Procesos de ensamble

Procesos de ensamble
La función basica de proceso de ensamble, (montaje) es unir dos o mas partes entre sí para formar un conjunto o subconjunto completo. La unión de las partes se puede lograr con soldadura de arco o de gas, soldadura blanda o dura o con el uso de sujetadores mecanicos o de adhesivos.
Sujeción mecanica se puede lograr por medio de tornillos, remaches, roblones, pasadores, cuñas y uniones por ajuste a presión estos últimos se consideran sempiternamente, las efectuadas con otros sujetadores
mecanicos no son permanentes los mecanicos son mas costosos y requiere capacidad en la preparación de partes por unir.
Algunas partes se unen de modo permanente con soldadura eléctrica o de gas, soldadura blanda, o dura y algunos adhesivos. La soldadura se efectúa con el uso de calor, de presión o ambos.

El calor producira cierto efecto sobre las partes unidas para satisfacer la amplia variedad de necesidades en la manufactura, se han desarrollado y estan en uso.
Procesos de Ensamble.
Soldadura
La soldadura es un proceso de unión de materiales en la cual se funden las superficies de contacto de dos (o mas) partes mediante la aplicación conveniente de calor o presión.
La soldadura es un proceso relativamente nuevo, su importancia comercial y tecnológica se deriva de los siguiente:
1. La soldadura proporciona unión permanente
2. La unión soldada puede ser mas fuerte que los materialesoriginales.
3. En general, la soldadura es una forma mas económica de unir componentes, en términos de uso de materiales y costos de fabricación.
4. La soldadura no se limita al ambiente de fabrica. Puede realizarse en el campo.
Tipos de Soldadura
Soldadura por fusión – estos procesos usan el calor para fundir los materiales base. En muchas operaciones de soldadura por fusión, se añade un metal de aporte a la combinación fundida para facilitar el proceso y aportar volumen y resistencia a la unión soldada.
Soldadura de estado sólido – este proceso se refiere a los procesos de unión en los cuales la fusión proviene de la aplicación de presión solamente o una combinación de calor y presión. Algunos procesos representativos de este proceso son:
• Soldadura por difusión, las partes se colocan juntas bajo presión a una temperatura elevada.
• Soldadura por fricción, es un proceso similar al de difusión, solo que la temperatura se obtiene al friccionar las partes a unir.
• Soldadura ultrasónica – se realiza aplicando una presión moderada entre las dos partes y un movimiento oscilatorio a frecuencias ultrasónicas en una dirección paralela a las superficies de contacto. La combinación de las fuerzas normales y vibratorias produce intensas tensiones que remueven las películas superficiales y obtienen la unión atómica de las partes.
La Unión por Soladura
La soldadura produce una conexión sólida entredos partes denominada unión por soldadura, así es como se denomina a este contacto de los bordes o superficies de las partes que han sido unidas.
Tipos de uniones
(a) Unión empalmada – en esta unión, las partes se encuentran en el mismo plano y unen sus bordes.
(b) Unión de esquina – Las partes en una unión de esquina forman un angulo recto y se unen en la esquina del angulo.
© Unión superpuesta – Esta unión consiste de dos partes que se sobreponen
(d) Unión T – Una parte es perpendicular a la otra cuando se unen
(e) Unión de bordes – las partes en una unión de bordes estan paralelas con al menos uno de sus bordes en común y la unión se hace en el borde común.
Existe otros tipos de soldadura como:
1. Soldadura metalica con arco protegido
2. Soldadura metalica con arco eléctrico y gas
3. Soldadura con núcleo fundente
4. Soldadura electro gaseosa
5. Soldadura con arco sumergido
La soldadura por resistencia es principalmente un tipo de soldadura por fusión donde el calor se obtiene mediante la generación de un gran resistencia eléctrica dirigida hacia el flujo de corriente en la unión que se va a soldar
Uniones adhesivas
El uso de adhesivos data de épocas antiguas, y el pegado fue probablemente el primero de los métodos de unión permanente utilizado. Los adhesivos tienen un alto rango de aplicaciones de unión y sellado, para integrar materiales similares y diferentes, como metales,plasticos, ceramica, madera, papel y cartón entre otros.
La unión con adhesivos es un proceso en el cual se usa un material ajeno a los materiales que se desea unir para la fijación de ambas superficies.
Generalmente, las uniones con adhesivos no son tan fuertes como las que se hacen con soldadura, y para eso se toman en cuenta algunos principios:
1. Se debe maximizar el area de contacto de la unión
2. Los pegados son mas fuertes en cizalla y en tensión, y las uniones deben diseñarse para que se apliquen tensiones de esos tipos. (a) y (b)
3. Los pegados son mas débiles en hendiduras o desprendimientos, y deben diseñarse para evitar este tipo de tensiones. © y (d)
Tipos de Adhesivos
Existe una gran cantidad de adhesivos comerciales, pero todos estos pueden clasificarse dentro de 4 categorías: 1) naturales, 2) inorganicos y 3) sintéticos.
Los adhesivos naturales son materiales derivados de fuentes como plantas y animales, e incluyen las gomas, el almidón, la dextrina, el flúor de soya y el colageno. Este tipo de adhesivos se limita aplicaciones de bajo tensión.
Lo adhesivos inorganicos se basan principalmente en el silicio de sodio y el oxicloruro de magnesio, aunque el costo de estos es relativamente bajo, su resistencia es similar a los naturales.
Los adhesivos sintéticos constituyen la categoría mas importante en la manufactura; incluyen diversos polímeros termoplasticos y duroplasticosMétodos de aplicación de adhesivos
1) Aplicación con brocha
2) Rodillos manuales
3) Serigrafía
4) Por flujo
5) Por aspersión o atomización
6) Con aplicadores automaticos (ver figura 1)
7) Recubrimiento mediante rodillo (ver figura 2)
Ensamble Mecanico
Tornillos, Tuercas y Pernos
Los tornillos y los pernos son sujetadores con roscas externas. Hay una diferencia técnica entre un tornillo y un perno, que con frecuencia se confunde en el su uso popular. Un tornillo es un sujetador con rosca externa que, por lo general, se ensambla en un orificio roscado ciego. Un perno es un sujetador con rosca externa que se inserta a través de orificios en las partes y se asegura con una tuerca en el lado opuesto.
Existen distintos tipos de cabezas para los tronillos y los pernos, entre estos destacan los de la siguiente figura:
Otros sujetadores roscados y equipo relacionado
1) Los insertos con tornillo de rosca son pernos sin cabeza con rosca interna o rollos de alambre hechos para insertarse en un orificio sin rosca y para aceptar un sujetador con rosca externa. Fig 1.
2) Los sujetadores roscados prisioneros son sujetadores con rosca que han preensamblado permanentemente a una de las partes que se van a unir. Fig 2.
Fig 1.
Fig 2.
Remaches y ojillos
Los remaches son sujetadores que se utilizan ampliamente para obtener una unión permanente en forma mecanica. Estos remaches son una puntacon cabeza y sin rosca que se usa para unir dos(o mas) partes, la punta pasa a través de orificios en las partes y después forma una segunda cabeza en la punta del lado opuesto.
Los ojetes u ojillos son sujetadores tubulares de paredes delgadas con un reborde en un extremo. Se usan para producir una unión empalmada permanente entre dos (o mas) partes planas.
Ajustes por interferencia
Los ajustes de agarre automatico son la unión de dos partes, en las cuales los elementos que coinciden poseen una interferencia temporal mientras se oprimen juntos, pero una vez que se ensamblan se entrelazan para conservar el ensamble.
Existen otros ajustes por interferencia como:
a) Puntillado – es una operación de sujeción en a cual se usa una maquina que produce las puntillas en forma de U de alambre de acero, y de inmediato las inserta a través de las dos partes que se van a unir.
b) Engrapado – son grapas en forma de U que se clavan a través de dos partes que se van a unir.
c) Cosido – es un método de unión común para partes suaves y flexibles, tales como telas y piel, el método implica el uso de un cordón o hilo largo entrelazado con las partes para producir una costura continua entre ellas.
Diseño para ensambles
En años recientes el diseño de ensambles ha recibido mucha atención, pero sus operaciones tienen un enorme costo de mano de obra, y para que el diseño sea exitoso se plantean dos puntossencillos:
1) diseñar el producto con la menor cantidad de partes posibles
2) diseñar las partes restantes para que se ensamblen con facilidad.
Y se siguen algunos principios para dicho diseño.
Usar la menor cantidad de partes posible para reducir la cantidad de ensambles requeridos
Reducir la cantidad de sujetadores roscados requeridos
Estandarizar los sujetadores
Reducir dificultades de orientaciones de las partes
Evitar las partes que se enredan.
Diseño para ensamble automatizado
Ademas de los métodos de ensamble manual, hay diversos sistemas automatizados para realizar operaciones de ensamble mecanico, entre ellos estan: 1) maquinas de propósito especial y 2) sistemas programables.
Las maquinas de propósito especial generalmente consisten en una serie de estaciones de trabajo, en las cuales se añaden partes y/o se ejecutan operaciones de unión.
Los sistemas de ensamble programables se utilizan para producir una variedad limitada de ensambles distintos. Con frecuencia se emplean robots industriales, ya sea como estaciones de trabajo bajo múltiples o como un robot único en una estación.
Para facilitar el ensamble automatizado se siguen estos puntos:
a) Usar la modularidad en el diseño de productos
b) Reducir la necesidad de que se manejen varios componentes a la vez
c) Limitar las direcciones requeridas de acceso
d) Componentes de alta calidad
e) Usar ajustes de agarre automatico