PROCESO DE
MECANIZADO

Autor: Diego de Pablos Cardiel.
Director: Isidro Altuna Blanco.

Madrid
Mayo 201
PROYECTO REALIZADO POR EL ALUMNO/A

DIEGO DE PABLOS CARDIEL

Fdo.: …………………….. Fecha: ……../………../………

AUTORIZADA LA ENTERGA DEL PROYECTO CUYA INFORMACION NO ES DE

CARÁCTER CONFIDELCIAL
EL DIRECTOR DEL PROYECTO
ISIDRO ALTUNA BLANCO

Fdo.: …………………….. Fecha: ……../………../………

Vº Bº DEL COORDINADOR DE PROYECTOS

LUIS MANUEL MOCHON DE CASTRO

Fdo.: …………………….. Fecha: ……../………../………
ESTE PROYECTO CONTIENE LOS SIGUIENTES DOCUMENTOS

DOCUMENTO Nº1, MEMORIA

1.1 Memoria pág. 7 a 15 151páginas
1.2 Cálculos pág. 159 a 170 11 páginas
1.3 Estudio Económico pág. 171 a 179 8 páginas
1.4 Anexos pág. 192 a 220 28 páginas

DOCUMENTO Nº2, PLANOS

2.1 Listas de planos pág. 1 a 1 1 páginas
2.2 Planos pág. 2 a 13 13 páginas

DOCUMENTO Nº3, PLIEGO DE CONDICIONES

3.1 Generales y Económicas pág. 3 a 15 12 páginas
3.2 Técnicas y Particulares pág. 15 a 37 22 páginas

DOCUMENTO Nº4, PRESUPUESTO

4.1 Mediciones pág. 2 a 8 6 páginas
4.2 Precios Unitarios pág. 8 a 10 2 páginas
4.3 Sumas parciales pág. 11 a 11 1 páginas
4.4 Presupuesto General pág. 12 a 14 3 páginas
INDUSTRIALIZACION DE UN BLOQUE MOTOR DIESEL:
PROCESO DE MECANIZADO.

Autor: Diego de Pablos Cardiel.

Director de proyecto: Isidro Altuna Blanco.

Entidad colaboradora: Universidad Pontificia Comillas.

RESUMEN DEL PROYECTO.

Este proyecto tratara sobre la industrialización de un bloque
motor que se recibe de fundición y mediante una línea de
mecanizado se transformara para ser ensamblado en una línea de
montaje.

El bloque se comprara de fundición con unas características
mecánicas y una composición química que lo hacen indicado para
el uso de combustible diesel. Las dimensiones principales son :
largo 488mm, ancho 325mm y alto 320mm. Con una carrera de 115
mm y un diámetro de los cilindros de 95mm, consta de 4 cilindros
en línea con un cubicaje de 3,26 litros.
El bloque motor por sus características y dimensiones se
utilizara en vehículos de transporte como camiones de pequeña
cilindrada y será útil también para todo terreno.

La línea de mecanizado tendrá una distribución en planta
mixta en forma de S determinada por las características y
distribución de la fabrica y por la distancia entre maquinas
requerida para unos puestos de trabajo cómodos y funcionales. Se
instalara una línea de mecanizado auxiliar para el mecanizado de
tapas que se instalarán en el bloque y se continuara en la línea
principal con el proceso. Los bloques se desplazan entre las
maquinas mediante puentes grúa pero principalmente por unos
bancos de rodillos.

Las maquinas necesarias para la línea de mecanizado se han
establecido en 22 entre fresadoras, taladradoras, mandriladoras,
bruñidoras, lavadoras y controladores de fugas colocadas de
manera adecuada para hacer un reparto de las operaciones
adecuada y eficiente.

El numero de maquinas es el necesario para realizar todas
las operaciones en un tiempo competitivo y todas se establecerán
sobre la línea de mecanizado. El orden de las maquinas esta
configurado de manera que se empieza por las operaciones mas
fáciles de fresado en desbaste, seguidamente se montan las tapas
y la operaciones aumentan en complejidad terminando en
maquinas especificas de mandrinado de los apoyos del cigüeñal y
bruñido de los cilindros. Finalmente se realizan los controles de
calidad y no conformidades.
Se ha realizado un estudio de las operaciones necesarias
para el mecanizado del bloque y se han establecido unas hojas de
fase en las que queda constancia de todas las fases y subfases
así como de los parámetros de corte requeridos: velocidades de
corte avances, longitud de corte y revoluciones. Los tiempos de
mecanizado de cada operación y el tiempo que el bloque
permanece en la maquina también están recogidos en dichas
hojas.

El tiempo de ciclo (Tc) se calculado en 2,25 minutos en los
cuales se mecaniza y controla un bloque por completo. Este
tiempo incluye todos los parámetros de mayoraciones de tiempo
por paradas, cambios de herramientas, descansos y fatiga del
operario.

Se parte del objetivo de producir 160.000 bloques al año con
lo que aplicando dicho tiempo de ciclo se puede conseguir la
producción en condiciones óptimas. La línea de mecanizado
trabajara durante las 24 horas del día de lunes a viernes con tres
turnos de 8 horas y 7,75 horas reales de trabajo, los días al año
establecidos para este tipo de procesos es de 220 días al año.

Con estos datos la producción de bloques motor por hora es
de 26,67 y por jornada 213, 36.

Se ha realizado un estudio del equilibrado de la línea
distribuyendo 8 operarios entre los distintos centros de
mecanizado obteniendo una saturación media del 92,84% en la
línea completa, esta saturación va fluctuando por los distintos
puestos siendo la mas alta 94,01% y la mas baja del 73.33%.

Estas variaciones se producen por las distintas operaciones
por su complejidad y por el tiempo asignado a cada una.

Se adoptara una filosofía Lean para gestionar toda la línea
de mecanizado de manera eficaz y eficiente tratando de aunar
estos dos conceptos y acercarse a la excelencia. Los principios
básicos del Lean Manufacturing aplicados a la línea de
mecanizado serán: Calidad perfecta a la primera, minimización de
despilfarro, mejora continua del proceso y constituir una relación
a largo plazo con los proveedores.

Un punto clave del proyecto será el control del gasto así
como el control de la calidad para acercarse al cero defectos.

Respecto del control de gastos los principales que se
controlaran serán: la sobre producción adaptando la línea al
mercado y a los clientes, tiempos innecesarios de espera,
reducción de los transportes improductivos, procesos innecesarios
o repetitivos, producción de defectos y el inventario.
El control de la calidad se realizara mediante la puesta en
funcionamiento de un plan de gestión de la calidad total
(TQM).para realizar el control total de la calidad se contara con un
compromiso total por parte de la dirección de la empresa, se
desarrollara cada operación lo máximo posible con una mejora
continua, se concentrara e satisfacer al cliente y todos los
operarios de la línea de mecanizado se verán incluidos en este
método de mejora y control.

Otros procesos para asegurar la calidad será la implantación
de poka-yokes o métodos de trabajo que faciliten en control al
operario y no permitan que este se confunda y provoque
desperfectos que deriven en calidades malas. La instauración de
un sistema llamado 5’s para que de manera visual el operario
controle en todo momento el proceso de la línea de mecanizado.

Las bases de este método 5’s será primero diferenciar lo útil
de lo inútil o innecesario, segundo ordenar el puesto de trabajo y
la fabrica para que todos las herramientas o materiales estén
listos para usarse, tercero mantener una limpieza adecuada,
cuarto aseo de todas las personas que intervengan en el proceso
de manera directa o indirecta y quinto seguir todos los
procedimientos marcado de manera adecuada y con disciplina.

Con el objetivo de obtener una línea de mecanizado flexible
y eficaz se implementara la ingeniería concurrente para acortar
tiempos de desarrollo del bloque, elevar la productividad, mejorar
la utilización de recursos, mecanizar los bloques con la máxima
calidad, integrar los departamentos de la empresa y asegurar las
expectativas del cliente.

Para evaluar la calidad se realizaran distintos diagramas o
comprobaciones siendo las mas utilizadas los diagramas de
Pareto, diagramas de causa y efecto, diagramas de dispersión. A
su vez se realizaran histogramas, cartas de control o plantillas y
hojas de comprobación de la calidad.

Finalmente con el objetivo de cumplir todas estas mejoras de
adoptaran de manera fiel las normas de calidad ISO 9001, TS
16949 y QS 9000 para obtener una homologación necesaria.

En la parte de cálculos se determinara todos los tiempos de
ciclo y de calculo de saturaciones así como la plantilla necesaria
para la industrialización del bloque.

Se realizara también un estudio económico recogiendo
todos los costes de mecanizado. Se analizara la rentabilidad del
proyecto con la determinación del TIR y del VAN y la tasa de
retorno o Pay back.

Por otro lado se aplicara un pan de protección medio
ambiental con los requisitos establecidos de los SGMA fijando
unos objetivos de y metas medio ambientales que se recogen en la
norma ISO 14001 que mediante su cumplimiento se obtendrá dicha
homologación. Finalmente en este apartado se diseñara un plan de
tratamiento de residuos líquidos en este caso un plan de
tratamiento de taladrina y aceites lubricantes.

Se establecerá un plan de gestión de riesgos laborales
acorde con lo que establece la ley en este sentido y aplicado mas
específicamente a la línea de mecanizado pero también a la
empresa en su conjunto.

En los planos se establecerán todas las características del
bloque referentes a dimensiones, tolerancias y geometría. Se
diseñaran 6 planos uno por cada cara del bloque y uno con un
corte para poder apreciar el interior del mismo. Otro planos
adjuntos serán el de la fábrica y el layout de la línea de
mecanizado.

En el documento 3 fijaran todos los términos en el pliego de
condiciones tanto económicas como generales.

Y para terminar se realizara un presupuesto general en el
que vendrán recogidos todos lo precios unitarios y totales así
como las sumas parciales y un presupuesto general.
INDUSTRIALIZATION OF DIESEL ENGINE BLOCK:
MECHANIZATION PROCESS.

Author: Diego de Pablos Cardiel.

Director: Isidro Altuna Blanco.

Collaborating institution: Universidad Pontificia Comillas.

PROJECT SUMMARY.

This project will focus on the industrialization of an engine
block that is received from a line casting and it will be
machined and transformed to be assembled on an assembly line.

The block casting will be bought with a mechanical and a chemical
composition which make it suitable for use with diesel fuel. The
principal
dimensions are: 488mm long, 325mm wide and320mm high. With a
stroke of 115 mm and a diameter of 95mm cylinders, consisting of
4-cylinder with a displacement of 3.26 liters.
The motor block by its characteristics and dimensions would
be used in transport vehicles as trucks of small piston
displacement and will be useful also for all land vehicles.

The mechanized line of will have a distribution in mixed plant
in the form of S determined by the characteristics and distribution
makes of it and by the distance between machines required for
comfortable and functional jobs. A line of mechanized aid for the
mechanized one of covers would settle that will settle in the block
and it was continued in the main line with the process. The blocks
mainly move between the machines by means of traveling cranes
and by banks of rollers.

The necessary machines for the line of mechanized have
settled down in 22 between milling machines, drilling machines,
boring machines, honing machines, washing machines and
controller of placed flights of suitable way to make a distribution
of the operations suitable and efficient.

The number of machines is the required to perform all
operations in a competitive time and all shall be established on
the machining line. The order of the machine is configured so that
process starts with milling operations easier for roughing, then
mount caps and finishing operations increase in complexity in
boring machines of specific crankshaft bearings and honing the
cylinders. Finally, several quality controls and non-conformities.

We performed a study of the operations necessary for
machining the block and leaves have been established phase in
which is recorded all phases and subphases as well as the
required cutting parameters: cutting speed progress, cutting
length and revolutions.The machining time of each operation and
the time that the block remains on the machine are also included
in these sheets.

The cycle time (Tc) is calculated at 2.25 minutes in which is
machined and controls a block completely. This time includes all
the parameters of time: stops, tool changes, breaks and fatigue.

This study aims to produce 160,000 blocks a year so applying
the cycle time production can be achieved under optimal
conditions. The machining line work 24 hours a day from Monday
to Friday with three shifts of 8 hours and 7.75 hours of actual work
days per year set for this type of process is 220 days a year.

With these data the production of engine blocks per hour is
26.67 and by day 213, 36.

We performed a study of the balanced line 8 workers
distributed among the various machining centers getting an
average of 92.84% saturation in the entire line, this saturation will
fluctuate for the different positions being the highest 94.01%
and the lowest of 73.33%.

These variations are caused by the various operations for its
complexity and the time allotted to each.

Lean philosophy was adopted to manage the entire line of
machining efficiently and effectively trying to combine these two
concepts and approach to excellence. The basic principles of Lean
Manufacturing applied to the machining line will be: Perfect quality
the first, minimization of waste, continuous process improvement
and provide a long term relationship with suppliers.

A key point of the project will cost control and quality control
to get closer to zero defects.

On the control of the major expenses that were controlled
are: adapting the production line on the market and clients
unnecessary waiting times, reduction of transport unproductive,
unnecessary or repetitive processes, production and inventory
defects.
The quality control was done with the operation of a plan for
total quality management (TQM). For total control of quality is
counted with a total commitment by the company management, was
developed each operation as possible with continuous
improvement, focus and customer satisfaction and all operators of
the machining line will be included in this method to improve and
control.

Other processes for quality assurance will be the
implementation of poka-yokes or work methods that facilitate the
operator in control and not let this confuse and cause damage that
could result in bad grades. The establishment of a system called
5's for the operator to visually check at any time the process of
machining line.

The basis of this method 5's will be the first to differentiate
useful from useless or unnecessary, the second order the jobs and
the factory for all the tools or materials are ready for use, third
maintain proper cleaning, bathroom cleaning of all people involved
in the process directly or indirectly and fifth follow all procedures
properly marked and discipline.

In order to obtain a flexible machining line was implemented
effective concurrent engineering to shorten development times of
the block, increase productivity, improve resource utilization,
machine the blocks with the highest quality, integrating the
departments of the company and ensure customer expectations.

To assess the quality undertake different diagrams or checks
being the most used Pareto charts, cause and effect diagrams,
scatter diagrams. Turn will be made histograms, control charts and
templates and quality testing.

Finally in order to meet these improvements take so faithful
quality standards ISO 9001, TS 16949 and QS 9000 to obtain
approval necessary.

In the calculations was determined every cycle
and calculation of saturation and the staff needed for the
industrialization of the block.