Diseño y Fabricación de un Troquel

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24/10/2022

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Introducción al Derecho I

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Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Unidad Profesional Azcapotzalco

““ DDIISSEEÑÑOO YY FFAABBRRIICCAACCIIÓÓNN DDEE UUNN TTRROOQQUUEELL
PPAARRAA LLAA MMAANNUUFFAACCTTUURRAA DDEE CCAARRÁÁTTUULLAASS DDEE PPEEDDAALLEESS””

TESIS

QUE PARA OBTENER EL TITULO
DE INGENIERO MECANICO

PRESENTAN:

CASALES HERNÁNDEZ AGUSTÍN RICARDO
JIMÉNEZ ALCÁNTAR ROGELIO

ASESORES:

M. EN C. NORMA JULIETA MARTINEZ CERVANTES
ING. GERARDO IRVING ARJONA RAMIREZ

MÈXICO, D. F. 2008

QUIERO EXPRESAR MI AGRADECIMIENTO

En agradecimiento a mis padres por el apoyo recibido durante mi formación
profesional

En reconocimiento a todo, el apoyo brindado a través de mis estudios y con la
promesa de seguir siempre adelante

En testimonio de gratitud limitada para su apoyo, aliento y estímulo mismos
que posibilitaron la conquista de esta meta:
Mi formación profesional con admiración y respeto.

A mi amigo Alfredo Peña por su calidez y compañerismo al compartir
inquietudes, éxitos y fracasos durante la realización del trabajo

A la profesora Norma y al profesor Irving por aceptar ser nuestros asesores y
brindarnos su apoyo y sugerencias respecto a este trabajo.

A mis compañeros por su continuo y afectuoso aliento.

A mis hermanos por brindarme un hogar cálido y enseñarme que la
perseverancia y el esfuerzo son el camino para lograr los objetivos.

“No es fácil llegar, se necesita ahínco, lucha y deseo, pero sobre todo apoyo
como el que he recibido durante este tiempo. Ahora más que nunca se acredita
mi cariño, admiración y respeto."

Gracias por lo que hemos logrado.

Jiménez Alcantar Rogelio

AGRADECIMIENTOS

En agradecimiento a mis padres por el apoyo que me brindaron durante todos
estos años de estudio con la promesa de seguir siempre adelante

Agradezco a todos los profesores que formaron parte de mi formación
académica aportando sus conocimientos a mi persona.

Agradezco a todos los amigos de Esime por el haber estado en los buenos y
malos momentos brindando su apoyo con el fin de superarnos

A la profesora Norma y al profesor Irving por aceptar ser nuestros asesores y
brindarnos su apoyo y sugerencias respecto a este trabajo.

“No ha sido fácil llegar, pero al final los esfuerzos y sacrificios han valido la
pena, gracias por todo el apoyo que he recibido durante este tiempo."

Gracias por lo que he obtenido.

Casales Hernández Agustín RicardoCasales Hernández Agustín RicardoCasales Hernández Agustín RicardoCasales Hernández Agustín Ricardo

ÍNDICE:

OBJETIVO 4
INTRODUCCIÓN 5
JUSTIFICACIÓN 6
RESUMEN 7

CONTENIDO

1.- MARCO HISTÓRICO 8

2.- RECOPILACIÓN DE DATOS 9

2.1.- Estudio de mercado 9

2.2.- Fuentes de información 10
2.2.1.- Fuentes primarias de información 10
2.2.2.- Fuentes secundarias de información 11

2.3.- Análisis de la oferta 12

2.4.- Análisis de la demanda 13

2.5.- Relación de normas aplicables respecto al pro ducto 14

2.6.- Características de la materia prima 18

2.7.- Análisis de precios 21

3.- DISEÑO 23

3.1.- Materiales y planos 24
3.1.2.- Software 44
3.1.2.3.- Sistemas CAD 48

3.2.- Diseño paramétrico 49

3.3.- Elementos del troquel 50

4.- MANUFACTURA 55

4.1.- La producción y su ritmo 55

4.2.- Elección de la maquinaria a utilizar 56
4.2.1.- Relación de equipo a escala microempresa 56
4.2.2.- Relación del equipo a escala pequeña empres a 56
4.2.3.- Especificaciones del equipo auxiliar 58

4.3.- Evaluación de comprar o rentar el equipo 59

4.4.- Calidad en procesos y productos 59
4.4.1.- Sistema de calidad 59
4.4.2.- Aseguramiento de la calidad 60
4.4.3.- Sistema de aseguramiento de calidad 61

4.5.- Pruebas 61

4.6.- Mantenimiento y depreciación 62

4.7.- Precauciones con relación al equipo, accesori os de
seguridad y protección de los recursos huma nos 63

5.-CONCLUSIONES 65

6.- VOCABULARIO 66

7.- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 70

DDIISSEEÑÑOO YY FFAABBRRIICCAACCIIÓÓNN DDEE UUNN TTRROOQQUUEELL
PPAARRAA LLAA MMAANNUUFFAACCTTUURRAA DDEE CCAARRÁÁTTUULLAASS DDEE PPEEDDAALL..

OBJETIVO:

El objetivo es dominar las habilidades y la obtención de los conocimientos para
diseñar un troquel que va a conformar por estampación en frío un pedal cuyas
características estarán definidas en los planos correspondientes.

El objetivo es diseñar un troquel que sea económico, con las características de
funcionalidad exigidas, así como dar una visión global de los pasos a seguir en la
elaboración de un troquel, siguiendo y aplicando el modelado sólido de todos los
componentes del mismo, cuando y porque escoger este método de fabricación, la
elección de sus componentes, su diseño y los cálculos a realizar para asegurarnos
de su correcto funcionamiento.

INTRODUCCIÓN:

El competitivo mercado global ha forzado a las compañías a ser más eficientes y
buscar nuevas maneras de generar fuentes de ventajas competitivas. Desde la
revolución industrial estas fuentes han ido cambiando, antes de 1960 eran las
economías de escala. Después cambiaron a fábricas flexibles con gran variedad
de productos. Durante la década de los ochenta, la calidad era la ventaja
competitiva. Por último, la reducción de tiempos es la estrategia que las empresas
siguen.

En la actualidad, todas estas fuentes se han vuelto requisitos y es necesario
encontrar nuevas formas para ser más eficientes que la competencia. En la
actualidad, las ventajas anteriores se encuentran implementadas, en diferentes
proporciones, en una gran cantidad de grandes empresas, generalmente
trasnacionales, por lo que varias pequeñas y medianas empresas mexicanas se
ven desplazadas del mercado. Consecuentemente, es necesario desarrollar
estrategias que incrementen la competitividad de estas empresas, pero a través
de soluciones adaptadas a las condiciones productivas en México.

JUSTIFICACIÓN:

Al hablar de tuning de pedales no solamente se tiene en cuenta el acabado final
del conjunto, sino también la comodidad de la conducción. Los pedales son una
parte fundamental en la conducción del vehiculo, pero no por ello lo mejor tiene
que ser lo que nos deja la casa donde compramos el vehiculo.

La función de los pedales es la de transmitir las necesidades del conductor hasta
el motor haciendo que éste responda adaptándose a éstas.

Por tal motivo hemos diseñado una carátula de pedal con un diseño atractivo,
económico elaborado en aluminio, y esto nos sirve para darle un toque vistoso al
automóvil, específicamente a la parte del conductor.

DEMANDA DEL PRODUCTO

La demanda es la cantidad de bienes y servicios que el mercado requiere o
reclama para lograr satisfacer una necesidad específica a un precio determinado:

• La demanda por los productos del giro se ha incrementado debido a la
apertura comercial.
• La demanda de estos productos no está saturada, pues sus artículos se
requieren solo en a industria automotriz.
• Existe competencia internacional en el mercado principalmente de los
estados unidos, Japón, corea, e Italia.
• La forma para tener acceso a los diferentes mercados es por medio de
ferias y revistas especializadas en el giro como: maxi tuning,tuning show,
autosom e tuning, solo tuning, gt max entre otras.

RESUMEN:

Como anteriormente fue mencionado, este trabajo que se ha desarrollado consiste
en el diseño de un troquel, en donde nos auxiliaremos del mayor número de
herramientas que nos permita facilitar este proceso. Para ello se recomienda la
utilización de un programa de diseño en tres dimensiones, que esta enfocado al
diseño de piezas industriales ó troqueles, como Catia v5 R16, Unigraphics NX4,
SolidWorks, Mastercam, Surfcam, Delcam Powermill 6, Pro/Engineer Wildfire 3,
Mechanical Desktop, Rhinoceros y Ansys.

Tomando en cuenta que el objetivo del proyecto es diseñar un troquel que sea
económico, con las características de exigencias de funcionalidad, así como dar
una visión global de los pasos a seguir en la elaboración de un troquel, siguiendo y
aplicando el modelado sólido de todos los componentes del mismo, cuando y
porque escoger este método de fabricación, la elección de sus componentes, su
diseño y los cálculos a realizar para asegurarnos de su correcto funcionamiento,
realizando posteriormente una simulación que muestra el funcionamiento de las
diversas etapas del troquel.

CONTENIDO
1.- MARCO HISTÓRICO

TUNING
¿QUE ES EL TUNING?

El tuning de autos cada vez es más popular, donde un coche es modificado para
mejorar su funcionamiento y manejo. El tuning ha logrado que los autos dejen de
ser los mismos que salen de la fábrica, ahora un auto tuning es un auto a la
medida del dueño.
HISTORIA DEL TUNING :

Algunas personas atribuyen el origen del tuning a Europa, concretamente en
Alemania entre los años 1960 y 1970. Otras indican que tendencias de
modificación del automóvil como los Lowrider se empezaron a popularizar en
estados unidos durante los años 50. Hay varias tendencias, pero el estilo mas
influyente de la actualidad es el de Estados Unidos.

El tuning se expandió a gran velocidad, incluso hoy en día existen una gran
cantidad de concentraciones de fanáticos del tuning de autos, prensa
especializada, tiendas de accesorios tuning y eventos de autos modificados.
Adicionalmente, los medios y la televisión han influido considerablemente en la
aceptación del concepto tuning como moda y estilo, como lo prueban películas
como The Fast And the Furious (rápido y furioso).

Existen diversos estilos de tuning, entre ellos: Racing, Lowrider, Dub, Hi-Tech,
Dubtoys, Import, Custom, Rat, Barroco, Extreme, JDM o Hot Rod. Cada
comunidad posee un estilo diferente y lo aplica a sus autos.

Tuning como fenómeno social:

el tuning es uno de los elementos que cada día atrapa más a la gente y hace que
se conviertan en personas que sueñan con poder realizar modificaciones a su
auto.
Para otras personas el tuning no es más que algo escandaloso, muy vistoso o de
mal gusto. Incluso hay quienes creen que los autos tuning aparentan más de lo
que son realmente.

2.- RECOPILACIÓN DE DATOS

Introducción

La demanda en el mercado juega un papel importantísimo en el desarrollo de un
proyecto ya que esta es la justificación de la inversión, ahora para fijar eso es
necesario. todo estudio de mercado plantea una serie de interrogantes sobre
aspectos básicos, como: ¿cuáles son sus objetivos?, ¿qué métodos utilizar?, ¿qué
información recopilar y cómo clasificarla?, ¿qué es el análisis de la oferta y la
demanda?, ¿cuáles son los métodos de proyección de la oferta y demanda?,
¿cómo determinar el precio de un producto?, ¿cuáles son los canales de
comercialización más adecuados conforme al tipo de producto?, ¿cómo presentar
un estudio de mercado?.

2.1 Estudio de mercado

El estudio de mercado tiene como finalidad cuantificar el número de piezas que se
deben de hacer, individuos que participen en la producción, ha si como otras
entidades económicas generadoras de una demanda que justifique la puesta en
marcha de el proyecto de diseño del troquel para la manufactura de una carátula
de pedal para auto, producción de bienes o servicios, sus especificaciones y el
precio que los consumidores estarían dispuestos a pagar por el.

Sirve de base para decidir si se lleva o no adelante la idea inicial de inversión;
pero además, proporciona información indispensable para investigaciones
posteriores del proyecto, como los estudios para determinar su tamaño,
localización e integración económica.

También permite identificar los elementos que se deben tomar en cuenta no sólo
en la evaluación del proyecto de inversión, sino en la estrategia de construcción y
operación de la unidad económica que se analiza.

La investigación de mercado debe proporcionar información que sirva de apoyo
para la toma de decisiones.

El estudio del mercado también es útil para prever una política adecuada de
precios, estudiar la mejor forma de comercializar el producto y contestar así la
primera pregunta importante del estudio: ¿existe un mercado viable para el
producto que se pretende lanzar? si la respuesta es positiva, el estudio debe
continuar; si es negativa, se puede plantear la posibilidad de un análisis más
preciso y confiable; pero si la respuesta ha sido no desde el principio, lo
recomendable es detener la investigación y cambiar de giro.

2.2 .-Fuentes de información

2.2.1.- Fuentes primarias de información

Se encuentran en el propio usuario o consumidor del producto o servicio y se
obtienen de tres formas:

Observar directamente la conducta del usuario. Es el llamado método de
observación y consiste en acudir a donde está el usuario para observar la
conducta que manifiesta al comprar.
Método de experimentación. Aquí el investigador obtiene información directa del
usuario disponiendo y observando cambios de conducta. Por ejemplo, se modifica
el envase de un producto (reactivo) y se observa si por ese hecho el producto se
consume más o menos.

10
Análisis del
mercado
Análisis de los
precios
Análisis de la
comercialización
Análisis de la oferta
(Producción)
Análisis de la
demanda
(Venta)
Conclusiones del
análisis de mercado

Estos métodos se aplican a productos o servicios ya existentes en el mercado.

Acercamiento y conversación directa con el usuario. Si en la evaluación de un
producto nuevo lo que interesa es detectar qué le gustaría consumir al usuario y
cuáles son los problemas actuales existentes en el abastecimiento de productos o
servicios parecidos, no existe mejor forma de saberlo que preguntar directamente
a los interesados a través de un cuestionario.

2.2.2.- Fuentes secundarias de información

Son aquellas que reúnen la información escrita existente sobre el tema del
proyecto como son: estadísticas gubernamentales, libros, revistas, datos de la
propia empresa, Internet y otros. Estas fuentes son fáciles de encontrar, de bajo
costo, pueden ayudar a formular diferentes hipótesis y contribuir así a planear la
recopilación de datos de fuentes primarias.

Las fuentes pueden ser:
• Ajenas a la empresa, como datos estadísticos e información que proporcionan
INEGI, Banco de México, BANCOMEXT y otros.

Para cualquier giro en particular, se debe consultar la información que
proporcionan las fuentes especializadas de cámaras y asociaciones de
industriales.
• Provenientes de la empresa, en caso de que esté operando, como es toda la
información que se recibe a diario por su funcionamiento, a saber: facturas de
ventas y otros documentos. esta información puede no sólo ser útil, sino la
única disponible para el estudio en cuestión.
• Fuentes de información especializada para el giro: revistas, folletos,
instituciones especializadas, etcétera.

Cámaras empresariales y asociaciones de industriales vinculadas al giro:

• Cámara nacional de la industria de la transformación (CANACINTRA)
Consejo Coordinador de la Industria Metal Mecánica.
Sección 4 “TalleresMetal-mecánico”.
Sección 69 “Fabricantes de Forja, Troquelado y Estampado”.
Confederación de Cámaras industriales de los Estados Unidos Mexicanos.
Manuel María Contreras 133 1er. piso, C.P. 06470, TEL. 592 01 89.

2.3 Análisis de la oferta

La oferta es la cantidad de bienes o servicios que un cierto número de productores
(oferentes) están decididos a poner a disposición del mercado en un precio
determinado.

El propósito del análisis de la oferta es definir, medir las cantidades y condiciones
en que se pone a disposición del mercado un bien o un servicio. La oferta, al igual
que la demanda, opera en función de una serie de factores, como el precio del
producto en el mercado y otros. La investigación de campo deberá tomar en
cuenta todos estos factores junto con el entorno económico en que se desarrolle el
proyecto.

Tipos de oferta

a) Oferta competitiva o de mercado libre. Es aquélla en la que los productores
actúan en circunstancias de libre competencia, sobre todo debido a que son tal
cantidad de fabricantes del mismo artículo, que la participación en el mercado
se determina por la calidad, el precio y el servicio que se ofrecen al consumidor.
ningún productor domina el mercado.

b) Oferta oligopólica. Se caracteriza porque unos cuantos productores controlan el
mercado. ellos determinan la oferta, los precios y normalmente acaparan una
gran cantidad de materia prima para su industria. intentar penetrar en este tipo
de mercados no sólo es riesgoso, sino en ocasiones bastante complicado.

c) Oferta monopólica. Se da cuando un sólo productor del bien o servicio domina
el mercado e impone precio, calidad y cantidad. aunque un monopolista no sea
necesariamente productor único, si domina el mercado o posee más del 90% de
éste, siempre determinará el precio.

• La demanda por los productos del giro se ha incrementado debido a la apertura
comercial.

• La demanda de estos productos no esta saturada, pues se requieren en la
mayoría de las industrias.

• La producción de metales troquelados atiende a la industria en general.

• Existe competencia internacional en el mercado nacional principalmente de los
Estados Unidos de Norteamérica, Japón, Corea y China.

• La forma para tener acceso a los diferentes mercados es por medio de ferias y
revistas especializadas en el giro.

En los últimos años, el precio de los productos troquelados se ha incrementado en
la misma proporción que el índice nacional de precios al consumidor

2.4 Análisis de la demanda

Se entiende por demanda la cantidad de bienes y servicios que el mercado
requiere o reclama para lograr satisfacer una necesidad específica a un precio
determinado.

El propósito principal del análisis de la demanda es determinar y medir cuáles son
las fuerzas que afectan al mercado con respecto a un bien o servicio, así como
establecer las posibilidades del producto proyectado en la satisfacción de dicha
demanda, la cual opera en función de una serie de factores, como: el precio en
términos reales, el nivel de ingresos de la población y los precios de sustitutos o
productos complementarios.

La demanda se precisa a través de las investigaciones estadísticas y de campo.
La importancia de cada uno de los elementos arriba señalados se determina
mediante el análisis de regresión.

Se entiende por demanda el denominado consumo nacional aparente (CNA) o la
cantidad de determinado bien o servicio que el mercado requiere, y que se
expresa como:

Demanda = CNA = producción nacional + importaciones - exportaciones

Cuando existe información estadística, resulta más fácil conocer cuál es la
cantidad, el comportamiento histórico de la demanda y aquí la investigación de
campo sirve para formarse un criterio en relación con los factores cualitativos de la
demanda, esto es, para conocer más a fondo cuáles son las preferencias y
exigencias del consumidor. Cuando no existen datos estadísticos, cosa común en
muchos productos, se impone la investigación de campo como el único recurso
para adquirir datos y cuantificar la demanda.
13

Existen varios tipos de demanda, cuya clasificación es la siguiente:

tipos de demanda
Por su oportunidad Por su necesidad Por su
temporalidad
Por su destino

• Demanda
insatisfecha
• Demanda
satisfecha
• Saturada
• No saturada
• Demanda de
bienes
necesarios
• Demanda de
bienes no
necesarios
• Demanda
continua
• Demanda
estacional
• Cíclica
• Irregular o
esporádica
• Demanda de
bienes finales
• Demanda de
bienes
intermedios
• Demanda de
bienes de capital

Es importante clasificar la demanda de un producto o servicio de acuerdo con su
tipo, ya que esta medida ayudará a comprender mejor sus posibilidades de
colocación real en el mercado.

2.5 Relación de normas aplicables respecto al produ cto
(Técnicas, calidad, sanitarias, entre otras)

Nombre

Número

Fecha
Descripción Contenido
General
Ruido:
• Nivel sonoro

• Generación de
ruido

NOM-080-STPS-
1993

NOM-011-STPS-
1993

14/1/1994

6/7/1994

Higiene industrial. Medio
ambiente laboral,
determinación del nivel
sonoro continuo equivalente
al que se exponen los
trabajadores en los centros
de trabajo.

Condiciones de seguridad e
higiene en los centros de
trabajo donde se genere
ruido.

NORMAS DE SEGURIDAD:
• Seguridad
NOM -106- STPS -
1994
11/1/1996
Polvo químico seco tipo bc,
a base de bicarbonato de
sodio.
• Seguridad
NOM -109- STPS -
1994
16/1/1996
Prevención técnica de
accidentes en máquinas y
equipos que operan en
lugar fijo. Protectores y
dispositivos de seguridad,
tipos y características.
• Prácticas de
higiene
NOM -120-SSAI-
1994
28/8/1995
Bienes y servicios, prácticas
de higiene y seguridad para
bienes y servicios.
• Seguridad e
higiene
NOM -001- STPS -
1993
08/6/1994
Condiciones de seguridad e
higiene en las edificaciones,
locales, instalaciones y
áreas de los centros de
trabajo.
• Seguridad
NOM -002- STPS -
1994
20/7/1994
Condiciones de seguridad
para la prevención y
protección contra incendio
en los centros de trabajo.
• Licencias para
operador de grúas
y montacargas
NOM -003- STPS -
1993
8/6/1994
Obtención y refrendo de
licencias para operador de
grúas y montacargas en los
centros de trabajo.
• Seguridad
NOM -004- STPS -
1993
13/6/1994
Sistemas de protección y
dispositivos de seguridad en
la maquinaria, equipos y
accesorios en los centros
de trabajo.
• Seguridad
NOM -005- STPS -
1993
3/12/1993
Condiciones de seguridad
en los centros de trabajo
para el almacenamiento,
transporte y manejo de
sustancias inflamables y
combustibles
.
15

• Seguridad e
higiene
NOM -001- STPS -
1993
3/12/1993
Condiciones de seguridad e
higiene para la estiba y
desestiba de los materiales
en los centros de trabajo.
• Seguridad e
higiene
NOM -010- STPS -
1994
8/7/1994
Condiciones de seguridad e
higiene en los centros de
trabajo donde se
produzcan, almacenen o
manejen sustancias
químicas capaces de
generar contaminación en el
medio ambiente laboral.
• Seguridad e
higiene
NOM -011- STPS -
1993
6/7/1994
Condiciones de seguridad e
higiene en los centros de
trabajo donde se genere
ruido.
• Condiciones
térmicas o abatidas
NOM -015- STPS -
1994
30/5/1994
Condiciones térmicas
elevadas o abatidas en los
centros de trabajo.
• Seguridad e
higiene
NOM -016- STPS -
1993
6/7/1994
Condiciones de seguridad e
higiene en los centros de
trabajo referente a
ventilación.
• Seguridad
NOM -017- STPS -
1993
24/5/1994
Equipo de protección
personal para los
trabajadores en los centros
de trabajo.
• Seguridad e
higiene
NOM -019- STPS -
1993
22/10/1997
Constitución y
funcionamiento de las
comisiones de seguridad e
higiene en loscentros de
trabajo.
• Seguridad
NOM -020- STPS -
1993
24/5/1994
Medicamentos, materiales
de curación y personal que
presten los primeros
auxilios en los centros de
trabajo.

• Seguridad
NOM -021- STPS -
1993
24/5/1994
Requerimientos y
características de los
informes de los riesgos de
trabajo, para integrar las
estadísticas.
• Seguridad
NOM -025- STPS -
1993
25/5/1994
Niveles y condiciones de
iluminación que deben tener
los centros de trabajo.
• Colores que deben
utilizarse
NOM -026- STPS -
1994
24/5/1994
Colores que deben
utilizarse en materia de
medicina, seguridad e
higiene, en los centros de
trabajo.
• Señales de
seguridad e higiene
NOM -027- STPS -
1994
27/5/1994
Señales de seguridad e
higiene.

Trátese de bienes o servicios, el producto es el resultado natural del proceso de
fabricación. Se distinguen tres grupos de productos:

• Los bienes de consumo final.
• Los bienes intermedios.
• Los bienes de capital.

Los bienes de consumo se distribuyen entre un número mayor de compradores
que los bienes de capital, lo que se ilustra al analizar un vestido, bien de consumo
final; telas e hilos, bienes intermedios; y un torno o una fresadora, bienes de
capital.

La planeación del producto es primordial para abstenerse de formular una
estrategia comercial defectuosa. Un factor que estimula esta planeación es el
carácter de competencia e innovación en la mayoría de los mercados de bienes de
consumo final. Las nuevas ideas se deben adoptar de manera rápida y
transformarse en obsoletas por otras mejores.

2.6 Características de la materia prima

Las materias primas que se necesitan para el troquelado de piezas metálicas son
las siguientes:

• Lubricantes.- Durante la operación de doblado y troquelado, es necesario
que las zonas de trabajo estén bien lubricadas, ya que esto facilita el
deslizamiento de la chapa y un menor desgaste de las matrices y
punzones.

Con la adecuada lubricación, también se pueden cubrir algunos pequeños
defectos de los troqueles y del material.

• Pastas, jabones y grasas:

1. Pasta color crema, no pigmentada, soluble en agua, parecida a la mayonesa.
Está compuesta de substancias jabonosas y grasas. El jabón se hace
emulsionable.

Es muy adecuada para troquelado ligero y la embutición también ligera de piezas
con acero al carbono y aleaciones de cobre. Se prepara con agua caliente
concentrada al 10%.

2. Pasta color gris claro, soluble al agua, pigmentada. Se compone de jabón,
grasas y polvo lubricante. Este último determina una película de separación entre
el punzón, la matriz y la pieza. Se utiliza principalmente en embutidos profundos
de materiales como el latón, el bronce, el cobre y aceros al carbono. Se mezcla
con agua en una concentración de 33%.

• Aceites colorados:

1. Hidrosoluble de base colorada, viscoso, transparente, de color amarillo con
aspecto como la miel, inoloro. Es idóneo para la embutición difícil; se utiliza al
100% o diluido con cualquier tipo de aceite lubricante para reducir la viscosidad o
por económica.

2. Con viscosidad muy baja, de base colorada, transparente, color amarillo claro y
un olor agradable. Su aplicación es para las operaciones normales de troquelado.

• Aceites emulsionables:

1. Mineral emulsionable, soluble en agua. No es pegajoso y carece de olor. Sólo
se recomienda para el troquelado sencillo. Se mezcla con agua en una relación
desde el 10% hasta el 25%.

2. Color marrón obscuro. Es un aceite sulfurado. Se utiliza para el troquelado
difícil. Se mezcla con el agua en una relación de concentración desde el 100%
hasta el 25%.

• Grasas sulfuradas:

Aceite sulfurado, insoluble al agua, tiene una viscosidad SAE – 20. Su color es
marrón oscuro. Sus usos son diluir o diluido con aceite lubricante. Contiene
muchas substancias oleosas.

• Materias jabonosas:

Líquido, jabón lubricante, hidrosoluble; se mezcla con agua en una proporción de
1.5 adecuado para troquelar y embutir con todos los metales.

• Laminados.- Para el estampado en frío se utilizan laminados de latón, que
se consiguen en tiras de 2 a 4 metros. de largo con diferentes medidas de
ancho y espesor.

Relaciones insumo-producto:

Para elaborar una tapa para apagador de luz de 7 por 12 cm se requiere de los
siguientes:

• Una chapa o lámina de latón de 8 por 13 cm, con espesor de 0.5 mm.
• 50 ml de lubricante
• 10 ml de pintura para latón.

Relación de proveedores principales.

Los principales proveedores de la materia prima, que se utiliza en el proceso de
troquelado, se anuncian en los directorios de:

• Cámara Nacional de la industria del Hierro y Acero.
• Consejo Coordinador de la industria Metal Mecánica (de la Cámara
Nacional de la industria de la Transformación).
-Sección 4 "Talleres Metal – Mecánicos".
-Sección 69 "Fabricantes de Forja Troquelado y Estampado".
• Cámara de la industria de la Transformación de Nuevo León .
• Confederación de Cámaras industriales de los Estados Unidos Mexicanos.

También se puede consultar vía Internet el Sistema de Información Empresarial
Mexicano (SIEM).

Algunas materias primas y auxiliares también se pueden obtener por medio de la
importación para lo cual deben consultarse los directorios de las cámaras de
comercio de las diversas embajadas.

Los servicios de corriente eléctrica y agua se obtienen a través de contratos o
convenios con Luz y Fuerza del Centro, en su caso con la Comisión Federal de
Electricidad y en la Comisión Nacional del Agua, respectivamente.

Procedimiento de compra y negociación con proveedores.

La compra de materias primas es un factor en el que concurren una serie de
elementos, como la cantidad (volúmenes), la calidad, el precio y el tiempo de
entrega (oportunidad de los materiales).

Es importante la selección y la negociación con los proveedores, que se deben
tomar en cuenta para sincronizar la adquisición de las materias primas con el
programa de producción. Un procedimiento de compra efectivo representa uno de
los muchos factores que contribuyen a lograr la meta de permanencia y
crecimiento de la micro, pequeña y mediana empresa.

Entre las principales características que se deben observar y detectar en la
compra de materias primas y suministros, destacan las siguientes:

• Calidad adecuada
• Precios competitivos
• Tiempos de entrega oportunos
• Disponibilidad inmediata

2.7 Análisis de precios

El establecimiento del precio es de suma importancia, pues influye en la
percepción del consumidor final sobre el producto o servicio. Nunca se debe
olvidar a qué tipo de mercado se orienta el producto. Debe conocerse si lo que
busca el consumidor es calidad, sin importar mucho el precio, o si el precio es una
de las variables de decisión principales. En muchas ocasiones, una errónea
fijación del precio es responsable de la falta de demanda de un producto.

Las políticas de precios de una empresa anticipan la forma en que se comportará
la demanda. Es importante considerar el precio de introducción en el mercado, los
descuentos por compra en volumen o pronto pago, las promociones y comisiones,
los ajustes de acuerdo con la demanda y otros aspectos.

Una empresa puede decidir entrar al mercado con un alto precio de introducción;
con un precio bajo en comparación con el de la competencia; o bien, no buscar
mediante el precio una diferenciación de su producto y, por lo tanto, ingresar con
un precio cercano al de la competencia.

Las ventajas y desventajas de cualquiera de las tres opciones se deben analizar y
cubrir en todos los casos los costos en que incurra la empresa, sin olvidar los
márgenes de ganancia que esperan percibir los diferentes elementos del canal de
distribución.

El precio de un producto o servicioes una variable relacionada con otros tres
elementos de la mezcla de mercadotecnia: plaza, publicidad y producto.

Es recomendable establecer políticas claras en cuanto a descuentos por pronto
pago y compras por volumen, así como en materia de promociones, ya que éstas
constituyen parte importante de la negociación con los clientes potenciales y/o
distribuidores. Otro aspecto relevante es considerar si la empresa pagará a sus
vendedores alguna comisión por el volumen de ventas, y qué proporción
representarán éstas del monto total de sus percepciones.

3.- DISEÑO

Introducción

El aluminio es un metal que reúne una serie de propiedades mecánicas excelentes
dentro del grupo de los metales no férreos, de ahí su elevado uso en la industria.
Dentro del ciclo vital del aluminio, éste se encuentra actualmente en la etapa de
madurez, es decir su producción está estabilizada desde hace un par de décadas,
aunque en la industria de la automoción su uso es cada vez mayor. Esta aparente
contradicción se debe a que está siendo sustituido por nuevos materiales, como
los polímeros o los materiales compuestos, en aplicaciones en las que hasta ahora
se había utilizado el aluminio. Esto mismo ocurre en mayor medida con los
metales ferrosos, donde su producción sí ha disminuido, al verse sustituidos por
los nuevos materiales o por el propio aluminio, es el caso de los automóviles o
motocicletas, donde cada día aparecen más motos con bastidores de aluminio y
coches con suspensiones, partes del chasis y carrocería fabricados con aluminio

En el diseño se contempla:

• La calidad y características de la pieza a punzonar.
• La funcionalidad del troquel, en el que se ha de facilitar el acceso y
sencillez para la colocación y extracción de la pieza, el trasporte del troquel
para su instalación en la prensa, la reparación de las posibles averías que
puedan darse y la sustitución de las piezas que por su desgaste sea preciso
cambiar, lo que facilita su mantenimiento.
• El aspecto económico, lo que incide en el uso de piezas y accesorios
comerciales y normalizados.

3.1- materiales

Aluminio 6061-t6 (AISI/ASTM)

Aleación dúctil y ligera, con gran resistencia y excelentes características de
acabado, el aluminio 6061-t6 es ideal para la elaboración de piezas maquinadas
con calidad de excelencia y para trabajos que requieran buen acabado superficial.
Posee excelente resistencia a la corrosión y acabado además de facilidad de
soldadura y una resistencia parecida a la del acero. Esta es una aleación de
propósito general muy popular con buena facilidad de maquinado a pesar de su
tratamiento de envejecimiento artificial (t6).

Composición química:

El aluminio 6061-t6 tiene las especificaciones de fabricación necesarias para
asegurar máxima eficiencia.

• 0.40/0.80% de silicio
• 0.7% máximo de hierro
• 0.15/0.40% de cobre
• 0.8/1.2% de magnesio
• 0.04/0.35% de cromo
• 0.25 máximo de zinc
• 0.015 máximo de titanio

Ventajas:

Adicionalmente a sus características naturales (excelente conductividad, ligereza,
nula toxicidad y que no produce chispa), el aluminio 6061-t6 ofrece las siguientes
ventajas

• Resistencia superior a la de las aleaciones 6063
• Elaborado mediante tratamiento térmicos
• Envejecido artificialmente
• Optima conformación con el frío
• Excelentes características para soldadura fuerte y al arco.

Beneficios:

Siempre que se necesite un producto verdaderamente confiable contiene pensar
en aluminio 6061-t6, que por su calidad garantiza los siguientes beneficios

• Excelente resistencia a la corrosión
• Gran resistencia a la tensión
• Excelente maquinabilidad

Tratamiento térmico:

T6: tratado térmicamente por solución y envejecido artificialmente.

PROPIEDADES MECÁNICAS (1)

JUEGO DE PUNZONES

Matriz

PROCESO PROGRESIVO

TROQUEL

MATERIAL: ALUMINIO
CALIBRE : 12
ESPESOR: 2.65
ESCALA: MM
PIEZA A TROQUELAR

DISTRIBUCIÓN Y CANTIDAD DE PIEZAS QUE SE OBTENDRÍAN EN
HOJA DE LÁMINA.

POSICIÓN DE LA PIEZA
110=La
60=D
VERTICAL

COMO
80≥La
5.1>e
eba 5.1==
mmba 9754.3==

DIMENSIONADO DE LA TIRA.

ANCHO DE LA TIRA
bDB P 2+=
( )42110+=B
mmB 118=

PASO
bDP P 2+=
( )4260+=P
mmP 68=

NUMERO DE PIEZAS POR LÁMINA.

CANTIDAD DE TIRAS.
B
A
NT =
118
1220=TN
10=TN
CANTIDAD DE PIEZAS POR TIRA.
P
P A
L
N =
68
2440=PN
35≈PN

CANTIDAD DE PIEZAS POR LÁMINA.
PTP NNN ×=
3510×=PN
350=PN

CALCULO DE LA FUERZA DE CORTE.

FORMULA ESPESOR
ÁREA DE
CORTE
RESISTENCIA AL
CORTE
FUERZA DE
CORTE
contorno(mm) ℮(mm) ac[mm] cδ [kg/mm] fc=[kg]
[6(π(5))] 2,65 249,75 13 3246,75
[8π+2(35)] 2,65 252,1 13 3277,3
[8π+2(35)] 2,65 252,1 13 3277,3
[8π+2(20)] 2,65 172,6 13 2243,8
[2(8.9+22+30] 2,65 185,18 13 2407,54
[8π+2(30)] 2,65 225,6 13 2932,8
[25+5/4π+87,5+ 2,65 803,42 13 10444,46
18,2+25+25+5/4π+
40+5/4π+37,5+18,2+15] 2,65 559,81 17 9516,77

∑ = 56.2700CA
∑ = 521.37346CF

tonPm 354.45=
tonPm 46≈

FUERZA DE EXTRACCIÓN

CAKFr ×=
( )56.2700109.2=Fr
[ ]kgFr [48.5695=

PLACA DE EXTRACCIÓN

( )8.502+B
( )8.502118+
][3.219 mm

A
F
P =
20
48.5695=A
[ ]mmA 77.284=

LEA ×=
L
A
E =
6.219
77.284=E
[ ]cmE 29.1=
[ ] [ ]mmcmE 9.1227.1 ≈=

RESORTE PARA LA EXTRACCIÓN

CARRERA DE TRABAJO

CeeCC Pr ++=
( ) ( )65.25.165.27.12
3
1 ++=Cr
[ ]mmCr 85.10=

LONGITUD MÁXIMA DEL PUNZÓN

( )
ep
d
LMAX ×
=
δ
33390
DONDE :
mm
kg
p 25=δ

( )
( )65.225
3340 3d
LMAX =
[ ]mmLMAX 38.79=

NOTA: SE USARA LA LONGITUD DE 60MM.

SEPARACIÓN DE LA PLATINA SUPERIOR A LA PLACA DE EXTRACCIÓN
ELLd 3
2−=
( )7.12
3
2
60−=dL
[ ]mmLd 53.51=

LONGITUD TEÓRICA DEL RESORTE SIN CARGA

pdb CLL +=
( )7.12
3
1
53.51 +=bL
[ ]mmLb 76.55=

CARRERA TOTAL DE COMPRESIÓN

( )db lLCrC −+=
( )53.5176.5585.10 −+=C
[ ]mmC 08.15=

PORCENTAJE DE COMPRESIÓN

( )
Lb
c
PC
100=
( )
76.55
08.15100=CP
%04.27=CP

FUERZA DE CADA CORTE
54.2
CT
TC =
( )
54.2
06.1308.15=CT
[ ]mmTC 53.77=

FUERZA DE CADA CORTE
( )
54.2
3.2808.15=CT
[ ]mmTC 01.168=

FUERZA DE CADA CORTE
( )
54.2
83.3808.15=CT
31.1487=CT
NUMERO DE RESORTES
Tc
Fr
N r =
63.77
02.5769=rN
74=rN
NUMERO DE RESORTES
01.168
02.5769=rN
34=rN
NUMERO DE RESORTES
31.1487
02.5769=rN
487.3 ≈=rN
4 RESORTES DE CARGA MEDIANA PESADA (ROJA) CAJA DE "
2
1
1
JUEGO ENTRE PUNZÓN Y MATRIZ 24.0=J

DIMENSIONADO DEL PUNZÓN.

PUNZÓN 1
mm
kg
25=δ
56.2763.19
13.541 ===
A
Fδ
( )
4
5 2
1
π=A
63.191 =A
SE ENGROSA [ ]mm10=θ

PUNZÓN 2 = PUNZÓN 3
92.9
26.330
3.3277 ===
A
Fδ

PUNZÓN 4
67.10
26.210
8.2243 ===
A
Fδ

PUNZÓN 5
62.9
580
34.2407 ===
A
Fδ

PUNZÓN 6
10.10
26.290
8.2932 ===
A
Fδ

PUNZÓN 7
13.20
73.516
96.10999 ===
A
Fδ

PUNZÓN 8
17
88.559
77.9516 ===
A
Fδ

3.1.2- Software

El diseño en la actualidad se realiza en un programa especializados de CAD 3D
con lo que se facilita la gestión de los elementos del troquel, la obtención de la
mayor parte de las características necesarias de cada pieza, como el material, el
peso, y otras, así como la lista de materiales, aspecto éste importante en este tipo
de utillajes.

Como anteriormente fue mencionado, este trabajo que se ha desarrollado consiste
en el diseño de un troquel, en donde nos auxiliaremos del mayor número de
herramientas que nos permita facilitar este proceso. Para ello se recomienda la
utilización de un programa de diseño en tres dimensiones, que esta enfocado al
diseño de piezas industriales ó troqueles, como Catia v5 R16, Unigraphics NX4,
Solid Works, Mastercam, Surfcam, Delcam Powermill 6, Pro/Engineer Wildfire 3,
Mechanical Desktop, Rhinoceros y Ansys.

Pieza En Ansys

SOLID EDGE

3.1.2.3 - Sistemas CAD

La implementación de los sistemas CAD ha mejorado el rendimiento de los
equipos de diseño, es decir, son más eficientes, pueden trabajar más rápido y
pueden reducir más fácilmente el costo del producto.

Debido a los diferentes niveles en las necesidades de los equipos de diseño,
existen diferentes niveles en los sistemas de diseño asistido por computadora.

Estos están divididos en dos categorías: dos dimensiones y tres dimensiones.
También pueden ser divididos por su potencia en programas de bajo nivel (2D),
mediano nivel (3D) y alto nivel (3D) La principal diferencia entre los dos últimos
niveles es que el primero solamente es CAD mientras que en los otros son
CAD/CAM/CAE.

Para seleccionar un CAD es necesario conocer las características del programa.

Un buen modelador de sólidos tiene las siguientes cualidades:

• Flexibilidad: debe soportar sólidos de todas las formas.
• Robustez: el modelador debe producir sólidos constantes y apropiados, es
decir no debe permitir la construcción de objetos no realizables.
• Simplicidad: la interfase con el usuario debe ser amigable y fácil de usar.
• Económico: el sistema debe justificar la inversión requerida para su
adquisición.

Los sistemas de mediano nivel son una herramienta que permiten a las pequeñas
y medianas empresas, debido a su capacidad de inversión, ser más eficientes y
mejorar el desempeño de sus equipos de diseño.

En el área de computación existen estudios donde se presenta la utilización del
lenguaje de programación AML para dar soporte a varias aplicaciones de
ingeniería concurrente, es decir, para aplicaciones en las cuales se tome, desde
un principio, en cuenta todos los elementos del ciclo de vida del producto.

Para dar soporte a todas las actividades (necesarias para el desarrollo del
producto) es necesario contar con un sistema de información conjunta, ya que las
decisiones tomadas en un área pueden afectar a elementos de otras áreas.

Para lograr esto los autores proponen el uso de AML debido a sus características
de modelado gráfico y de la actualización automática de dependencias, esto último
se refiere a la modificación de los parámetros.

3.2.- Diseño Paramétrico

Los trabajos de diseño paramétrico (conjunto de variables y relaciones que sirven
para definir un valor, una forma, etc.) son muy comunes por las ventajas que
presentan para sus usuarios. Una de las principales ventajas que presentan es la
flexibilidad que da a los elementos a los que fue implementado y la velocidad de
respuesta ante ciertos cambios.

En el área de maquinaria se tiene, por ejemplo, se genera un modelado
paramétrico para la creación de dados para troquel y donde es analizado por los
autores la ventaja de trabajar con un sistema de tres dimensiones frente a uno de
dos dimensiones.

Para generar el dado del troquel requieren de tres variables: el ancho, el largo y el
espesor de la lámina que se desea cortar. Con esta información y con las
características de la prensa se hacen las demás medidas funciones de éstas. Una
vez obtenidas las relaciones, se desarrollan tablas con esta información en la hoja
de cálculo. Por último, se vinculan los valores de la hoja de cálculo con el diseño
final realizado en el CAD de tres dimensiones.

Las ventajas de trabajar los valores en una hoja de cálculo es que sólo se tiene
que realizar el dibujo de una pieza genérica para todas las versiones. Además se
evitan errores debido a la no implementación de un cambio en alguna medida. La
ventaja de trabajar con un sistema de tres dimensiones en vez de uno de dos
principalmente es que se puede ver desde varias posiciones el diseño, que se
puede vincular con dato externos (como una hoja de cálculo) y que sólo se tiene
que hacer un modelo genérico.

Para efectos de la presente investigación, para lograr hacer la familia de casilleros
flexible es necesario identificar cuáles son las piezas afectadas por las
dimensiones globales del casillero, es decir por el ancho, la profundidad y la altura.
Una vez identificadas las piezas se cuantifica esa afectación y se representa como
una función de la variable (diseño paramétrico). El calibre de la lámina es una
variable muy importante ya que ésta también afecta las

dimensiones del casillero y el costo de materia prima del producto. Hay que
cuantificar la relación de estas dimensiones con cada una de las piezas.

3.3.- Elementos del troquel

El esquema fundamental del troquel, son tres placas (siguiente figura) sobre las
que se montan todos los elementos que lo configuran, de los que se van a reseñar
de cada uno de ellos, su función y características más significativas:

La placa inferior, que se fija mediante pernos que se introducen por las guías de la
mesa de la prensa y por los agujeros realizados al efecto en la placa. En ella, se
fija la matriz y las columnas guía.

Otro aspecto a considerar al diseñar esta placa es que los recortes sobrantes, en
este caso las pepitas del punzonado han de pasar a través de ella hacia el foso de
la prensa.

La placa superior, que ha de anclarse en la parte superior de la prensa o carro
mediante pernos que se introducen por las guías de la prensa y las diseñadas al
efecto en la placa. Sobre ella se sitúan las herramientas que actuarán sobre la
pieza y los pistones. Se ha de tener en cuenta que las columnas guía han de
pasar a través de la placa y deben librar la prensa en su posición más
desfavorable.

La placa pisadora, va entre las anteriores y su función es fijar la pieza a la matriz
antes de que baje totalmente la prensa y actúen las herramientas de corte,

doblado u otras, que pasan a través de ella y lo hagan de forma precisa. En el
proceso de ascenso de la prensa, tiene la importante función de evitar que la pieza
sea arrastrada por las herramientas que han actuado sobre ella. Para ello se
colocan unos pistones que mantienen la placa pisadora sobre la pieza durante un
tramo del ascenso.

Placas superior, pisadora e inferior y guías. Se ap recia la matriz y un pistón.

Pisador superior. Para preservar la placa, se coloca bajo ella lo que se denomina
“pisador superior” y que tiene la forma negativa de la pieza.

Columnas guía. El guiado de las placas es una faceta importanteya que para que
realicen las placas superior y pisadora su desplazamiento con precisión, se
disponen columnas o placas de guiado, que se fijan en la placa inferior. Por
consiguiente el ajuste es con apriete y se suelen introducir incrementando la
temperatura en la placa inferior. En las otras ha de haber juego y para evitar su
deterioro y facilitar el deslizamiento, se colocan casquillos.

Casquillos, son piezas de forma cilíndrica, que se fijan a la placa con un ajuste con
apriete suave y con unas bridas para que no se salgan con el uso. El ajuste con la
columna es con juego. Para facilitar el desplazamiento pueden tener nódulos de
grafito, o bolas.

Punzón, (siguiente figura) es un elemento de gran dureza que realiza un agujero
en la pieza, tienen la forma del orificio que se pretende, usualmente circular. Son
elementos normalizados, si bien hay medidas que es preciso realizar
específicamente. En este caso, son cilíndricos y en la parte superior tienen una
“cabeza” de mayor diámetro. El punzón es la pieza que más desgaste va a tener,
por ello, se van a desmontar con facilidad para poderlos rectificar o cambiar
cuando ya no sean recuperables.

Además de los ocho punzones cilíndricos que lleva este troquel, hay otro más para
separar las dos piezas finales, que tiene forma cuadrada.

portapunzones, es la pieza en la que se ubica el punzón, determinando su
correcta posición y aportando rigidez, de modo que no sufran pandeo, ya que al
ser relativamente largos y los esfuerzos tan grandes podrían verse afectados.

Sufridera, entre el
portapunzones y la placa se
coloca una placa más fina, de
gran dureza, que es la que
transmite el esfuerzo a la
cabeza del punzón y evita el
deterioro de la placa.
Pisadores, como se indicó,
son formas negativas de la
pieza que se fijan a la placa
pisadora por su parte inferior.

Matriz, es un elemento básico
del troquel, en la que se
coloca la pieza para el
punzonado. Tiene la forma negativa de la pieza y se apoya sobre la placa inferior,
intercalándose una sufridera. Se disponen huecos interiores, que permiten la
evacuación de las pepitas y residuos de corte. Es importante el diseño de estas
oquedades pues se ha de evitar que los residuos se atasquen y obstruyan la
salida hacia la fosa de la prensa, lo que podría provocar daños considerables en el
troquel.

Pistones, son resortes neumáticos consistentes en un vástago telescópico que se
mueve por el interior de un cilindro que contiene nitrógeno a presión. El resorte
neumático es un muelle de bajo coeficiente, que ofrece autonomía de
funcionamiento al no requerir una instalación neumática ni canalizaciones con
fluidos a presión. se instalan entre la placa superior y la pisadora y su función es,
cuando desciende la prensa, comprimir la placa pisadora fijando la pieza antes de
que actúen los punzones (o herramientas) y cuando asciende, mantener fija la
pieza mientras salen los punzones. La fuerza de extracción es del orden del 5 al
10% de la de punzonado.

Setas, son piezas que se colocan en los lugares susceptibles de rotura, como son
los de contacto del vástago del pistón con la placa pisadora. Se realizan con
aleaciones que soporten bien los golpes y se colocan de modo que se puedan
sustituir con sencillez.

Cáncamos, son elementos para el transporte de las placas del troquel. Se han
colocado en la inferior y en la superior ya que son las más pesadas.

En la pisadora se han practicado agujeros roscados en los que se enroscan
tornillos que hacen la función de los cáncamos, a los que se amarran las eslingas.

Punzonado lateral: los orificios laterales se podrían realizar en el troquel inicial de
corte, pero no se aseguraría suficientemente su posición tras el doblado, por lo
que se ha acordado realizar el punzonado lateralmente en éste troquel. Para ello
es preciso transformar el desplazamiento vertical en otro horizontal, mediante
cuñas que formen ángulos complementarios, en este caso de 45º, de modo que el
punzonado se realice horizontalmente. En esta operación realizan unos esfuerzos
considerables que es preciso tener en cuenta, por lo que se van añadir elementos
que refuercen la acción de las cuñas.

El conjunto de la cuña que aquí se aplica se compone de los siguientes
elementos:

Cuña horizontal.

Soporte para unir la cuña al conjunto formado por la sufridera, los punzones, el
porta punzones y el pisador lateral, un resorte que separa estos dos últimos y un
pistón, que lleva la cuña a su posición de reposo.

Placa de bronce al aluminio, sobre la que desliza la cuña, que se guía por medio
de las grapas correspondientes.
53

Cuña vertical o superior, que se fija a la placa superior, transmitiendo a la cuña
horizontal la misma fuerza que ejerce la prensa. El rozamiento entre las cuñas se
suaviza mediante nódulos de grafito.

Reacciones, cuya misión es soportar la reacción de la cuña horizontal sobre la
superior, se fija sobre la placa inferior y se completa con dos complementos o
calas, con el objeto de emplear elementos normalizados que se encuentran en el
mercado. Las calas tienen la función de evitar golpes de la cuña.

4.- MANUFACTURA

Introducción

La elección del equipo requerido es uno de los factores más importantes para el
inicio de operaciones de cualquier empresa, sobre todo si se trata de un micro o
pequeño negocio, en virtud de los elevados egresos que puede representar y de
las limitadas opciones de financiamiento, aspectos que influyen de manera
importante en el éxito o fracaso del negocio.

4.1 La producción y su ritmo

Producción.- comprende el proceso productivo que se lleva a cabo en la
empresa, desde que ingresan los insumos (materia prima, materiales auxiliares,
maquinaria, herramientas, personal) hasta que, mediante la conversión adecuada
de todos, se logra un producto listo para su venta. El ciclo de producción
comprende las siguientes actividades básicas:

Planeación de la producción. Establecimiento de objetivos, normas,
procedimientos, métodos, estrategias y tácticas para la administración de la
maquinaria, materiales, mano de obra y los procesos.

Organización de la producción.- coordina los factores determinantes de la
producción, como: el número de piezas por producto, el número de operaciones
de cada pieza, la interdependencia entre piezas, la variación de capacidad de las
máquinas para las distintas clases de trabajo, el número de submontajes, la
necesidad de entregar en fechas determinadas, la recepción de pedidos
pequeños, numerosos y otros.

Dirección de la producción.- fija y establece políticas funcionales de producción
(sobre planta, equipo, diseño e ingeniería de productos, planeación, control de la
producción y personal operativo), mantenimiento, toma de decisiones, medidas
correctivas necesarias para la regulación del proceso productivo y la integración
de equipos de trabajo con proyectos de mejora continua.

Control de la producción.- supone el conocimiento completo y exacto de la
situación de todos los materiales que se utilizan en el proceso productivo,
mediante la regulación del tráfico de piezas en la fabricación y los montajes para
conocer el proceso de las materias en transformación, calcular la posibilidad de
cumplir los compromisos,
55

prevenir la reducción de existencias y aprovechar la maquinaria, materias primas,
almacenes y capacidad instalada en general. Establece la coordinación entre el
control de calidad y el control de costos.

4.2 Elección de la maquinaria a utilizar
4.2.1 Relación de equipo a escala microempresa

De manera general se consigna el nombre de la maquinaria, equipo principal para
la operación normal en el giro, así como su capacidad y valor referencial. No se
consideran los precios a los que se podrían obtener en un mercado de maquinariay equipo usados en renta.

EQUIPO COSTO APROXIMADO($)
Troquel para punzonado y corte (3) 9,000
Troquel doblador (3) 7,500
TOTAL
16,500
Nota: Los valores consignados corresponden a 1998.

4.2.2 Relación del equipo a escala pequeña empresa

Una de las primeras decisiones al elegir el equipo, se relaciona con el grado de
flexibilidad o adaptación deseada. Las máquinas y herramientas se pueden
clasificar como de propósito general y de propósito especial. Las máquinas de
propósito general son las más flexibles, constituyen la mayoría de las máquinas y
herramientas que se utilizan en la actualidad.

En contraste, las máquinas de propósito especial están diseñadas para efectuar
un solo trabajo. Tales máquinas tienen, por lo general, la ventaja de efectuar
operaciones específicas, de manera más rápida y a mayor escala que las
máquinas de propósito general. Sin embargo, se caracterizan por su falta de
flexibilidad ya que un cambio en el diseño del producto puede requerir su
acoplamiento, desecho o cambio total.

Por lo común, la elección entre el equipo general y el especializado, implica un
problema económico, considerando los siguientes aspectos:

1) El costo inicial que se debe cargar durante la vida útil prevista del equipo;
2) El costo laboral directo.
3) El costo de preparación.

La vida útil de una máquina con propósito especial, construida con métodos
convencionales, por lo general termina bruscamente cuando ocurre un cambio en
el modelo del producto o en el proceso, el cual altera la operación para la que se
diseñó.

El aumento de la vida esperada de los paquetes de máquinas permite amortizar su
costo original durante períodos más largos y disminuye su tasa de obsolescencia,
lo que hace más atractiva su compra y su futuro en la industria es más
prometedor.

El uso máximo de maquinaria universal es posible organizando la producción de
partes en grupos, sobre la base de su tamaño, su forma y los métodos de
fabricación. Esta organización tiende a reducir el manejo del material y los costos
de las existencias.

También se debe tomar una decisión acerca de la acción de una máquina, por
ejemplo, los medios para lograr su movimiento. Los métodos comunes de
impulsión son: eléctricos, hidráulicos, neumáticos (aire o vapor comprimido) y
mecánicos (tren de engranes, levas o palancas). Cada uno de estos medios de
acción tiene sus ventajas para lograr ciertos movimientos; pero si este factor es
igual entre dos medios semejantes, las limitaciones de espacio, el costo general y
la facilidad de cambio o mantenimiento determinan la elección exacta.

En el diseño o selección de cualquier máquina, existen dos principios
fundamentales que deben tomarse en cuenta:

1) La máquina debe ser fácil de instalar, mover, operar, dar servicio y reparar.
2) Debe suministrarse con mecanismos de seguridad para prevenir problemas
onerosos debido a una operación inapropiada.

Los controles de encendido y apagado se deben colocar en forma tal que sea
posible apagar la máquina rápidamente.
57

Si es posible, se deberá diseñar la máquina de tal manera que el operador se
pueda sentar con comodidad. Por último, al elegir el equipo, debe decidirse entre
construirlo o comprarlo ya fabricado.

Con relación al equipo específico para el giro, a continuación se realiza una
descripción del mismo para cada una de las etapas del flujo de producción.

La pequeña empresa utiliza un mayor equipamiento en número y capacidad
productiva con relación a la microempresa.

El equipo mínimo a considerar en este tipo de empresa es el siguiente:

EQUIPO COSTO APROXIMADO ($)
Troquel para punzonado y corte (8) 400,000
Troquel doblador (8) 360,000
Comparador óptico (8) 40,000
Compresora (16) 24,000
total: 824,000
Nota: los valores consignados corresponden a 1998.

4.2.3 Especificaciones del equipo auxiliar

El equipo auxiliar y los accesorios de apoyo para la operación de la planta
incluyen, entre otros:

EQUIPO COSTO APROXIMADO ($)
• Montacargas 25,000
• Bandas transportadoras 20,000
• Lote de herramientas 5,000
• Camión 300,000
• Equipo de computo 30,000
• Equipo de oficina 50,000
TOTAL 430,000
Nota: Los valores consignados corresponden al primer semestre de 1998.

4.3 Evaluación de comprar o rentar el equipo

En años recientes se manifestó en la industria una marcada tendencia a la renta
de bienes de capital en contraposición a su compra. Se utiliza la opción de renta
en los casos de edificios, camiones de entrega y servicios dentro de la planta,
camiones para manejo de materiales y equipo de oficina. La renta tiene sus
ventajas: evita desembolsos de capital, anula los gastos por servicio o
mantenimiento y permite deducir los pagos por arrendamiento, ya que se
consideran gastos corrientes del negocio.

4.4 Calidad en procesos y productos

Calidad es cumplir con los requerimientos de los clientes estableciendo normas y
estándares para hacer las cosas bien por lo que es equivalente al nivel de
satisfacción que le proporciona a su consumidor y que está determinado por las
características específicas del producto o servicio.

La calidad es el conjunto de características que confieren a un elemento, producto
o servicio la aptitud de satisfacer una necesidad implícita y explícita.

Existen aspectos de un producto o servicio que más influyen en su calidad

Sin duda, los principales criterios para alcanzar la calidad son:

• Satisfacción de las expectativas de los clientes.
• Cumplimiento permanente de las normas y especificaciones técnicas del
diseño.

4.4.1 Sistema de calidad

Un sistema de calidad es el conjunto de directrices, políticas y requisitos que debe
reunir una empresa con objeto de dar cumplimiento a los estándares de calidad
definidos o acordados con el cliente para un producto o proceso.

Los sistemas de calidad se diseñan para establecer y facilitar las tareas
productivas de la empresa, mediante métodos relacionados con la rama
productiva que permiten controlar, evaluar y resolver, de manera permanente, el
proceso de producción y los problemas inherentes, involucrando en ello los
aspectos directos e indirectos de la calidad.
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4.4.2 Aseguramiento de la calidad

El aseguramiento de la calidad es el conjunto de acciones planificadas y
sistemáticas que son necesarias para brindar la confianza adecuada de que un
producto o servicio satisface los requisitos dados para la calidad, los cuales
estarán sustentados en satisfacer las expectativas de los clientes.

Dentro de las empresas, el aseguramiento de calidad es básicamente un sistema
documental de trabajo en el que se establecen reglas claras, fijas y objetivas sobre
todos los aspectos ligados a la producción; es decir, desde el diseño, planeación,
producción, embalaje, almacenamiento, distribución y servicio posventa, hasta las
técnicas estadísticas de control del proceso y, desde luego, la capacitación del
personal.

Ello significa vigilar que a lo largo de todo el proceso de producción se cumplan las
instrucciones de trabajo, se respeten las especificaciones técnicas del producto y
se maneje con propiedad el producto terminado (en almacén y distribución), para
que llegue al cliente en las condiciones pactadas.

Un sistema de aseguramiento de calidad se complementa con otros métodos y
filosofías de calidad, en virtud de que los factores que comprende permiten
establecer un soporte documental para evaluar el desempeño de la empresa a
partir de registros de calidad, los cuales sirven para obtener datos confiables,
objetivos, ejercer un control real y efectivo sobre los factoresde la producción.

El aseguramiento de la calidad es una metodología que está siendo aceptada por
innumerables empresas, que ha mostrado sus bondades en las diferentes ramas
industriales y de servicios.

Sistema documental

La filosofía del sistema de calidad supone que si las actividades son planeadas,
programadas y documentadas, será más fácil repetir una y otra vez los procesos
productivos que satisfacen los estándares de calidad deseados.

La importancia de este sistema documental radica principalmente en que se pasa
de una cultura oral a una escrita; en que se especifican con claridad los
procedimientos de trabajo, las responsabilidades de cada área, los compromisos
de calidad, las especificaciones técnicas que deben cubrir los productos, los
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métodos de verificación y prueba; los procedimientos para almacenamiento,
empaque y embalaje, los registros de atención y el servicio que se brinda al
cliente.

De cada uno de estos factores se obtienen datos estadísticos que sirven para
evaluar y controlar el sistema de calidad, por lo que éste conduce a un proceso de
mejora continua con integración de equipos de trabajo, que evoluciona
permanentemente desde dentro hacia fuera de la empresa y trae, por
consecuencia, un círculo virtuoso en el que cada vez se encadenan más
empresas y éstas mejoran la calidad de sus productos.

4.4.3 Sistema de aseguramiento de calidad

Este sistema de aseguramiento de calidad, hoy en día, más aceptado por las
empresas en el mundo.

El sistema de aseguramiento de calidad permite manejar un mismo lenguaje
metodológico y es aplicable a cualquier tipo de empresa, con el único requisito de
adecuarlo a los conceptos y terminología propios de cada actividad.

Elementos de un sistema de aseguramiento de calidad : relación
cliente proveedor;

• Revisión del contrato.
• Manejo de modelos, muestras, especificaciones, técnicas del proceso y
producto.
• Control de materias primas y productos proporcionados por el cliente.
• Evaluación de la capacidad y experiencia técnica del proveedor.
• inspección y prueba del proceso y producto.
• Sistema documental (manual de calidad).

4.5 Pruebas

En el contrato o convenio se deben establecer las mediciones a realizar, los
métodos que se seguirán y el equipo y parámetros que se utilizarán.

En segundo término, se debe tener especial cuidado en el mantenimiento y
calibración contra patrones de unidad de medida certificados de los equipos de
inspección, medición y pruebas.
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Por último, será indispensable establecer un sistema para identificar el estado de
inspección y prueba de todos los productos o procesos, así como usar técnicas
estadísticas para planear, controlar y hacer seguimiento de la calidad.

Inspección y prueba del proceso o producto

La inspección y prueba tienen como fin verificar que los productos o procesos
realizados cumplen con los requisitos especificados por los clientes, por lo que su
beneficio más claro es garantizar para ambas partes que la producción está
cumpliendo con los requerimientos acordados, pero además, el proveedor puede
obtener información valiosa sobre la eficiencia de su operación.

4.6 Mantenimiento y depreciación

La depreciación se refiere al cargo contable periódico que es necesario realizar
con el propósito de establecer una reserva que permita reponer el valor del
equipo. En rigor, la reserva se constituye de conformidad con la pérdida de valor
del equipo a consecuencia de su desgaste u obsolescencia. La depreciación se
estima conforme a criterios contables o al desgaste real.

Así mismo, cuando se habla de depreciación fiscal se hace referencia al hecho de
que el gobierno, a través de la secretaría de hacienda y crédito público (SHCP),
permite a cualquier empresa legalmente constituida recuperar la inversión hecha
en sus activos fijo y diferido, vía un mecanismo fiscal, que responde a varios
objetivos: no sólo se trata de que el empresario recupere la inversión en
determinado tiempo; sino, además, que todas las empresas, al término de la vida
fiscal de sus activos, los sustituyan por nuevos, para lograr plantas productivas
con una tecnología actualizada y ser más eficientes en los procesos de
producción.

De hecho, una empresa que no sustituye sus activos fijos al término de su vida
fiscal se perjudica de dos formas: por un lado, automáticamente empieza a pagar
más impuestos al no realizar cargos por depreciación; y por otro, su planta
productiva cae lentamente en la obsolescencia tecnológica, con un perjuicio
directo para la empresa, puesto que los costos de mantenimiento aumentarán, así
como el número de piezas defectuosas producidas y los paros por fallas del
equipo, que también representan un costo extra, más difícil de recuperar.

La amortización es un término al que por regla general se le asocia con aspectos
financieros, pero cuando se habla de amortización fiscal, su significado es
exactamente el mismo que el de la depreciación. La diferencia estriba en que la
amortización sólo se aplica a los activos diferidos o intangibles, como: gastos
preoperativos, gastos de instalación, compra de marcas y patentes y otros. La
compra de una patente es una inversión, pero es obvio que con el paso del tiempo
y con su uso el precio de esta patente no disminuye (se deprecia) como en el caso
de activos tangibles. Así, a la recuperación de la inversión de ese activo vía fiscal,
se le llama amortización, y se aplicará de manera gradual en activos diferidos. Por
tal razón, depreciación, amortización son un mismo concepto y, en la práctica,
ocupan un mismo rubro en el estado de resultados.

La ley del impuesto sobre la renta (LISR) señala expresamente que serán
deducibles de impuestos los cargos de depreciación y amortización en los
porcentajes que la propia ley establece. A continuación, la lisr declara todos los
conceptos que comprende el activo diferido y su porcentaje anual de recuperación,
así como los porcentajes aplicables al activo fijo; en el último inciso se declara que
cualquier activo fijo no mencionado en los incisos previos se cargará con un
porcentaje del 10%, medida dentro de la cual se incluyen todos los activos fijos
que puedan existir, por raros o desconocidos que parezcan.

4.7 Precauciones con relación al equipo, accesorios de seguridad y
protección de los recursos humanos

En todo proceso industrial es conveniente reducir los riesgos de trabajo, con base
en lo señalado en las normas de seguridad oficiales. La comisión mixta de higiene
y seguridad es la encargada de vigilar la aplicación de las normas adecuadas.
Dentro del proceso de elaboración de troquelado pueden existir diversos
accidentes ocasionados por el peso y los grandes volúmenes de producción, es
por eso que como medida precautoria debe contarse con:

Guantes de carnaza
Lentes de seguridad
Mascarillas
Botas con casquillo

5.- CONCLUSIONES

En la actualidad, el Ingeniero Mecánico se ve involucrado en el marco
del diseño de equipos, maquinas, sistemas, elementos y partes
mecánicas. Además en desarrollar estrategias para dar soluciones
factibles a las necesidades de producir, bienes ó servicios, que la
sociedad demanda. Considerando el ámbito mundial la necesidad de
producir más y cada vez que se realiza el proceso, reducir a un más el
tiempo de maquinado, hace que surjan requerimientos para tener
mejor tecnología y mejores medios de producir más con menos. Para
competir con industrias internacionales.

En este presente trabajo se baso en el diseño de un troquel, para
carátulas de pedal, utilizando todos los elementos de la tecnología
para su fabricación, en este proyectolos retos a considerar fueron
mayor calidad en el producto y mayor durabilidad en la maquina-
herramienta.

Al momento de diseñar un troquel nosotros, como estudiantes de
ingeniería mecánica nos enfrentamos a un gran reto, el cuál fue
incorporar varias ramas de la ingeniería tanto científicas como
tecnológicas, así como factores normativos, pruebas y acreditación.
Adentrando el equipo en exigencias del mundo del diseño y del mundo
de la manufactura, para la producción.

6.- VOCABULARIO

Acero de carbón simple (plain-carbon steel): grado básico del acero, el cual
contiene menos de tres por ciento de elementos que no son hierro ni carbón.

Acero para herramientas (tool steel): tipo de acero diseñado para tener
excelente resistencia al desgaste, dureza y resistencia. Los aceros para
herramientas típicamente son variaciones de aceros de alto carbón.

Botón del troquel (die button): tubo de acero templado que proporciona la
abertura para el perforador durante la operación. En una operación de corte, el
trozo o pieza en bruto pasa a través de esta abertura.

Casquillos de poste guía (guide post bushings): tubos de acero templado
que se deslizan sobre el poste guía y dirigen al porta-matriz superior durante la
operación.

Desmoldeador (stripper): placa diseñada para remover el material de hoja
de metal del perforador cuando éste se retracta del troquel durante la operación.

Doblado (bending): formado de la hoja de metal tensando el metal alrededor
de un eje recto. Una operación de doblado comprime el lado interior del doblez y
estira el lado exterior.

Doblado al aire:(air bending) operación de doblado que se realiza usando
un perforador para forzar la hoja hacia una cavidad de troquel sin un fondo.

Doblado de borde (edge bending): operación de doblado que se realiza
comprimiendo la hoja de metal entre dos troqueles planos y usando un perforador
para doblar una porción extendida de la hoja sobre la esquina del troquel inferior.

Doblado en v (v-bending): operación de doblado que se realiza
comprimiendo la hoja de metal entre un perforador y un troquel en forma de v.

Dobladora de prensa (press brake): tipo de prensa con bastidor abierto y
una mesa muy amplia. Las dobladoras de prensa se usan con frecuencia para
operaciones de doblado y típicamente son operadas manualmente.

Dureza (hardness): capacidad del material para resistir el rayado o la
penetración.
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Émbolo (ram): parte superior principal de la prensa que se desliza hacia
arriba y hacia abajo dentro del bastidor de la prensa. El porta-matriz superior está
unido al émbolo.

Embutido (drawing): para hojas de metal, operación de formación que
transforma un disco plano de material en una copa hueca con fondo cerrado. Las
operaciones de embutido también pueden crear cajas, así como otras formas más
complicadas.

Esmerilado (ground): maquinado con un abrasivo para lograr una dimensión
muy precisa con excelente acabado.

Espacio libre (clearance): espacio entre el borde exterior del perforador y el
borde interior de la cavidad del troquel. Es necesaria cierta cantidad de espacio
libre apropiado para una operación efectiva de corte.

Estaciones (stations): posiciones dentro de un troquel progresivo en las que
un perforador y un troquel ejecutan una sola operación de trabajo con metal. Los
troqueles progresivos consisten en una serie de estaciones.

Golpe (stroke): distancia marcada por los extremos más alejados del
movimiento vertical correspondiente del émbolo de la prensa.

Juego de troqueles (die set): montaje colectivo de los porta-matrices
superior e inferior, pernos guía y casquillos, sujetadores de perforadores y
troqueles.

Matriz (matrix): otro término usado para el botón del troquel.

Mesa (bed): base principal y estructura de soporte sobre la que ensamblan
y guían las partes operativas de la máquina.

Perforación (punching): operación de corte que crea un hoyo abierto en la
hoja de metal al separar una sección interior. La sección de metal removida es
desperdicio.

Perforador (punch): herramienta que típicamente va unida a la porción
superior del juego de troqueles, que forma o penetra en la hoja de metal.

Piloto (pilot): punzón largo y esbelto con punta redondeada que se utiliza
para posicionar la hoja de metal al entrar a una perforación previamente formada.
Los pilotos son más largos de modo que entren en la hoja antes de que otras
herramientas formen el metal.

Porta-matriz inferior (lower die shoe): placa inferior del juego de troqueles
que soporta el sujetador del troquel y el botón del troquel.

Porta-matriz superior (upper die shoe): placa superior de un juego de
troqueles que asegura el sujetador del perforador.

Porta-perforador (punch holder): otro término para el porta-matriz superior.

Porta-pieza (bolster plate): placa diseñada para sujetar el porta-matriz
inferior en su lugar. El porta-pieza está unido a la superficie superior de la mesa de
la prensa.

Porta-troquel (die holder): otro término que se usa para el porta-matriz
inferior.

Postes guía (guide posts): pernos templado ubicado en el porta-matriz
inferior que ajustan en un casquillo colocado en el porta-matriz superior para guiar
al perforador durante la operación.

Prensa perforadora (punch press): máquina con una base estacionaria y un
émbolo superior que se mueve a lo largo de un eje vertical para cortar, doblar o
formar hoja de metal.

Remoción (blanking): operación de corte que crea una perforación en la
hoja de metal separando una sección interior. La pieza de metal removida es la
sección que se desea.

Resistencia (toughness): capacidad del metal para absorber energía sin
quebrarse o romperse.

Sujetador de pieza (blankholder): herramienta del troquel de embutido que
sostiene el borde exterior de la hoja de metal conforme ésta es embutida en la
cavidad del troquel.

Sujetador del perforador (punch retainer): dispositivo que se usa para
montar el perforador en el porta-matriz superior.

Sujetador del troquel (die retainer): bloque de acero templado que contiene
impresiones o cavidades maquinadas que forman el metal al descender el
perforador desde la parte superior. El sujetador del troquel también sujeta el botón
del troquel.

Troquel (die): herramienta principal típicamente unida a la parte inferior del
juego de troqueles. El troquel contiene un hueco que proporciona espacio para el
formado o el corte de una hoja de metal.

Troquel compuesto (compound die): troquel diseñado para realizar
simultáneamente más de una operación con cada golpe de la prensa. Por ejemplo,
un troquel compuesto puede remover y punzonar con un solo golpe.

Troquel de combinación (combination die): otro término para troquel
compuesto. Para algunos fabricantes, el término “troquel de combinación” implica
un troquel que corta y forma el metal.

Troquel deslizante (wiping die): herramienta utilizada en una operación de
doblado de borde que proporciona la esquina sobre la cual se dobla la porción
extendida de la hoja de metal.

Troquel progresivo (progressive die): troquel que contiene una serie de
estaciones que realizan una operación de prensa tras otra en serie. Un troquel
progresivo forma gradualmente la pieza conforme ésta se mueve a través del
troquel; y la última operación separa la pieza.

Trozo (slug): sección eliminada de desperdicio que se produce por la
operación de perforado.

7.- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

Baca, Urbina, Evaluación de Proyectos de inversión, ED. MCGRAW HILL, México,
1993.

Erossa, Victoria, Proyectos