karen roa proyecto

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLIARIA EN INGENIERA Y

TECNOLOGAS AVANZADAS

DISEO AVANZADO Y MANUFACTURA ASISTIDA POR COMPUTADORA

3MV10

PROFESOR:

JESS MARES CARREO

ALUMNOS:

FLORES CARERA SALVADOR

PREZ RUEDA KRISTIAN ARAM

RAMOS GARCA EFRAIN

ROA TORT KAREN

REPORTE:

PROYECTO: SOPORTE DE PANTALLA

Soporte de Pantalla de LED Analizado Mediante los Mtodos de Diseo DFM-DFA y DFE

Para el diseo del soporte de pantalla de LED, se parte de la idea de mejralos que actualmente se encuentran en el mercado, ste soporte puede entrar para su venta en centros de entretenimiento.

Especificaciones de nuestro producto Para realizar el soporte de televisin, tenemos que cumplir ciertos requisitos, los cuales delimitan el producto, mejoran y cumplen con las necesidades de nuestros clientes.

a. Sencillo de utilizar

b. Sencillo de armar y desmontar

c. Costo accesible

d. Capaz de soportar pantallas de 30 a 42

e. Rotar 360

f. Ajuste sobre el plano a 20 - 10

El diseo se basa en tres mtodos diseo para manufactura (DFM), diseo para la sustentabilidad, (DFE) y el diseo para el ensamble (DFA).

Seleccin de material

Tomando en cuenta los materiales que son implementados para la manufactura de este tipo de

soportes, se decidi tomar como referencia las caractersticas del acero 1020 y el aluminio aleado

con el fin de comparar sus caractersticas con otro tipo de metales que sean convenientes para el

diseo del soporte.

Mediante el software CES EduPack 2005 se compararon el Mdulo de Young respeto a la densidad

tomando como valores mnimos un Mdulo de y una Densidad de

, con lo

cual se obtuvieron los siguientes resultados.

Para la discriminacin de un mayor nmero de materiales podemos visualizar los materiales ms

baratos los cuales valgan menos que un euro.

Con lo anterior podemos definir como materia un acero 1020 para la manufactura del soporte el

cual comprende las siguientes caractersticas:

Diseo para Manufactura (DFM) A continuacin se muestran los anlisis para manufactura correspondiente a las piezas que conforman el soporte para TV, en cada una se mencionan por que se decidi realizar ese tipo de manufactura.

Riel de Base de Pantalla Esta pieza se ocupa para tener un soporte horizontal de la pantalla. Se ensambla sobre la placa principal que va a la pantalla, de esta manera se tiene una sujecin en la parte horizontal de la pantalla.

Figura 1. Riel de Base de Pantalla

Para sta pieza se seleccion un tipo de manufactura por fresadora haciendo uso de taladrado. Sin embargo con ese tipo de maquinado la pieza tiene un error en sus contornos, las partes

interiores de la cara inferior es decir los extremos no poseen una curvatura, es decir tiene ngulos

rectos que no se consiguen con los cortadores estndares.

Para realizar los se establece un cortador estndar o una medida para la cual ya exista el cortador,

para el diseo se eligi una broca con dimetro de .

Figura 2. Proceso de Manufactura

Analizando la pieza lo correcto es realizar redondeos en los ngulos internos.

Primera Base de Pantalla Esta pieza es la base principal ya que esta es colocada detrs de la pantalla y a su vez es la que se ensambla con los rieles horizontales y verticales y de esta manera tener una mejor sujecin de la pantalla. Para sta pieza se seleccion un tipo de manufactura por fresadora haciendo uso de taladrado. Sin embargo con ese tipo de maquinado la pieza tiene dos errores, el primero es el error de

cociente de profundidad a dimetro de taladro, el cual se presenta cuando se necesitan realizar

barrenos profundos y estrechos, por lo que es difcil fabricarlos en serie.

Figura 3. Base Principal Anlisis DFM

El segundo error marca el entrecruce entre cavidades, pero al analizar la figura no se percibe dicho error.

Figura 4. Base Principal Anlisis DFM

Para realizar los se establece un cortador estndar o una medida para la cual ya exista el cortador,

para el diseo se eligi una broca con dimetro de .


Riel perpendicular para Base de Pantalla Esta pieza se ensambla a los rieles paralelos de la base principal para tener una sujecin vertical de la pantalla. Para sta pieza se seleccion un tipo de manufactura por fresadora haciendo uso de taladrado. Sin embargo con ese tipo de maquinado la pieza tiene error en sus contornos, las partes interiores

y exteriores de la cara inferior y posterior es decir los extremos no poseen una curvatura ni un

chafln, es decir tiene ngulos rectos que no se consiguen con los cortadores estndares.

Figura 6. Riel Perpendicular - Anlisis DFM

Analizando la pieza lo correcto es realizar redondeos en los ngulos internos y chaflanes en

ngulos externos.

Soporte de techo

Figura 7. Soporte de Techo

Figura 8. Plano Soporte de Techo

Se lleva a cabo el anlisis para determinar la viabilidad de la manufactura de las piezas con los

procesos convencionales; el proceso seleccionado debido a la geometra es tornear con

fresadora/perforador.


Para dicho proceso se debe de seguir un parmetro de reglas establecido por el software como lo

son:

Parmetros de reglas Cc =75.00%

Cociente de profundidad a = 0.05 cm

% mnimo de desahogo refrentado >= 25.00%

Zona de tolerancia lineal >= 0.03 cm

Zona de tolerancia angular >= 1.00 grados

Figura 10. Soporte Techo DFM

El siguiente punto en el anlisis es modificar el tamao de los barrenos para asignar medidas

estndares, facilitando as la manufactura.


Dando clic en el botn de ejecutar se inicia con el anlisis, el software trata de normalizar la pieza

conforme a los parmetros establecidos anteriormente; en el caso de no cumplir con las reglas

mostrara las zonas donde existen conflictos de manufactura. Para el diseo implementado en este

subsistema de soporte, los parmetros establecidos para la manufactura son los adecuados.

Figura 12. Soporte Techo DFM

Tubo Base

El tubo ser la pieza que conecte la base principal con el sistema giratorio el cual ser

implementado con un rodamiento de bolas con jaula. El tubo ira insertado en la circunferencia

interna del rodamiento el cual ser de . El tubo contara con una ranura en la cara cilndrica

para permitir la insercin de cables para la TV. La longitud del tubo ser de con un espero

de .

Figura 13. Vista Lateral

Figura 14. Vista superior

Para la manufactura de esta pieza se pretende contar con tubos del dimetro prximos al

dimetro deseado, a los cuales se les realizara la perforacin y rectificacin pertinente. De acuerdo

al DFMxpress del Toolbox de Solid Works para la correcta manufactura de la pieza configuramos

los parmetros para un proceso de fabricacin por torneado, fresado y taladrado con brocas

milimtricas.

Figura 16. Parmetros para el DFM

Figura 15. Vista Isomtrica

Figura 17. Tamaos estndar para el taladro

Los resultados obtenidos muestra que el proceso de manufactura seleccionado cumple con todas

las reglas establecidas por el DFM para procesos de torneado, fresado y taladrado

Figura 18. Resultados del DFMxpress

Balero

El balero ser el sistema que permita el movimiento de 360 en su eje. El cual ira fijo a la base para

el techo y sujeto a la pare externa del tubo base. Para el diseo del rodamiento SolidWorks cuenta

con libreras en su Toolbox que permiten el diseo de los mimos. En donde podemos encontrar

piezas estandarizadas o incluso definir nuestros piezas de acuerdo a parmetros deseados siempre

y cuando tomando en cuenta la congruencia entre las medidas deseadas. Debemos definir el

sistema de unidades y el tipo de balero que deseamos utilizar

Figura 19. Rodamientos en SolidWorks

En la ventana de configuracion podemos vizualizar todas las medidas disponibles de acuerdo al

tipo de balero seleccionado.

Figura 20. Ventana de configuracin

Para el diseo del sistema elegimos un rodamiento con dimetro interno de , dimetro

externo de y un numero de bolas en las canaletas de 35 las cuales tendr una jaula para

mantener la separacin entre ellas.

Figura 21. Balero de bolas con jaula

La manufactura de esta pieza es mediante procesos no incluidos en el DFMxpress. Mediante la

implementacin de troqueles y esmeriles se lleva a cabo la fabricacin de las bolas internas del

rodamiento, mientras que los cilantros son cortados de barrar a medidas aproximadas a las de

inters los cales son esmerilados hasta llegar a un acabado idneo.

Riel de Base de Pantalla

Anlisis para la Sustentabilidad (DFE) Dentro del anlisis de sustentabilidad se define el material a utilizar, por el tipo de modelo que utilizamos y el tipo de manufactura de fresado, utilizaremos el acero AISI 1020 por el coeficiente elstico, su densidad y su precio.

Riel de Base de Pantalla

Figura 22. Anlisis para la Sustentabilidad

Esta pieza es realizada con acero, tendr una utilizacin de cinco aos, tambin ser construida para durar solo cinco aos, el transporte que utilizara es poco ya que ser realizada esta pieza en Norteamrica, tambin ser utilizada en Norteamrica


En el final de la vida til de la pieza, se podr reciclar el 33%, un 13% ser quemado y un 54% ser totalmente basura.


Por ltimo se puede ver en las grficas de carbono, energa, aire y agua de cul ser el impacto ambiental de la realizacin de nuestra pieza.

Primera Base de Pantalla


Esta pieza es realizada con acero, tendr una utilizacin de cinco aos, tambin ser construido para durar solo cinco aos, el transporte que utilizara es poco ya que ser realizada esta pieza en Norteamrica, tambin ser utilizada en Norteamrica





Riel perpendicular para Base de Pantalla


Esta pieza es realizada con acero, tendr una utilizacin de cinco aos, tambin ser construido para durar solo cinco aos, el transporte que utilizara es poco ya que ser realizada esta pieza en Norteamrica, tambin ser utilizada en Norteamrica


Soporte de techo


Tubo Base


Esta pieza es realizada con acero, tendr una utilizacin de cinco aos, tambin ser construido para durar solo cinco aos, el transporte que utilizara es poco ya que ser realizada esta pieza en Norteamrica, tambin ser utilizada en Norteamrica.





Balero


Esta pieza es realizada con acero, tendr una utilizacin de cinco aos, tambin ser construido para durar solo cinco aos, el transporte que utilizara es poco ya que ser realizada esta pieza en Norteamrica, tambin ser utilizada en Norteamrica.



Segunda Base de Pantalla Esta pieza es realizada con acero, tendr una utilizacin de cinco aos, tambin ser construido para durar solo cinco aos, el transporte que utilizara es poco ya que ser realizada esta pieza en Norteamrica, tambin ser utilizada en Norteamrica.

En el final de la vida til de la pieza, se podr reciclar el %, un % ser quemado y un % ser totalmente basura.


Ensambles

Figura 38. Base de Pantalla

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