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Title: Dise o y Construcci n de una Compactadora Hidr ulica de chatarra CON CAPACIDAD DE 70 TONELADAS, de MOVIMIENTO ANGULAR, para la empresa Recicladora Mej a ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Dise


1

CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA    DISEÑO Y
CONSTRUCCIÓN DE UNA MATRIZ AUTOMATIZADA PARA
INYECCION DE ADAPTADORES DE ½ NPT CON UNA
PRODUCCION DE 4 UNIDADES POR INYECCION, PARA LA
FABRICA PRODUCTOS FORTIFLEX   PROYECTO PREVIO
A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO
MECÁNICO  OSCAR DANILO LOAYZA
VILLA  DIRECTOR ING. PABLO
FIGUEROA CODIRECTOR ING. FERNANDO
OLMEDO  Sangolquí, 13 de Diciembre de 2012
2
DEDICATORIA Este proyecto es dedicado a mi
familia, a mis padres Juan Vicente que siempre ha
sido mi ejemplo de perseverancia y honestidad, a
mi madre María Teresa que con su infinito amor y
consejos ha llenado mi vida de buenos valores
orientándome por el camino del bien y me han
ayudado a superar todos los obstáculos que he
tenido que afrontar en mi vida, a mis hermanos,
fuente de inspiración, que con su apoyo he
logrado salir adelante con felicidad en todas las
circunstancias y con su ejemplo mantienen vivo mi
deseo de superarme cada día mas, y a mi esposa
Gisella que con su alegría colma mi vida de
sonrisas ayudándome a superar el estrés del
diario vivir.   OSCAR DANILO LOAYZA VILLA
3
AGRADECIMIENTOS   Agradezco a Dios y a mis padres
por el regalo grandioso de la vida, a mis
hermanos por su gran apoyo en todo
momento. Agradezco en especial a mi papá Juan
Vicente y a mi mamá María Teresa, por apoyarme
incondicionalmente en el transcurso de mi carrera
brindándome consejos y ejemplo de vida y de
trabajo. Agradezco a la ESPE, en especial a los
docentes de la Carrera de Ingeniería Mecánica por
darme una excelente formación académica para
conseguir el éxito a nivel profesional. Agradezco
al Ing. Pablo Figueroa y al Ing. Fernando Olmedo,
director y codirector de este proyecto
respectivamente, por la labor de seguimiento y
correcciones sugeridas de manera acertada en el
transcurso de desarrollo de este trabajo.
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  • CONTENIDOResumen del proyectoDescripción
    general del proyectoMarco teóricoSelección de
    alternativas
  • Proceso mecánico y técnico de la
    matrizDiseñoConstrucciónPruebas y
    calibraciónEvaluación económica y
    financieraConclusiones y recomendaciones

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  • RESUMEN
  • En este proyecto se diseñó y construyó un molde
    de inyección de plástico, para la fabricación de
    adaptadores de 1/2" NPT, con una producción de
    cuatro unidades por inyección, el principal
    motivo asociado para la ejecución la venta de
    este producto por parte de la empresa
    auspiciante, por esta razón la empresa necesita
    incrementar el nivel de producción además de la
    calidad de sus productos para mejorar sus
    ingresos, por esta razón se plantea satisfacer
    esta necesidad expuesta.
  • Para la fabricación de los adaptadores, la
    empresa cuenta con maquinas inyectoras manuales y
  • semiautomáticas, las mismas que se utilizan como
    base para el diseño del molde ya que trabajará en
  • estas máquinas.
  • El molde posee un diseño versátil, que agilita la
    producción de los adaptadores con una eficiencia
    buscada por la empresa auspiciante, eliminando
    prácticas de refrigeración del molde y extracción
    o desmoldeo de piezas fabricadas de forma manual,
    automatizando el proceso con sistemas mecánicos
    que permiten a la empresa aumentar su nivel de
    producción y eliminar el porcentaje de pérdida
    por fabricación de adaptadores deformes.
  • EL molde posee un sistema automático de apertura
    y cierre además de un sistema automático de
    expulsión, que son muy prácticos y funcionales,
    permiten la producción en serie y minimizan
    desperdicios o desperfectos en los adaptadores
    elaborados, son fáciles de ensamblar y sencillos
    para acoplar con otros moldes.
  • El molde fue fabricado en la empresa PRODUCTOS
    FORTIFLEX, y se contrató servicios especializados
    externos para los procesos de maquinado y
    electro-erosionado de los elementos del molde,
    servicios que no se podían realizar en la
    empresa. En la última etapa del proyecto se
    realizaron las pruebas del molde y las
    correcciones necesarias además de las
    calibraciones en la maquina para el correcto
    funcionamiento de nuestro molde, el mismo que fue
    aceptado por la empresa auspiciante ya que cumple
    con las especificaciones solicitadas y satisfizo
    las expectativas esperadas.

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  • CAPÍTULO 1
  • DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO
  • ANTECEDENTES
  • La fabrica PRODUCTOS FORTIFLEX se dedica a la
    fabricación, venta y distribución de accesorios
    plásticos para manguera tales como el adaptador
    de ½ NPT, que es el producto de mayor venta.
  • Este accesorio se fabrica actualmente en una
    matriz de expulsión manual, generando grandes
    problemas tales como, lentitud en la producción,
    golpes en la matriz, deformaciones del accesorio,
    etc. Motivos por los cuales la empresa PRODUCTOS
    FORTIFLEX se ha visto obligada a cambiar la
    metodología de producción.
  • La empresa después de un estudio ha considerado
    conveniente construir un molde que le permita
    aumentar su producción para satisfacer la
    demanda y disminuir costos.

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  • OBJETIVOS
  • OBJETIVO GENERAL.
  • Diseño y construcción de una matriz
    automatizada para inyección de Adaptadores de ½
    NPT con una producción de 4 unidades por
    inyección, para la fábrica PRODUCTOS FORTIFLEX.
  • OBJETIVOS ESPECIFICOS.
  • Investigar la existencia de moldes similares y
    las mejores recomendaciones descritas para
    obtener óptimos resultados de producción.
  • Investigar los materiales utilizados en este tipo
    de moldes y seleccionar el material más adecuado
    para la fabricación de la matriz
  • Diseñar molde para 4 cavidades con las medidas
    especificadas por la empresa FORTIFLEX
  • Diseñar método de desmoldeo de los productos
  • Diseñar método de expulsión de producto del molde
  • Diseñar método de enfriamiento del molde para
    trabajo continuo
  • Elaboración de planos para la fabricación de la
    matriz.
  • Construcción y ensamblaje de la matriz.

8
  • JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA.
  • El desarrollo tecnológico es una de las
    estrategias utilizadas en la industria para
    incrementar su capacidad de producción. En el
    Ecuador, equipos y maquinarias son importados
    continuamente facilitando el acceso que muchos
    empresarios a soluciones que a largo plazo
    resultan económicas, versátiles y eficientes.
  • En la actualidad las empresas de inyección de
    plástico ofrecen productos de alta calidad y en
    poco tiempo. La empresa FORTIFLEX, por el
    contrario, se desempeña con moldes de desmontaje
    manual. Esta estrategia limita la eficiencia de
    la producción medida en el tiempo y costo
    requerido para cada unidad de producto terminado,
    ya que depende en gran medida de las condiciones
    físicas del operador, que pueden verse limitadas
    por su agilidad y estado físico.
  • Desde el punto de vista industrial, la creciente
    demanda y el abaratamiento de los costos, ha
    llevado a FORTIFLEX a un proceso de transición
    que contempla el incremento significativo del
    nivel de producción con estándares altos de
    calidad, abaratando los costos y disminuyendo el
    tiempo de mantenimiento de matrices, que
    actualmente corresponde en un 80 a estrategias
    correctivas de intervención.
  • Uno de los productos de mayor demanda es el
    ADAPTADOR DE ½ que consiste en una pieza
    cilíndrica hecha en base a polietileno o
    polipropileno caracterizada por poseer una rosca
    externa en uno de los extremos.

9
  • A partir de las limitaciones en tiempo e
    inversión requeridas para la producción masiva de
    este tipo de accesorios, se estableció la
    necesidad de diseñar y construir un molde del
    ADAPTADOR DE 1/2 completamente automático. De
    esta forma, se proporcionó a la empresa una
    capacidad de producción más alta, disminuyendo la
    dependencia de operador y evitando la
    manipulación de la matriz que en la mayoría de
    los casos da lugar a deformaciones por golpes o
    mal uso, alargando la vida útil del molde y
    conservando las características del mismo y sus
    productos. Cabe recalcar que la automatización
    fue mecánica, considerando el objetivo de
    minimizar al máximo el trabajo del personal en la
    fabricación de los accesorios

10
  • CAPÍTULO 3
  • ANALISIS Y SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS
  • Tomando en cuenta todos los factores técnicos
    como los económicos, en cada uno de los elementos
    a analizarse previo a la construcción del molde,
    podemos elaborar un método de toma de decisiones,
    (método subjetivo). El primer paso para poder
    utilizar este método, será asignar un valor a
    cada factor a considerarse, tal como lo muestra
    el siguiente cuadro

11
(No Transcript)
12
(No Transcript)
13
Guías de apertura y cierre de molde
14
Molde cerrado con guías de apertura y cierre
seleccionadas
Molde abierto con guías de apertura y cierre
seleccionadas
15
(No Transcript)
16
Guías para centrado de placas
17
(No Transcript)
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Diseño de sistema de refrigeración de placa
principal posterior
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(No Transcript)
20
Esquema de sistema de refrigeración para machos.
21
(No Transcript)
22
Esquema de canales para sistema de refrigeración
seleccionado para matriz de cavidades
23
(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
29
  • CAPITULO 4
  • PROCESO MECANICO Y TECNICO DE LA MATRIZ
  • DETERMINACION DE ORIENTACION DE ELEMENTOS

Cavidades orientadas horizontalmente
30
SECCIONES DE PARED
Espesores del Adaptador indicados por la empresa
auspiciante
31
Detalles de estrías de espesores de pieza
indicados por la empresa auspiciante
32
Recorrido de camino de flujo de material.
33
(No Transcript)
34
  • RADIOS

35
CONICIDAD
36
En el siguiente diagrama podemos observar la
selección del mejor ángulo
37
(No Transcript)
38
Diagrama de orientación del hexagonal de cada
adaptador.
39
RESALTANTES Y REFUERZOS
Adaptador con refuerzo para hexágono y sin
refuerzo.
40
Adaptador con rosca recta y con rosca
cónica.Angulo de rosca para evitar esfuerzos
altos en la misma
41
SISTEMA DE ALIMENTACION En esta sección vamos a
realizar el análisis de la construcción del mejor
sistema para los siguientes elementos BEBEDERO
El bebedero contara con un diámetro menor, igual
a 5mm y un diámetro mayor, igual a 6mm, este
diámetro mayor es ligeramente mayor que el
diámetro de la tobera, el diámetro de la tobera
es de 5,5mm. Diagrama peso de pieza vs diámetro
de bebedero
42
Es importante tomar en cuenta el parámetro de la
longitud del bebedero, según las dimensiones de
la placa fija de la maquina que se va a utilizar
Diseño de bebedero con cara plana para boquilla
43
Ensamblaje de bebedero, bocín para ajuste en
maquina, placa principal delantera y matriz de
cavidades.
44
(No Transcript)
45
CANALES DE ALIMENTACIÓN.
Cálculo de diámetro de canal
46
Cálculo de longitud de canal con diagrama.
De esta manera podemos observar que la longitud
máxima es aproximadamente 180mm, y la longitud
que nosotros estamos utilizando es de 147,87mm lo
que quiere decir que estamos aun en un intervalo
adecuado de la longitud del canal.
47
Para el cálculo del tamaño utilizaremos la
siguiente ecuación
Con esto garantizamos que la selección esta
dentro de los parámetros que se han establecido
48
RESPIRADEROS
49
Ensamblaje de placas posteriores, bocines, machos
y matriz de cavidades
50
CAVIDADES
DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE CAVIDADES
51
SUPERFICIE MINIMA DE CIERRE Y DE APOYO DEL MOLDE
52
Observamos que el valor de nuestro calculo es
menor a 1000 kg/cm2 lo que nos lleva a concluir
que el área de cierre de nuestra matriz de
cavidades es adecuada, recalcando que el material
va a ser templado luego del proceso de
electroerosión, lo que le dará mas rigidez a la
matriz.
53
(No Transcript)
54
 
Observamos que el valor de nuestro calculo es
menor a 1000 kg/cm2 lo que nos lleva a concluir
que el área de apoyo de nuestra matriz de
cavidades es adecuada.
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SISTEMA EXTRACTOR O EXPULSOR
56
(No Transcript)
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SISTEMA DE CENTRADO Y GUIAS DEL MOLDE
CENTRADO DE BEBEDERO EN BOQUILLA DE MAQUINA.
58
GUIAS DE CENTRADO DE PLACAS
Estas son las guías que permitirán que en la
apertura y cierre del molde, no se descuadren las
placas, tanto las fijas como las móviles, de esta
manera, puede realizarse un trabajo en serie sin
que se complique o se descuadre el molde
generando problemas para la producción.
Diseño de espiga
Las dimensiones comunes para tamaños medios de
moldes es de 19mm a 32mm, al colocar 4 guías, se
considera como mejor opción instalar guías de
20mm de diámetro
De esta manera para facilidad de construcción,
decidimos que la longitud de la espiga será de
160mm.
59
Esquema de espiga para centrado de molde
60
Esquema del manguito para centrado de molde.
61
GUIAS DE SISTEMA DE EXPULSIÓN.
Considerando que hasta el momento todos los
elementos que hemos diseñado, los hemos diseñado
de forma simétrica, pero para poder asegurar que
en el momento del ensamblaje no haya errores
debemos construir un sistema asimétrico, en este
proyecto hemos elegido el sistema de guías para
el sistema de expulsión.
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Esquema de ubicación de agujeros para espigas de
sistema de expulsión
63
Esquema de las guías de apertura y cierre.
64
Esquema de carros de movimiento de matrices de
cavidades.
65
(No Transcript)
66
Esquema de montaje de carros de movimiento axial.
67
CAPITULO 5 DISEÑO
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Tabla 8.1 Costos de materia prima directa para
construcción de la matriz
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Tabla 8.2 Costos de mano de obra directa
70
Tabla 8.3 Costos indirectos de fabricación
71
Tabla 8.4 Total costos de fabricación
Tabla 8.5 Costos de materia prima directa para
producción de adaptadores
Materia Prima Directa Materia Prima Directa Materia Prima Directa Sin Inversión Sin Inversión Sin Inversión Con Inversión Con Inversión Con Inversión
No. Componente Proveedor Cantidad Costo Unitario COSTO TOTAL Cantidad Costo Unitario COSTO TOTAL
1 Polipropileno Replain 198,00 0,85 168,30 216,00 0,85 183,60
SUMAN USD. SUMAN USD. 168,30 SUMAN USD. SUMAN USD. 183,60
72
Tabla 8.6 Costos de mano de obra directa
Mano de Obra Directa Mano de Obra Directa Mano de Obra Directa Sin Inversión Sin Inversión Sin Inversión Con Inversión Con Inversión
No. Sueldo Valor Día Personal Días COSTO TOTAL Días COSTO TOTAL
1 292,00 14,60 Operario 15 219,00 8 116,80
2 292,00 14,60 Limpieza 10 146,00 15 219,00
3 300,00 15,00 Bodeguero 5 75,00 5 75,00
SUMAN 440,00 440,00 410,80 410,80
Fuente Oscar Loayza, 2012 Fuente Oscar Loayza, 2012 Fuente Oscar Loayza, 2012 Fuente Oscar Loayza, 2012 Fuente Oscar Loayza, 2012 Fuente Oscar Loayza, 2012 Fuente Oscar Loayza, 2012 Fuente Oscar Loayza, 2012
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Tabla 8.7 Costos indirectos de fabricación
Costos Indirectos de Fabricación Costos Indirectos de Fabricación Costos Indirectos de Fabricación Costos Indirectos de Fabricación Sin Inversión Sin Inversión Con Inversión Con Inversión
No. Componente Valor Unitario Proveedor Hora / Cantidad COSTO TOTAL Hora / Cantidad COSTO TOTAL
1 Colorante negro 0,67 Pintulac 3,80 2,55 4,15 2,78
2 Dióxido de titanio 0,98 Pintulac 2,00 1,96 2,18 2,14
3 Luz 2,5 E.E.Q. 60,00 150,00 65,45 163,64
4 Suministros   Varios 8,00 8,00
5 Mantenimiento 0,003 Taller   66,00 90,00
SUMAN USD. SUMAN USD. 228,51 228,51 266,55 266,55
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Tabla 8.8 Costo total de producción
Sin Inversión Con Inversión
TOTAL COSTOS TOTAL COSTOS 836,81 860,95
Porcentaje Imprevistos Porcentaje Imprevistos 10 5
Unidades producidas Unidades producidas 22.000,00 24.000,00
COSTO UNITARIO COSTO UNITARIO 0,042 0,038
Tabla 8.9 Porcentajes de crecimiento
Sin inversión Con inversión
Tasa de Crecimiento 1,00 8,00
Crecimiento Mercado 6,00 6,00
Total Crecimiento Anual 7,00 14,00
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Tabla 8.10 Presupuesto de ventas de adaptadores.
Presupuesto de Ventas Presupuesto de Ventas Presupuesto de Ventas Presupuesto de Ventas Presupuesto de Ventas
Ítem 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año
Sin inversión 18.480,00 19.774,00 21.158,00 22.639,00
Con inversión 20.880,00 23.803,00 27.135,00 30.934,00
Diferencia 2.400,00 4.029,00 5.977,00 8.295,00
Porcentaje 12,99 20,38 28,25 36,64
Tabla 8.11 Presupuesto de compras para producción
de Adaptadores
Presupuesto de Compras Presupuesto de Compras Presupuesto de Compras Presupuesto de Compras Presupuesto de Compras
Ítem 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año
Sin inversión 11.045,84 11.819,00 12.646,00 13.531,00
Con inversión 10.848,00 12.367,00 14.098,00 16.072,00
Diferencia (197,84) 548,00 1.452,00 2.541,00
Porcentaje -1,79 4,64 11,48 18,78
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Tabla 8.12 Presupuesto de gastos de operación sin
inversión
77
Tabla 8.13 Presupuesto de gastos de operación con
inversión
78
Tabla 8.14 Flujo de Caja - sin inversión
79
Tabla 8.15 Flujo de Caja con inversión
80
Tabla 8.16 Análisis para conocer el tiempo de
recuperación de inversión
Variable Año 0 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4
Ingresos - 34.880,00 38.783,00 43.163,60 48.084,60
Gastos (5.991,11) (32.497,24) (35.648,60) (39.142,57) (42.051,61)
Flujo Neto de Efectivo (5.991,11) 2.382,76 3.134,40 4.021,03 6.033,00
PRI (5.991,11) (3.608,35) (473,94) 3.547,08 9.580,08
81
Tabla 8.18 Evaluación Financiera de la inversión
82
(No Transcript)
83
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
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