Firmado: Francisco José Sánchez Fernández. PROYECTO FI DE CARRERA

Transcripción

1 El presente documento se redacta con carácter de Trabajo Fin de Carrera para la obtención, por parte de quien lo suscribe, del título de Ingeniero Industrial, siendo la tutora del mismo D.ª Aida Estévez Urra, profesora del Área de Ingeniería de los Procesos de Fabricación, del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Sevilla. Firmado: Francisco José Sánchez Fernández. PROYECTO FI DE CARRERA

2 Agradecimientos. En primer lugar, a la tutora de mi proyecto D.ª Aida Estévez Urra, por la atención prestada durante la realización del mismo y por su entera disponibilidad en todo momento. A mis padres y hermana, por su apoyo incondicional y su confianza en todos los momentos de mi vida. A todos mis compañeros del Colegio Mayor Hernando Colón, por haber sido una compañía inmejorable durante toda la etapa universitaria, en la cual vivimos juntos unos años inolvidables. PROYECTO FI DE CARRERA

3 Í DICE Í DICE 1. I TRODUCCIÓ 1.1 Antecedentes. 1.2 Estado actual. 1.3 Objetivos. 1.4 Metodología de trabajo. 2. ASIG ATURA DE TEC OLOGÍA DE FABRICACIÓ II E EL GRADO E I GE IERÍA E TEC OLOGÍAS I DUSTRIALES 2.1 Definición de competencias. 2.2 Enseñanza basada en proyectos El proceso de enseñanza-aprendizaje Funciones del profesor y de los estudiantes El trabajo en grupo Material de apoyo Supervisión del aprendizaje. 2.3 Nuevo planteamiento de la asignatura Tecnología de Fabricación II Programa detallado de la asignatura Programa de prácticas de laboratorio. 2.4 Evaluación. 3. MATERIAL DE LA BASE DE DATOS DE PIEZAS REALES 3.1 Introducción. 3.2 Finalidad de la base de datos. 3.3 Material de la base de datos. 3.4 Archivos de piezas. 3.5 Planos de piezas. 3.6 Fichas técnicas. 3.7 Guía del alumno. 4. CO CLUSIO ES 5. REFERE CIAS BIBLIOGRÁFICAS A EXOS. Anexo I. Planos de piezas. Anexo II. Fichas técnicas. Anexo III. Guía del alumno. PROYECTO FI DE CARRERA

4 Capítulo 1. Introducción. PROYECTO FI DE CARRERA

5 1. I TRODUCCIÓ 1.1 Antecedentes El proceso de convergencia de las enseñanzas superiores y la construcción del Espacio Europeo de Educación Superior se inicia con la Declaración de La Soborna (1998) y se consolida y amplía con la Declaración de Bolonia (1999). Este proceso ha evolucionado con la conferencia de Praga en 2001 y con la de Berlín en [1] Los ministros europeos de educación instan a los miembros de la Unión Europea a desarrollar e implantar en sus respectivos países, las siguientes actuaciones: 1. Adoptar un sistema de titulaciones comprensible y comparable para promover las oportunidades de trabajo y la competitividad internacional de los sistemas educativos superiores europeos mediante, entre otros mecanismos, la introducción de un Suplemento Europeo al Título. Este es un modelo de información unificado, personalizado por el titular universitario, sobre los estudios cursados, en su contexto nacional, y las competencias y capacidades profesionales adquiridas. 2. Establecer un sistema de titulaciones basado en dos niveles principales. La titulación del primer nivel o grado, será pertinente en el mercado de trabajo europeo, ofreciendo un nivel de cualificación apropiado. El segundo nivel, que requerirá haber superado el primero, debe conducir a títulos de postgrado tales como master o doctorados. 3. Establecer un sistema de créditos europeos (ECTS) para fomentar la comparación de los estudios y promover la movilidad de estudiantes y titulados. El crédito europeo queda definido como la unidad de valoración de la actividad académica en la que se integran las enseñanzas teóricas y prácticas así como, otras alternativas académicas dirigidas y el volumen de trabajo que ha de realizar el estudiante para lograr los objetivos educativos. Por tanto, esta nueva unidad de medida es un nuevo modelo educativo basado en el trabajo del estudiante (entre 25 y 30 horas) y no en las horas de clase, es decir, se centra en el aprendizaje de los estudios y no en la docencia de los profesores. 4. Fomentar la movilidad con especial atención al acceso a los estudios de otras universidades europeas y a las diferentes oportunidades de formación y servicios relacionados. Impulsar la cooperación europea para garantizar la calidad y para desarrollar criterios y metodologías educativas comparables. 5. Promover la dimensión europea de la educación superior y en particular, el desarrollo curricular, la cooperación institucional, esquemas de movilidad y programas integrados de estudios, de formación y de investigación. 6. El aprendizaje a lo largo de la vida como elemento esencial para lograr una mayor competitividad europea, para mejorar la cohesión social, la igualdad de oportunidades y la calidad de vida. PROYECTO FI DE CARRERA

6 7. El papel activo de las universidades, de las instituciones de educación superior y de los estudiantes en el desarrollo del proceso de convergencia. 8. La promoción del atractivo que presenta el Espacio Europeo de Educación Superior mediante el desarrollo de sistemas de garantía de calidad y de mecanismos de certificación y acreditación. La Ley Andaluza de Universidades contempla estos aspectos en su Artículo 54. Artículo 54. Espacio europeo de enseñanza superior. [2] 1. La política universitaria de la Comunidad Autónoma de Andalucía, de acuerdo con las Universidades andaluzas, perseguirá como objetivo prioritario la homologación y plena inserción de la actividad universitaria en Andalucía con el espacio español y europeo de enseñanza superior. 2. Con el fin de facilitar la movilidad de estudiantes y titulados en el espacio europeo de enseñanza superior, las Universidades, en el marco del Consejo Andaluz de Universidades, adoptarán, en relación con sus enseñanzas y títulos, de acuerdo con la legislación vigente, medidas tendentes a: a. Adaptar la estructura cíclica de las enseñanzas a las líneas generales del espacio europeo de enseñanza superior. b. Acomodar la unidad de valoración de las enseñanzas al sistema de créditos europeo. c. Facilitar la adaptación del sistema de evaluación al marco europeo. d. Facilitar que los estudiantes puedan continuar sus estudios en otras Universidades de Europa, propiciando criterios de acceso y permanencia que sean reconocidos y aceptados por las Universidades del espacio europeo de educación superior, así como mecanismos para facilitar la información necesaria a estos fines. e. Publicar las equivalencias de estudios en el espacio europeo de educación superior como anexo al Catálogo de Universidades, Títulos, Estudios y Centros Andaluces. 3. Asimismo, con el propósito señalado en el apartado anterior, se podrán adoptar otras medidas que acuerde la Consejería de Educación y Ciencia, a propuesta del Consejo Andaluz de Universidades. 1.2 Estado actual En la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Sevilla conviven en la actualidad dos planes de estudio: Las 7 titulaciones correspondientes a los antiguos planes de estudio a extinguir: Ingeniería Industrial. Ingeniería de Telecomunicación. Ingeniería Química. PROYECTO FI DE CARRERA

7 Ingeniería Aeronáutica. Ingeniería de Organización Industrial. Ingeniería en Automática y Electrónica Industrial. Ingeniería en Electrónica. Las 8 titulaciones de grado vigentes desde el curso : Grado en Ingeniería Aeroespacial. Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales. Grado en Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicación. Grado en Ingeniería Química. Grado en Ingeniería Civil. Grado en Ingeniería Electrónica, Robótica y Mecatrónica. Grado en Ingeniería de la Energía. Grado en Ingeniería de Organización Industrial. Además se imparten 3 titulaciones de 2º ciclo: Ingeniería en Automática y Electrónica Industrial. Ingeniería en Electrónica. Ingeniería de Organización Industrial. El departamento de Ingeniería Mecánica y de los Materiales de la Escuela Superior de Ingeniería de Sevilla imparte más de 30 asignaturas en las siguientes áreas del conocimiento: Ingeniería de los procesos de fabricación. Ingeniería mecánica. Ciencia de los Materiales e ingeniería metalúrgica. Ingeniería e infraestructura de los transportes. El área de Ingeniería de los procesos de fabricación se encarga de la enseñanza de las asignaturas que se relacionan en la tabla 1.1. Tabla 1.1 Asignaturas impartidas por el Área de Ingeniería de los Procesos de Fabricación. Asignatura Créditos Tipo Curso Tecnología de fabricación 4,5 Troncal 4º I.I Ingeniería de fabricación 7,5 Optativa 4º I.I Materiales y procesos de fabricación 7,5 Optativa 5º I.I Metrología y calidad 4,5 Optativa 5º I.I Ampliación de tecnología de fabricación 6,0 Optativa 5º I.I Ingeniería de calidad 4,5 Optativa 2º I.Mat. Procesos e instalaciones de producción 6,0 Optativa 2º Ciclo I.A Tecnologías de fabricación aeroespacial 4,5 Obligatoria 4º I.A Procesos industriales: economía y organización 6,0 Troncal 2º I.Mat Materiales y procesos de fabricación 7,5 Optativa 2º Ciclo I.I Fabricación integrada 7,5 Optativa 2º Ciclo I.A Materiales y procesos de fabricación 7,5 Optativa 2º Ciclo, I.I PROYECTO FI DE CARRERA

8 De todas ellas basaremos nuestro análisis en la asignatura Ampliación de Tecnología de Fabricación que se imparte en el primer cuatrimestre del 5º curso, para las intensificaciones de Mecánica de Máquinas y Mecánica de Construcción. Se trata de una asignatura optativa de 6 créditos generales, de los cuales 3 son teóricos y 3 son prácticos. La metodología docente aplicada se basa en la impartición de clases teóricas con carácter expositivo por parte del profesor (sin asistencia obligatoria de los alumnos), en la ejecución de trabajos prácticos en los talleres y laboratorios instalados para tal fin, y por último en la realización de un proyecto con carácter individual que tiene como fin la definición de la tecnología de fabricación de una pieza diseñada por el alumno a partir de sus iniciales. La evaluación de la asignatura comprende los siguientes aspectos: [3] La realización de una prueba de conocimientos teórico-prácticos. Mediante la prueba de conocimientos se pretende evaluar el nivel de asimilación de la materia explicada a lo largo del curso y la capacidad de aplicación de la misma por parte del alumno. La asistencia a unas sesiones de prácticas de taller y laboratorio. A través del grupo de prácticas de taller y laboratorio se pretende que el alumno afiance y aplique de manera directa los conocimientos adquiridos durante el curso. Además, dichas sesiones prácticas se plantean de manera que el alumno pueda profundizar en el conocimiento de determinados aspectos tecnológicos específicos de los procesos de fabricación. La realización de un proyecto individual. La evaluación del trabajo se realiza por parte del profesor una vez entregado recibiendo diez puntos como máximo. Si se detectan anomalías o errores que invaliden el trabajo, el alumno dispondrá de la posibilidad de retirarlo para modificar aquellos aspectos que no sean correctos, recibiendo tras la segunda entrega como máximo una puntación de seis puntos. La calificación final de la asignatura se obtendrá a partir de la media ponderada de las calificaciones totales obtenidas en la prueba de conocimientos y en el trabajo de casa, siendo el peso de la primera de un 70% y el de la segunda de un 30%. Centrándonos en el trabajo de curso, a continuación se relacionan las orientaciones que se les hacen a los estudiantes para su ejecución: 1. Establecer la tecnología de fabricación por fundición y mecanizado de una pieza. 2. La forma de la pieza será en el plano horizontal la del logotipo diseñado por cada alumno con sus tres iniciales, (1º nombre, 1º apellido y 2º apellido), ajustando sus dimensiones a un máximo de 300 mm x 300 mm aproximadamente. El diseño realizado debe estar dibujado y correctamente acotado. Ver ejemplo en la figura La sección transversal de lo que se podría llamar trazo del logotipo corresponderá a alguna de las 4 secciones existentes (el profeso asignará por estudiante una de las 4 secciones que se muestran en la figura 1.2). PROYECTO FI DE CARRERA

9 4. Cada alumno tendrá asignado un material para su pieza, el número de piezas a fabricar y la sección del trazo del logotipo que tienen que emplear (publicado en WebCT o tablón de anuncios). El material de la pieza para todo el trabajo será: MAT 1 = El número de piezas (producción) que hay que fabricar en fundición será: N p = El código de la sección que se emplea será: 5. Las tolerancias se ajustarán a la calidad ISO IT6. El acabado superficial al final del mecanizado debe ser como máximo Ra = 1,6 µm Figura 1.1 Ejemplo de logotipo Figura 1.2 Secciones transversales del logotipo Dentro de la realización de las tecnologías de fabricación, para cada una de las partes, el alumno debe realizar las siguientes actuaciones: 1ª PARTE: FU DICIÓ Obtener la pieza mediante fundición en arena para una producción de N p piezas por hora, utilizando para la pieza un material MAT 1 y respondiendo a los siguientes apartados: 1. Acotar la pieza a obtener en bruto. 2. Diseño del modelo con dimensiones y salidas, teniendo en cuenta la contracción del material. 3. Dimensionado del sistema de alimentación de la pieza. 4. Dimensionado de las cajas de moldeo. Justificación de la producción pedida. 5. Croquis del molde terminado y cerrado en el que se aprecien todos los elementos en su posición final. 2ª PARTE: MECA IZADO Realizar el estudio de su mecanización de tal manera que tenga las dimensiones establecidas en el plano, tomando como pieza de partida la que se obtiene en bruto mediante fundición. Se pide: 1. Establecer el plan de fabricación para realizar el mecanizado del logotipo. 2. Determinar y seleccionar las herramientas necesarias para efectuar dicho mecanizado. PROYECTO FI DE CARRERA

10 3. Definir los parámetros del mecanizado necesarios: Nº de pasadas de desbaste. Nº de pasadas de acabado. Profundidades en cada pasada según sea la herramienta seleccionada. Velocidades de corte en las distintas pasadas. Avances. Fuerzas sobre las herramientas. Potencia necesaria. 4. Seleccionar las máquinas herramientas más adecuadas. 5. Definir los útiles necesarios para el amarre o fijación de la pieza en las distintas operaciones y pasadas. Este trabajo se viene desarrollando satisfactoriamente desde hace algunos años. No obstante, y con vistas a desarrollar una actividad docente más cercana a las nuevas directivas educativas contempladas en el Plan Bolonia, en este proyecto fin de carrera se plantean variaciones en su ejecución y evaluación, es decir, se propone una nueva metodología para el desarrollo del mismo. 1.3 Objetivos Con el presente proyecto se pretende dotar al Área de Ingeniería de los Procesos de Fabricación de una herramienta útil de trabajo respondiendo a las nuevas directrices educativas contempladas en el E.E.E.S. Dicha herramienta será una base de datos de piezas reales, para su utilización en proyectos de tencnología de fabricación. La base de datos creada será el material de trabajo principal que se usará en la nueva asignatura de Tecnología de Fabricación II, impartida en el Grado en Ingeniería en Tecnología Industriales. Con la utilización de la misma se pretende extraer al alumno del entorno académico, en la mayor medida posible, intentando simular un proyecto profesional realista, donde los estudiantes deberán planificar el proceso de fabricación completo de una pieza. Se intenta con ello que el alumno se familiarice con el mayor número posible de procesos de fabricación, realizando una tarea o actividad profesional común, no siendo suficiente, por tanto, una actividad académica teórica o simulada. Es por ello que dentro de los objetivos del presente proyecto están: Con vistas al planteamiento futuro de un nuevo proceso de enseñanza basada en proyectos, se plantearán competencias para la nueva asignatura de Tecnología de Fabricación II en el marco del Espacio Europeo de Educación Superior (E.E.E.S). Plantear nuevas metodologías activas de aprendizaje para la impartición de la asignatura de Tecnología de Fabricación II en el Grado en Ingeniería en Tecnología Industriales, específicamente orientadas a la realización de un trabajo de curso. PROYECTO FI DE CARRERA

11 Crear una base de datos de piezas y elementos mecánicos generales, para su uso con fines docentes, particularmente en el trabajo de curso referido antes. 1.4 Metodología de trabajo Para el desarrollo del trabajo y a partir de la descripción del estado actual en que se efectúa la docencia en la asignatura de Ampliación de Tecnología de Fabricación, se han planteado los criterios para la enseñanaza de la nueva asignatura de Tecnología de Fabricación II en el título de Grado en Ingeniería en Tecnología Industriales, los cuales incluyen la definición de las competencias y metodologías activas para el aprendizaje. En la definición de las competencias se han tenido en cuenta tanto el desarrollo de competencias generales para el manejo de situaciones laborales reales (capacidad de trabajo en equipo, capacidad de comunicación oral y escrita, destreza en el manejo de proyectos, etc), como la adquisición de competencias técnicas propias de la ingeniería, mediante la aplicación de los conocimientos impartidos en la asignatura. Dentro de las metodologías activas de enseñanza se propone la enseñanza basada en proyectos (EBPry) la cual plantea a los estudiantes la realización de una actividad que debe ser planificada y ejecutada por ellos mismos trabajando de manera independiente del profesor, en contextos académicos y/o profesionales. Finalmente, como aspecto fundamental a desarrollar en este trabajo, se crea una base de datos definiendo características geométricas y técnicas de piezas reales. Esta base de datos se pretende sea el material de trabajo principal para la realización de un proyecto consistente en la definición de la tecnología de fabricación de una pieza real, dentro de la impartición de la asignatura Tecnología de Fabricación II. Así mismo se define una guía para el alumno en la cual se recoge información práctica para la realización del trabajo, relativa a todos los procesos de fabricación que se pueden dar en el mismo. La guía también tendrá información sobre la asignatura, como son métodos de enseñanza y criterios de evaluación a aplicar. PROYECTO FI DE CARRERA