SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
OCUPACIÓN
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
MANUAL DE APRENDIZAJE
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINAS – PARTE I
Técnico de
Nivel Operativo
AUTORIZACIÓN Y DIFUSIÓN
MATERIAL DIDÁCTICO ESCRITO FAMILIA OCUPACIONAL
METAL MECÁNICA
OCUPACIÓN
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
NIVEL
TÉCNICO OPERATIVO
Con la finalidad de facilitar el aprendizaje en el desarrollo de la formación y capacitación en la ocupación de MECÁNICO DE MANTENIMIENTO a nivel nacional y dejando la posibilidad de un mejoramiento y actualización permanente, se autoriza la APLICACIÓN Y DIFUSIÓN de material didáctico escrito referido a AJUSTE, MONTAJE, VERFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINAS-PARTE I. Los Directores Zonales y Jefes de Unidades Operativas son los responsables de su difusión y aplicación oportuna.
DOCUMENTO APROBADO POR EL GERENTE TÉCNICO DEL SENATI N° de Página……150……
Firma …………………………………….. Nombre: Jorge Saavedra Gamón Fecha: …………04.06.09………….
Registro de derecho de autor:
SEMANA Nº 01 TAREA: MÁRMOL DE TRAZADO
OPERACIONES:
• CEPILLAR SUPERFICIE PLANA Y PLANA PARALELA • AFILAR HERRAMIENTAS DE CARBURO METÁLICO
Plano Mango
CARA DE CONTROL (PLANO RECTIFICADO O RASQUETEADO)
Pie Base
MÁRMOL DE TRAZADO PORTÁTIL O DE BANCO. Es una mesa de precisión, con dimensiones menores que las fijas y con dos mangos para su transporte.
Pie con nivelador Nervios
Dimensiones (mm) 150 x 150
500 x 500
200 x 200
600 x 500
300 x 200
800 x 500
300 x 300
1000 x 750
400 x 300
1200 x 800
400 x 400
1000 x 1000
500 x 140
1500 x 1000
500 x 400
2000 x 1000
Pies con niveladores
Cara de control VISTA INFERIOR DEL MÁRMOL PORTÁTIL
Nº
ORDEN DE EJECUCIÓN
01 02 03 04 05 06
Desbaste en la cepilladora la superficie plana Dé acabado la superficie plana. Rectifique la superficie plana. Rasquetee Marmolee Verifique la superficie
01 PZA.
01 CANT.
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
MÁRMOL
• Útil de desbastar. • Útil de acabar. • Regla de pelo. • Reloj comparador. • Nivel de burbujas. • Rasquete • Paralelas • Llaves de boca.
200 x 200 x 80
DENOMINACIÓN
Mango
NORMA / DIMENSIONES
MÁRMOL DE TRAZADO
GGG - 35 MATERIAL HT
OBSERVACIONES
01/MM
TIEMPO: 2 2 H r s .
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
ESCALA: S / E
REF. HO-01-04 HOJA: 1 / 1 2003
g
Designación de los ángulos a (alpha) b (beta) g (gamma) c (kappa) e (epsition) l (lambda)
b
Ángulo libre Ángulo de corte Ángulo de salida de virutas Ángulo de posición Ángulo de punta Ángulo de inclinación
a
2º
e=90º
2º
º
a
l=4
c
r 10 a 14º
6 a 10º
7711º º
75
5º 2
º
5º
Acero colado, resistencia máx. 7 kg/mm2, fundición gris, latón,bronce.l
Acero, resistencia máx. 85 kg/mm
0 a 4º
30º
86
º
60
4º
Acero templado, resistencia máx. 180 kg/mm2
Nº
01 02 03 04 05 06
01 PZA.
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
Limpie la herramienta Esmerile la superficie (ángulo de salida) Esmerile la superficie frontal Esmerile la superficie lateral Esmerile dando acabado las superficies Compruebe los ángulos
CANT.
• Llaves de boca 27 - 28 • Herramienta de metal duro • Muela abrasiva de carburo de silicio • Diamante para rectificar muela abrasiva • Goniómetro. • Protector facial o lente
ÚTIL DE DESBASTAR R25 q DIN 4971 DENOMINACIÓN
10º
Aluminio. Aleación de magnesio.
ORDEN DE EJECUCIÓN
01
º
NORMA / DIMENSIONES
AFILAR HERRAMIENTAS DE CARBURO METÁLICO
K 20 MATERIAL HT
OBSERVACIONES
01/MM
TIEMPO: 2 2 H r s .
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
ESCALA: S / E
REF. HO-02 HOJA: 2 / 2 2003
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO OPERACIÓN : CEPILLAR SUPERFICIE PLANA Y PLANA PARALELA Es la operación que consiste en cepillar sobre una superficie plana a través de la penetración de una herramienta con desplazamiento horizontal de la mesa de forma manual y/o automática, a fin de que la viruta sea uniforme. Esta operación puede ser de desbaste o acabado de ambas caras y a la vez que sean paralelas. Fig.1 Se utilizan para fabricar piezas de maquinarias con superficie plana como: mármol, piezas prismáticas, etc) . (Fig.2).
Fig. 1
Pieza prismática
Ma´rmol de trazado
PROCESO DE EJECUCIÓN B A
Fig. 2
1º PASO: Sujete la pieza. a. Ubique la prensa, brida de sujeción y pernos de anclaje. (Fig. 3).
Fig. 3
b. Ubique la pieza y apriete con las mordazas de la prensa. (Fig. 4). OBSERVACIÓN Interponer calzos en el fondo de la prensa con anchura inferior a la pieza.
Fig. 4
2º PASO: Fije la herramienta (Fig. 5). OBSERVACIÓN La herramienta se elige según la operación (desbastar o acabar) y dirección de corte.
Fig. 5
3º PASO: Prepare la máquina. a. Regule el curso del cabezal móvil. MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
6
REF. H.O.01/MM 1/3
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO b. Regule el número de carreras por minuto. (Fig. 6) Fig. 6
c. Regule la amplitud de la carrera de trabajo (Fig. 7).
d. Regule el mecanismo de accionamiento de avance. (Fig. 8).
Fig. 7 Fig. 7
Fig. 8
e. P o n g a l a m á q u i n a e n marcha.
f. Aproxime la herramienta a la pieza hasta rayar levemente. (Fig. 9).
Fig. 9
g. Haga coincidir el trazo cero del anillo graduado del carro porta-herramientas con la referencia. (Fig. 10) Fig. 10
h. L u b r i c a r l a s g u í a s d e deslizamiento y las puntas señaladas en la tarjeta de mantenimiento rutinario. (Fig. 11).
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
7
Fig. 11
REF. H.O.01/MM 2/3
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO 4º PASO: Cepille a. Ponga la máquina en marcha y e f e c t ú e pa s a d a s d e desbaste y acabado. (Fig. 12)
Fig. 12
h
OBSERVACIÓN Con el fin de evitar vibraciones de la herramienta durante el mecanizado es necesario reducir al mínimo la distancia entre el plano horizontal de las guías del carro y el plano de la superficie mecanizada. (Fig. 13).
Fig. 13
Fig. 14
b. Efectúe pasadas de embolo con la herramienta en punta para afinar. (Fig. 14).
5º PASO: Verifique la superficie. Fig. 15
a) Compruebe la verticalidad del instrumento (Fig. 15). b) Compruebe paralelismo y planitud. OBSERVACIÓN Compruebe verticalmente apoyando el comparador en la mesa y después comparar deslizando sobre las caras laterales. (Fig. 16).
Fig. 16
c) Utilizar calibrador vernier o micrómetro para comprobar paralelismo de la pieza mecanizada. Fig.17
Fig. 17
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
8
REF. H.O.01/MM 3/3
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO OPERACIÓN : AFILAR HERRAMIENTA DE CARBURO METÁLICO Es poner en condiciones de trabajo las aristas una herramienta de corte soldada con pastilla de carburo metálico, dándole los ángulos indicados. Se aplica en la preparación de herramientas usadas en casi todas las máquinasherramientas para mecanización de materiales, con alta velocidad de corte. PROCESO DE EJECUCIÓN I. AFILADO DE DESBASTE 1º PASO: Limpie la herramienta. a) Limpie las superficies a esmerilar, con agua caliente y/o escobilla de acero.
Fig. 1
b) Regule el apoyo del esmeril. (Fig. 1). arista de corte a
2º PASO: Esmerile la superficie. a) Posicionese correctamente al afilar. (Fig. 2).
Fig. 2
b) Afile el ángulo de salida. . OBSERVACIÓN Consultar la tabla de ángulos para herramientas de carburo metálico.
ángulo de salida +3°
a
PRECAUCIÓN USE PROTECCIÓN PARA LOS OJOS. (Fig. 3) c) Posicionese correctamente al afilar la herramienta sobre la mesa. (Fig. 4). Fig. 3
Fig. 4
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
9
REF. H.O.02/MM 1/4
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO
d) E s m e r i l e l a s u p e r f i c i e , presionando suavemente la herramienta sobre la piedra de esmeril. Fig. 5
OBSERVACIÓN El esmerilado de desbaste es h e c h o h a s t a aproximadamente 1mm antes de alcanzar las aristas de corte. (Fig. 5). 3º PASO: Esmerile la superficie frontal (Fig. 6). a) A p r e t a n d o s u a v e m e n t e contra la muela. b) E n f r í e l a h e r r a m i e n t a constantemente para evitar grietas debido al enfriamiento rápido.
Fig. 6
4º PASO: Esmerile la superficie lateral principal. (Fig. 7). a) Utilizando toda la anchura de la muela abrasiva. b) Evite que la muela se deforme al afilar. (Fig. 8). Si es necesario rectifique la muela abrasiva.
Fig. 7
Fig. 8
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
10
REF. H.O.02/MM 2/4
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO II. AFILIADO DE ACABADO cara
OBSERVACIÓN Este afilado se hace siguiendo las mismas instrucciones del afilado de desbaste; se debe utilizar una muela de copa; bien rectificada: y trabajar en la cara de la misma (Fig. 5).
fig. 5
5º PASO : Esmerile dando acabado a las superficies. a) Incline la mesa dando los ángulos correctos a cada superficie. OBSERVACIÓN Usar un goniómetro o soporte graduado para ubicar con exactitud la herramienta. (Fig.6).
Fig.6
b) Esmerile hasta que las superficies queden completamente lisa y la arista cortante bien aguda. c) Redondee la punta dando un movimiento uniforme a la herramienta como señala la Fig. 7. d) Asiente el filo con una piedra de afilar a mano. II
I
III
Fig.7
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
11
REF. H.O.02/MM 3/4
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO OBSERVACIONES 1. Para reafilar estas herramientas, esmerile solamente las superficies de incidencia frontal y lateral. 2. Cuando es necesario esmerilar mucho material, desbaste primero el cuerpo de la herramienta en una piedra de esmeril común y después haga el afilado del carburo metálico (Fig. 8). Fig.8
3. Enfríe frecuentemente la herramienta a fin de no provocar ninguna fisuras en la plaquita de carburo metálico. 4. Es muy común que estas herramientas se les haga un “quiebra- viruta” en la superficie de salida (Fig. 9); para esto es necesario utilizar una piedra especial. Fig.9
5º PASO : Verifique con escuadra o plantilla de ángulo. (Fig. 10).
Fig.10
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
12
REF. H.O.02/MM 4/4
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO MATERIALES SINTERIZADOS FABRICACIÓN Y PROPIEDADES Son materias primas en polvo que se comprimen para formar cuerpos y compactan mediante un proceso de recocido llamado sinterizado. La metalurgia del polvo o pulvimentalurgia se ocupa de la fabricación de polvo de metales, del prensado de este polvo para formar piezas formadas, compactan por debajo del punto de fusión. Embolo de comprensión
Mediante el sinterizado es posible compactar entre si varias substancias que solamente pueden alearse con dificultad, y como las cuales se consigue una gran dureza, resistencia, buen efecto de corte o buen deslizamiento. Las materias primas empleadas son, p. ej., hierro, cobre, estaño, grafito, níquel, tungsteno, titanio, cobalto, tántalo y molibdeno. Un inconveniente es que el moldeado de las piezas sinterizadas solo puede en una dirección, o sea en la dirección del embolo, pero no transversalmente (Fig. 1).
Polvo metálico suelto al rellenar antes de empezar el proceso de prensado Embolo de comprensión
Polvo metálico comprimido
Pieza prensada
Comparación de volúmenes Polvo suelto Polvo comprimido Fig. 1.
Etapas de la fabricación. a) La fabricación del metal en polvo tiene lugar por machaqueo y molienda, por pulverizado o trituración de las substancia de partida hasta convertirla en polvo. b) Tratamiento del polvo. Para eliminar los óxidos y la humedad, el polvo se recuece. A continuación se mezcla de acuerdo con la composición deseada, añadiendo un producto deslizante (estearato de cinc). c) Prensado del polvo. Para dar forma por comprensión se emplean prensas mecánicas o hidráulicas. La densidad deseada depende de la presión. Con las prensas de doble efecto se consigue una comprensión uniforme. d) Sinterizado de las piezas prensadas. En hornos cerrados, la substancia en polvo prensada, se calienta hasta los 4/5 de la temperatura de fusión. Las distintas partículas de polvo se aglutinan así uniendo sus retículas. (Fig. 2). Espacio hueco
Polvo suelto
Partículas de polvo
F
Polvo
Fig. 2. Etapas de fabricación Con el prensado se reduce los espacios huecos, aumentando las superficies de contacto entre las partículas de polvo.
13
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO FORMACIÓN DE TEXTURA SINTERIZADA Las partículas de polvo sueltas sólo se tocan en unos pocos puntos, de forma que las cohesiones entre ellas es muy pequeña. Por efecto de altas presiones (40 a 80 kN/Cm2) se aumenta la superficie de contacto entre las partículas de polvo y con ello su cohesión. Calentando las piezas prensadas hasta las proximidades de la temperatura contacto entre las partículas de polvo, y con ello su cohesión. Calentando las piezas prensadas hasta las proximidades de la temperatura de fusión, aparece una fluencia plástica. En los limites de los granos de polvo, los átomos de la substancia se desplazan y forman nuevos granos. La formación de estos granos se realiza en diferentes direcciones, reduciendo los poros que existen. Las partículas se bloquean y forman una textura de sinterización igual a 1/7 aproximadamente del volumen primitivo. De esta forma las fuerzas de adherencia entre las partículas son totalmente efectivas, la pieza se ha vuelto sólida y dura. (Fig. 1).
Cuerpo sinterizado Sinterización acabada
Fig. 1. Tratamiento térmico
Partículas en polvo Formación de granos Partículas de polvo sinterizadas (aspecto de la textura)
Con la comprensión y el calor aparece la fluencia plástica y se forman granos.
Las propiedades de los componentes del polvo puede mejorarse en conjuntos; así por ejemplo, la resistencia al calor de tungsteno, la resistencia del titanio, la resistencia a los ácidos del cobre o del níquel, o la dureza del molibdeno. Una característica importancia de los cuerpos sinterizados es el volumen de los poros existentes después del sinterizado. Dicho volumen depende de la comprensión. Clase
% de volumen poroso
Ejemplos de aplicaciones
SIN T.A
Hasta 60%
Filtros
SIN T.B
Hasta 30%
Cojinetes de fricción, forros
SIN T.C
Hasta 20%
Piezas de forma para máquinas coser y oficina
SIN T.D
Hasta 15%
Piezas para máquina icemetables soldables.
Aplicaciones de materiales sinterizados en la industria. (Fig. 2) Cojinetes de fricción autolubricantes. El polvo sinterizado de las creaciones de cobre y estaño que emplea como material para cojinete, puede absorber aceite hasta el 30% de su propio volumen. El sinterizado forma canales capilares finos que absorben el aceite y lo desprenden cuando gira el eje, lubricándolo.
Cojinete de Plaquitas de cortee
Fricción
Fig. 2
14
Piezas de forma listas para montar
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO PLAQUITAS DE CARBURO METÁLICO. Las plaquitas de carburo metálico son pequeñas piezas de material sumamente duro y que se encuentra en el comercio, con formas variadas, para distintas finalidades. Una moderna y muy eficiente herramienta de corte tiene soldada, en su extremo útil, una plaquita de carburo metálico, que es un material de corte excelente, debido a su dureza y resistencia a la acción del calor. Como se fabrica la Plaquita de Carburo Metálico La Fig. 1 presenta un esquema simple de proceso de fabricación. Las plaquitas son una aglomeración de COBALTO y CARBUROS de metales como el TUNGSTENO y a veces el TITANIO o el TANTALO. Se preparan sometiendo la mezcla de las materias primas a altas temperaturas y presión. (Fig. 1). 81 %
1a.Fase : Preparación del Carburo
6%
Tungsteno
+
Carbón
Después de pulverizados, el tungsteno y el carbón son mezclados y sometidos a alta temperatura. Calor
2a. Fase: Pulverización y mezcla del Carburo y Cobalto.
13 %
Ambos son reducidos a polvo finísimo y, enseguida, mezclados y tamizados. Carburo de tungsteno
3a. Fase: Moldeado de la mezcla. se hace en prensa de alta presión, cerca 2 de 4,000 kg/cm , preparando las piezas en los formatos.
Cobalto
Presión
ª
4 fase: 1° Calentamiento a 800°C más o menos, con hidrógeno.
Piezas moldeadas
ª.
5 Fase: 2° Calentamiento Esta fase es la de Sinterización. A una temperatura entre 1450° y 1500°c, sirve de aglutinante de las partículas de carburo, se producen piezas de gran dureza ( casi igual a la del diamante) y que resisten mucho el desgaste y el calor.
Calor
Plaquitas acabadas
Hay una sensible contracción de las plaquitas moldeadas a presión, cuando son sometidas a sinterización.
Fig. 1.
15
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Esa reducción de volumen es más o menos en la proporción indicadas en las Figuras 2 y 3. Fig. 2
Fig. 3
Marcas Comerciales son variadas y de procedencias diversas. También los procesos de fabricación y composición son variables. Ejemplos de marcas comerciales: 1) Alemanas: WIDIA BOHLERITA TITANITA REINITA; 2) Americanas: CARBOLOY KENNAMETAL TECOEXCELLO. STELLITE. Características Principales de los Carburos Metálicos Tienen en color gris metálico, densidad 14,6 y dureza 9,7 en la escala de Mohs (en la cual el diamante, el cuerpo más duro, es 10). Los carburos metálicos mantienen su dureza hasta por simple variación de temperatura. No pueden ser forjados ni mecanizados por herramientas comunes de silicio o de diamante. La adición de TITANIO o de TÁNTALO, o de los materiales juntos, crea el tipo llamado CARBURO COMBINADO, empleado en la mecanización de los aceros. Los carburos de tungsteno simple sirven para cortar hierro fundido y metales ferrosos. Herramienta de Corte con Plaquitas de Carburo Metálico Son barras de acero medio y duro, en cuyo extremo útil, debidamente preparada, se sueldan las plaquitas de carburo metálico. Las figs. 4, 5, 6, 7, 8 Y 9 presentan ejemplos de herramientas con plaquitas de carburo metálico.
Fig. 4 P/DESBASTAR
Fig. 5
Fig. 6
Fig. 7 P/TORNEADO INTERIOR
P/REFRENAR
16
Fig. 8 P/TRONZAR
Fig. 9 P/ACABADO
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Formas y dimensiones de las Pastillas de metal duro de uso corriente.
D
C
E
F
e
e
e
B
e
A
º
14
º
14
a
NOTA: Las pastillas D, E y F tienen un ángulo de incidencia de 14º, este ángulo en las pastillas A, B y C varía de acuerdo al fabricante.
a
a
a
a
a
Dimensiones A&B
C
D
E
F
l
a
e
r
a
e
a
e
a
e
a
e
3
/
/
/
/
/
8
3
/
/
/
/
4
/
/
/
/
/
10
4
10
2.5
/
/
5
3
2
2
3
2
12
5
12
3
/
/
6
4
2.5 2.5
4
2.5 14
6
14
3.5
/
/
8
5
3
3
5
3
16
8
16
4
/
/
10
6
4
4
6
4
18
10
18
5
12
4
12
8
5
5
8
5
20
12
20
6
2.5
4
16
10
6
6
10
6
/
/
22
7
18
5
20
12
7
7
12
7
/
/
25
8
20
7
21
14
8
8
14
8
/
/
28
9
25
8
32
18
10
10
18
10
/
/
32
10
30
9
40
22
12
12
22
12
/
/
/
/
35
10
50
25
14
14
25
14
/
/
/
/
40
10
17
º
l
l
r
l
r
60º
l
a
14
a
90º
a
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Herramientas con pastillas de metal duro
Afilado de las plaquitas de carburo metálico Las máquinas de afilado de las cuchillas de corte con pastilla de metal duro deben tener un husillo de trabajo muy rígido, con buenos asientos, que aseguren una marcha sin vibraciones. Se preverán los apoyos correspondientes para el afilado. Las herramientas bien afiladas desde el comienzo, y reafiladas a tiempo, lo agradecen por su elevado y uniforme rendimiento, por su gran duración de su filo y por su larga vida. Por este motivo, el afilador debe recibir una formación adecuada y tener experiencias practica del mejor nivel. Aparte de la maquinaria y de las muelas de afilado, se prestará atención al que el trabajo se realice bajo condiciones adecuadas. Para conseguir buenos resultados de afilado es preciso coordinar la velocidad de afilado, la presión de la cuchilla contra la muela y la refrigeración mientras el afilado. Trabajándose a elevadas velocidades de afilado se producen temperaturas tantas altas que pueden fácilmente provocar un agrietamiento de la pastilla. También una presión excesiva de la pastilla contra la muela puede provocar un calamiento demasiado grande de la pastilla. 18
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Se dará preferencia al afilado en húmedo frente al afilado en seco. Durante el afilado el medio refrigerante debe bañar suficiente e ininterrumpidamente la pastilla de metal duro, si el medio refrigerante llega con irregularidad, a la herramienta, ésta se puede agrietar. Defectos de afilado Los defectos de afilado pueden tener causas muy diversas. En muchos casos, estos efectos son provocados por que se utilizan muelas con abrasivos inadecuados, muelas no equilibradas o embazadas, o porque no se afila contra el filo de la pastilla o no se mueve la herramienta en sentido de vaivén contra la muela. Los afilados sucesivos usan la pastilla y el mango de la herramienta. Es más económico de cambiar una pastilla demasiado usada (Fig. 10A) o desplazar una pastilla deteriorada (Fig. 10B) que esmerilar demasiadamente un mango.
Fig. 10A Fig. 10B
Inclinación del apoyo en la máquinas de afilado. (Fig. 11)
Un taller de mecánica general no puede siempre equiparse con máquinas especialmente construidas para el afilado de las cuchillas con pastilla de metal duro. Sin embargo es posible organizarse en este dominio, utilizando esmeriladoras ordinaria en una afiladora, simplemente para el montaje una mesa de apoyo para cada máquinas, según el ángulo deseado. Dos máquinas son necesarias: -
-
Una para el trabajo de las superficies de incidencia del mango, mesa de apoyo inclinado a 7° o 8°. Muelas en CORINDON.
Fig. 11
Una para el afilado de las pastilla, mesa inclinada a 5° o 7°. Muelas De CARBURO DE SILICIO
Las mesas pueden ser fijadas sobre la máquina directamente o sobre su base. De todo modo se necesita una fijación rígida para evitar todas vibraciones.
19
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Desbastado y semiacabado de las cuchillas d e m e t a l d u r o. (Fig. 12) 1
1. Superficie de ataque. 2.Superficie de incidencia frontal de la pastilla. 3.Superficie de incidencia lateral de la pastilla. 4.Superficie de incidencia frontal del mango. 5.Superficie de incidencia lateral del mango. A. Desbastar las superficies de incidencia (4 y 5) del mango, según el ángulo de 7° a 8° B. Afilar las superficies de incidencia de la pastilla (2 y 3) b= 5° a 6°. C. Afilar la superficie de ataque de la pastilla (1) c = 8° a 10°.
2 3 Fig. 12
5
4
muela de corindón
muelas de carburo de silicio
A
B
c
b
a
b=a - 2°
a= 7° a 8°
c=8° a 10°
Afilado de la superficie de ataque En las cuchillas de corte, a pastilla de metal duro soldada, dos ángulos característicos son a considerar: 1. El ángulo de desprendimiento de construcción, comprendido entre 8° y 10° para todas las cuchillas. 2. El ángulo de desprendimiento de afilado, el cual varia en función de la naturaleza y de la dureza del material a trabajar. Esta descripción, en la confección de las cuchillas, facilita los afilados sucesivos. En efecto, la parte activa de la superficie de ataque de la pastilla solamente esta afilado. Así se conserva mejor el espesor inicial de la pastilla. A. Ángulo de desprendimiento de construcción. B. Ángulo de desprendimiento de afilado obtenido para el afilado del rompevirutas. C. Ángulo de desprendimiento de afilado positivo. D. Ángulo de desprendimiento de afilado negativo.
a
A
B
d
c
b
Fig. 18
20
C
D
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Formas Usuales de Rompevirutas 1. Superficie de ataque plana para metales originando viruta, corte. 2. Rompevirutas paralelo al filo, para trabajos corrientes. 3. Rompevirutas oblicuo dando virutas cortas. 4. Rompevirutas inclinado a 45° sobre la punta, para trabajo, de acabado. 1
2
3
4
b
r
Mali rosal o rectangular
Correcto radio r más grande
Medidas medias: a= 4 mm a 5 mm. b = 0,5 mm a 0,6 mm.
21
a
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO FORMA Y ERRORES DE LAS SUPERFICIES Las superficies de las piezas fabricadas técnicamente difieren siempre de su forma geométrica ideal. (Fig. 1) Defectos en las guías de la máquina herramienta. Comba de la máquina y de la pieza, deformación de temple, desgaste.
1. Forma no plana, no redonda
Vibraciones de la máquina y de la herramienta, defectos de sujeción. 2. Ondas Forma de filo de la herramienta, avance y paso. 3. Surcos
Filo recrecido, tipo de viruta: viruta arrancada, viruta cortada y viruta plástica. Fig. 1 Irregularidades de forma
4. Estrías
Las calidades superficiales dependen en gran medida, de la función de la superficie como la corrosión, la estanqueidad, el comportamiento a la lubricación, las propiedades de fricción y deslizamiento, el comportamiento frente al desgaste, las propiedades de ajuste. Según normas DIN 4760 se han de distinguir seis órdenes en lo que respecta a las irregularidades de forma. (Fig. 2). Las de 5º y 6º orden conciernen a la estructura y a la constitución reticular, y no están representadas en este caso. Superposición d e las irregularidades de forma. (Fig. 2). Diferencia de forma
No es posible relacionar simultáneamente las cuatro irregularidades de forma con la función de la superficie. Entre otras cosas, las superficies de ajuste no pueden presentar una gran diferencia de forma, las superficies de contacto estanco requieren una pequeña rugosidad y las de deslizamiento pueden presentar cierta ondulación (bolsas de aceite).
1er orden Onda W 2º orden Surco 3er orden Perfil real P
Estría 4º orden
}
R Rugosidad
Fig. 2. Superposición de las irregularidades de forma.
Diferencia de forma, ondulación y rugosidad. (Fig. 3) No están claramente reconocibles los límites entre las diferentes irregularidades de forma. Se habla de diferencia de forma cuando aquélla afecta a toda la superficie. En el caso de las ondulaciones se supone que la longitud de onda es de 100 a 1000 veces la profundidad de onda. En el caso de la rugosidad, esta relación es de 4 a 50 veces.
22
Distancia entre ondas Distancia entre surcos
Profundidad de onda Profundidad de rugosidad
Fig. 3. Ondulación y rugosidad
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Filtrado Al medir la rugosidad del perfil superficial, es preciso averiguar por separado la ondulación y la rugosidad, por lo que respecta a la función de la superficie. Esto puede realizarse mecánicamente, tal y como muestran de forma muy simplificada las tres figuras contiguas (Fig. 4a, 4b y 4c)o bien electrónicamente, ajustable en el aparato. Fundamentalmente, en ambos casos se hace pasar por la superficie una palparoda. El movimiento vertical del palpador en el campo de las micras puede verse en forma de curva en una banda de papel, o como desviación de aguja o como desviación de aguja en un instrumento de medición, una vez amplificado electrónicamente. Cuando se desea el perfil de la rugosidad filtrado (perfil R) el patín y la banda de medición están unidos entre sí, de manera que la banda esta siempre a la misma distancia de la “onda” y esta no se registra. Cuando debe medirse la ondulación el patín puntea el perfil de la rugosidad Tira de medición (papel)
Aguja palpadora Punta grabadora
Fig. 4a. Perfil sin filtrar o perfil-P.
R
Fig. 4b. Perfil de rugosidad filtrado o perfil R. Patín
W
Patín
Fig. 4c. Perfil de ondulación filtrado o perfil W.
23
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Cotas de superficie y rugosidad. (Fig. 5)
Línea del perfil de referencia Desviación
Cotas de superficie y rugosidad (parámetros) revelan ciertas particularidades. La cota que debe emplearse a cada caso depende del cometido o de la función de la superficie.
P1
Línea media
Línea del perfil de base
Desviación Tramo de medición lm
Fig. 5. La línea del perfil de referencia toca los picos mas altos del perfil y la línea del perfil de base los picos más bajos. La línea media divide al perfil de tal manera que el área de las crestas es igual al área de los valles.
Dos ejemplos: 1. Las partes superficiales criticas de elementos de máquinas solicitados
dinámicamente (muñequillas de cigüeñales) no pueden presentar estrías (fugas), que se determina mediante Rmax 2. Las superficies de los cojinetes de fricción debe tener una alta capacidad portante y una buena resistencia al desgaste. En este caso puede emplearse R Z . (Fig. 6) Pt = profundidad de perfil (cota de superficie). El parámetro Pt es la distancia máxima entre el perfil de referencia y el perfil de base. Es la suma de irregularidades de forma de 1° a 4° orden. L a medición sé efectúa sin filtrado. Se utiliza allí además de la rugosidad sea importantes también la ondulación y la diferencia de forma. Émbolos hidráulicos superficie de deslizamiento. Rt = profundidad de rugosidad máxima R = cota de rugosidad. El parámetro Rt es la distancia máxima entre la cresta más alta y el valle más profundo. Sustituida por Rmax y R Z . Rmax = profundidad individual máxima de las irregularidades.
Z4
Rz
R max
Rt
Z2
Z5
R max
Z3
Z1
La profundidad individual máxima de las irregularidades dentro de la longitud de medición lm , se denomina Rmax . Informa sobre la rugosidad máxima (cresta- valle) pero no sobre la forma del perfil. Las crestas altas y las estrías profundas influyen negativamente en las superficie de contacto estanco, las partes superficiales muy solicitadas de los tornillos de dilatación de los cigüeñales y las piezas de embutición profunda.
38 le
lm = 5 le Rt
Rz = Z1 + Z2 + Z3 + Z4 + Z5 5
= profundidad de rugosidad máxima.
R max = profundidad de rugosidad individual máxima. R2
Fig. 6. Los parámetros de rugosidad Rt, Rmax, R2.
24
= profundidad media de rugosidad.
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO R Z = profundidad media de la rugosidad å A0 = å A u A = åA0 + åAu R0
Es la media aritmética de las profundidades de rugosidad de cinco tramos de medición colindantes. lo de la misma longitud. Las desviaciones solo se tienen en cuenta parcialmente. Puede emplearse el parámetro RZ allí donde desviaciones
Línea media
A0
A
AU
Fig. 7. El área A es la suma de todas las áreas de las crestas A0 y de todas las áreas de los valles Au.
aisladas no perturben la función de la superficie, como por ejemplo cuando se trata superficies de medición, superficies de ajuste de uniones a presión. (Fig. 7). Ra = valor medio aritmético de la rugosidad. (Fig. 8) Si se suponen todas las áreas de las crestas hundidas en las áreas de los valles, se produce una superficie geométricamente plana, cuya delimitación se denomina línea media. Sí se suman ahora todas las áreas de los valles que se hallan por debajo de ésta. Y el resultado se divide entre la longitud/m (pensando en el área del rectángulo), se obtiene el parámetro de rugosidad Ra la determinación de la línea media y el cálculo de Ra son realizado por el aparato de medición. La ventaja de Ra es que el resultado de Ra u otras magnitudes de rugosidad
p. ej.
medición de diferentes lugares de una superficie puede compararse bien. Es muy apropiado para el control de rugosidad z continuo de la producción. Para calificar la superficie se dispone de unas 15 a 20 magnitudes de medición, como por ejemplo las profundidades del Fig. 8. Anotación de los parámetros de rugosidad en símbolos perfil y de las ondas, el número de estrías, la En lugar de Rz puede anotarse también Rt, Rmáx u otro distancia de surcos y otras.
0,2 (R 0,1)
parámetro de rugosidad, debiendo indicarse siempre entre paréntesis.
Medición de los valores de rugosidad por medio del perfilómetro. (Fig. 9) Este instrumento consta de la cabeza de medición con micropalpador, y de la parte indicadora de medición y registradora. La cabeza de medición puede fijarse a un soporte cuando se miden piezas pequeñas, Parte indicadora o puede colocarse a mano sobre piezas de la medición Parte registradora grandes. En ambos casos el micropalpador, con su punta de diamante de 2 a 5 micrómetros de radio en el extremo, se mm desplaza de 0,4 a 40mm a lo largo de superficie de la pieza. La punta del palpador va siguiendo de este modo las más finas hendiduras de la superficie. Lo movimientos de subida y bajada de la punta, se amplifican electrónicamente, se Cabeza de medición Micropalpador traducen y se indican como valores de medición en el indicador del perfil por medio Sistema palpador de la desviación de la aguja, si se prefiere se registran como curva en el registrador de Fig. 9. Pertómetro para la medición de superficies. perfiles. 25
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Registro del perfil. (Fig. 10) Las diferencias de altura se registran aumentadas de 400 a 100 000 veces, según se ajuste el aparato (ampliación vertical) sin embargo, es de 20 a 100 veces. Debido a esto, la curva registrada se comprime sobre una tira de papel relativamente corta, por lo que la curva parece más accidentada de lo que realmente es la superficie medida. La profundidad de rugosidad de 10 micrómetros aparecerá entonces con una altura de 10 m. 1 000= 10 mm en una longitud de tira de papel de 5 mm . 100 = 500 mm. Si se ampliase también 1 000 veces en la horizontal, la figura quedaría la escala, pero la tira de papel tendría 5 metros de longitud, lo cual sería poco claro. 200 10
Ejemplo : aumento vertical 1 000 veces aumento horizontal 100 veces Recorrido de medición 5 mm.
Torneado basto y torneado fino
Fig. 10. Perfil de una superficie torneada. En la parte superior izquierda está anotada la relación de medidas de la curva: verticalmente 10 mm, horizontalmente 200 mm
Filtro de ondas ( cut off = separar/descartar) La finalidad y el principio mecánico del filtrado de ondas ya se explicaron al principio del capítulo. Los perfilómetro electrónicos, filtrados dependientes de la frecuencia en 5°. En este caso se entiende por frecuencias producidas por ondas, surcos estrías, se hace pasar por el filtro paso alto incorporado en el instrumento de medición y que suprime las frecuencias bajas (ondas). De este modo se mide la rugosidad. Cuando se han de medir la diferencias altas (rugosidad). Valores “cut off “ normalizados: Longitudes de onda 0,08: 0,25; 0,8; 2,5 y 8 mm. Con ayuda del filtro es también posible representar superficies cerradas de piezas, por ejemplo flancos de diente y radios, como curva de medición de transcurso rectilíneo. Debido a que el filtro paso alto separa la curvatura superficial considerándola como diferencia de forma u onda. (Fig 11).
Demasiado pequeño
Correcto
Demasiado grande
Fig. #. Aumento horizontal
Demasiado pequeño
Correcto Fig. 11. Aumento vertical
26
Demasiado grande
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Sistemas de exploración con palpador Para realizar los múltiples cometidos de medición, se emplean diferentes sistemas de exploración con palpador. (Fig. 12). Aparato de avance Superficies de referencia
Palpadores
Patines
La superficie se encuentra en el aparato de avance (guía)
La superficie de referencia se encuentra en el palpador (patín fijo).
Fig. 12. Sistema de sup4erficies de referencia (sistema de exploración libre)
Los sistemas de superficies de referencia refieren el resultado de medición a una superficie patrón que materializa el perfil geométrico ideal. El ajuste del paralelismo entre la materialización de la superficie de referencia y la superficie de medición, suele requerir mucho tiempo, pero en cambio el resultado de la medición es muy expresivo. Los sistemas de patín se apoyan sobre la superficie de medición en uno o dos patines. De este modo se mide el movimiento relativo de la punta del diamante respecto al patín único, el radio del patín utilizado ( de 0,3 a 25 mm) y el sistema de patín doble distancia entre el palpador y los patines (de 0 a 3 mm). (Fig. 13). Aparato de avance
Aparato de avance Palpador
Palpador Patín
Patín
Sistema de patín único
Sistema de dos patines Fig. 13 . Sistema de dos patines
Dirección de exploración y número de mediciones Cuando se trata de superficies mecanizadas por arranque de viruta, la medición se realiza por lo general en dirección transversal a la de mecanizado. Cuando esto no esté suficientemente claro, por ejemplo en el caso de una superficie refrentada, se medirá en diferentes direcciones. Para mayor seguridad, es conveniente efectuar mediciones en tres lugares por lo menos. Ha de tener en cuenta también que incluso en superficies bien mecanizadas el resultado de medición puede presentar fluctuaciones de hasta el 30%.
27
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Valores de rugosidad en el proceso de trabajo.
Fundición de arena Fundición en coquilla Fundición a presión Fundición de precisión Forjado en estampa Embutición profunda Extrusión Cilindrado Taladrado Avellanado Escariado Fresado tang. y frontal Cepillado Brochado Limado Rectifi. cilíndrico y long. Rectificado plano Bruñido con carrera larga Bruñido con carrera corta Lapeado plano Granallado Oxicorte
Fig. 15. Confrontación de procedimientos de fabricación y valores de rugosidad.
28
1000
160 250 400 630
10
16 25 40 63
0,1
en mm
100
: Ra
0,16 0,25 0,4 0,63 1 1,6 2,5 4 6,3
0,016 0,025 0,04 0,063
0,01
: Rz ; 0,006
Procedimiento de fabricación
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Cálculo de Longitudes dobladas L = longitud doblada dm = diámetro medio d = diámetro interior D = diámetro exterior s = pared 1. Longitud doblada
Al doblar materiales se dilatan las fibras del lado exterior del material y las del lado interior se recalcan. Deducción La longitud doblada se calcula por medio de una fibra que corresponde en su longitud a la línea de gravedad.
Fibra neutral
2. Anillo cerrado dm
D
s
d
Longitud doblada L Atención Diámetro medio Diámetro medio
= =
longitud de la mediana dm . 3.14
= =
longitud exterior - pared diámetro interior + pared
Longitud doblada
=
long. doblada = dm . p
3. Segmento de anillo
longitud de la mediana L = dm . 3.14 . a + l +... 1 360
a
l1
dm
4. Marco angular l1
S
l2
l2
l1 S
Longitud doblada = longitud de la mediana L = å longitud exterior - n . s L = å longitud exterior + n . s Nota Para evitar fisuras de doblado hay que observar, generalmente, los radios mínimos de doblado. Los menores radios de doblado admisibles, así como las posiciones del eje de perfiles de materiales, se pueden tomar de los libros de tablas.
5. Resumen
Longitud doblada = línea de gravedad Para secciones transversales regulares: (p. Ej. O, €, ) se considera: Longitud doblada = longitud de la mediana
6. Ejemplo
Hay que fabricar con un acero cuadrado de 30x30 mm un anillo de 200 mm de diámetro interior. ¿Qué longitud de barra en mm se necesita? buscando L dado s = 30 mm raciocinio previo D = 200 mm solución L = dm . 3,14 = 230 mm . 3,14 L = 722,2 mm Nota Observe siempre las indicaciones de los diámetros (diámetro interior o diámetro exterior).
dm
29
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO ELEMENTOS QUÍMICOS DE MATERIALES SINTERIZADOS En 1926, la empresa Alemanda KRUPP produce y lanza al mercado, bajo la marca WIDIA, un metal duro sinterizado a base de carburo de tungsteno y de cobalto. Los carburos metálicos constituyen la invención más grande que ha sido hecha, en el dominio de trabajo de los metales, desde la invención de los aceros rápidos por TAYLOR. Los dos metales utilizados principalmente en la elaboración de los Carburos metálicos son: 1. El tungsteno, punto de fusión 3,400°C. 2. El titanio, punto de fusión 1,800°C. El carburo de tungsteno es el más utilizado en la fabricación de las Plaquitas para herramientas de corte. En una mezcla de tungsteno y de carbono no es una aleación pero si es un aglomerado. Se arranca de una mezcla pulverulenta de carburo de tungsteno y cobalto ( punto de fusión del cobalto:1,480º C sometido a varios tratamiento mecánicos y térmicos. A. Obtención de la mezcla 1. Para obtener el tungsteno puro, el óxido de tungsteno es sometido a un tratamiento en horno eléctrico a una temperatura de 800°C bajo atmósfero de hidrógeno. 2. El carburo de tungsteno es obtenido por combinación del metal puro con carbono fino (negro de humo) en un horno eléctrico a la temperatura 1500°C. Tungsteno puro + carbono = carburo de tungsteno. 3. La salida del horno el carburo de tungsteno se presenta en pedazos. Estos son desmenuzados y reducidos a polvo. 4. El polvo obtenido es horneado para eliminar todo los óxidos. 5. La salida del cedazo el polvo de carburo de tungsteno es mezclado con polvo de cobalto en proporciones exactamente determinado. La mezcla pulverulenta esta lista para se sometida a lo tratamientos mecánicos y térmicos que, más tarde, se convertirá en pastillas para herramientas de corte. Sinterización de los carburos Principales productos de partida (Wo3) trióxido de tungsteno (TiO) óxido de titanio, (CoO) óxido de cobalto, carbono, todos pulvurentos. Después de su transformación en carburos metálicos, éstos se encierran en una matriz de cobalto reblandecida a 1400 ºC y a continuación sinterizada sin llegar a la fusión del cobalto. (Fusión del cobalto a 1490 ºC). (Fig. 1). Reducción de WO Mezcla de W+C
46
Carburació n
Elementos componentes de los carburos de corte Wo3: Trióxid
(Horno electr.) 30
Fig. 1
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO ACOTADO DE CUADRADOS Y ESFERAS
El signo del cuadrado ( ) se emplea para representar cuerpos o piezas de sección cuadrada (Fig. 1). Se usa, cuando la sección mencionada está dibujada en una sola vista y como una línea. La superficie plana visible se indica trazando dos diagonales, empleando líneas finas llenas.
26
Acotado de cuadrado empleando signos
Fig. 1
12
Si la forma cuadrada aparece visible en una de las vistas, es preferible acotar ambos lados del cuadrado. (Fig. 2). 12
Fig. 2
Al igual que el signo de diámetro, el signo de cuadrado esta´formado por un cuadrado, cuyos lados son los 5/7 de la altura de la cifra de cota (Fig. 3).
16 Fig. 3
Acotado de esferas Las esferas se acotan anteponiendo la palabra “esfera” a la cota, cuando la forma esférica aparezca en una sola vista (Fig. 4). Si la esfera no está representada por completo, se pone el signo de diámetro (&) o el signo de radio (R), entra la palabra “Esfera” y la cota (Fig. 5). Cuando el espacio es reducido se puede abreviar colocando.
Es fe
0
a4
24
r fe
Es
f.
=
Es
Fig. 4
Fig. 6
31
ra
R5
5
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Reglas para representar Esferas La esfera maciza se representa por lo general en una vista, el sector esférico en dos vistas.
25
ra Æ
e
Æ
Esfe
f Es
ra
25
Representación Técnica
20
Æ
24
Si se da al centro de la esfera, se antepone a la medida de la esfera el símbolo de diámetro.
aR
30
Es
a fe r
Æ
Esfera Æ
R
Esfe r
Si no se da al centro de la esfera, se reemplaza el símbolo de diámetro por el signo de radio.
Una curva de transición entre la esfera y el cilindro se representa mediante líneas continuas finas.
32
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO EJERCICIOS DE PIEZAS CON ARISTAS OCULTAS 1. Acote las vistas ortogonales dadas de la Horquilla.
2. Acote las vistas ortogonales dadas de la Guía.
33
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO PREVENCIÓN DE ACCIDENTES Generalidades La prevención de accidentes constituye un capitulo esencial en los objetivos de la seguridad e higiene industrial, en el proceso de la formación y adiestramiento. Cuando las condiciones de seguridad se preveén, el trabajador cumple mejor las tareas y el rendimiento es mayor. La clave de la prevención de accidentes se funda en detectar oportunamente y eliminar aquello que puedan representar un riesgo en los lugares de trabajo, mediante medidas de orden y limpieza, manejo de materiales, herramientas, protección de máquinas, uso de equipo de protección de máquinas, uso de equipo de protección personal, inspecciones, investigaciones, supervisiones, control, etc.
No se exponga SIN PROTECCIÓN al arco
Traducción aproximada “Y NO ME PUSE LOS ZAPATOS ADECUADOS”
¡ Use su
EQUIPO PROTECTOR ! 34
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Importancia de la Limpieza en la Seguridad Industrial La limpieza de la planta es un aspecto muy importante del plan de seguridad que toda empresa debe tener. No se trata de ofrecer a los trabajadores un lugar agradable donde trabajar; en realidad, el propósito fundamental es proteger la vida y la salud de los que allí laboran con más seguridad.
Los causantes principales de las caídas, son los desperdicios que, a veces, se encuentran en todo taller, chatarra, desperdicios y materiales en desuso, con frecuencia llena los pasillos y locales de trabajo y dificultan el paso de un lugar a otro. También es necesario tener en cuenta que papeles, trapos impregnados de grasa, aserrín o cualquier otra basura pueden producir incendios fácilmente.
AQUI
MALA PUNTERIA
No debe ignorarse la importancia de la limpieza. El personal de seguridad, por lo general, insiste en este tema con mucha regularidad. Sin embargo, en algunos lugares todavía se tiene el concepto de que la limpieza se hace cuando los obreros no tienen mucho trabajo. Hoy en día, con la planificación laboral, los trabajadores tienen algo que hacer y, por lo tanto, la limpieza debe estar incluida en el plan.
BASURA
AQUI NO EVITE INCENDIOS - ACCIDENTES
ORDEN Y LIMPIEZA POBRES
Es necesario tener en cuenta que hay una forma correcta y otra incorrecta de realizar la limpieza y el aseo del local de trabajo. Por eso, hay que poner énfasis en el hecho de la gasolina NO es un agente de limpieza que se deba utilizar, para quitar la grasa de las herramientas, los equipos, etc. Una buena limpieza y un buen aseo son fundamentales para la seguridad y buena salud del trabajador.
... No los levantes ... Con las manos
35
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO ORDEN Y LIMPIEZA El orden y cuidado incluyen, no solamente, la limpieza y el arreglo ordenado del taller y equipos, sino la norma: “un lugar para cada cosa y cada cosa en su lugar”. El orden y la limpieza de una fabrica son muy importantes en la prevención de accidentes, pues permiten: ORDEN Y LIMPIEZA A TODA HORA - Un eficiente funcionamiento, -
Una moral elevada en los trabajadores, y
-
Buenas relaciones humanas.
¿Cuándo se dice que hay orden en un lugar? “cuando no hay objetos en los pasillos que obstruyen el paso, los materiales están correctamente almacenados y las herramientas que no usan, colocadas en estantes y ganchos”.
36
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HOJA DE TRABAJO
1. ¿En que consiste el proceso de sinterizado? 2. ¿Qué materias primas se emplean para el sinterizado? 3. ¿Describa cada una de las etapas en el proceso de fabricación por sinterizado? 4. ¿Como se obtiene los cojinetes autolubricantes? 5. ¿Cuáles son las características principales de los carburos metálicos? 6. ¿Qué forma y dimensión corresponden a las pastillas de metal duro E20, C32 y D40? 7. ¿Qué recomendaciones se deben considerar al afilar las plaquitas de carburo? 8. ¿Qué muelas abrasivas de utilizan para afilar las herramientas de carburo metálico? 9. ¿Qué Elementos Químicos se utilizan en los materiales sinterizados? 10. ¿Cuál es la diferencia de forma, ondulación y rugosidad de la superficie? 1,6 11. ¿A qué valor aritmético corresponde el siguiente símbolo ? 12. ¿Qué instrumentos se utilizan para los valores de rugosidad? 13. ¿Cuál es el valor de la rugosidad para el proceso de trabajo de taladrado? 14. ¿Cuál es el valor o parámetro de la rugosidad en el procedimiento de fabricación de rectificado plano? 15. ¿Cuál es el valor o parámetro de la rugosidad en el procedimiento de fabricación de cepillado?
37
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HOJA DE TRABAJO Ejercicios
5
Longitudes dobladas
50
1. Con un acero redondo de 30 mm se quiere fabricar un anillo tensor con un diámetro exterior de 400 mm. Calcule la longitud doblada en m. D
d
2. Para un anillo se empleó una cero redondo de 15 mm y longitud de 1,6014 m. ¿Qué longitud tiene el diámetro interior en mm?
50 250
7 12
3. Se quiere fabricar un anillo con un acero cuadrado de 25 mm y longitud de 1,884 m. ¿Qué longitud tendrá el diámetro exterior en mm?
0
350
R
8
4. Un acero plano de 20x5 mm ha de ser doblado por el lado plano en un anillo de 450 mm de diámetro interior. ¿Cuántos metros de acero plano se necesitan?
14 60
5. Una columna hueca con los diámetros de 650/550 mm se refuerza con dos aros de acero cuadrado de 50 mm. Encuentre la longitud de la barra necesaria en m.
80
R
9
300
70 º
R
80
160
6. Sobre un tubo de 160 mm de diámetro exterior se quiere doblar por el lado plano un acero plano de 80 x 10 mm y luego soldar. ¿Qué longitud de acero plano es necesaria? 7. Calcule para el tubo de 3” dado en el dibujo la longitud total doblada en mm.
10
8. ¿Cuántos metros de acero redondo se necesitan para producir 16 asas según dibujo?
145 80
9. Se quiere fabricar 12 codos según dibujo. ¿Cuántos metros de tubo se necesitan?
30 x 5
10. ¿Cuántas abrazaderas se pueden fabricar de un hierro plano de 30 x 5 mm y longitud de 3 metros según dibujo?
11 180
65
50
6
11. ¿Cuántos metros de acero plano se necesitan para 25 soportes en Z según dibujo?
15 x 6
12-13 e
100 x 100 x 10 d
e
d´
12. Con un acero angular de alas iguales de 100x100x10 mm se quiere fabricar tres aros de refuerzo según dibujo y con 950 mm de diámetro interior. ¿Cuántos metros de acero perfilado se necesitan? 13. ¿Qué diámetro interior resultaría de doblar la longitud de perfil calculada en el ejercicio anterior por desacierto según dibujo? 38
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HOJA DE TRABAJO 3. Dibujar y completar el extremo de la barra en vista de frente, superior y lateral.
30
20
esfera f 60
20 15
4. Dibujar y completar la cabeza esférica en vista de frente, superior y lateral
102
45
70
º
20
esfera f 60
f 40
25
2 x 45º
R4
M 24
39
SEMANA Nº 02 MÁRMOL DE TRAZADO OPERACIONES: • RECTIFICAR SUPERFICIE PLANA • RASQUETEAR • ASERRAR EN SIERRA CINTA
1. Mármol sobre estructura de fundición
2. Mármol de granito negro o diabasa.
Dimensiones 800 x 500 mm 12´ x 6´ 1000 x 750 mm 12” x 8” 1500 x 1000 mm 2000 x 1000 mm
Nº
01 02 03 04 05 06
01 PZA.
ORDEN DE EJECUCIÓN
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
• Llaves de boca. • Llave Francesa 10”. • Diamante de 1 kilate. • Rasquetas. • Par de lentes o protector facial. • Reloj comparador. • Reglilla del ajustador.
Prepare la pieza. Prepare la rectificadora plana. Rectifique la superficie plana. Desmonte la pieza. Controle la superficie. Rasquetee y/o marmolee.
01 CANT.
MÁRMOL SOBRE ESTRUCTURAS DENOMINACIÓN
800 x 500 x 150 NORMA / DIMENSIONES
MÁRMOL DE TRAZADO
GGG - 35 MATERIAL HT
OBSERVACIONES
01/MM
TIEMPO: 1 2 H r s .
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
ESCALA: S / E
REF. HO-03-05 HOJA: 2 / 2 2003
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO OPERACIÓN RECTIFICAR SUPERFICIES PLANAS Esta operación consiste en rectificar sobre una superficie plana mediante el avance de corte, la velocidad longitudinal, el avance transversal y penetración de la rueda abrasiva, quedando una superficie desbastada o acabada uniformemente.
PROCESO DE EJECUCIÓN 1° PASO: Prepare la pieza. a. Limpie la pieza b. Elija la superficie más plana para apoyarla en el plato magnético. c. Ubique la pieza sobre el plato magnético.
Fig. 1
Manivela
d. C o l o q u e s u p l e m e n t o s laterales, en el caso que la pieza tenga poca superficie. 2°PASO: Prepare la maquina Rectificadora Plana. a. Rectifique la muela. b. Limpie la mesa. c. Haga actuar el magnetismo, por medio de la manivela. (Fig. 1)
Fig. 2
d. A p r o x i m e l a m u e l a manualmente. (Fig. 2) e. Limite la carrera. (Fig. 3) f. Ponga en marcha la muela. g. Haga rozar la muela con la parte más alta de la pieza.
Fig. 3
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
41
REF. H.O.03/MM 1 /2
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO 3°PASO : Rectifique la superficie a. Coloque el anillo graduado hacia el “0” del indicador. (Fig. 4). b. Desplace la pieza transversal y longitudinalmente, hasta que sobresalga la muela.
Fig. 4
c. Rectifique la superficie, repitiendo las pasadas según 4° PASO: Desmonte la pieza. a. Detenga la marcha de la maquina. b. Retire la pieza del plato levantándola. (Fig. 5). c. No desplace la pieza sobre el plato magnético.. d. Limpie bien la base del plato y la pieza.
Fig. 5
5°PASO: Controle el rectificado. a. Limpie bien la pieza, antes de efectuar el control. b. Retire la pieza y controle la medida y el paralelismo con el micrómetro. (Fig. 6) c. Limpie la pieza y la maquina. OBSERVACIÓN Si la pieza no queda a la medida vuelva a montar la pieza, en la posición anterior y rectifique, para terminar la superficie, según medidas. Fig. 6
PRECAUCIÓN Þ ¡TENGA CUIDADO CON LOS FILOS CORTANTES DE LA PIEZA! Þ ¡REFRIGERE CONSTANTEMENTE EN EL RECTIFICADO !
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
42
REF. H.O.03/MM 2/2
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO OPERACIÓN RASQUETEAR Esta operación consiste en eliminar los rebordes de las rayas de una superficie después de haber sido maquinado con una herramienta llamada rasqueta al fin de lograr el super acabado manual y superficial. Estrías
PROCESO DE EJECUCIÓN Fig. 1
1° PASO: Prepare la pieza. 2°PASO: Rasquetee. a. Elimine los rebordes de las rayas (Fig. 1) con la rasqueta plana.
88º 30
b. Incline la rasqueta respecto a la pieza logrando un ángulo de ataque negativo. (Fig. 2).
Fig. 2
º
c. Rasquetee en forma oblicua a las rayas para evitar que la herramienta se enganche. (Fig. 3). OBSERVACIÓN Rasquetee con la herramienta afilada.
e cc Dir
r de ión
e uet as q
ado
Fig. 3
3°PASO : Marmolee. a. Frote con tinta china o Azul de Berlín sobre el mármol. (Fig. 4). b. Cambie constantemente de dirección en el marmoleado.
Fig. 4
4°PASO : Limpie la superficie. a. Limpie con un trapo de lana y con aceite. b. Engrase con una fina capa y tape el mármol.
PREVENGA IRRITACIONES DE LA PIEL Use únicamente AGUA Y JABÓN
Fig. 5
PRECAUCIÓN L AVA R S E D E S P U É S D E UTILIZAR EL AZUL DE PRUSIA. (Fig. 5). MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
43
REF. H.O.04/MM 1 /1
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO OPERACIÓN ASERRAR CON SIERRA CINTA Esta operación consiste en aserrar materiales metálicos con formas curvilíneas y rectas en una máquina llamada sierra de cinta para metales.
Se utiliza cada vez que se desea aserrar metales curvos de espesores menos de una pulgada.
Paso
PROCESO DE EJECUCIÓN Hoja 10 dientes / pulgadas Fig. 1
1° PASO: Prepare el material a aserrar.
2°PASO: Prepare la máquina. a. Seleccione la hoja de sierra cinta según el material a aserrar. Nº dientes/pulgada (Fig. 1). b. Instale la hoja de sierra cinta. OBSERVACIÓN Fig. 2
Asegúrese de instalar la cinta quedando los dientes en dirección descendente. c. Tense la hoja. OBSERVACIÓN Incline la polea para ajustar la posición correcta de la cinta. d. Ajuste las guías. (Fig. 2). e. Nivele la mesa de trabajo. f. Proteja la máquina con sus guardas. (Fig. 3).
Guardas
g. Regule las revoluciones. Fig. 3
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
44
REF. H.O.05/MM 1 / 2
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO 3°PASO
: Aserrar en la sierra cinta.
DoALL
a. Colocando el material sobre la mesa y empujándolo en forma recta y curvada. (Fig. 4). b. Corte sobre la línea de referencia. (Fig. 5). Observación Punta seguidora
Evite de presionar en exceso el material contra la hoja de la sierra
Plantilla
Fig. 4
4°PASO : Limpie la hoja y la máquina de la sierra cinta. a. Corte la energía antes de limpiar la máquina.
Fig. 5
b. Utilice una brocha para retirar el material desprendido. c. Lubrique según tarjeta de mantenimiento rutinario.
NO USE ROPAS SUELTAS
PARE LA MÁQUINARÍA ANTES DE LIMPIARLA
PRECAUCIÓN a. UTILICE ROPA ADECUADA Y EL EQUIPO DE SEGURIDAD PERSONAL.
OR DOS PIENSE P UINA LA MÁQ D Y USTE
(Fig. 6). b. VERIFIQUE LA TENSIÓN DE LA SIERRA CINTA DESPUÉS DE REALIZAR VARIOS CORTES. c.CUIDADO CON LOS DIENTES DE LA HOJA DE SIERRA CINTA Y EVITE LOS ACCIDENTES. (Fig. 7).
PROTEJA SUS OJOS
MANTENGA LOS RESGUARDOS EN SU LUGAR Fig. 6
Fig. 7
LAS MANOS no pueden reemplazarse
¡PROTEGÁLAS!
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
45
REF. H.O.05/MM
2/2
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO EL RASQUETEADO Rasqueteado y marmoleado El rasqueteado y el marmoleado son métodos de fabricación destinados al superacabado manual para mejora del acabado superficial y la precisión de medida. El rasqueteado y el marmoleado conforman la terminación de muchos métodos de fabricación. En los trabajos de limado, cepillado y fresado, siempre quedan rayas en la superficie trabajada. Si se hacen deslizar entre si superficies de piezas con rayas, éstas operan una gran resistencia al deslizamiento y las superficies se desgastan considerablemente. Mediante el rasqueteado se eliminan los rebordes de las rayas. Las proporciones de superficie portante aumentan de esta forma en un 80%. Las superficies rasqueteadas proporcionan un cierre hermético perfecto. En el rasqueteado en desbaste de una superficie plana mecanizada, deben darse con la rasqueta pasadas largas y con fuerza creciente, en sentido oblicuo a las rayas, para evitar que la herramienta se enganche. Para evitar la ondulación del material, después de cada pasada debe variarse su orientación 90º. Mediante el marmoleado se alisa la planicidad del material rasqueteado en desbaste. Con un trapo o una badana se aplica al mármol una fina capa de tinta china azul (azul de Berlín) y se frota la pieza sin apretar, cambiando constantemente de dirección.
En la superficie de la pieza se forma una imagen en la cual las partes no tocadas por la tinta por estar huecas (concavidades) permanecen con brillo metálico, las partes en contacto, en cambio, se ponen de color azul claro y las partes de los bordes, debido a la tinta arrastrada azul. (Fig. 1).
Zonas de los Zonas de contacto Zona baja bordes Zonas de contacto
Pieza Zonas de contacto (azul claro)
Zonas de los bordes (azul) Zona baja (sin tinta)
Fig. 1. Superficie entintada de una pieza.
En el rasqueteado de acabado las partes salientes (las menos marcadas por la tinta) se rebajan con movimientos cortos y ligeramente arqueados (rasqueteado localizado). Se ha logrado una buena acción de deslizamiento entre las superficies de dos piezas cuando, después del rasqueteado d e acabado. Son visibles entre 5 y 10 puntos distribuidos regularmente (puntos de contacto) por cm2 de superficie de la pieza. Para el rasqueteado de desbaste no es necesario marmolear. Rasquetear siempre con una herramienta afilada. Al retroceder debe separarse la rasqueta de la pieza. Para realizar el rasqueteado localizado, la superficie de la pieza debe haber sido rasqueteada previamente. Utilizar el mármol sólo para el marmoleado. Aplicar sólo una fina capa de tinta. Después de su utilización, el mármol debe limpiarse con un trapo de lana limpio y con aceite, engrasarse y taparse. Rascar es extraer virutas muy pequeñas de una superficie ya trabajada, por medio de una herramienta de borde afilado, “el rascador”.
46
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Al rascar se elimina con el rascador las elevaciones o rugosidades (estrías o relieves producidos en la elaboración o transporte) de la superficie de la pieza. De esta forma, a causa de un ángulo de corte, que en todo momento es superior a 90°, resultan superficies lisas. (Fig. 2).
Herramienta Dirección de golpe
Recorrido de un rascado
Pieza Fig. 2
1 mm
Requisito preliminar para rascar. Todas las superficies de la pieza a ser rascada deben ser alisadas (pero no pulidas) por medio de limado, torneado, fresado o cepillado. (Fig. 3).
Formas de una superficie con rugosidades, después de cepillada. Fig. 3
Reproducción aumentada de la superficie de una pieza. (Fig. 4). Según la clase de superficie a rascar, se distingue:
1 mm
* El rascado plano (superficies planas), * El rascado en redondo (curvas interiores y concavidades), y * El rascado de perfiles (superficies perfiladas).
Formas de una superficie después de rascada Fig. 4
El rascado se emplea donde las superficies: Deban ser indispensablemente lisas (con un alto grado de perfección) Un alto grado de lisura de superficie (por ejemplo: en mármoles para planear y plataformas de control, en prismas para planear y mesas de medición), solamente se puede lograr por medio del rascado, porque en la elaboración mecánica de las piezas, apenas se pueda evitar una ligera deformación a causa de la sujeción y de la fuerza eficaz que se desarrolla en la extracción, de virutas. (Fig. 5). En las superficies superpuestas de piezas complementarias (Fig. 6), se debe conseguir con el rascado un contacto perfecto, y un apoyo uniforme, que según las exigencias y la finalidad de empleo de las piezas, puede ser perfeccionado hasta la: - Impermeabilidad al aceite en superficies en reposo, y - Obtención de la máxima precisión de medidas, forma y posición, con respecto a la pieza complementaria, conservando al mismo tiempo una película de aceite en las superficies deslizantes.. 47
Fig. 5
Fig. 6
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO En piezas deslizantes y guías puede ser necesarios para obtener las exigencias de precisión (por ejemplo: en vías de deslizamientos largas y con carga, el equilibrar los ligeros combamientos que se producen por medio de los correspondientes abombamientos).(Fig. 7). Fig. 7
En superficies de deslizamiento cilíndricas basta, en muchos casos, el rascado de solamente una superficie (por ejemplo: el cojinete con respecto al árbol). Advertencia: el modelo de superficies por medio del rascado sirve, solamente para su embellecimiento, y hoy día se emplea raramente. El rascado da por resultado un alizamiento (nivelación de las superficies de las piezas, eliminando las elevaciones (rugosidades), y aumenta de este modo la calidad de la superficie. Como medida de la calidad de una superficie, se ha fijado el número de puntos de apoyo en una superficie de 25 mm x 25 mm. Se determina por medio del marmoleo. Rascando sucesivamente aumenta, cada vez más, el número de puntos de apoyo, hasta que finalmente se consigue un apoyo uniforme sobre toda la superficie, en cuyo caso cada punto de apoyo va resultando también más pequeño. (Fig. 8). Unidad de superficie de 25 mm x 25 mm Vista desde arriba, aumentada.
Reproducción aumentada de superficies rascadas Vista lateral
ajustada
Rascado basto
rascada
Fig. 8
rascado de acabado Rascado de acabado
rascado de acabado
Rascado de acabado fino
rascado de acabado fino
48
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO RASQUETA - TIPOS La rasqueta debe arrancar viruta fina. Para lograrlo, durante el rasqueteado la herramienta se inclina respecto a la pieza. De esta forma trabaja con ángulo de ataque negativo. Rasqueta plana Las rasquetas normalizadas en DIN 8350 son la plana (forma A) para el rasqueteado de superficies de piezas planas, la rasqueta triangular (forma B) y la rasqueta triangular acanalada (forma C) para piezas abovedadas. (Fig. 1). Para esta superficies también se aplican otros tipos de rasqueta, como de la cuchara y para el rasqueteado final la rasqueta bruñidora.
Rasqueta triangular
Rasqueta triangular acanalada
Fig. 1. Formas de rasquetas.
Los rascadores se construyen de buen acero para herramientas; forjados, luego afilados, templados, vueltos a afilar y finalmente suavizados. Para trabajar materiales especialmente duros, pueden emplearse rascadores con cuchillas de metal duro. (Fig. 2). Espiga hoja de rascador
Fig. 2.
Mango
cuchilla
Elegir la longitud de la hoja de modo que en el rascado basto se asegura un ligero cimbreo del rascador.
Rascado Plano DIN 8350 Para superficies planas
corredera de apriete hoja insertada
Rascador patentado (de hoja intercambiable)
Rascador liso triangular DIN 8350
Para superficie curvas Rascador liso triangular DIN 8350
fista lateral
Fista desde arriba Rascador de cuchara
Advertencia : Para el Rascado de los diferentes materiales, han de emplearse los correspondientes lubricantes. 49
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO La plancha de planeo o marmoleo (DIN 876) es una plancha de función gris, provista de dos asas, con una superficie finísimamente rascada de la máxima lisura. La cara inferior de la plancha está provista de nervios, para evitar su arqueamiento. Tiene tres patas para conseguir un apoyo firme. Los tamaños de las planchas están normalizados. Las plancha de planear sirven para hacer visibles los puntos de apoyo de las superficies planas de la piezas, por medios de tintas de planear. Las superficies de las piezas deben ser, en general, más pequeñas que la de la plancha. Para piezas de gran tamaño se emplea: - reglas de planear, - reglas prismáticas de planear, y - reglas de puente de planear; y para perforaciones, cojinetes y otras piezas por el estilo: - Cilindros de planear. Como tintas de planear se emplea pastas compuestas de greda, aceite y - rojo de parís o - azul de Berlín. Para trabajos sencillos se pueden componer uno mismo sus propias tintas de planear, con negro de humo o minio y aceite. ¡El minio es venenoso! ¡Cuidado al emplearlo! Advertencia: nunca emplee las planchas de planear para otros trabajos distintos (por ejemplo; trazados, alineados, etc,), y colóquelas solamente sobre las patas. Limpie cuidadosamente la superficie de planeado después de su uso, engrásela con aceite de ácido y cúbrala siempre con una tapa de madera.
50
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO SIERRA DE CINTA PARA METALES Es la máquina que se encuentra comúnmente para corte de material curvos, de pocos espesores. Esta máquina herramienta utiliza una sierra de cinta hecha de acero con dientes en un sólo borde. El corte que hace la hoja es bastante angosto en comparación con las otras hojas de sierra de las máquinas de vaivén. La velocidad de las máquinas de la sierra cinta pueden ajustarse por cambio manual de su banda de trasmisión o bien puede usarse una transmisión de velocidad variable Sierra de Cinta Micro 230/e. (Fig. 1). Funcionamiento Carcasa principal maciza de fundición a presión de aluminio nervado. ( sin estructuras de tubo de acero o de chapa) Rodillos de aluminio sobre rodamiento doble a bolas. Mesa estable con superficie de fresado plana , ranura para tope de inglete, así como canaleta de refrigerante circunferencial. Ajuste de altura , guía de cinta sobre tres rodamientos de bolas. Posibilidad de ajuste para cintas de diferente anchura y boquilla de refrigerante en trabajos con la cinta de diamante. Mesa inclinable en 45º para cortes de inglete. Accionamiento silencioso con motor de 220 volts. Correa dentada Optibelt. Regulación electrónica de velocidad para cortes extraordinariamente limpios. Tabla indicativa de velocidades y materiales. Espesor de cinta 5,0 x 0,5 ideal para trabajos finos Fig. 1
Datos Técnicos: Velocidad de cinta entre 120 y 250 m/min. con efecto feed back antiretroceso. Accionamiento de 220 voltios A.C. Paso de altura máximo 80 mm Banco de trabajo 200 x 200 mm- inclinable entre 0º y 45 º 51
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Hoja de sierra de cinta La hoja es la herramienta cortante de la máquina cortadora. En toda operación de corte a sierra por lo menos tres dientes de la hoja deben estar en contacto con la pieza de trabajo en todo momento. Esto significa que los materiales delgados requieren de hojas de mayor número de dientes por unidad de longitud, mientras que los materiales gruesos pueden cortarse con una hoja de menor número de dientes por unidad de longitud. El estudiante debe familiarizarse con la terminología de las hojas de sierras y seguetas y de los cortes a sierra o segueta. Materiales de hojas Las hojas para seguetas recíprocantes y para sierras de cintas horizontales se fabrican de aceros al carbono y de aceros aleados de alta velocidad. Las hojas pueden tener también puntas de carburo de tungsteno en sus dientes. Corte de la hoja El ancho de una hoja de sierra o segueta es la distancia de la punta del diente a la parte posterior de la hoja. (Fig. 2). Calibre de la hoja El calibre de la hoja es el espesor de la hoja (Fig. 3). Las hojas para segueta recíprocante de las máquinas grandes pueden tener hasta 0.250 pulgadas de espesor. Las hojas comunes de las sierras de cinta son de 0.025 a 0.035 pulgadas de espesor.
Corte
Fig. 2. Ranura o corte de la sierra.
Paso = 1/ z Número de dientes por pulgada
Calibre o espesor
Ancho
1 pulgada
Fig. 3. Calibre, paso y ancho. Paso de la hoja El paso de una hoja de sierra o segueta es el número de dientes por pulgada (fig. 3). Una hoja de paso ocho tiene ocho dientes por pulgada (una separación entre dientes de 1/8 de pulgada).
Dientes de las sierras El estudiante debe conocer la terminología relativa a los dientes de las sierras. (Fig. 4). Ángulo de inclinación
Formas de los dientes La forma del diente puede ser estándar, la del balde o la de gancho (Fig. 5). La forma estándar o normal da cortes exactos con acabado terso. La forma de balde da holgura adicional para las rebabas. La forma de gancho proporciona un corte más rápido por el ángulo positivo de inclinación que tiene.
Ángulo de holgura hacia atrás
Garganta
Inclinación positiva
Inclinación Inclinación cero negativa
Fig. 4. Terminología de los dientes de sierra.
52
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Traba Los dientes de una hoja de sierra tienen que inclinarse hacia lados para dar holgura que requiere la parte posterior de la hoja. A esta inclinación o desplazamiento se le llama traba o trabado (Fig. 6). La traba es igual en ambos lados de la hoja y su dimensión es la distancia total de la punta de un diente que esta inclinado hacia un lado a la punta de otro diente inclinado hacia el lado contrario.
Estándar
De caja
De gancho Fig. 5. Formas de los dientes.
Tipos de traba Las formas de traba comprenden la de diente limpiador, la recta y la ondulada (Fig. 6). La de diente limpiador y la ondulada son las más comunes. La de diente limpiador se usa para trabajos de corte en general. La traba ondulada es útil en donde varía la forma de la sección transversal de la pieza de trabajo.
Traba inclinada
Triscado
Traba recta
Traba ondulada
Fig. 6. Traba y tipos de trabas.
Uso del selector de trabajo de la sierra de cinta vertical La mayoría de las sierras de cinta verticales están equipadas con un selector de
El selector de trabajo proporciona mucha información valiosa. La velocidad de corte en pies por minuto es la más importante. Debe trabajarse la cinta a la velocidad de corte correcta para el material. La velocidad de la sierra se lee en la parte superior de la s
D COPPER BAS PER AN E AL
BRASS BRONZE BRO BRASS N NAVY SS T) ( ROLLED (CAST) (SOFTZE MA BRAST) (SOF ) B NG. RON (CA ZE 315-255 SAW 1/16” TO 1/4” 255-230 VELOCITY 230-200 1/4” TO 1” FEET PER 1” AND OVER MINUTS M AT E R 1/16” TO 1/4” SAW 14-12 T H I C PITCH 1/4” TO 1” 12-10 TEETH PER 1” AND OVER U S E W 10-06 INCH OF 18 O 1/4” TO 1” POWER FEED M L. LIGHT 1” AND OVER SLIGHTL M M. MEDIUM T H A N H. HEAVT R SAW SET MATERIA A-HARD B-MEDIUM A SAW TEMPER
(
trabajos. Este dispositivo representa una gran ayuda para lograr realizar los trabajos de corte de sierra. Los selectores de trabajo van generalmente instalados en la máquina herramienta y a menudo están dispuestos atendiendo a los materiales. Se coloca el material que se va a cortar en la orilla del selector hasta que puedan leerse los datos de corte a sierra para dicho material. (Fig. 7).
COP
VELOCITY
1 0 0
FEET PER MINUTE
FILE CUT
12 14
GENERAL FILING FINISH FILING
FILE
FILE TYPE
B-BASTARO M - MILL V-V
Fig. 7. Ajuste del selector de trabajo para un material no ferroso
columna, y depende del espesor del material. El selector del trabajo indica también las recomendaciones relativas al paso, la traba, el avance. El selector de trabajo proporciona información sobre el corte de materiales no metálicos.
53
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Preparación para usar la sierra de cinta vertical Una máquina herramienta puede dar su rendimiento máximo solamente si se le da el mantenimiento correcto, el ajuste correcto y sí sé adecuadamente. Antes de que pueda usarse la sierra de cinta vertical para un trabajo de corte o de maquinado a sierra, deben hacerse varios preparativos importantes. Estos comprenden la soldadura de hoja de sierra a la forma de banda o cinta sin fin y la ejecución de diversos ajustes en la máquina misma. Soldadura de hoja de sierra a la forma de cinta sin fin La hoja de sierra se surte frecuentemente en rollos. De éstos se mide y se corta longitud requerida y se sueldan los extremos del tramo cortado para formar una cinta sin fin. La mayoría de las sierras de cinta están equipadas con un aditamento para soldar, que se agrega a la máquina. También puede ser un equipo separado. (Fig. 8). Soldador de cintas
Fig. 8
Preparación de la hoja para su soldadura El primer caso es cortar el tramo requerido de hoja de existencia para la máquina que se vaya a usar. La hoja se puede cortarse con tijeras de hojalatero o con una cizalla para cinta. Muchas sierras de cinta tienen una cizalla cerca del aditamento para soldar. La longitud requerida de hoja va marcada generalmente en el bastidor de la sierra. La longitud de hoja, BL, para las sierras de dos poleas o ruedas puede calcularse por la fórmula. BL = pD + 2L en la cual D es el diámetro de la rueda o polea y L es la distancia entre los centros de las poleas que reciben la cinta. Sitúese el ajuste de tensión de la polea loca aproximadamente a la mitad del intervalo, de manera que entre la cinta después de soldada. La mayoría de los talleres de máquinas tienen una marca de referencia, probablemente sobre el piso, que puede usarse para medir la longitud de la hoja. Después de cortar el tramo requerido de hoja de sierra, se esmerilan sus extremos hasta que queden escuadrados y coincidentes al colocarlos en el soldador. juntar los extremos de la hoja con los dientes en posición opuesta (Fig. 9) y esmerilar los extremos en esta posición. La rueda de esmeril que hay en el soldador de hojas puede usarse para hacer esta operación. También pueden esmerilarse los extremos de la hoja en un esmeril de pedestal. (Fig. 10).
Fig. 10. Esmerilado de los extremos de una cinta en el esmeril de pedestal
Fig. 9. Colocación de los dos extremos juntos con los dientes opuestos.
54
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Sí se esmerilan los extremos de la hoja con los dientes encontrados, se asegura su coincidencia al colocarlos sobre el soldador. al colocar los extremos con los dientes en su posición normal se compensa cualquier error de esmerilado. El esmerilado correcto de los extremos de la hoja permite mantener el espaciamiento correcto de los dientes. Después de que se ha soldado la hoja, la separación entre los dientes al nivel de la unión debe ser la misma que en cualquier otro lugar de la cinta. También debe estar alineada la traba de los dientes. Se consume una cierta cantidad de material de la hoja en el proceso de soldadura, por lo cual debe esmerilase correctamente la hoja para poder mantener la separación de los dientes. La cantidad consumida por el proceso de soldadura puede variar con los diferentes soldadores de hojas. Este representa la cantidad perdida de soldadura (Fig. 11) asegúrese de esmerilar sólo el diente y no el extremo de la hoja. El número de dientes al rebajar a esmeril en una hoja variará de acuerdo al paso y a la cantidad de material consumida por un soldador específico.
Longitud consumida durante la soldadura.
Diente Nº 3 Esmerilado eliminatorio hasta garganta.
1
2
4
5
6
Diente Nº 3 consumido en la operación de soldadura con el resultado de esparcimiento correcto transversalmente a la costura. 1
2
4
5
6
Soldadura Fig. 11. Longitud de la cinta que se pierde en la soldadura
Debe tener cuidado de no esmerilar los dientes al esmerilar la costura de la cinta. Al hacerlo se destruye la traba de los dientes.
Esmerilar la costura uniformemente en ambas caras. (Fig. 12).
Fig. 12. Los dientes de la sierra no deben esmerilarse al esmerilar la junta soldada de la cinta.
Problemas que se presentan en la soldadura de cintas Pueden encontrarse diversos problemas en la soldadura de cintas (Fig. 13), entre los que pueden mencionarse el desalineamiento del paso, así como la insuficiencia o el exceso de calor de soldadura. El estudiante debe aprender a reconocer y evitar estos problemas. La mejor manera de hacer esto es obtener algunas cintas de desecho y practicar las operaciones de soldadura y esmerilado.
2
3
4
Desalineamiento de la hoja 77
Esparcimiento incorrecto de los dientes Fig. 13. Problemas que presenta la soldadura de cintas.
55
5
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO SIERRAS MECÁNICAS La sierra mecánica de arco ó de vaivén tiene varias aplicaciones. (Fig. 1). La transmisión del movimiento a la hoja se realiza mediante excéntrica y biela con lo cual la hoja de sierra es conducida a razón de 30 a 150 carreras dobles por minuto, en una longitud de hasta 650 mm, la sierra mecánica de arco trabaja por tracción. Durante la carrera de retorno, la hoja es levantada mediante una excéntrica.
Fig. 2. Hoja de acero de una sola pieza con dientes destalonados. Fig. 1. Sierra mecánica de arco
La sierra circular está indicada para el trenzada de piezas gruesas o anchas. Se utilizan discos de acero de una sola pieza o con dientes postizos. Los discos de sierra de una sola pieza se utilizan para tronzar tubos de acero de poco espesor de pared y metales no férreos, los dientes van triscados o destalonados. (Fig. 2) Los discos de sierra de dientes postizos (Figs. 3 y 4), constan de un cuerpo de hoja de acero para herramientas y segmentos dentados de acero rápido de alto rendimiento. Se utilizan para serrar acero y materiales de fundición. Primero el afilado frontal del diente ejecuta un pequeño arranque de viruta y a continuación el afilado lateral determina la
h
a
Filo frontal Filo lateral
Fig.4. Hoja de sierra con dientes de actuación diferente.
Fig. 3. Hoja de acero de una sola pieza con dientes postizos
anchura del corte, arrancando virutas de la derecha y de la izquierda. El paso de los dientes debe estar adaptado a la longitud del corte y al material, ya que la viruta permanece en los entre dientes durante toda la longitud de aserrado. (Fig. 5) Regla nemotécnica:
Fuerzas actuantes
t = Paso de los dientes
Paso fino de dientes para cortes cortos y materiales duros, paso ancho de dientes para cortes largos y materiales blandos. 56
l =Longitud de corte Fig. 5. Sierra circular
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO El avance es, en la mayoría de los casos, regulable sin escalonamiento. En sierras grandes el avance se ajusta automáticamente a la correspondiente fuerza de corte. Como medio de refrigeración y lubricación se utiliza taladrina (mezcla de aceite y agua). En la sierra de cinta, una banda de sierra sinfín corre sobre dos rodillos (casi siempre el inferior es el de accionamiento). como la cinta de sierra es estrecha, se pueden realizar cortes curvos. (Fig. 5).
Movimiento cortante
Movimiento de avance
Avance variado
Fig. 5. Movimiento de avance de la sierra circular.
La tronzadora (máquina de corte rápido) tiene un disco de acero que alcanza velocidades muy elevadas (velocidad lineal de hasta 80 m/s) y unas escotaduras muy finas en forma de dientes en la periferia. El disco de tronzar ejerce una gran fuerza contra la pieza a cortar. El calor de fricción producido calienta el material en el punto de corte de manera tan pronunciada, que éste se funde y es expulsado de la ranura de separación por la fuerza centrífuga. TIPOS DE SIERRAS MECÁNICAS Las seguetas reciprocantes pueden ser el tipo de gozne (Fig. 1) o del tipo de columna el bastidor de la segueta, en el tipo de gozne, pivotea en torno de un solo punto situado en la parte posterior de la máquina. En el tipo de columna, ambos extremos del bastidor se elevan verticalmente.
Bastidor
Tensómetro de la hoja Mando Hoja
Prensa de tornillo
Base
Fig.1. Segueta reciprocante.
57
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO En las seguetas reciprocantes de tipo de columna (Fig. 2) pueden acomodarse piezas de material de mayor tamaño. El tamaño de una segueta reciprocante lo determina la pieza más grande el material de sección cuadrada que puede cortarse. Los tamaños varían desde alrededor de 5 por 5 pulgadas hasta 24 por 24 pulgadas. La segueta reciprocante de gran capacidad son a menudo del tipo de columna. Fig. 2. Segueta de vaivén del tipo columna.
Máquinas de corte horizontal También pueden variarse el régimen de alimentación de la sierra hacia el material. El tamaño de la máquina de cinta horizontal la determina la pieza más grande de material cuadrado que puede cortar la máquina. La sierra de cinta horizontal de gran capacidad (Fig. 3) están construidas para manejar piezas de trabajo de gran dimensión que pueden pesar hasta 10 tonelada. Con la gran variedad de tipos de cintas disponibles y la infinidad de dispositivo especiales para sujeción de la pieza de trabajo, la sierra de cinta sin fin es una máquina herramienta de gran valor y muy versátil.
Fig. 3. Sierra de cinta horizontal de gran capacidad.
Máquinas cortadoras universal de bastidor inclinable La sierra universal de bastidor inclinable es muy semejante a su contraparte de cinta horizontal. Esta máquina tiene la hoja de corte vertical, y su bastidor puede inclinarse de un lado al otro (Fig. 4). La máquina de bastidor inclinable es particularmente útil para hacer cortes a diferentes ángulos en formas estructurales grandes, con viguetas I o tubos. 58
Fig. 4. Sierra de cinta de bastidor inclinable.
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Uso de Refrigerantes Los líquidos de corte son una ayuda sumamente importante para el corte a sierra. El calor producido por la acción cortante puede llegar a un nivel que afecte a la estructura metalúrgica de los dientes de la hoja. Los líquidos de corte disipan gran parte de este calor y prolonga en forma considerable la vida de la hoja. Además de su función como refrigerantes, también lubrican la hoja. El corte a sierra con líquidos de corte produce un acabado más terso en la pieza de trabajo. Uno de las funciones más importantes de un líquido de corte es transportar las rebabas hacia fuera del corte. Esto permite que la hoja funcione con mayor eficacia. Los líquidos comunes de corte son: aceites, aceites disueltos en agua o aceites solubles y líquidos de corte químicos sintéticos. Instalación de la hoja en la segueta mecánica Obtener una hoja de la longitud correcta y asegurarse que los dientes estén apuntados en la dirección es la de la carrera hacia atrás. Asegurarse que la hoja quede bien asentada contra las placas de montajes (Fig. 5). Aplicar la tensión correcta. La hoja puede apretarse hasta que se escuche un sonido definido de anillo al golpearla ligeramente. No sobreapriete la hoja, porque puede romperse al nivel de los agujeros de sus extremos que entran en los pernos. Al instalar una hoja nueva debe verificarse la tensión después de hacer unos cuantos cortes.
Asegúrese de que asiente la hoja contra el brazo de montaje.
Perno de montaje Hoja
Tensador de la hoja La tensión correcta de la hoja alarga el agujero de la hoja ligeramente. Fig. 5.
Montaje de la hoja en la segueta reciprocante
Operación de corte Seleccionar el número apropiado de carreras por minuto para el material que va a cortar. Comprobar que la pieza de trabajo esté firmemente sujeta. Al cortar material con una arista aguda, comenzar el corte en un lado plano en caso de ser posible (Fig. 6). Antes de hacer el corte, repasar la lista de verificación de conceptos de seguridad. Asegúrese que la longitud de la pieza de trabajo no sea mayor que la longitud de carrera. Esto puede quebrar el bastidor si golpeara contra la pieza de trabajo. Baje suavemente la segueta hasta que la hoja comience a cortar. Aplicar el avance correcto.
Correcto Fig. 6
Incorrecto
Corte de piezas de trabajo con esquinas agudas.
59
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HOJAS DE SIERRAS PARA MÁQUINAS Y DE MANO Relación entre el paso de los dientes de sierra y el material Los dientes son cuñas de corte pequeñas situadas unas tras otras. (Fig.1). La forma de los dientes y los huecos entre los mismos (entredientes) se determina dé acuerdo con el material que deba ser trabajado.
g
a
b
Los entredientes recogen las virutas durante el aserrado y las guían para expulsarlas de la ranura de corte. Por ese motivo. En materiales blandos deben ser mayores. En materiales duros el efecto de cada diente es menor. Pero es mayor el número de dientes atacando al mismo tiempo. El número de dientes también se rige por la longitud del corte. Como mínimo dos a tres dientes deben atacar siempre en la pieza.
Ataque
Retroceso
a = Ángulo de despullo~ ~ 38º b = Ángulo de despullo ~ ~ 50º g = Ángulo de despullo ~ ~ 2º Fig. 1. Ángulos del diente de sierra.
Por ello, p. ej., Para tubos debe escogerse un paso de dientes muy fino. Corte de sierra sin agarrotamiento Por arranque de viruta se calientan el material y la hoja de sierra debido a la fricción. Este calentamiento puede producir en ambos en ambos la soldadura en frío de pequeños fragmentos de metal en la ranura del corte (agarrotamiento). Provocando el bloqueo de la hoja. Para evitar esto. La ranura debe ser más ancha que el espesor de la sierra. Esto se consigue mediante el triscado. Ondulado, o vaciado hueco de la hoja de sierra. En el triscado (Fig. 2), fundamentalmente para trabajar materiales blandos, cada uno de los dientes, dos a dos se doblan alternada y simétricamente hacia la izquierda y derecha.
a
a
b
b
En el ondulado (Fig.3) se dobla un mayor número de dientes (aproximadamente seis o siete), hacia la izquierda el mismo número hacia la derecha respectivamente. El ondulado es especialmente indicado para dentado fino.
a = Ranura de aserrado
b = espesor de la hoja de sierra.
a = Ranura de aserrado
b = espesor de la hoja de sierra.
Fig. 3. Corte sin agarrotamiento o mediante triscado.
Fig. 2. Corte sin agarrotamiento o mediante ondulado
60
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Rollo de sierra de cinta sin fin flexible, en acero especial, para matriceros con dentado endurecido para cortar hierro, acero, metales, etc ANCHO Y GRUESO EN MM 3,0 x 0,63
DIENTES/PULGADA 14-18
4,0 x 0,63
14-18-24-32
6,0 x 0,63
10-14-18-24-32
8,0 x 0,63
10-14-18
10,0 x 0,63
8-10-14-18-24
12,5 x 0,63
6-8-10-14-18-24
16,0 x 0,800
6-8-10-14-18-24
20,0 x 0,80
6-8-10-14-18-24
25,0 x 0,90
4-6-8-10-14
ANCHO Y GRUESO EN MM
DIENTES/PULGADA
6 x 0,6
-
6 x 0,9
06/10/2014
10 x 0,6
-
10 x 09
4-8-10-14
Se suministran en rollos de 15 m.
Se suministran en rollos de 30 m.
Calidad acero - Carbono
Calidad Bi-metal
Formas de dientes BW: Dentado apropiado para secciones de corte pequeñas y medianas. Normalmente utilizado para paso 4 mm, e inferiores. Los triscados están situados a izquierda y derecha alternativamente B: Empleado en trabajos que requieren un importante desalojo de virutas ya que, su profundidad de diente facilita este desalojo. Empleado normalmente para pasos de diente grandes en las sierras DIN-1838 A: Para pasos pequeños empleado en trabajos que requieren finura o de orfebrería. Son ideales para sierras DIN-1837 C-HZ: Dentado utilizado normalmente en trabajos con un dentado grande. Los dientes se componen de un diente alto con doble triscado a banda y banda que consigue hacer también de rompevirutas. B-Rompevirutas: Mismas características que el dentado B, con la particularidad que, las regatas efectuadas en cada diente con una profundidad de 0,3, confiere gran rendimiento en máquinas automáticas para el corte de tubos. 61
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Hojas de Sierra rectas, Marca Triton, Hss Extra flexibles para trabajar a mano, rígidos para trabajar a máquina, de acero de alta resistencia
IND- PERUANA
TRITON HSS
IND - PERUANA
TRITON HSS
Código
Tamaño en pulgadas
Can. de dientes
21-3343-121218
12 x 1 / 2
x .025
18
21-3343-121224
12 x 1 / 2
x .025
24
21-3343-121232
12 x 1 / 2
x .025
32
21-3343-122510
12 x 1
x .050
10
21-3343-122514
12 x 1
x .050
14
21-3343-142510
14 x 1
x .050
10
21-3343-142514
14 x 1
x .050
14
21-3343-143206
14 x 1.1/4 x .062
06
21-3343-143210
14 x 1.1/4 x .062
10
21-3343-163206
16 x 1.1/4 x .062
06
21-3343-163210
16 x 1.1/4 x .062
10
21-3343-173206
17 x 1.1/4 x .062
06
21-3343-173210
17 x 1.1/4 x .062
10
21-3343-183206
18 x 1.1/4 x .062
06
21-3343-183210
18 x 1.1/4 x .062
10
21-3343-183804
18 x 1.1/2 x .075
04
21-3343-183806
18 x 1.1/2 x .075
06
21-3343-213804
21 x 1.1/2 x .075
04
21-3343-213806
21 x 1.1/2 x .075
06
21-3343-245104
24 x 2
x .100
04
21-3343-245106
24 x 2
x .100
06
62
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO METALES DUROS
Mediante un recubrimiento de carburo titanio (TIC) y nitruro de titanio (TiN) se consigue una elevada residencial al desgaste y gran tenacidad. Es las plaquitas reversibles de metal duro, los núcleos tenaces de metal duro se recubren de una capa superficial del
M
K
Color característico
P 01 P 70 l P 50
Azul
P
Materiales de viruta larga acero y fundición maleable
Grupos de aplicación del arranque de viruta
Materiales de viruta larga o corta
M 10 l P 40
Amarillo
Los metales duros se suministran en forma de plaquitas que se sueldan con latón a un mango o se engarzan. Antes de efectuar la soldadura al latón hay que fijar la posición de la plaquita por medio de un alambre. Como material de soldar se emplea latón o cobre el electrolítico. Las flechas de la Figura 1A-1B indican que la resistencia al desgaste del metal duro aumentar su tenacidad y viceversa.
Grupo principal de arranque de viruta
Materiales de viruta corta, fundición maleable y dura, plásticos.
K 01 K 1C l K 40
Rojo
plaquitas de corte deseadas. En el sinterizado de acabado, junto a la fase sólida se presenta otra liquida en la que el tungsteno, el cobalto y el carbono forman una solución. Después del sinterizado sólo es posible el mecanizado con muela.
Letra característica
Los metales duros se componen de carburos duros de tungsteno, titanio o tántalo (los carburos son combinaciones de un metal con carbono). Estos compuestos se incrustan o acoplan a un aglomerante metálico tenaz de cobalto o níquel. Mediante un prensado y sinterizado previos se obtienen primero un material preliminar, del que se cortan las
Normalización según ISO y DIN 4976
1 2
1. Velocidad de corte y resistencia al desgaste crecientes. 2. Tenacidad y avance creciente.
} }
Fig. 1A. Simbolización ISO de los metales duros.
TiC/TIN resistente al desgaste. (Fig 2).
850 M/mm
Recubrimiento de TiC/TiN
Plaquita de corte
Color característico del grupo principal. Grupo de aplicación de arranque de viruta. Designación de la clase. Carburo de tungsteno.
Aglomerante
Fig. 2. Plaquita de corte reversible, recubierta.
Fig. 1B. Simbolización de una cuchilla de torno con plaquita de corte.
63
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Normalización de los metales duros Las herramientas de metal duro se han normalizado según tres grupos principales de arranque de viruta: placas de corte para metales de viruta larga (letra característica P, color distintivo azul), para materiales de viruta larga y corta (M, amarillo) y para materiales de viruta corta (K, rojo). Los grupos principales de arranque de viruta se subdividen en otros grupos que podemos llamar de aplicación y que se designan mediante las letras del grupo principal y un número, así por ejemplo. P30, M 10, K40. Los números bajos denotan una mayor resistencia al desgaste y los altos de una mayor tenacidad. Los metales duros con números bajos son bastantes frágiles. En ellos habrá que evitar golpes y choques. Los metales duros para conformación de materiales sin arranque de viruta constituyen el grupo principal G con el color característico pardo. Esta subdividido en los grupos de aplicación G 05 hasta G 60
Herramientas de tornear con Plaquitas de metal duro Las nueve herramientas de tornear más importantes han sido aceptadas internacionalmente de acuerdo a una recomendación ISO. (Fig. 3).
Sección del mango
q cuadrada
q 1012 1620 2532 ISO 1 ISO 2 q 1012 1620 2532 ISO 3 q 1012 1620 2532 ISO 4 ISO 5 q 1012 1620 2532 ISO 6 q 1012 1620 2532 ISO 7 q 810 121620 2532 ISO 8 q 810 121620 2532 ISO 9 Secciones normalizadas en mm
Cuchilla de tronzar ISO 7 DIN 4981
Cuchilla recta ISO 1 DIN 4971
h rectangular h
r circular
Cuchilla de esquinas interiores
2025324050
ISO 9
h 162025304050 20253040 h
DIN 4974
2025324050 h h 12162025324050
Cuchilla de interiores 8 r10 12 16 20 25 8 r10 12 16 20 25
Cuchilla con Cuchilla de mango acodado esquina escalonada ISO 2 DIN 4972
ISO 3
Cuchilla Cuchilla frontal plana escalonada
ISO 4
DIN 4978
ISO 9 DIN 4973
DIN 4976
ISO 5 DIN 4977
Cuchilla lateral escalonada ISO 6 DIN 4980
Fig. 3. Herramientas de tornear en posición de trabajo normalizadas según ISO formas y dimensiones.
Las herramientas de tornear con placas de corte de metal duro están normalizadas en DIN 4971 a 4981 y las herramientas con placas de corte de acero rápido en DIN 4951 a 4965.
64
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Las normas fijan: * la forma de la herramienta. * las normas y dimensiones de las secciones, así como la longitud de los mangos. * la distancia acodada de la herramienta. * las magnitudes de los ángulos de ataque y despullo y la disposición de las placas de corte. Sobre cada mango se puede montar la placa de corte correspondiente al material de la pieza a mecanizar. Las formas ISO 1, 2, 3, 5, 6 y 7 (Fig. 5) se fabrican como cuchillas a izquierdas o a derechas. Ejemplo de la designaciones de una cuchilla de torno:
} }
}
}
Herramienta ISO 2 DIN 4972 L 25 q K 10
Tipo de herramienta L = a izquierdas (R = a derechas) Mango cuadrado, 25 mm de lado Tipo de metal duro Las cuchillas de tronzar tienen el filo oblicuo. Las cuchillas de forma (herramientas de perfiles) no deben cambiar de forma (perfil) con el afilado, por lo que no tienen ángulo de ataque. Sólo pueden ser afiladas en las superficies del hombro. Los discos de forma (discos de perfiles) se utilizan el la producción en serie de torneado de perfiles. Se pueden afilar con frecuencia sin perder la forma. Las placas de corte (DIN 771, 4950) son de acero de herramientas templado (acero rápido) o de metal duro. Están rectificadas por su superficie de apoyo, van soldadas a mangos normalizados de alta resistencia y tienen un ángulo de despullo y destalonamiento. Las placas de corte reversibles (Fig. 4) son placas ya preparadas para su uso, de metal duro o de cerámica de corte.
Forma
Ángulo de despullo Fig. 4. Placas de corte reversibles de metal duro o de material cerámico de corte según DIN 4987.
65
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Se fijan al mango de la herramienta y cuando se embotan se giran o se les da vuelta de forma que un filo nuevo quede en posición de trabajo. (Fig. 5) Placa de corte
Las placas sin ángulo de despullo de unos 5°, y un ángulo de ataque de +6° (placas positivas).
Placa de formación de la viruta
Las placas de material de cerámico de corte son siempre negativas y en general de mayor espesor que las de metal duro. Los destalonados (escalón de guía de la viruta) influyen en la forma y salida de la viruta. Se esmerilan en el hombro de la herramienta o se forman por la manera especial de sujetar la placa. También pueden venir formados en las placas de corte reversibles como gargantas ranuradas que forman al mismo tiempo el ángulo de ataque.
Elemento de sujeción
Soporte de sujeción.
El ángulo abarcado, j (fi) influye en la dirección de salida de la viruta.
Suplemento de material. Fig. 5. Dispositivo de sujeción de las placas de corte reversibles sin ángulo de despullo (dispositivo de sujeción de las placas reversibles de material cerámico de corte)
Ángulo de ataque = 10°, positivo Normalizado en los destalonados para todos los trabajos de acabado y de
desbaste ligero. Buena formación de viruta con avances de 0,008 a 0,25 mm. Ángulo de ataque = 5°, positivo Para trabajos de desbaste de materiales que producen viruta larga y de piezas de fundición de pared delgada. Buena formación de viruta con avances de 0,025 a 0,6 mm. Ángulo de apertura j
j
Ángulo de ataque = 5, negativo j
Particularmente apropiado para materiales que producen viruta corta así como para el mecanizado con cortes interrumpidos de piezas de material que producen viruta larga.
j = positivo
j = negativo
Para acabado y Para desbaste torneado exterior
(Fig. 6).
j = cero Para torneado exterior
j = 0º a 10º Fig. 6. Ángulo entre cantos para los escalones de guía de virutas.
66
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO CERÁMICA DE CORTE Los materiales resistentes a las altas temperaturas, o Cermets, poseen componentes cerámicos tales como óxido de aluminio (Al2O3) o dióxido de silicio (SiO2), así como componentes metálicos tales como el cobalto (CO), cromo (Cr) y hierro (Fe). Si en lugar de los metales se utilizan óxidos metálicos, resultan los llamados materiales oxicerámicos. Las substancias de partida metálicas y cerámicas no se pueden alear entre sí, sino tan sólo sinterizarse. Estas substancias combinadas se designan con el nombre de Cermet (ceramic metals). Substancia cortante oxicerámica
Dureza Wickets
En la sinterización se conservan las buenas propiedades de las substancias de partida, tales como la gran dureza del óxido de aluminio o la buena resistencia y tenacidad favorables del cromo. Las plaquitas de corte de componen, p. ej., de óxido de aluminio como portador de dureza y polvo metálico como aglomerante. Las substancia se sinterizan, obteniendo de esta forma su dureza y resistencia a la temperatura. (Fig. 1). Son más baratas que el metal suro y se suministran generalmente como plaquitas de corte reversibles, es decir, que no se afilan.
0
Límites de aplicación Metal duro Límites de aplicación Acero de herramientas aleado
Acero de herramientas no aleado
200
400
600
800
1000
0º
1400
Temperatura Fig. 1. Dependencia entre dureza y temperatura de trabajo de diferentes materiales para arranque de viruta.
Las plaquitas de corte se fijan a mangos de soporte y pueden emplearse varias veces dándoles la vuelta. La velocidad de corte puede ser dos veces superior a la de los metales duros. Herramientas de Cerámica Las herramientas de cerámica o de “oxido cementado” (Fig 2) se fabrican principalmente a partir de óxido de aluminio con un aglutinante. Algunos fabricantes agregan óxidos de titanio, de magnesio o de cromo en cantidades de 10 por ciento o menores. Los materiales de la herramienta se moldean a presiones mayores de 4000 PSI (libras por pulgada cuadrada) y se sintetizan a temperaturas de aproximadamente 3000° F (1649°C). Este proceso explica parcialmente la alta densidad y dureza de las herramientas de óxidos cementados. Los óxidos cementados son frágiles y requieren que las máquinas y montajes sean rígidos y que no tengan vibración.
67
G OLIN EX TO D N E K
Fig. 2. Herramienta de cerámica con asiento de carburo y deflector de rebabas que aparece ensamblada en el portaherramienta que está atrás de las partes.
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Las herramientas de cerámica deben usarse como reemplazos para las herramientas de carburo que estén desgastando rápidamente, pero no para reemplazar herramientas de carburo que se estén rompiendo. Herramientas de Diamante El diamante es la substancia cortante más dura. Con soportes adecuados, o e forma de discos de rectificar, permite mecanizar el metal duro. A veces se usan diamantes industriales para maquinar piezas de trabajo de gran dureza. Sólo es posible lograr regímenes bajos de corte de material con las herramientas de diamante (Fig. 3A), pero se usan velocidades muy altas y se obtienen buenos acabados (Fig. 3B).
A PA CCU T. PE RAT ND E ING
Fig. 3B. Torneado a 725 ppm, se corta 0.010 pulg. De material en cada dos pasadas a una velocidad de 5 ½ pulgadas por minuto (0.0023 ppr) a lo largo de las 29 pulgadas de longitud de la pieza fundida. No se requiere refrigerante para este torneado.
Fig. 3A. Las herramientas de diamante se instalan en portaherramientas de zanco cuadrado como insectos removibles..
MAQUINA DE SIERRA CINTA La máquina de cinta vertical o sierra de cinta vertical (Fig. 4) es a veces conocida como la máquina más útil del taller de máquinas. Tal vez la razón para ello es la gran variedad de trabajo que puede hacerse con ella. La sierra de cinta vertical es semejante a la cinta horizontal en cuanto a construcción. Básicamente consta de una cinta cortadora sin fin u otra herramienta de cinta que corre una rueda motriz y otra loca o movida. La cinta corre verticalmente en el punto de corte, pasando a través de una mesa de trabajo sobre la cual se apoya la pieza de trabajo. La pieza de trabajo es empujada hacia la sierra y la dirección del corte se guía manualmente o por medios mecánicos. Fig. 4 La sierra de cinta de Leighton A. Wilkie de 1933 era la última máquina herramienta básica por desarrollar.
68
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Ventajas de las sierras de cinta Con una sierra de cinta, sólo una pequeña porción del material tiene que reducirse a rebabas para descubrir la forma y el tamaño finales de la pieza de trabajo (Fig. 5). Con frecuencia, un trozo de material de existencia puede cortarse a su forma final mediante uno o dos cortes de sierra. Una ventaja adicional es que la sierra de cinta corta una ranura muy angosta, con la cual se desperdicia un mínimo del material.
Todo el material de desperdicio se reduce a rebabas
Pequeña cantidad de material de desperdicio reducido a rebabas
Fig. 5 . El corte a sierra puede descubrir la forma de la pieza de trabajo en un número mínimo de cortes.
Una segunda ventaja importante de las sierras de cinta es la facilidad con que pueden seguirse diversos contornos. Con estas sierras pueden cortarse formas curvas muy intrincadas que serían casi imposibles maquinar por otros métodos (Fig. 6). Fig. 6. El corte a cinta sobre curvas o contornos puede producir formas de partes que serían difíciles de maquinar por otros métodos.
El aserrado de formas complicadas puede lograrse mediante una combinación de alimentación manual y alimentación automática mecanizada. El aserrado a cinta y el maquinado a cinta tienen muchas ventajas. No hay límite en cuanto a la longitud, el ángulo o la dirección del corte(Fig. 7).
Fig. 7. Corte de u anillo de gran diámetro en una sierra de cinta vertical.
69
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO TIPOS DE MAQUINAS DE CINTA Máquina de cinta para uso general con mesa de trabajo fija
DoALL La máquina de cinta para uso general se encuentra en la mayoría de los talleres de máquinas (Fig. 1).
Fig. 1. Accesorio seguidor hidráulico. Punta seguidora Plantilla
Está máquina tiene una mesa de trabajo que no es alimentada mecánicamente, que puede inclinarse 10 grados hacia la izquierda (Fig. 2).
Fig. 2. Mesa de trabajo de una sierra de cinta vertical ue puede inclinarse a 10 grados hacia la izquierda.
La inclinación por este lado está limitada por el bastidor de la sierra. La mesa puede inclinarse 45 grados hacia la derecha (Fig. 3).
En las máquinas grandes, la inclinación de la mesa puede estar limitada a 5 grados. Fig. 3. Mesa de trabajo de una sierra de cinta vertical inclinada a 45 grados hacia la derecha.
70
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Máquinas de cinta de gran capacidad Este tipo de máquinas de cinta se emplea para el corte de piezas de trabajo muy grandes. La cinta completa está sujeta a una columna oscilante. La pieza de trabajo permanece fija y la sierra se mueve en torno a la pieza para lograr hacer los cortes deseados (Fig. 4).
Fig. 4. Sierra de cinta de gran capacidad.
Aplicaciones de la maquina de cinta vertical Aserrado convencional y aserrado de contornos Las máquinas de cinta verticales se usan en muchas aplicaciones convencionales de aserrado. Se encuentran en las fundiciones aplicadas al recorte de salientes y protuberancias de las piezas fundidas. La máquina de cinta puede aceptar una pieza fundida grande y hacer cortes separados por distancias grandes. (Fig. 5). El recorte de piezas de fundición para producción se logra fácilmente con la máquina de cinta de herramienta de alta velocidad. Las sierras de cinta son también útiles para operaciones de partido o corte. En el taller de máquinas, la sierra de cinta vertical se usa en general para hacer cortes en línea recta y para corte de contornos tanto en lámina como en plancha de acero. Fig. 5. Recorte de protuberancias y salientes de piezas fundidas en la sierra de cinta vertical.
Aserrado por fricción Limado a cinta y pulido a cinta La lima de cinta está formada por segmentos de lima sujetos a una cinta de acero de resortes (D) (Fig. 6). Al ir pasando la lima de cinta a través de la pieza de trabajo se cierra un entrelanzamiento y mantiene atado al segmento de lima (B). B
El entrelanzamiento o candado se suelta luego, permitiendo que ruede el segmento de lima alrededor de la rueda de la cinta. Hay un espacio previsto para rebabas entre la cinta y el segmento de lima(C).
C
A
Fig. 6. Lima de cinta.
71
D
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO La lima de cinta tiene una ranura de aseguramiento para que los extremos puedan unirse para aplicaciones de limado tanto internas (Fig. 7) como externas . También se usan en aplicaciones tales como el limado de dientes de engranes grandes a forma y tamaño (Fig. 8). Fig. 7. Limado interior con lima de cinta.
En este pulido a cinta se utiliza una cinta continua abrasiva (Fig. 9). El grano del abrasivo puede, variarse, dependiendo del acabado de superficie deseado.
Fig. 8. Limado de engranaje grande de dientes rectos con lima de cinta
Fig. 9. Pulido a cinta.
Instalación y ajuste de las guías de la cinta en la sierra de cinta vertical Las guías de cinta deben instalarse correctamente si se espera que la máquina corte con exactitud y si ha de impedirse que le ocurran daños a la cinta.
Asegúrese de usar las guías del ancho correcto para la cinta (Fig. 10). La cinta debe quedar completamente sostenida excepto en los dientes. Sise usan guías del ancho de la cinta con una cinta angosta se destruye la traba de la cinta tan pronto como se pone a funcionar la máquina.
Fig. 10. Las guías de la cinta deben sostener a éstas completamente, pero no deben extenderse sobre los dientes.
72
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Las guías de la cinta se ajustan con un calibrador de ajuste de las guías. Instalar la guía derecha de la cinta y apretar el tornillo de fijación sólo lo sufición. Colocar el calibrador de ajuste en la ranura de la guía de la izquierda y ajustar la posición del inserto de la guía de la derecha hasta que este en contacto con los bordes vertical y diagonal del calibrador. Revisar el rodamiento no puede girar libremente, puede resultar rayado por la cinta o dañarse en forma permanente. Instalar el inserto de la guía del lado derecho y hacer el ajuste para el espesor de la cinta usando el mismo calibrador de ajuste (Fig. 11). Fig. 11. Ajuste de las guías de la cinta en cuanto a espesor de la misma.
Se emplean guías de rodillos para la cinta en aplicaciones de corte de alta velocidad de la cinta, o sea, en exceso de 2000 PPM (600 MPM). También se utiliza en las operaciones de corte a sierra por fricción. La guía de rodillos debe ajustarse de manera que tenga de 0.001 a 0.002 pulg. De holgura a la cinta. Ajuste la tensión de la cinta Es importante que l cinta tenga su tensión correcta para lograr cortes precisos. Siempre que sea posible, debe usarse una cinta de alta resistencia a la tensión. La resistencia a la tensión se refiere a la resistencia de la cinta aparece indicada en la carátula de tensión de la cinta. (Fig. 12). Ajustar la tensión para el ancho de la cinta que vaya a usar. Después de que una cinta nueva haya trabajado por un tiempo corto, volver a verificar la tensión. Las cintas nuevas tienden a alargarse durante su período inicial de trabajo. Fig. 12. Carátula de tensión de la cinta
Ajuste del viaje de la cinta sobre las poleas Este ajuste se refiere a la posición de la cinta al correr sobre las llantas de la polea loca. En la sierra de cinta vertical, la polea loca puede inclinarse para ajustar la posición de carrera. La posición de carrera de la cinta debe ajustarse de manera que la parte posterior de la cinta toque apenas el rodamiento de respaldo en el conjunto de la guía. En general, no tiene que ajustarse con mucha frecuencia la posición de la cinta sobre las poleas. Después de haber instalado una cinta, verificar la posición de viaje sobre las poleas. Se es incorrecta, consultar a su instructor sobre la forma de ajustar dicha posición.
73
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO El ajuste del viaje de la cinta se hace con el motor desconectado y la transmisión en posición neutral. Esto permite dar vuelta a la cinta manualmente. El mamelón de la polea loca tiene dos perillas. La perilla exterior inclina la polea. (Fig. 13). Fig. 13. Ajustar la posición de viaje de la cinta en las poleas por inclinación de la polea loca.
Ajuste de la velocidad de la cinta La velocidad de la cinta aparece en el indicador de velocidad de la cinta (Fig. 14). De recordarse que la velocidad de la cinta en el intervalo de baja velocidad. La escala exterior indica le misma velocidad de intervalo de alta velocidad. La velocidad de la cinta se regula ajustando el control de velocidad. Ajuste este control solamente cuando esté funcionando el motor, ya que este ajuste mueve las bridas de la polea de velocidad variable.
SPEED ST FA
Control de velocidad de la cinta
Fig. 14. Indicador de velocidad de la cinta..
Fig. 15. Controles de velocidad de la cinta y de intervalo fr velocidad
Ajuste de los intervalos de velocidad La mayoría de las sierras de cinta con transmisión de velocidad variable tienen un intervalo de alta y otro de baja velocidad. Se selecciona uno u otro intervalo accionando la palanca de cambio de intervalo de velocidad (Fig. 14). Este ajuste debe hacerse estando parada la cinta o trabajando a la velocidad más baja del intervalo. Si la maquina esta ajustada en intervalo de alta velocidad, y se desea pasarla al intervalo de baja, gire la manivela de control de velocidad de la cinta hasta que esta quede trabajando a la velocidad más baja posible.
74
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO También se reducirá la productividad de corte. El usar una cinta de paso fino en material grueso sólo conduce a lentitud de corte de . El paso correcto para materiales gruesos resulta en un corte más eficiente en el mismo tiempo y a la misma presión de avance. Al comenzar un corte, debe avanzarse suavemente a mano de pieza de trabajo. Un choque súbito puede hacer que se astillen o fracturen los dientes de la cinta (Fig. 16), lo cual reduce rápidamente la de la vida de la misma. Vea que se efectúe el desprendimiento de las rebabas de las guías de la cinta. Fig. 16. Los dientes de la sierra están escariados y fracturados como resultado de choque y vibración.
Estas pueden rayar la cinta (Fig. 17), volviéndola frágil y sujeta.
Fig. 17. Las cintas rayadas o con escoriaciones pueden volverse frágiles y perder flexibilidad.
Líquidos de corte Los líquidos de corte son una ayuda importante para cortar a sierra muchos materiales. Enfrían y lubrican la cinta y arrastran las rebabas del corte. Muchas sierras de cinta están dotadas de un sistema de enfriamiento a base a neblina. Los líquidos de corte se mezclan con aire par formar una neblina.
OFF
ON
COOLANT N O
OF F
AIR N O
Si su sierra de cinta utiliza refrigerante de neblina, ajuste primero la corriente del líquido y agregue luego aire para crear una neblina. (Fig. 18). No use más refrigerante que el necesario. El uso de aire en exceso ocasiona la formación de una niebla alrededor de la máquina. Esto es tanto desagradable como peligroso, ya que no debe inhalarse la neblina.
75
Fig. 18. Ajuste de la mezcla de refrigerantes en la sierra de cinta vertical..
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO
AU
A0
A0
AU
Es la discrepancia admisible entre las medidas límite. A0 A0
1. Tolerancia
AU = 0
A0 AU
AU
N
N = medida nominal, medida de construcción en el plano. T = tolerancia, discrepancia admitida. A = diferencias de medida G = medida máxima admisible. línea cero K = medida mínima admisible. S = juego, árbol menor que la perforación. U = excedente, árbol mayor que la perforación.
A0 = 0
CÁLCULO DE AJUSTES Y TOLERANCIAS
tolerancia
= medida máxima - medida mínima
T
=
K
G N
Au
T
Línea cero
2. Representación de la Tolerancia + 0,05 T
0
G
-
K
La escala de un termómetro sirve de ilustración. medida nominal = línea cero. Ejemplo: 40± 0,05 Cálculo: T = 0,05 + 0,05 = 0,10 mm
- 0,05
3. Juego
Sk
Sg
Juego máximo =perforación máxima - árbol mínimo Sg =Gb - Kw Juego mínimo =perforación mínima - árbol máximo Sk =KB - GW
Ug
U
UK
4. Excedente
5. Tolerancia de ajuste Sg juego línea cero excedente
ajuste con huelgo TP Sk Sg ajuste indeterminado UK ajuste prensado Ug Ug
Si se obtiene del cálculo valores de juego negativos, entonces hay excedente. excedente máximo = juego mínimo negativo. excedente mínimo = juego máximo negativo. Resulta de casar justamente dos piezas. Para dos piezas a montar entre si resulta, i.a. Tolerancia de ajuste = juego máximo - juego mínimo TP = Sg -SK
76
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO 6. Resumen
Tolerancia Juego máximo Juego mínimo Tolerancia de ajuste
7. Ejemplo
Calcule para el calibre macho de tolerancias Æ 20 j6 las diferencias de medida y la tolerancia. buscando T en mm dado N = 20 mm. Ao = + 9 m m = 0,009 mm Au = - 4 m m = 0,004 mm solución N = 20,00 mm G = 20,009 mm K = 19,996 mm G-K = 0,013 mm
20 j6
G
A
0.009
A0 línea cero
+ -
Au
0.004
}
T
1 mm = 1 mm 1000
T Sg SK TP
= = = =
G GB KB SG
-
K KW GW SK
Atención La tolerancia se puede representar muy fácilmente en una escala de termómetro.
8. Ejemplo
25-0,1
X 40-0,2
Calcule la medida x de un eje escalonado si la longitud mayor es de 40 -0,2p y la del otro escalón 25 -0,1. buscando x en mm dado L = 40 - 0,2 mm. l = 25 - 0,1mm. solución
x x
= L -l = 39,8 - 24,9
X = 14,9 mm 9. Ejemplo
5 ,0 3 +0 0, 0 +
20
Calcular la tolerancia, y la medida máxima y mínima para construir un agujero de f 20 +0,05 . +0,03 buscando T, G, K. dado N = 20 AO = + 0,05 Au = + 0,03 solución
77
G G K K T T
= = = = = =
N + AO 20 + 0,05 = 20,05 N + Au 20 + 0,03 = 20,03 G-K 20,05 - 20,03 = 0,02
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO ELEMENTOS QUÍMICOS DE SIERRA DE CINTA Entre los materiales que se fabrican las cintas de sierra se tiene el acero común al carbono, en el cual los dientes de la sierra tienen temple completo y la parte posterior de la sierra no tiene temple alguno. Las sierras de acero aleado al carbono tienen sus dientes templados al igual que la parte que queda atrás de éstos. La parte trasera templada permite suficiente flexibilidad a la cinta, pero por la mayor resistencia a la tensión mayor. Por esta razón se mejora considerablemente la precisión del corte. El material de las cintas se presta mucho para el corte de contornos. Las cintas de acero de alta velocidad y las bimetálicas de acero de alta velocidad se usan para aplicaciones de gran producción o de corte severo a sierra en las que la cinta deben tener muy buena resistencia al desgaste. Las cintas de acero de alta velocidad pueden soportar un calentamiento mucho mayor que las de acero al carbono o de acero aleado. En las cintas bimetálicas, la porción cortante está hecha de un tipo de acero de alta velocidad y la parte posterior de otro tipo de acero, también de alta velocidad, que tiene gran flexibilidad y alta resistencia a la tensión. Las cintas de acero de alta velocidad y las bimetálicas pueden hacer cortes más largos, con mayor rapidez y exactitud. Debe recordarse que hay tres trabas de los dientes que pueden usarse. (Fig. 1). Las trabas de diente limpiador y la ondulada son las más comunes en las industrias de labrado de metales. La traba recta puede usarse para cortar materiales delgados. La traba ondulada es la mejor para lograr cortes precisos en materiales de sección transversal variable. La de diente limpiador puede usarse para trabajos de corte de tipo general.
Dientes inclinados
Dientes rectos
Dientes ondulados
Fig. 1. Patrones de traba de las cintas.
También se tiene una selección de la forma de los dientes. (Fig. 2). La forma de diente de precisión requiere un buen acabado. La forma de gancho es de corte rápido pero deja un acabado rugoso. El diente de forma de caja es útil en cortes profundos cuando se requiere holgadura adicional para las rebabas. También se usan diversas cintas especiales. Las de borde recto, acaracolado y ondulado se emplean para cortar materiales no metálicos ya que éstos pueden ser desgarrados por los dientes de la sierra. (Fig. 3).
Estándar
De caja
De gancho Fig. 2. Formas de los dientes de las sierras.
Fig. 3. Cintas de borde recto, acaracolado y ondulado
78
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO CORTES Y SECCIONES Generalidades En el dibujo de despiece, las formas o detalles interiores de un sólido no pueden representarse con la claridad necesaria para su correcta interpretación mediante vistas exteriores empleando líneas segmentadas en exceso.
Este inconveniente se elimina empleando un corte o vista en corte. (Fig. 1). En la vista frontal de la figura 1, se representa un corte total de dicho sólido, mostrando una ranura escalonada pasante (detalle interior), la misma que se dibuja con línea llena gruesa que permite acortarla sin ninguna dificultad.
Fig. 1. Vista frontal en corte del sólido
Plano de corte
La perspectiva del sólido se ilustra en la Figura 2, en la que se indica la posición del plano de corte. En la Figura 3, se observan las tres exteriores de dicho sólido, donde aparece la ranura representada con líneas segmentadas. El dibujo es confuso y dificulta el acotado, sobre todo en la vista frontal.
Fig. 2. Perspectiva del sólido
Fig. 3. Vistas exteriores del sólido
79
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO En el dibujo de montaje, donde se dibuja varias piezas ensambladas, la mayor parte de éstas se dibujan en corte. (Fig. 4).
Fig. 4
Corte o Vistas en corte Es la representación de un sólido o piezas, imaginativamente seccionado por uno o varios planos de corte (Fig. 5). Plano de corte imaginario
Perspectiva del sólido seccionado
Fig. 5
Un corte es una representación convencional de todo lo que se sitúa en el plano de corte y las partes que se ve detrás de éste. La Figura 6 se ilustra la perspectiva del sólido seccionado por el plano de corte imaginario. Una viruta en corte se obtiene imaginando el sólido cortado en dos partes, como si se hubiera aserrado y cuya parte más cercana al observador se desprende o retira, dejando el interior del sólido al descubierto, pudiéndose representaren ella, con línea llena, los detalles ocultos.
80
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO La parte que queda (parte restante) de sólido, es observada en dirección perpendicular al plano de corte elegido. Las superficies cortadas imaginariamente se identifican con un rayado convencional o achurado. Las líneas segmentadas de los detalles que quedan detrás del plano de corte generalmente no se trazan, a menos que sean necesarias para proporcionar mayor claridad. Cuando un sólido (pieza) tiene más de una vista dibujada en corte, cada vista seccionada se considera independientemente, sin referencia alguna a lo que se ha considerado al hacer letras vistas el corte. (Fig. 6). En la representación de piezas en corte, la parte suprimida se considera al dibujar las otras vistas. (Fig. 6).
A
A Fig. 6
81
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO VISTAS, PLANOS Y LÍNEAS DE CORTE Vistas en corte En principio, es conveniente dibujar un corte total de la pieza, siempre y cuando no existan detalles o irregularidades, que aconsejen el dibujo de un corte parcial o especial, para su mejor interpretación El corte total debe realizarse en la vista y en el lugar adecuado, para conseguir la máxima claridad en la representación. El plano de corte se ha de elegir, según la sección que dé la máxima compresión de la pieza. El plano puede ser horizontal, vertical o de perfil. En piezas complicadas pueden ser necesarias dos o tres vistas en corte (Fig. 1).
PP
PV
PV
Pp
PH PH
Fig. 1
Planos y líneas de corte En el dibujo de un sólido, se utiliza un plano de corte para mostrar el lugar por donde se ha seccionado dicho sólido. En las vistas en corte, dicho plano se representa por una línea de corte. (Fig. 2).
Fig. 2
82
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO En dicha figura, se ilustra la línea de corte recomendada por las normas ISO. La línea de corte indica el recorrido o marcha del corte y se traza solamente en casos donde el recorrido de determinados cortes no es claro. En piezas sencillas, la línea de corte se traza atravesando toda la pieza. (Fig. 3). En piezas complicadas, las líneas de corte deben terminar fuera del contorno, para evitar confusión con otros detalles. (Fig. 4).
A
Corte A - A Corte B - B
A
B Corte A - A
A
B
A Fig. 3
Fig. 4
La línea de corte puede ser: * Recta y representa a un corte en un plano. (Fig. 5), * Quebrada, que representa un corte en varios planos. (Fig. 6) o representan varios cortes en varios planos. (Fig. 6). En todos los casos, la línea de corte se refuerza donde se junten dos planos. En la Figura 7, para aclarar el recorrido del corte se emplea letras adicionales donde se juntan dos planos de un corte.
C
C
A
Fig. 5
A
A B
B
A
A
Fig. 6
Fig. 7
83
B
A
B
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO
Escala 1:1
40
Sección C - C
C
180
C
Ejemplo de cortes y secciones con líneas de corte.
B
f 20
Escala 1:1
5 30
10 20
84
Escala 1:1
10
Sección A - A
A
A
15
30
40
(15)
100
B
20
Sección B - B
10
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO SEGURIDAD EN EL EMPLEO DE LA SIERRA MECÁNICA Sierras reciprocantes - Asegúrese de que estén colocadas todas las guardas que cubren las partes en movimiento antes de poner en marcha la máquina. - La hoja de corte debe estar instalada correctamente con los dientes apuntados en la dirección correcta. - Verificar la tensión de la cinta. - Asegúrese de que el ancho de la pieza de trabajo sea menor que la carrera de la segueta. - Puede romperse el bastidor si golpea contra la pieza de trabajo durante su viaje, con lo cual se dañará la máquina. - Asegúrese de que la velocidad de la carrera y el régimen de alimentación sean los correctos para el material que se vaya a cortar.
Al trabajar una segueta con refrigerante, ver que el refrigerante no sea derramado sobre el piso durante la operación de corte. Esto puede ocasionar un área resbalosa sumamente peligrosa alrededor de la máquina herramienta. Sierras de cinta horizontales - Los reglamentos más recientes de los Estado Unidos requiere que la hoja de la s i e r r a d e c i n ta h o r i z o n ta l e s t é completamente protegida por guarda, excepto en el punto de corte (Fig. 1). - Comprobar que las tensiones de la hoja sean correctas tanto en las sierras de cinta como en las reciprocantes.
Fig. 1. La cinta cortante horizontal está protegida en toda longitud, con excepción del área inmediata al punto de corte
- Verificar la tensión de la cinta sin fin, especialmente después de instalar una nueva cinta. - Las cintas nuevas pueden estirarse y aflojarse durante su periodo de utilización inicial. Los dientes de la cinta son agudos. - Comprobar que la cinta conserve su posición correcta sobre las ruedas y entre su guía al trabajar la máquina. Cuando se quiebra la cinta, puede ser lanzada de la máquina y causar lesiones. - Asegúrese de que el material que se esté cortando esté sujeto adecuadamente en el dispositivo sujetador de la pieza de trabajo.
85
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Si éste es un tornillo de banco, comprobar que esté apretado. Al estar cortando piezas pequeñas del material la mordaza del tornillo debe estar sostenida en ambos extremos (Fig. 2). No se aconseja cortar piezas del material que sean demasiado pequeñas. El material de existencia no puede asegurarse apropiadamente y puede soltarse del tornillo de banco por la presión del corte (Fig. 3). Esto puede ocasionar daños a la máquina y también lesiones al operador. El material que se va a cortar debe extenderse por lo menos hasta la mitad de su longitud a través de la prensa de tornillo en todo momento.
Fig. 2. Deben sostenerse ambos extremos de la prensa de tornillo al cortar piezas pequeñas.
Fig. 3.
Resultado de cortar material demasiado corto.
Muchas máquinas cortadoras tienen una caja de rodillos que sostiene a las barras largas de material mientras se cortan. El material por cortar debe llevarse hasta la sierra montada sobre una caja de rodillos (Fig. 4) o sobre simple soporte de rodillos. Fig. 4. El material es llevado hasta la sierra sobre la caja de rodillos (lado opuesto); cuando se van cortando trozos, deben sostenerse en la mesa de la sierra (de este lado de la sierra). La mesa impide que caiga la parte al piso.
86
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Debe tenerse cuidado al pasar alrededor de una caja de rodillos, porque las barras de material pueden rodarse y prensarle los dedos y las manos. También debe tenerse cuidado de que las piezas pesadas de material por cortar no caigan de la mesa de la sierra y lesionen los pies o los dedos de éstos. Obtener ayuda para levantar barras pesadas de material. Esto le salvará se espalda y posiblemente su carrera. Seguridad en el trabajo con las maquinas de cinta verticales El principal peligro que representa la operación de las máquinas de cinta verticales es el contacto accidental con la cinta cortante. Las piezas de trabajo se guían con frecuencia manualmente. Una ventaja de estas máquinas es que la presión del corte tiende a sujetar la pieza de trabajo contra la mesa de la sierra. Sin embargo, las manos quedan a menudo muy próximas a la cinta. Al hacer contacto con la cinta accidentalmente, es casi seguro que sufra una lesión. No se tiene tiempo ni de pensar en retirar los dedos cuando ya se los ha cortado la sierra al que sufre la lesión. Debe mantenerse una concentración muy especial al trabajar en una sierra de cinta. Siempre que sea posible, utilícese un empujador para hacer avanzar la pieza de trabajo. Esto le permitirá mantener los dedos lejos de la cinta. Debe tenerse cuidado esté a punto de completar un corte. Al salir la cinta de la pieza de trabajo, se suprime bruscamente la presión que se está aplicando, y la mano o el dedo del operador puede llegar hasta la cinta al ocurrir esto. Al acercarse al término del corte, reduzca la presión de alimentación, especialmente en el momento de terminar el corte. La máquina de cinta vertical no se usa en general para cortar material redondo. Esto puede ser muy peligroso y debe hacerse en la máquina de cinta horizontal, en la que el material redondo puede asegurarse en una prensa de tornillo. Asegúrese de seleccionar la cinta apropiada para los requerimientos de aserrado. Instalar adecuadamente y aplicar la tensión correcta a la cinta. La tensión de la cinta. La tensión de la cinta debe verificarse después de hacer varios cortes. Las cintas nuevas tienden a estirarle en cierto grado en su período de utilización inicial. La tensión de la cinta puede tener que reajustarse. Toda cinta debe estar protegida por guardar excepto en el punto de corte. Esto se logra con eficacia encerrando las ruedas y la cinta atrás de guardas que puedan abrirse fácilmente para hacer ajustes a la máquina. Las guardas de las ruedas de las hojas deben estar cerradas durante todo el tiempo en que se esté trabajando la máquina. La guarda de poste de guía se mueve hacia arriba y hacia abajo con el poste de la guía . Las máquinas de cinta pueden tener una o dos ruedas locas. En las máquinas que tienen dos ruedas locas puede usarse una hoja corta que corra solamente sobre una de las ruedas. Bajo esta condición se requiere una guarda adicional para la cinta en el lado izquierdo de la rueda.
87
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Se emplean guías de rodillos para la cinta en el aserrado a fricción y en el aserrado a alta velocidad. Se emplea un protector de la guía de rodillos para dar protección al operador. (Fig. 5).
Fig. 5. Protección de la guía de rodillos de la cinta.
Dependiendo del material que se esté cortando, puede tener que cubrirse toda el área de corte. Esto se aplica al corte de materiales duros y frágiles como el granito y el vidrio. Con frecuencia se utilizan hojas cortantes de diamante para cortar estos materiales. La protección transparente protege al operador y a la vez le permite ver la operación. Deben impedirse que los líquidos de corte se derramen sobre el piso. En toda operación de aserrado en la que se utilicen líquidos de corte debe verse que no se derramen sobre el piso, en torno a la máquina.
88
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HOJA DE TRABAJO
1. ¿Cuál es la diferencia entra rasqueteado y marmoleado? 2. ¿De qué material están construidas las rasquetas? 3. ¿Qué importancia tiene trabas de las hojas de sierras? 4. ¿En qué caso debe usarse las sierras de borde ondulado? 5. ¿Qué importancia tiene el selector de trabajo de la sierra cinta vertical?. 6. ¿Cómo se determina el tamaño de la hoja de la sierra recta en pulgadas? 7. ¿Qué aglomerantes metálicos se utilizan para obtener metales duros? 8. ¿Con qué material se recubren los metales duros para conseguir una elevada resistencia al desgaste y tenacidad? 9. ¿Cuál es la ventaja de la sierra cinta respecto a la de vaiven? 10.¿De qué material están fabricadas las sierras cintas? 11. Nombre los tipos de traba más comunes de las sierras y seguetas. 12.Describir las condiciones que determinan la selección de hoja. 13.¿Qué es la traba y por qué es necesaria? 14.¿Cuáles son las formas comunes de los dientes? 15.¿Qué puede ocurrir si el tope para longitud de corte de la máquina se deja en su lugar al hacer el corte? 16.¿Qué importancia tienen los líquidos de corte? 17.¿Qué puede pasar si no se desprenden adecuadamente las rebabas del corte? 18.¿Qué seguridad se deben considerar en el uso de las sierras mecánicas?
89
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HOJA DE TRABAJO De el siguiente gráfico describir y explicar el proceso de fabricación de los Metales duros
Mezcla
Prensado para formar placas
900 a 1000 C
Tronzado y dar forma
Piezas sueltas
Piezas en serie 90
Piezas exactas en cuanto a medida y formas
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HOJA DE TRABAJO 1
Ejercicios
Ajustes
1. La indicación de un plano para un árbol Æ15-0.12. Calcule la medida máxima, la medida mínima y la tolerancia. 2. Una perforación cilíndrica de 40 mm ha de hacerse entre los valores 40,012 mm y 40,007 mm. Calcule la tolerancia para la acotación prevista.
Æ15 -0.12
3. Un árbol de 35 mm de diámetro ha de hacerse entre las diferencias de medida -0.015 y -0020 mm. ¿Cuáles son las medidas límite y la tolerancia?
2
4. El dibujo para un taller tiene las siguientes indicaciones: +0.012
Æ40 +0.007
3-5
a) Æ40 +- 0,06 0,24
b) 45 +- 0,08 0,04
c) Æ54 + 0,07
d) 12 +- 0,2 0,35
e) Æ65 - 0,06
f) 34 ++ 0,14 0,03
g) Æ68 -- 0,20 0,15
h) 18 +- 0,25 0,15
- 0.015
Æ35
- 0.020
Calcule y dibuje la posición y magnitud de la tolerancia. AO
G
H7
Ag
K T N
7
F8
5. Calcule la tolerancia para: a)Æ35 b)54g6 c)75f7 d)56
6. Un calibre de boca de límite contiene para 25g6 en el lado pasa la diferencia -7mm y en el lado no pasa la diferencia -20 mm. ¿Cuáles son las medidas límite y la tolerancia?. 7. Un calibre macho de tolerancia tiene la denominación 25H7. ¿Qué sector abarcan las medidas límite?
0
25
8. Un ajuste contiene las indicaciones Æ85H7 f7 .Calcule la tolerancia de ajuste.
H7
9. Calcule la tolerancia de ajuste para la indicación de un H7 dibujo 100s6 .
Æ85f7
Æ85H7
8
10.Para un árbol con la indicación Æ65n6 falta el calibre de boca de límite. Calcule las medidas límite para el examen micrométrico. 11. Para un encaje de cuña se indica un ajuste de 22H7 j6 .¿Cuál es la tolerancia de ajuste? 12.Para la sujeción de un disco se ha previsto un ajuste de H7 75n6 . Calcule el tipo y la cota de ajuste.
11 22 H7 j6
13.Una tolerancia es 0.015 mm mayor que otra. La suma de ambas es de 23 mm. ¿Cuáles son los valores de las tolerancias en mm? 14.La mayor y menor diferencia de medidas están en relación de 2:3; su suma es de 60 mm. ¿Cuáles son los valores absolutos en mm?
91
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HOJA DE TRABAJO Representar en corte la siguiente pieza empleando las líneas de corte según norma (Corte A - A).
Avellanado, prof. 6
A
A
92
SEMANA Nº 03 TAREA: MORDAZA PARA PRENSA OPERACIONES: • OPERAR HORNO ELÉCTRICO • TEMPLAR
N7
1
.
1,5
10,5 .
.
.
.
.
.
11 + - 0,2
4,2
90º
5,5 Prof. estriado 0,4
45 º . .
.
.
.
4
9 19 +- 0,2
.
.
.
. .
. .
.
30 +- 0,1 52 +- 0,2
Agua
Nº
01 02 03 04 05 06 07 01 PZA.
ORDEN DE EJECUCIÓN
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
Prepare el horno eléctrico. Prepare el pirómetro. Encienda el horno. Caliente la pieza para temple. Permanezca la pieza dentro del horno. Enfríe la pieza. Verifique la dureza.
01 CANT. 02
MORDAZA DE PRENSA DENOMINACIÓN
• Tenazas para temple. • Cepillo de alambre. • Guantes y mandil de cuero. • Protector facial. • Depósito para enfriamiento. • Horno eléctrico.
55 x 20 x 12,7 NORMA / DIMENSIONES
TEMPLAR MORDAZA
34 CrNiMo6 MATERIAL HT
OBSERVACIONES
02/MM
TIEMPO: 0 8 H r s .
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
ESCALA: 1 / 1
REF. HO-06-07 HOJA: 1 / 2 2003
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO OPERACIÓN OPERAR HORNO ELÉCTRICO Es la operación que consiste en preparar la fuente de calor, alimentándola con energía eléctrica, hasta obtener la temperatura requerida según el tratamiento térmico o termoquímico a fin de mejorar las propiedades de los metales. Se utiliza cada vez que desea operar el horno eléctrico en los diferentes tipos de tratamientos térmicos como: temple, revenido, normalizado, pavonado, cementado, etc.
PROCESO DE EJECUCIÓN 1° PASO: Prepare el horno. a. Limpiando con un cepillo la mufla o cámara (cámara alta o de baja temperatura). (Fig. 1). b. Cerrando la tapa del horno para un precalentamiento.
Cámara de baja temperatura Cámara de alta temperatura
2°PASO : Prepare el Pirómetro. a. Seleccionar el pirómetro según la cámara a utilizar.
Fig. 1
b. Regulando la temperatura a utilizar, acumulando la perilla y desplazándose la aguja selectora según la temperatura requerida. (Fig. 2). Aguja indicadora tº
OBSERVACIÓN Debe observarse el desplazamiento de la aguja del pirómetro para controlar la temperatura seleccionada.
°C
0°
500°C
1000°C
15
Fig. 2
Aguja selectora tº
PRECAUCIÓN CERCIORESE QUE EL PIRÓMETRO QUE CONTROLA LA TEMPERATURA ESTÉ EN BUENAS CONDICIONES. MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
94
REF. H.O.06/MM 1 /2
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Amperímetro
3°PASO : Encienda el horno.
Pirómetro de alta temperatura
a. Accionando el interruptor de la cámara a utilizar del pirómetro. (Fig. 3).
Pirómetro de baja temperatura
OBSERVACIÓN Controle el funcionamiento del horno, observando que encienda la lámpara piloto de la cámara a utilizar. b. Observando que la energía llegue al pírómetro a través del control de los amperímetros. c. Observando que la aguja indicadora del pirómetro se desplaze conforme a su calentamiento del horno. (Fig.4)
Interruptor cámara alta Interruptor cámara baja
medio
Lámpara piloto de cámara baja Fig. 3
Aguja indicadora tº °C
0°
Aguja selectora tº
d. M a n t e n i e n d o e l h o r n o encendido todo el tiempo que exija el tratamiento térmico hasta llegar a la temperatura de calentamiento. 4° PASO: P r e p a r e e l enfriamiento .
Lámpara piloto de cámara alta
500°C
1000°C
15
Fig. 4
de
Fig. 5
a. U t i l i z a n d o r e c i p i e n t e s adecuados para el enfriamiento según el tamaño de las piezas. (Fig. 5) b. Seleccionando las tenazas adecuadas para sujetar las piezas. (Fig. 6). Fig. 6
5°PASO: Apague el horno.
Aceite
a. Accionando el interruptor y observando que la lámpara piloto de la cámara se apague. Vocabulario Técnico Mufla : Cámara de calentamiento. Lámpara - piloto: Lámpara de control. Tapa : Puerta.
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
95
REF. H.O.06/MM 2/2
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO OPERACIÓN TEMPLAR Es un tratamiento térmico que consiste en calentar el acero a la temperatura de austenización, es decir, calentar al acero a la temperatura de temple y enfriarlo luego con rapidez. Se aplica cada vez que se desea aumentar la dureza. Dependiendo del contenido de carbono . PROCESO DE EJECUCIÓN 1° PASO: Prepare el horno eléctrico. 2°PASO : Caliente la pieza. a. Precalentando la pieza en el horno a una temperatura de 500º C - 600ºC con la finalidad de evitar grietas. b. Saque la pieza del horno de la cámara de precalentamiento e introducirlo en el horno de temple calentándolo por encima de la temperatura critica superior (750º C a 900º C). (Fig. 1). OBSERVACIÓN Antes de calentar los aceros aleados consultar con las especificaciones técnicas o recomendaciones del fabricante sobre la temperatura de temple.
Fig. 1
12 9
c. Controlando la temperatura de calentamiento en el pirómetro.
3 6
Horno
3°PASO : Permanezca la pieza a la temperatura de temple. a. Controle el tiempo de permanencia de la pieza dentro del horno . (Fig. 2).
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
96
Fig. 2
REF. H.O.07/MM 1 /2
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO OBSERVACIÓN 1. Permaneciendo 1 min/mm de espesor ó diámetro en los aceros al Carbono. 2. Generalmente los aceros al Carbono se mantiene 5 minutos por cada 10 mm de espesor y los aceros aleados 10 min por cada 10 mm de espesor. 4° PASO: Enfríe la pieza. a. Utilizando la tenaza coloque la pieza en el depósito de enfriamiento. (Fig. 3). Fig. 3
OBSERVACIÓN 1. Consulte con el manual del fabricante para determinar el medio de enfriamiento (agua, aceite, baños de sal, etc). 2. Utilice suficiente volumen de líquido en los baños de enfriamiento para evitar que sobrecalienten las piezas. PRECAUCIÓN SUMERGIR Y REMOVER LAS PIEZAS EN POSICIÓN A D E C U A D A D E ENFRIAMIENTO PARA EVITAR DEFORMACIONES. (Fig. 4).
5°PASO: Verifique la dureza. a. Mida la dureza con el durómetro y verifique con las especificaciones del fabricante. (Fig. 5).
Fig. 4
136º
Punta de diamante
22º Material
Fig. 5
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
97
REF. H.O.07/MM 2/2
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO TRATAMIENTO TÉRMICO Son los procesos a que se someten los metales y aleaciones para modificar su estructura, bien sea para un cambio de forma y tamaño de los granos, bien para transformación de sus constituyente. El objeto de los tratamientos es mejorar las propiedades mecánicas o adaptarlas, confiriéndoles características especiales, a las aplicaciones que se van a dar a las piezas. De esta manera se obtienen aumentos de dureza y de resistencia mecánica, así con mayor plasticidad o maquinabilidad para facilitar su conformación. Estos procesos pueden ser mecánicos y térmicos, y también consistir en la aportación de algún elemento a la superficie de la pieza. Pueden clasificarse de acuerdo a los siguientes grupos: Tratamientos En caliente forja Cementación En frío Mecánicos Nitruración Tratamientos Cianuración Recocido termoquímicos Tratamientos Carbonitruración Temple Tratamientos mecánicos Sulfinización Térmicos Revenido Normalizado Son aquellos que se somete al metal a operaciones de deformación (en frío o en caliente) (Fig. 1A) para mejorar sus propiedades mecánicas y, además, darle forma determinadas. Al deformar mecánicamente un metal mediante martillado, prensado, estirado, laminado, etc; sus granos son deformados y aplastados, alargándose en el sentido de la deformación y ocurriendo lo mismo con las impurezas y defectos, por lo cual se origina una modificación en las estructuras y, en consecuencia, en las propiedades del metal.
Martillo
Pieza
Yunque Fig. 1A
Fuego
Las deformaciones en caliente (o tratamientos termomecánicos) (Fig. 1B), denominadas también forja, son las que realizan a temperaturas superiores a las recristalización y pueden ser profundas o superficiales según se efectúe la modificación.
Pieza a calentar Fig. 1B
98
Pieza a calentar
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Tratamientos mecánicos en frío La deformación en frío produce un aumento de la dureza y la resistencia a la tracción de los metales y aleaciones, disminuyendo su plasticidad y tenacidad. El cambio en la estructura (no es la constitución) se debe a la deformación de los granos y a las tensiones que se originan; cuando un metal ha recibido este tratamiento, se dice que tiene acritud. La acritud se caracteriza porque el metal adquiere un aumento de dureza tanto más considerable, dentro de ciertos límites cuanto mayor haya sido la deformación. Además, los tratamientos mecánicos en frío producen fragilidad en el sentido contrario de la deformación; y debido a la falta de homogeneidad de la deformación, se ocasionan las citadas tensiones internas en las diversas capas del metal. Cuando el metal tiene acritud, o sea, está en estado agrio o templado en frío, sólo debe emplearse cuando importe su fragilidad. La acritud puede eliminarse total o parcialmente por un tratamiento llamado recocido contra acritud, y las tensiones internas, mediante un recocido de estabilización. El recocido contra acritud se realiza a temperaturas muy poco superiores a la de recristalización y se aplica a todos los metales y aleaciones que se endurecen por deformación en frío. El recocido de estabilización se efectúa a temperaturas comprendidas entre los 100 y 200 °c y durante tiempos muy prolongados que superan frecuentemente las 100 horas; se aplica a toda clase de metales y aleaciones. Restauración y recristalización Los metales sometidos a una deformación en frío van perdiendo con el tiempo parte de su acritud y recobran parcialmente sus características mecánicas iniciales, disminuyendo también las tensiones producidas por la deformación. Este efecto que disminuye la acritud se llama restauración y se logra sin que cambie la estructura granular del metal, pues los granos siguen siendo alargados y deformados.
La recristalización consiste en transformar los granos alargados por la deformación en granos esquiaxiales calentando el metal por encima de una temperatura determinada para cada metal o aleación (600 a 700 °C para el acero). Se diferencia de la restauración por que realiza reconstrucción total de la estructura micrográfica del metal y, por tanto, recupera totalmente sus propiedades mecánicas iniciales. La recristalización se logra prácticamente por medio del recocido contra acritud que ya hemos mencionado. Envejecimiento de los aceros En los aceros, el endurecimiento y la pérdida de tenacidad originados al ser estirados o laminados en frío van aumentando lentamente con el tiempo, hasta alcanzar el máximo al cabo de cierto tiempo (meses o años) si el acero permanece a la temperatura ambiente. Esto es lo que se llama envejecimiento de los aceros. Este fenómeno se puede acelerar calentándolos hasta 200 a 300 °C, con lo cual alcanzan mucho antes su máxima dureza. Este tratamiento se denomina envejecimiento artificial, y , como aumenta su fragilidad, y el acero entre 200 y 300 °C tienen color azul de revenido, a aquella se la conoce como fragilidad azul afectan sólo al hierro no técnicamente puro y al acero.
99
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Tratamientos mecánicos en caliente. Forja Se llama forja el tratamiento mecánico en caliente; es decir, cuando la deformación se efectúa a temperaturas por encima de la recristalización. (Fig. 2). Mediante este tratamiento pueden obtenerse grandes deformaciones sin que se produzca acritud. Si la aleación esta formada por diversos constituyentes, debe tomarse como temperatura de forja la correspondiente al constituyente que tenga la temperatura de recristalización más elevada.
Pieza Pieza
Fragua
Fig. 2 Agua
Pero es muy importante no subirla demasiado, pues el tamaño de los granos podría aumentar en exceso. Si tanto se ha elevado que se acerca a la de difusión, el metal pasa a tener una estructura de granos muy grandes y se debilita. A este fenómeno se le llama quemado, y es imposible compensarlo con ningún otro tratamiento. La intensidad de la deformación la da el coeficiente de forja, que es la relación entre las secciones inicial y final de la pieza sometida aquélla. (Fig. 3).
Herramienta
Fig. 3
Según la clase del trabajo y su forma de ejecución, la forja se denomina laminado, embutido aplanado, estirado, recalcado, extruido, estampado, etc. Tratamiento térmicos de los aceros Los tratamientos térmicos son operaciones de calentamiento y enfriamiento mediante las cuales se modifican la constitución y la estructura de los metales o aleaciones. Se basan en que las transformaciones en el estado sólido, para que puedan realizarse completamente, necesitan el tiempo suficiente. Un enfriamiento lento hasta la temperatura ambiente permitirá la total transformación de los constituyentes, obteniéndose con ello una estructura y una constitución determinadas. Si calentamos de nuevo hasta temperaturas superiores a la deformación y al enfriar otra vez se aumenta la velocidad del enfriamiento, la transformación encontrará más dificultades para realizarse y será sólo parcial (o será impedida totalmente sí la velocidad es suficientemente rápida), obteniéndose así una constitución y una estructura distintas a las anteriores. Se comprende, por tanto, la importancia que tiene conseguir estas modificación es para poder variar a voluntad las propiedades que va a poseer el metal a la temperatura ambiente. Los tratamientos térmicos son especialmente indicados para los aceros, si bien se trata también con éxito gran número de aleaciones no férreas; por tanto, en la descripción de cada uno de ellos se detallarán, en general, el proceso y los fines que se persiguen las cuales la temperatura del acero se hace variar permaneciendo el metal en estado sólido.
100
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO AB : Calentamiento
e
BC : Mantenimiento de la temperatura
B
C
CD : Enfriamiento La variación de la temperatura del metal en función del tiempo es el ciclo térmico. A
D
t
Modificación de los aceros De manera general el T.T. no modifica la composición química del acero. Pero puede traer consigo modificaciones relativas a uno o varios de los casos siguientes: a) Constitución (estado del carbono y forma alotrópica el hierro) b) Estructura micrográfica (grosor del grano y distribución de los constituyentes) Estado mecánico (variación de las propiedades mecánicas y posibles deformaciones) Estos efectos dependen de: 1. Temperatura máxima. 2. Duración de mantenimiento de la temperatura en la pieza. 3. Variación de la temperatura en el calentamiento y sobre todo en el enfriamiento dimensiones de la pieza (efecto de masa). En todo este ciclo de tratamiento térmico hay que considerar tres fases, a saber: calentamiento hasta una temperatura determinada, tiempo de permanencia en ella y enfriamiento hasta la temperatura ambiente, siendo los siguientes factores los que intervienen en el resultado final: * Velocidad de calentamiento. * Temperatura alcanzada y tiempo de permanencia. * Velocidad de enfriamiento y medio de enfriamiento. Como usar fuentes de calor A. Fragua a) Calentamiento directo - Usar de preferencia carbón coque en cantidad suficiente como para cubrir la pieza a templar. (Fig. 4). - Producir un fuego lento y uniforme. - Colocar las piezas de manera que no esté en contacto directo con el aire.
Fig. 4
Pieza
b) Calentamiento indirecto. - Colocar la pieza dentro de un mufle o tubo tapado por un extremo. (Fig. 5). - Llevar a la fragua y seguir el procedimiento anterior. 101
Mufle o tubo
Fig. 5
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO B. Hornos (Fig. 6). Horno eléctrico
a) De Petróleo- Calentamiento Directo - Encender el horno y calentar hasta una temperatura determinada.
Pieza
- Introducir la pieza y controlar su calentamiento.
Fig. 6
b) Calentamiento Indirecto - Colocar la pieza dentro de un tubo o mufle y llevarlo al horno. Soplete
- Observar su temperatura. Herramienta
C) Sopletes a) Colocar las piezas a calentar sobre un ladrillo refractario
Fig. 7
- Encender el soplete y graduar una llama Ladrillo
más oxidante que carburante. - Calentar las piezas lenta y uniformemente. (Fig. 7) - Determinar su temperatura de calentamiento a “ojo”. (Fig. 8).
Fig. 8
b) Calentamiento indirecto. - Colocar las piezas dentro de un tubo o mufle. - Seguir el procedimiento anterior c) Soplete a gasolina. (Fig. 9) - Colocar las piezas sobre un ladrillo refractario, como el caso anterior. - Encender el soplete a soplete a gasolina. - Dirigir la llama del soplete a las piezas. Fig. 9
- Controlar si calentamiento.
102
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Temperaturas.- Son los cambios de calor que almacenan los diferentes cuerpos en su composición. Control de temperaturas.- Las temperaturas se miden en grados, los dos sistemas más usados son: Grados Centígrados (°C) (Fig. 10) Grados Fahrenheit (°F). (Fig. 11) °F
°C
50 50 40 30 20 10 0 10
Fig. 10
40 30 20 10 0 10 20
20 30
Fig. 11
30
Métodos para controlar la temperatura El control de temperatura se puede hacer: A ojo por medio de los lápices con pirómetro con termocuplas. A juicio cuando el operario se vale de su experiencia, de acuerdo a la gama de colores que presenta el acero a determinada temperatura. (Fig. 12). (para información damos una tabla)
Fig. 12
Cambio de color
Por medio de los lápices.existen en el comercio lápices especiales que cambian de color a cierta temperatura, cuando se frota en el material. (Fig. 13).
Grados Centígrados
Grados Fahrenheit
Rojo Parduzco
600
1110
Rojo oscuro
650
1200
Cereza oscuro
700
1290
Rojo Cereza
750
1380
Rojo vivo
850
1560
Salmón
900
1650
Amarillo
1000
1830
Amarillo claro
1100
2000
Blanco amarillento
1200
2200
Lapiz Especial
Fig. 13
103
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Permiten apreciar temperaturas desde 120°C hasta 600° con una precisión casi exacta.
Herramienta
En la práctica se traza una raya con el lápiz, marcado con determinada temperatura, sobre la pieza a calentar, luego se coloca ésta en el fuego, a la desaparición o al cambio de color de la raya, determina la temperatura correspondiente. (Fig. 14). Fig. 14
Con pirómetros.- los pirómetros son instrumentos que sirven para medir altas temperaturas. En nuestro medio ambiente, se usan dos tipos: a) Pirómetros de esfera b) Pirómetros ópticos. a) Los pirómetros de esfera son parecidos a un reloj cuya cupla bimetálicas está directamente en contacto con el calor y se refleja en la esfera al convertirse este calor en corriente de bajo voltaje (Fig. 15). Esfera
300
Cupla bimetalica
400
200
500
100 °C 0
600
Fig. 15
b) Los pirómetros ópticos permiten apreciar la temperatura por comparación de color del filamento de su bombilla. Se puede colocar de uno a 10 metros de distancia por simple enfoque óptico sin ningún contacto con el material. La temperatura se lee directamente. (Fig. 16) Pirómetro óptico
Pieza al rojo
Fig. 16 Bateria
104
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HORNOS PAR A TRATAMIENTO TÉRMICO Para realizar los tratamientos térmicos, se utilizan hornos de diseño especial que permiten calentar los materiales a las temperaturas requeridas para cada tratamiento. La fuente de calor está alimentada con energía eléctrica o por combustible. El control y regulación de las temperaturas se realiza mediante pirómetros y llaves acopladas al horno. Los hornos Electrotérmicos que hoy corresponden a la tecnología, son máquinas que hoy en día han incrementado al mejor desarrollo del entorno humano, de ellos las invocaciones parecen surgir a un ritmo tan acelerado en nuestra sociedad dichas máquinas las que a continuación presentamos son de procedencia extranjera; diferentes modelos hoy empleados por grandes industrias peruanas especialmente siderúrgicas, fábricas azucareras, fábricas textiles. Esta tecnología implica utilizar gases industriales como nitrógeno, hidrógeno, dióxido de carbono (CO2), argón, helio y metanol, en vez de atmósferas generadas, en hornos de tratamiento térmico para modificar las propiedades de las piezas fabricadas. Hornos para templar Para templar se emplean hornos de cámaras y hornos de baño. Los hornos de cámaras se construyen con espacio de caldeo abierto (Fig. 1) o cerrado (Fig. 2). El espacio cerrado ofrece la ventaja de que el manantial térmico está separado del material a recocer o a templar. Con esto se evita, cuando se emplea caldeo por gas, que el calentamiento sea irregular y que se produzcan oxidaciones en el material que se calienta. Material a templar Material a templar
Fig. 1. Horno de cámara caldeado eléctricamente con espacio para el calentamiento.
Fig. 2. Horno de cámara caldeado por gas con espacio para el caldeo cerrado.
Por razones de índole económica, cuando se trata de gran número de piezas se utilizan instalaciones de temple automáticas. Las instalaciones automáticas para varios usos (Fig. 3) hacen posible con una conveniente adaptación de sus dispositivos de transporte la ejecución de diversos procedimientos de tratamiento térmico, tales como recocer, templar y cementar.
Gas protector Antecámara
Procesos automáticos de transporte
Cámara de calentamiento
Fig. 3. Templado bajo gas protector
105
Baño para enfriamiento brusco
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Los hornos de baño tienen crisoles o tinas, caldeadas exteriormente por medio de la electricidad o gas, en cuyo interior se funden sales y se llenan a la temperatura de temple. Según sea el objeto del tratamiento se emplean principalmente sales de sodio, de potasio y de bario con temperaturas de fusión de hasta 950°C y temperaturas de trabajo hasta los 1350°C. Los hornos de baño ofrecen una serie de ventajas: la transmisión de calor se realiza más rápidamente que en los hornos de cámaras, las piezas se caldean a fondo más uniformemente. No se producen recalentamientos o quemaduras. Hornos eléctricos. Estos hornos tienen un sistema de calefacción eléctrico, incorporado a la cámara, en la que se colocan las piezas que van a calentarse. Son muy usados en los talleres de tratamientos térmicos, debido a la facilidad de su manejo, la uniformidad de calentamiento, y la precisión y el mantenimiento constante de las temperaturas que se desean alcanzar. Las más comunes son los denominados: de cámara y de baño de sales. * Hornos de cámara: se emplean principalmente para realizar las operaciones de recocido, temple y normalizado, protegiendo las piezas contra la descarburación mediante cajas especiales. * Hornos de baños de sales: se usan para efectuar tratamientos que requieren uniformidad en el calentamiento. En este tipo de hornos, las sales fundidas protegen directamente la pieza contra la descarburación. Constitución Los hornos eléctricos constan de los elementos que se muestran en la Fig. 4.
Fuente de calor
Cámara de calentamiento
Sistema de control de temperatura
Carcaza
Fig. 4
Carcaza: Es la parte exterior del horno, construida en chapa de acero. Interiormente lleva un revestimiento de material refractario, que evita perdidas de calor en el medio ambiente. Fuente de calor: En los hornos de cámara y en los de baño, la fuente de calor es una resistencia alimentada por energía eléctrica. 106
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Las resistencias se construyen de alambre o de una cinta con aleación de cromo-níquel, resistente a las altas temperaturas, o de varillas refractarias, a base de silicio o carburo de silicio. Se ubican en el interior de la carcaza, rodeando el crisol, o cubriendo la superficie interna de la cámara. Cámara
Cámara de calentamiento: es el lugar donde se colocan las piezas que van a tratarse térmicamente. La cámara suele denominársela mufla y se fabrica en material refractario. Las resistencias eléctricas están instaladas en las partes laterales. Generalmente, tienen forma rectangular, frecuentemente con el techo abovedado y sus dimensiones son variables, según la capacidad del horno y la finalidad para la que fue construida. (Fig. 5).
En los hornos de baño, esta cámara se denomina crisol y se halla ubicado en la zona central del horno. Se fabrica en acero refractario o fundición especial, y en la mayoría de los casos tiene forma cilíndrica (Fig. 6).
Fig. 5
Crisol
Control de temperatura: Para controlar la temperatura de la cámara de calentamiento, se utiliza un pirómetro. El termopar del mismo está situado dentro de la mufla o crisol. Fig. 6
En los hornos de cámara es fijo y se halla ubicado en la parte posterior o superior de la mufla, en un alojamiento especial. Cuando el horno es de gran longitud, puede tener más de un termopar. En los hornos de baño, el termopar se coloca dentro del crisol, apoyándolo en un dispositivo de sujeción.
107
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO TIPOS DE HORNOS ELÉCTRICOS Hornos Eléctricos Series TM y TL Generalidades Los hornos eléctricos EMISON, SERIES TM y TL, a la contrastada calidad de todos nuestros productos, avalada por mas de 40 años de servicio, unen los últimos avances en microelectrónica y aislamiento, aplicados específicamente a horno para tratamientos térmicos consiguiendo excepcionales resultados. Nuestro sistema especial patentado de calentamiento utiliza al máximo la energía radiante de las placas lo que posibilita la baja potencia instalada del horno. La serie TM está especialmente estudiada para tratamientos hasta 1.100ºC.(Temple, recocido, revenido, cementación, soldadura, dilatación...). Para trabajos a temperaturas hasta 1.300º C utilicen la serie TL. Descripción del horno El horno es de construcción metálica, electro soldado, a partir de chapas y perfiles de acero laminado en frío, con un tratamiento especial anticorrosivo, de gran robustez, con avanzado diseño y protección con imprimación fosfocromatante y pintura epoxídica de agradables tonos, lo que le confiere una larga vida y un acabado estéticamente agradecido. Vocabulario técnico Termopar
: Termocupla, termoelemento, par termoeléctrico.
Crisol
: Retorta.
Cámara
: Mufla.
El aislamiento se realiza mediante fibras minerales y cerámicas de baja masa térmica y gran poder calorífico, cuidadosamente dispuestas en estratos para reducir las perdidas de calor. La puerta es de apertura lateral, con cierre por aldaba, y perfecto ajuste sobre un marco de refractario. En el interior del horno una solera de refractario facilita la colocación de las piezas a tratar y su manejo a altas temperaturas. Se ha previsto la introducción de atmósfera controlada en el horno con chimenea para la evacuación de gases y antorcha de quemado. Calentamiento Las resistencias eléctricas están colocadas en los laterales y techo del horno e incorporadas a una masa de hormigón refractario que las protege de la agresión de los posibles gases desprendidos por la carga y las resguarda de golpes y rozaduras durante la carga y descarga. Son de hilo resistor de aleación Cr-Al-Fe y preparadas para ser conectadas a la red de 230/400 V 2 o 3 fases. Los calefactores están ampliamente sobredimensionados para una larga vida. (Fig. 1). 108
Fig. 1
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Control de temperatura El control de la temperatura está asegurado por un regulador electrónico con visualizador digital. En el cuadro eléctrico que acompaña de serie estos hornos se instala un temporizador el cual una vez transcurrido el tiempo de tratamiento a la temperatura deseada proporciona una señal eléctrica para el accionamiento de una alarma acústica y/o luminosa. Complementos Como complemento a nuestros hornos ofrecemos baños de apagado para temple sobre agua, aceite o sales, sistemas de enfriamiento por aire, sistemas de atmósfera controlada y todo tipo de productos y accesorios. Opcionalmente pueden incorporarse al horno todo tipo de controles y automatismos. Consúltenos sus necesidades. Hornos de camara Los hornos eléctricos EMISON, SERIES CT y VT, a la contrastada calidad de todos nuestros productos, avalada por más de 45 años de servicio, unen los últimos avances en microelectrónica y aislamiento, aplicados específicamente a hornos para tratamientos térmicos, consiguiendo excepcionales resultados. Nuestro sistema especial patentado de calentamiento utiliza al máximo la energía radiante de las placas lo que unido a la eficacia del aislamiento posibilita la baja potencia instalada del horno. Construcción El horno se presenta en un atractivo mueble de construcción metálica, a partir de chapas y perfiles de acero laminado en frío, con un tratamiento especial anticorrosivo. De gran robustez y ligereza, con avanzado diseño y pintura epoxídica de agradables tonos, que le confiere una larga vida y un acabado estéticamente agradecido. La puerta es de apertura lateral, con cierre por tornillo, y perfecto ajuste sobre un marco de refractario con estanqueidad asegurada por la junta recambiable de fibra cerámica. En el interior del horno una mufla de acero refractario facilita la colocación de las piezas a tratar. Se ha previsto una chimenea de evacuación de gases y una entrada de gas de tratamiento. (Fig. 2).
Fig. 2
Calentamiento Las resistencias eléctricas están colocadas en los laterales, solera, fondo y puerta del horno (según modelos), e incorporadas a una masa de hormigón refractario, que las protege de golpes y rozaduras durante la carga y descarga. Los calefactores están ampliamente sobredimensionados para una larga vida. Son de hilo resistor de aleación Cr-Al-Fe y preparados para ser conectadas a la red de 230/400 V 2 ó 3 fases.
109
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Aislamiento El aislamiento se realiza mediante fibras minerales y cerámicas de baja masa térmica y gran poder calorífico, cuidadosamente dispuestas en estratos para reducir las perdidas de calor. La perfección en el aislamiento conseguido permite un ambiente fresco de trabajo y un extraordinario ahorro energético. Control de temperatura El control de la temperatura está asegurado por un microprocesador electrónico con visualizador digital de la temperatura instantáneo de la cámara. El equipo permite regular la velocidad de subida a la temperatura de consigna, y una vez alcanzada la mantiene un tiempo programable, y transcurrido éste emite una señal de 230 V II 10 A para actuar sobre una alarma o avisador o detener el funcionamiento del horno. Hornos de cámara Modelo Dimensiones Potencia Kilovatios CT - 150 50 x 60 x 50 20 CT - 250 60 x 64 x 65 25 CT - 350 70 x 70 x 72 30 CT - 500 78 x 80 x 80 35 CT - 750 90 x 91 x 92 45 CT - 1000 90 x 100 x 112 50 CT - 1500 100 x 115 x 135 70 CT - 2000 100 x 120 x 170 83 Hornos de Sales Los hornos eléctricos EMISON, SERIE SAL, a la contrastada calidad de todos nuestros productos,unen los últimos avances en microelectrónica y aislamiento, aplicados específicamente a hornos para tratamientos térmicos por sales, consiguiendo excepcionales resultados. (Fig. 3). Los hornos de crisol con sales fundidas han sido largamente utilizados en el tratamiento térmico de los metales, utilizándose entre otros en los procesos de cementación, nitruración, temple, revenido, sulfinización y selenización. Entre otras ventajas cabe citar la rapidez de tratamiento, la uniformidad de temperaturas, la ausencia de oxidación, y, sobre todo, la facilidad de manejo. Fig. 3
Descripción del horno El horno es de construcción metálica, electro soldado, a partir de chapas y perfiles de acero laminado en frío, de gran robustez, con avanzado diseño y protección con imprimación fosfocromatante y pintura epoxídica de agradables tonos, lo que le confiere una larga vida y un acabado estéticamente agradecido. 110
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO El aislamiento se realiza mediante fibras cerámicas de baja masa térmica y gran poder calorífico, cuidadosamente dispuestas en estratos para reducir las perdidas de calor. Calentamiento Existen multitud de alternativas para el calentamiento de los crisoles que contienen las sales. Por las características de la serie de hornos que presentamos creemos que la mejor solución es el calentamiento eléctrico por resistencias, si bien opcionalmente puede construirse con calefacción a gas o gasóleos. Las resistencias eléctricas están formadas por un aro de hormigón refractario con hilo resistor de aleación Cr-Al-Fe en su interior y preparadas para ser conectadas a la red de 220/380 V III fases. Los calefactores están ampliamente sobredimensionados para una larga vida. Control de proceso El control de la temperatura está asegurado por un regulador electrónico con visualizador digital y termopar tipo K sumergido en las sales y un regulador con termopar en la cámara de calentamiento. Debe tenerse en cuenta que para alcanzar una temperatura determinada en las sales la temperatura en la cámara formada por las resistencias y el crisol debe ser del orden de unos 100 grados superior. No es conveniente sobrepasar éste margen por acortarse la vida del crisol ni mantener muy estrecho el margen ya que el tiempo de fusión de las sales se alarga. En el cuadro eléctrico que acompaña de serie estos hornos se instala un temporizador el cual una vez transcurrido el tiempo de tratamiento a la temperatura deseada proporciona una señal eléctrica para el accionamiento de una alarma acústica y/o luminosa. En caso de rotura del crisol unos electrodos colocados en la solera del horno detectan la presencia de las sales fundidas y provocan el encendido de un piloto avisador. Características Modelo Dimensiones Crisol Watios Litros en mm SAL-10 570 x 530 230 x 250 4.000 10 SAL-30 650 x 680 310 x 400 7.500 30 SAL-50 690 x 780 360 x 490 10.000 50 SAL-65 730 x 880 380 x 570 13.000 65 SAL-80 770 x 880 430 x 570 15.000 80 SAL-100 830 x 880 470 x 580 17.000 100 Hornos continuos Fabricamos hornos continuos del tipo llamado de solera pulsante u oscilante, empuje, "pater noster" y otros. El tiempo de permanencia de las piezas en el interior del horno es regulable. En los hornos pulsantes y/o oscilantes, la calefacción se prevé de electricidad para su conexión a 230/400 V III mediante resistencias en forma de U, de la potencia adecuada cada una envolviendo la mufla, resistencias planas en la parte inferior de la mufla y una resistencia en el final de la mufla. (Fig. 4) 111
Fig. 4
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Hornos para Tratamientos Térmicos ( Muflas ) Muflas para temple, Cera perdida, Cerámica y tratamientos térmicos, etc. en donde el fuego no afecta la calidad y el acabado de sus productos. Fig. 5
Hornos Eléctricos para diferentes tipos para tratamientos térmicos, que pueden ir de 300° hasta 1,600° C. Ya sean de Gas o cualquier otro combustible, de acuerdo a su presupuesto y a las necesidades de su proceso de fabricación. (Fig. 5) Hornos para Tratamientos Térmicos por convección forzada Cyclone Calefaccionados a combustible o electricidad. Temperaturas de trabajo: 675°C / 750°C. Con cámaras de trabajo horizontales o verticales. Estos últimos, equipados con retortas adecuadas, son ideales para procesos de nitruración gaseosa. (Fig. 6 Fig. 6
Hornos de camara HORIZONTAL O VERTICAL, PARA TT BAJO ATMOSFERAS CONTROLADAS. A gas o eléctricos. Eléctricos Tipo "RO", hasta 1250°C; Tipo "SC", hasta 1450°C; Tipo "MD", hasta 1800°C. A gas: con quemadores directos y retortas de carga en los modelos verticales, o calefaccionados por tubos radiantes recuperativos. (Fig. 7). Fig. 7
Hornos de Tambor Rotativo A gas o eléctricos. Temp. máx.: 950°C. Para el tratamiento térmico de pequeñas piezas a granel. Tamaños normalizados. Con tambores de acero refractario, volcadores. Opcionalmente montados sobre ruedas permiten usar 2 tanques para temple: aceite y agua. (Fig. 8) Fig. 8
112
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Hornos con temple integral pacemaker A gas o eléctricos, tipo PaceMaker, para cementación gaseosa, carbonitruración, nitruración, nitrurado mórbido. Temp. máx.: 1100°C. Capacidades: desde 20kg hasta 1000kg/carga. Se suministran, complementariamente, con: mesa de carga motorizada; máquina para prelavado; horno de revenido y generador de atmósfera endotérmica. (Fig. 9) Fig. 9
Hornos continuos de tratamiento térmico Lineas continuas para bonificado (temple/revenido) A gas o eléctricas, pueden incluir; cargador automático, máquina prelavadora y/o post lavadora, horno de revenido y mesadas de almacenaje. Desde el t.t. de pequeñas piezas cargadas a granel sobre mallas transportadoras (tornillos, piezas estampadas, pistas de rodamiento, etc.) hasta piezas de gran volumen unitario (p.ej. tubos de gases comprimidos) como ilustra la foto. (Fig. 10)
Fig. 10
Lineas continuas para cementacion gaseosa A gas o eléctricas. Conformadas por máquinas de prelavado, horno de cementación o carbonitruración de 1, 2 ó 3 vías, tanque para temple en aceite (hasta 180°C); máquinas de post lavado y horno de revenido, etc. (Fig. 11)
Fig. 11
Hornos Continuos Pusher A combustible o eléctricos, para tratamientos térmicos de piezas a granel sobre bandejas de aleación NiCr. Temp. máx. 1150°C. Ciclos automáticos de empuje. Con o sin atmósferas controladas. (Fig. 12)
Fig. 12
113
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Hornos Continuos de Solera Sacudidora, para Temple Bajo Atmosfera Controlada
A gas o eléctricos (para piezas pequeñas). Las piezas caen automáticamente al tanque de temple al alcanzar su temperatura de austenización. Temp. máxima: 950°C. Capacidades: de 7 a 70 kg/h. Para mayor producción: hornos con tapiz transportador. (Fig. 13) Fig. 13
Hornos de Lecho Fluidizado A gas o eléctricos. La más reciente innovación en tratamientos térmicos sin polución. La carga es sumergida en un lecho fluidizado de alúmina. Mediante el cambio de los gases de fluidificación, se realizan variados procesos tales como: temple neutro, carbonitruración, cementación, nitruración, etc. Temperatura hasta 950°C. (Fig. 14) Fig. 14
Sistema de lecho fluidizado En los últimos diez años, los hornos de tratamientos térmicos de lecho fluidizado han tenido un fuerte impacto en la industria metalmecánica en Norteamérica. Comparando con los tratamientos convencional4es, el lecho fluidizado nos presenta las siguientes ventajas: * Mayor versatilidad de aplicación. * Mejor acabado superficial. * Mejor control del proceso . * Un proceso de tratamiento térmico “no contaminante”. Después del recocido no forma cascarilla y no presenta oxidación la pieza trazada. En nuestros hornos de capacidad de f22” x 48” de largo, se pueden realizar diversos tratamientos tales como: (Fig. 15). * Temple * Nitruración * Carbonitruración * Cementación * Recocido * Alivio de tensiones * Apagado 114
Fig. 15
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO El lecho fluidizado consiste en una retorta rellena con arena refractaria y de un gas fluidizante introducido a través de un difusor. Las partículas se separan y flotan bajo un controlado flujo y presión de gas, dependientes de la temperatura de trabajo y del tipo de tratamiento. De esta forma, las partículas asumen las características aproximadas a un líquido, obtenemos altas velocidades de transferencia de calor y excelente uniformidad en la temperatura. La arena refractaria permanece inerte durante el calentamiento y no reacciona ni se degrada con la temperatura o composición del gas.
Fig. 16
Cada horno tiene su respectivo flujometro donde los gases fluidizantes son regulados y controlados. (Fig. 16) Las piezas se colocan en canastas dispuestas de tal manera que puede fluir el gas con facilidad, dependiendo del tipo de acero y el tratamiento térmico, estas piezas se enfrían en otro horno de lecho fluidizado isotérmico, aceite o agua. Hornos y/o estufas con calentamiento por convección forzada 100%. (Fig. 17) Temperatura de operación entre 60° y 425°C. Especiales hasta 600°C. Modelos normalizados: eléctricos y a combustibles (en los tamaños mayores).
Fig. 17
Para mesadas o autoportantes, y con carro de carga. Hornos Baño de Sales (Fig. 18) Eléctricos o a combustibles, con crisol metálico y calefacción exterior; o con crisol cerámico y electrodos sumergidos (eléctricos). Temp. hasta 1350°C.
Fig. 18
Equipos para temple con Horno Rebatible (Tilt-up) (Fig. 19) A gas o eléctricos. Con o sin atmósfera controlada. Para el tratamiento térmico de grandes piezas con mínimos tiempos de traslación e inmersión en el medio de apagado (temple), imposibles de obtener con otros diseños. Revestimientos 100 % en fibra cerámica. Fig. 19
115
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO TEMPLE - ENFRIAMIENTO Se denomina temple a la austenitización, es decir, a calentar el acero a la temperatura de temple y enfriarlo luego con rapidez. Por medio del temple se consiguen durezas cuya cuantía depende de la del contenido de carbono. El temple consiste en calentar al rojo y enfriar rápidamente. El calentamiento de la pieza por encima de la línea GSX produce una textura austenítica (Fig. 1) uniforme (austenitización). A
Transformación de la textura austenítica en textura martensítica.
Hierro Carbono
Transformación Martensita (Red cristalina con centrado en el cuerpo) Fig. 1B
Austenita (Red cristalina con centrado en las caras) Fig. 1A.
El enfriamiento se hace a gran velocidad con lo que se consigue una transformación de la textura aunque manteniéndose el carbono en la red cristalina (formación de martensita). (Fig. 1B)
La dureza del material depende esencialmente del contenido de carbono o de que hayan podido formarse suficientemente o no granos de martensita duros y quebradizos. Los granos de ferrita son muy blandos, los granos de perlita con el 0.83% de C son semiduros y poco tenaces y los granos de cementita muy duros. (Fig. 2).
Acero bonificado C 45 con 0.45% de carbono. La textura básica está formada por ferrita y perlita uniformemente distribuidas.
Textura perlítica pura de un acero p a r a herramientas con 0 . 8 3 % d e carbono.
La martensita tiene una textura de finísimas acículas. Se trata de hierro a con inclusiones de carbono.
Fig. 2. Microfotografías de la textura.
Instalaciones para el calentamiento Se utilizan hornos de templar u hornos de baño de fusión (baños de sales en fusión) con exacta regulación de la temperatura. Los hornos de baño de fusión tienen la ventaja de que no recalientan las piezas de paredes delgadas. Enfriamiento brusco Al eliminar rápidamente el calor, se forman cristales duros de martensita. Esto no ocurre más que a partir de la “velocidad crítica de enfriamiento brusco”. El “punto martensítico” es aquella temperatura para la cual comienza la transformación en las condiciones dadas. El agua fría tiene un intenso efecto de enfriamiento: el agua caliente enfría con más suavidad. Ambas son apropiadas para los aceros de carbono.
116
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO El aceite templa tanto más suavemente cuanto más espeso es apropiado sólo para aceros de baja aleación. El aire es el que enfría con más lentitud: apropiado para los aceros de alta aleación. Mediante una congelación intensa (- 75°C a 180°C) se logra la transformación de otro 7% u 8% de la austenita residual que, en otros casos, es el 10% al 20% (Fig. 3).
Martensita y Red. Centr.cuerpo Red. Centr.cuerpo 300 Cementita Cementita de la perlita Martensita Bolas de de la perlita y de la cáscara cementita 200 Acero subeutectoide Acero 0 subeutectoide 0,83 %C 2,06 Punto de la martensita
Lento
Lento
Normal
Rápido
Muy Perlita en franjas espaciadas
K 700
Calienta
Calienta
Enfria
S
P
800
Perlita franjas apretadas
Enfria
Bolas de cementita
Perlita franjas muy apretadas
900
Enfriamiento
Austenita (red centrada caras)
ºC
723
Muy rápido
1000
G
800
Austenita
1100 ºC
Austenita (red centrada caras) 911
1147
Perlita en franjas muy apretadas y martensita
* Átomo de C o Átomo de Fe
Martensita Austenita residual
E
Influencia de la velocidad de enfriamiento sobre la textura de un acero eutectoide (no aleado, 0,83% C)
Fig. 3. Proceso de temple en el diagrama hierro - carbono.
Factores que influyen Los factores que influyen en el temple del acero son los siguientes: * Composición * Tamaño del grano * Estructura * Forma y tamaño de las piezas * Estado superficial * Medio de enfriamiento Todos ellos tienen gran importancia en el resultado final del tratamiento; por ejemplo, para las mismas condiciones de enfriamiento, la dureza de los aceros de carbono templados es mayor cuanto más alto es su porcentaje de carbono. Fluidos de temple El enfriamiento necesario para lograr el temple correcto se consigue por inmersión del acero, cuya temperatura se ha elevado, en un medio refrigerante adecuado, sólido, líquido o gaseoso. Los más utilizados son:
117
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO * Agua. Se emplea a temperaturas no superiores a 20°C y en baños refrigerados en los que se produce una circulación continua del líquido. (Fig. 4). Para disminuir la etapa de enfriamiento, se agita (el agua o la pieza) o se le añaden sales. * Aceite. Los aceites para temple, de origen mineral, pueden ser convencionales (no aditivados) o especiales (aditivados). Se usan para templar aceros de alto porcentaje de carbono o bien aceros aleados. (Fig. 5) * Sales o metales fundidos. Tanto los metales fundidos (mercurio, plomo, etc.).como ciertas sales (cloruros, nitratos, etc.). se emplean como medios de enfriamiento en los tratamientos isotérmicos. (Fig. 6) * Gases. Las piezas se pueden enfriar mediante gases, pero este medio sólo es eficaz en aceros de autotemple. Según el proceso seguido y los resultados obtenidos, existen varios tipos de temple para el acero que se describen a continuación.
Agua Fig. 4
Aceite
Fig. 5
sales
Fig. 6
Temple normal o martensítico Es el temple ya descrito, en el cual la temperatura se eleva hasta unos 50°C por encima de la crítica y se mantiene el tiempo necesario. Sigue un enfriamiento rápido y continuo en el medio adecuado. El constituyente final es martensita sola, si el acero es hipoeutectoide (menos del 0,9% de carbono). Martempering Es un tratamiento isotérmico, también llamado temple escalonado martensítico, que consiste en calentar el acero a la temperatura de austenización hacerlo permanecer en ella el tiempo necesario y enfriarlo después rápidamente en un baño de sales hasta la temperatura de inicio de transformación de la austenita en martensita, en la cual se mantiene (permanencia isotérmica) hasta que toda la masa adquiere esa temperatura. A continuación se enfría al aire. Las principales ventajas de este tratamiento consisten en que elimina las tensione producidas por la transformación y como consecuencia, minimiza las deformaciones y grietas del temple. Se aplica a herramientas, rodamientos, engranajes, troqueles, etc. Temple interrumpido Este temple se utiliza también para evitar las deformaciones y grietas de la transformación martensítica cuando esta tiene lugar con una gran velocidad de enfriamiento. 118
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO El proceso que sigue es el de enfriar rápidamente el acero antes de que llegue a la temperatura de transformación en martensita, extraer la pieza de agua e introducirla en un baño de aceite, donde se enfría con menos severidad, transformándose así en martensita. En algunas ocasiones se enfría el acero hasta 200 a 300 °C y se extrae del agua para que termine el enfriamiento al aire. Sirve para templar, el agua, herramientas de formas complicadas. Austempering Es un tratamiento isotérmico y se denomina también temple escalonado bainítico. El proceso e parecido al del martempering, si bien la permanencia isotérmico se realiza a mayor temperatura, transformándose la austenita en bainita. Su ventaja principal es la de que, como las tensiones internas propias de la transformación son en él muy débiles, resulta una deformación mínima y libre de las grietas microscópicas de temple. Se aplica a muelles, alambres, piezas pequeñas, etc. Tratamiento subcero El tratamiento subcero se usa para los aceros que, después del temple normal en agua o aceite, conservan todavía cierta cantidad de austenita sin transformar. Con él se consigue transformar la austenita residual en martensita continuando el enfriamiento a temperaturas inferiores a 0°C. La transformación es casi completa. Utilizado para aceros rápidos, de cementación, indeformables, etc. Es muy útil para obtener calibres de precisión, pues evita que con el tiempo se modifiquen sus medidas por efecto de la lenta transformación de la austenita residual que queda en la estructura sí, como se ha dicho, se efectúa el temple en agua o aceite. Temple superficial Existen piezas que, por el tipo de trabajo que han de realizar, requieren, por una parte gran tenacidad y resistencia en el núcleo y, por otra, gran dureza y resistencia superficial (por ejemplo, engranajes, cigüeñales, árboles de levas, etc.). Como es sabido, características no pueden conseguirse con el temple, pero sí con otros procedimientos, como el endurecimiento superficial por temple localizado y otros que se estudiarán como tratamientos termoquímicos. El método del temple superficial consiste en producir un calentamiento muy rápido en la superficie de la pieza, de forma que solamente una delgada capa alcance la temperatura de austenización, seguido de un enfriamiento muy rápido. Para este tratamiento se emplean aceros con un 0,3-0,6% de carbono, siendo su estado inicial el de recocido o normalizado. Según sea el calentamiento, se distinguen dos procedimientos: Temple superficial a la llama. El calentamiento superficial se consigue mediante un soplete oxiacetilénico, enfriando seguidamente con un chorro de agua sobre la superficie. Actualmente existe gran variedad de dispositivos o instalaciones de forma continua a series de piezas iguales. También se denomina flameado. Temple por inducción. El calentamiento de la superficie se logra por medio de corrientes inducidas de alta frecuencia. Las temperaturas alcanzadas son del orden de los 1,000°C en pocos segundos y para tal fin se emplean generalmente unos dispositivos arrollados en forma de bobinas. El conjunto es un transformador en el cual el primario lo constituye la bobina de inducción y la pieza hace de secundario. La profundidad del temple depende de la frecuencia, la potencia y el tiempo del calentamiento. 119
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO El temple modifica sensiblemente las características mecánicas del acero, pues aumenta: - su dureza, - su resistencia a la rotura por tracción, y - su elasticidad. En cambio, disminuye: - su posible alargamiento, y - su resiliencia (lo vuelve más frágil). El aumento de dureza varía con el contenido de carbono del material, es decir, se consiguen mayores durezas cuanto mayor es el porcentaje de carbono. El diagrama de la Fig. 7 muestra la variación de dureza en unidades Rockwell C, 70 64 60 57
Dureza Rockweel C
obtenidas al templar diferentes aceros. Por ejemplo, para una lámina de acero con 0,2% de carbono, la dureza es de 50 Rockwell C; mientras que para una lámina de acero con 0,6% C es de 64 Rockwell C. En cambio, para un acero de espesor más grueso tenemos que, para un contenido de 0,2% de carbono la dureza es de 35 Rockwell C, para 0,6% de C la dureza es de 57 Rockwell C. En el proceso de templado se distinguen tres etapas: * El calentamiento, * La permanencia a la temperatura de temple, y * El enfriamiento.
50
40 35 30
20
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Contenido de Carbono en %
Fig. 7
Dureza obtenida al templar aceros cuyos espesores varían de 4 a 15 mm. Dureza obtenida al templar aceros muy delgados
Primera etapa: Calentamiento: Generalmente las piezas, antes de ser llevadas hasta la temperatura final requerida por el tratamiento, se precalientan a una temperatura comprendida entre 500°C y 600°C, aproximadamente. Esto se hace con el objeto de evitar grietas, debidas a tensiones internas; las cuales se producen al introducir un material frío en un horno que se halla a la temperatura de temple (Fig. 8). Cámara de baja temperatura
Pirómetro de baja temperat.
12 9
3
Fig. 8 6
120
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Después del precalentamiento, las piezas se calientan de 40°C a 60°C, por encima de la temperatura correspondiente al punto crítico superior. Las temperaturas de calentamiento de las funciones están comprendidas entre 750°C y 900°C. En la práctica para determinar las temperaturas de temple de los aceros SAE y aceros comerciales, se deben consultar las tablas SAE y los catálogos que publican los fabricantes. Para los aceros al carbono, las temperaturas de temple en función del contenido de carbono son las siguientes. Porcentaje de C % 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Temperatura (°C) 925 900 870 840 830 810 790
Porcentaje de C % 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4
Temperatura (°C) 780 775 770 770 765 760 760
Segunda etapa: Permanencia a temperatura de temple.- la duración de calentamiento varía de acuerdo al espesor de las piezas y a la composición del material. Generalmente, los aceros al carbono se mantienen 5 minutos por cada 10mm de espesor, y los aceros aleados, para esta misma dimensión, se mantienen 10 minutos. Pirómetro
Es recomendable que la permanencia de las piezas en el horno no sea excesiva, porque se pueden descarburar si no están protegidas. Cuando el calentamiento se hace en baño de sales, la duración del tratamiento es más corta que en los hornos de cámara, debido a que la transmisión de calor se efectúa más rápidamente (Fig. 9). Tercera etapa: Enfriamiento: El acero, después de haber
Baño de
Calentamiento eléctrico
sales Lana de escorias
Envoltura de chapa
Fig. 9
alcanzado en el horno la temperatura de temple, se debe enfriar rápidamente. Las propiedades finales del material templado dependen del medio de enfriamiento utilizando, por lo cual su elección debe ser cuidadosa, teniendo en cuenta la composición química de los aceros. Las velocidades de enfriamiento varían de un acero a otro, siendo mayores para los aceros al carbono y menores para los aceros aleados. En general, se utiliza agua para enfriar los aceros al carbono. El aceite se usa para los aceros aleados y para las fundiciones. El aire a presión o calmo se utiliza para templar aceros de alta aleación. 121
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO No obstante lo mencionado anteriormente, existen excepciones: por ejemplo, un acero para herramienta de 1,10% C, con un espesor menor de 3mm, es conveniente templarlo en aceite, y ciertos aceros aleados de más de 100 mm de espesor se templan en agua (Fig. 10). Agua a 20º C
Aceite Aceite de linaza
Fig. 10 El temple por enfriamiento brusco
Los fabricantes de aceros indican los medios de enfriamiento que se debe utilizar en cada clase de material. La consulta de estas recomendaciones debe hacerse especialmente cuando se está tratando un acero de composición especial (acero aleado). Observaciones a) El tiempo transcurrido desde que se retira la pieza del horno hasta su inmersión en el baño, debe ser lo más breve posible. La permanencia en éste, debe permitir un enfriamiento completo. b) Las piezas alargadas o de poco espesor (ejes, mechas, láminas, cuchillas y otras similares) deben calentarse y enfriarse en posición vertical. Para lograr esta condición, puede utilizarse soportes guías u otros dispositivos especiales. (Fig. 11).
Graduación del temple en un baño de temple Fig. 11
Errores y consecuencias en el calentamiento y enfriamiento Dentro de lo que se considera esencial en la práctica, se puede enunciar: recocido previo, uniformidad de calentamiento y control de temperatura. Si no se dispone de hornos dotados de pirómetros, obsérvese la gradación de colores en el calentamiento. Téngase sumo cuidado en no oxidar o descarburar una pieza, por causa de un calentamiento demasiado prolongado, a bien, por contacto con el aire. Para preservar las piezas delicadas de la oxidación, se las calienta a unos 300°C, cubriéndolas luego con ácido bórico calcinado. Al proseguir el calentamiento, el ácido se transforma en vidrio protector, que , al enfriarse la pieza, se desprende espontáneamente. Para evitar la formación de escorias y escamas, se puede espolvorear las piezas con sal de cocina bien seca, con prusiato amarillo de potasa, o bien con jabón. Cuando se desea evitar la oxidación en forma absoluta, se calienta en un tubo o en una caja de acero inoxidable, llena de virutas de fundición, que rodeen completamente la pieza. (Fig. 12).
Fig. 12
122
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Dichas cajas se introducen en el horno, calentándolas hasta que la pieza alcance el calor de temple. El enfriamiento de las piezas se realiza de acuerdo a los siguientes procedimientos: (Fig. 13). Procedimiento exacto
Procedimiento equivocado
Líquido de temple
Líquido de temple
Fig. 13. Inmersión de la pieza en el baño
123
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Errores
Consecuencia
Remedios
La herramienta no fue No toma dureza; falta de calentada suficientemente. rendimiento en el trabajo; la lima agarra.
Repetir la operación, calentándola a una temperatura más elevada.
L a h e r r a m i e n t a f u e Toma buena dureza; la lima calentada demasiado; es no agarra, pero se producen rajaduras y grandes decir, “sobrecalentada”. deformaciones.
Recocer con cuidado y repetir el temple a una temperatura exacta.
La herramienta fue muy Toma buena dureza; la lima “sobrecalentada”; es decir, no agarra, se raja con “quemada”. facilidad al trabajar se rompe por falta de tenacidad.
Una herramienta quemada no puede ser regenerada.
Durante el calentamiento, la herramienta no fue suficientemente protegida contra la descarburación (exceso de aire).
La lima agarra, pero bajo la capa superficial descarburada tiene buena dureza.
Quitar la parte superficial con la muela. Si no es posible, recocer y repetir el temple, cuidando el calentamiento.
La herramienta se muy rápidamente poca uniformidad o enfrió en baño de insuficiente.
Dureza no uniforme; la lima agarra en algunos puntos; la herramienta se raja fácilmente; las aristas se rompen en forma de conos.
Recocer y repetir el tratamiento, cuidando de obtener el “equilibrio térmico”.
La herramienta no se enfrió Toma dureza insuficiente; con la rapidez necesaria, ya sobre todo, sí la herramienta sea por el baño caliente o es de grandes dimensiones. bien por la formación del velo de vapor.
Recocer antes de repetir el temple. Enfriar enérgicamente, agitando la pieza en el baño.
calentó y con bien se tamaño
Se enfrió la herramienta en La lima agarra en varios Repetir el temple en un un baño demasiado débil, p u n t o s p o r l a d u r e z a baño más enérgico. en relación con el tipo de insuficiente y no uniforme. acero y al trabajo que debe realizar. Buena dureza; la lima no agarra, pero se producen rajaduras, sensibles deformaciones y fragilidad.
Revenido largo, realizado enseguida después del temple, si no es suficiente para quitar la fragilidad, hay que repetir, templándolo en baño más suave.
L a h e r r a m i e n t a f u e Fuertes contracciones y sumergida al revés en el deformaciones; se observan baño. manchas blandas en las partes de relieve.
Repetir el temple con inmersión, según el eje longitudinal y el movimiento en dirección del eje.
Se enfrió la herramienta en un baño demasiado enérgico, con respecto a la clase de acero y el trabajo al que se destina.
124
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO MEDIOS DE ENFRIAMIENTO En todos los tratamientos térmicos, después de calentar las piezas se las enfría en un medio que permita dar al material las condiciones finales deseadas. Los medios más usados son: el mismo horno apagado, u otro especial para enfriamiento muy lento. Sustancias en polvo, tales como: ceniza, arena u otro material refractario. Baños de agua, aceite, sales o plomo fundido, y El aire tranquilo o a presión. Baños de agua Se utilizan, especialmente, en el temple de aceros al carbono, con bajo contenido de este elemento. Los baños de agua deben mantenerse a una temperatura comprendida entre los 15°C y los 26°C, y no tener ninguna contaminación con el jabón, debido a que se disminuye el poder refrigerante del medio. Para mejorar las propiedades refrigerantes del baño, es recomendable agregar el agua un 10% de sal común; o un 5% de sosa cáustica. Baños de aceite Cuando se requiere un enfriamiento con una velocidad intermedia, se emplea como medio refrigerante el aceite (Fig. 1); usado para templar aceros aleados y aceros con alto contenido de carbono. Los baños de aceite deben reunir ciertas condiciones, como: no variar demasiado su viscosidad con la temperatura, con la volatilidad, buena resistencia a la oxidación y una alta temperatura de inflamación. Estas características se consiguen por destilación fraccionada del petróleo. Los aceites empleados como medio de enfriamiento deben tener, en el momento del uso, de 40°C a 60°C de temperatura, para lograr los mejores resultados.
Fig. 1
Baños de sales y plomo fundido Cuando se realizan los tratamientos isotérmicos, se utiliza baños de sales o plomo fundido para la etapa de enfriamiento. (Fig. 2 ) Con estos baños se obtiene una buena velocidad de enfriamiento hasta la temperatura del baño caliente, por la elevada térmica del mismo. Las sales más empleadas son el nitrito de sodio, el nitrato de sodio, el nitrato de sodio y el nitrato de potasio, que se utilizan a temperaturas entres los 150°C y los 400°C.
125
Sales
Fig. 2
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Las mezclas de sales más comunes son las siguientes: * 55% de nitrato potásico y 45% de nitrito sódico. * 50% de nitrato potásico y 50% de nitrato sódico. El cianuro sódico y el carbonato sódico se emplean para baños de enfriamiento, comprendidos entre los 400°C y los 600°C. Comercialmente, estas mezclas se deben consultar las tablas de los fabricantes. Precaución: Se debe evitar trasladar las piezas directamente de un baño que contenga sales de cianuro a otro de nitratos o nitratos, porque hay peligro de explosión: Aire Se utiliza en varios tratamientos térmicos, el aire a presión se usa para templar aceros de alta aleación. El aire tranquilo se utiliza como medio de enfriamiento en el normalizado, en el revenido y en el recocido subcrítico. También, se emplea en la última etapa de enfriamiento del temple isotérmico y para los aceros autotemplantes. Sustancias sólidas en polvo. (Fig. 3) Se utilizan especialmente en los talleres chicos. Para enfriar lentamente los materiales, se usa ceniza, arena, tierra refractaria u otra sustancia incombustible y mala conductora del calor. También puede rodearse a la pieza con una gruesa capa de material pulvurento combustible, como carbón vegetal, aserrín, cáscara de arroz, etc.; y cubrirla finalmente con una capa más gruesa de arena o tierra refractaria.
Arena
Fig. 3
Enfriamiento en el horno. (Fig. 4) Es un procedimiento muy usado industrialmente, pues se consiguen las velocidades de enfriamiento más bajas. Para efectuarlo: se apaga el horno y se deja enfriar con la tapa cerrada. Si se requiere bajar más aún la velocidad de enfriamiento, se enciende periódicamente el horno, durante cierto tiempo.
Fig. 4
PRECAUCIÓN ¡RECUERDE QUE PARA ENCENDER LOS HORNOS; DEBE, PRIMERAMENTE, ABRIR LA PUERTA DEL HORNO PARA EVITAR EXPLOSIONES! Velocidades de enfriamiento las velocidades de enfriamiento que proporcionan cada uno, de estos medios son diferentes. Los enfriamientos más rápidos se consiguen con agua, y los más lentos; en el horno. También el tamaño y forma de la pieza influyen en esta velocidad, siendo más rápidos los enfriamientos de piezas de poco diámetro y gran superficie de contacto con el medio refrigerante. 126
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO
Efecto Medio de enfriamiento Rápido Agua con sales ó ácidos
Material Aceros aleación
Observaciones
s i n - Mayor deformación.
Agua
- En piezas grandes del temple no llega al núcleo.
Agua caliente
- Peligro de rajaduras. - Menos deformación.
Aceite Aceite caliente
Aceros con baja - Profundidad del temple aleación mayor. - Menos peligro de rajaduras.
Baño de metales o sales
- Poca deformación. - Profundidad del temple muy bueno.
Aire movido Lento
Aire ambiental
Aceros con alta - Poco peligro de rajaduras. aleación
Reglas * Utilizar suficiente volumen de líquido en los baños de enfriamiento para evitar que se sobrecaliente y no permite lograr la dureza requerida. * Retirar la pieza del horno con herramientas adecuadas y enfriar a la brevedad posible.
Imersión correcta
Imersión Incorrecta
127
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Como usar los sistemas de enfriamiento A) Al agua - Depositar agua corriente en una cuba grande. - Llevar al fuego dicha cuba con agua y calentar a 15° o 30° según la clase de acero a templar. (Fig. 5). - Tratar que la temperatura del agua no aumente ni disminuya. B) Al aceite (de linaza). - Depositar el aceite en un depósito grande. (Fig. 6) - Tratar de no producir llama. (Fig. 7) - Cambiar el aceite cuando se calienta demasiado. (Fig. 8)
Aceite de linaza
Fig. 6 Agua a 20º C
Fig. 5
Cambio de aceite
Fig. 7 Fig. 8
C) Al aire - Usar a una presión de 0.200 hasta 0.300 KG/CM2. (Fig. 9). - Tratar que sea muy seco y bien dirigido para no provocar deformaciones. - Utilizar para aceros de baja velocidad de temple, aceros rápidos y aceros autotemplantes. Condiciones para el enfriamiento a) Cuando las piezas son introducidas en los baños de enfriamiento, deben agitarse enérgicamente, con el fin de eliminar, la capa de vapor que se produce alrededor de la misma, al entrar en contacto con el agua o el aceite (Fig. 10). Esta capa de vapor puede producir puntos blandos y tensiones internas en el material. b) Las piezas de forma alargada, se deben introducir en el baño en posición vertical, y su agitación debe realizarse de arriba abajo (Fig. 11). c) La cantidad del medio de enfriamiento debe ser lo suficientemente grande, para que su temperatura no se eleve demasiado mientras se enfrían las piezas calientes. d) Cuando se usa aire a presión, debe darse un movimiento al chorro de aire o a la piezas, con el fin de que ésta se enfríe uniformemente. Lo más aconsejable es utilizar un dispositivo para este fin (Fig. 12). 128
Fig. 9
Fig. 10
Fig. 11
Fig. 12
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO ELEMENTOS DE TRABAJO PARA TRATAMIENTO TÉRMICO Equipo y herramientas Para ejecutar un tratamiento térmico satisfactorio es necesario contar con equipo y herramientas apropiadas; por ejemplo: Para reconocer el acero: Se puede usar: - Esmeril (cualquier tipo) Fig. 1 - Limas arcos de sierra martillo. (Fig. 1) Para calentar las piezas: Se puede usar: - Horno - Fragua. (Fig. 2). - Soplete Oxiacetilenico (Fig. 3) - Soplete a gasolina. (Fig. 4). Para controlar la temperatura: se puede usar: - Pirómetro (cualquier tipo) Fig. 2 - Lápices especiales - Conos especiales - Sebo - Carta de colores de temperatura
Fig. 4
Fig. 3
Para enfriar se puede usar: - Depósito con agua (Fig. 5) - Depósito con aceite vegetal o mineral - Sales - Aire a presión Herramientas - Tenazas. (Fig. 6) - Alicates. (Fig. 7) - Martillos. - Cepillos. (Fig. 8)
Fig. 5
Fig. 8
Fig. 7
Fig. 6
129
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO CÁLCULO DE VOLUMEN DE CUERPOS CON VÉRTICES Y TRUNCADOS. A = Superficie B = Volumen h = altura perpendicular del cuerpo En los cuerpos con vértices concurren las aristas en una cúspide. Con base y altura igual corresponden a un prisma 3 cuerpos con vértices. Conclusión del prisma V = Volumen 3
1. Cono/pirámide
V 3V
h
l
Volumen = base
altura
= A 3. h
V
l
x 3
Nota La base puede tomar toda forma posible. 2. Cono/pirámide truncada d A2 A2 m
h
h
A1
La cuerpos truncados resultan de cortar con un plano paralelo a la base un cuerpo con vértice. Da la base y el plano de corte se deduce el valor medio D+d ó a a1 + a2 dm m = = 2 2 por tanto Volumen = base x media x altura V = Am . h
A1 D
3. Resumen
V vert.
=
V
=
x 3
altura
A . h 3 base x media x altura = = Am . h
V truc. V 4. Ejemplo
base
Un cono de 210 mm de diámetro tiene un volumen de 3 3056 cm . Calcule la altura en cm. buscando dado solución
h
d
A
h en cm V = 3056 cm3. d = 210 mm
h
2
d . 0,785 2 21 cm2 . 0,785 346,36 cm2 3 . 3056 cm2 2 346,36 cm 2 = 26,47 cm
A = = A = h =
Atención Se puede usar las tablas de superficies. Practique, por tanto, el cálculo con tablas. 130
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO MODIFICACIÓN DE LA TEXTURA DEL ACERO POR CALENTAMIENTO Calentamiento del acero hasta 723°c Ferrita cementita perlita Las propiedades del acero como material quedan determinadas principalmente por el carbono. (Fig. 1). Es acero toda la aleación de hierro que no sea hierro bruto o hierro colado. La textura de acero está formada por cristalitas. Hasta su calentamiento a 723°C son posibles los siguientes componentes de la textura: Las partículas de hierro puro forman cristales cúbicos (hierro ) Cada cristal está formado por nueve iones de hierro y electrones libres. Los cristales forman granos de ferrita. El hierro y el carbono forman cristales de carburo de hierro (Fe3C). Cuanto más carbono contenga el acero, mayor será la proporción de Fe3C en la textura. En tecnología, el carburo de hierro se denomina cementita. Los cristales de ferrita y los cristales de cementita forman un conglomerado (mezcla de cristales) que, en muchos casos, aparece en forma de bandas. Este conglomerado se denomina perlita. (Fig. 2).
Pieza
Textura del acero sin templar con menos de 0,83% de carbono, formada por ferrita y perlita. Fig. 1
Perlita
Hierro Carbono
Ferrita (hierro a centrado en el cuerpo)
Cementita
La perlita esta formada por cristales de ferrita y de cementita. Fig. 2
Componentes de la textura Al aumentar el contenido de carbono, en la textura del acero se encuentran cristales puros de ferrita y un conglomerado de cristales de ferrita y cementita, que es la perlita. Con un 0,83 por ciento en masa de carbono, todos los cristales de ferrita se han mezclado con cristales de cementita. Se habla entonces de una composición eutectoide que tiene la temperatura de transformación más bajas que todas las aleaciones d hierro y carbono. Tiene una textura finamente rayada que, lo mismo que la madreperla, está formada de laminillas finisimamente superpuestas. Se alteran una capa de cristales de hierro con una capa de cristales de carburo de hierro. Esta textura se denomina perlita. (Fig. 3).
Perlita Cementita
Pieza
Fig. 3
131
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO En una textura con más del 0,83% de C, existen cristales sobrantes de carburo de hierro que se encuentran cristales de hierro para la formación de granos de perlita. Entonces se acumulan en forma de cáscara alrededor de los granos de perlita y se denominan carburo de cáscara. La textura está formada por perlita y cementita. Al aumentar el contenido de C, estás cáscaras o coquillas de carburo de hierro se hacen cada vez más gruesas y alcanzan su máximo espesor para un 2,06% de C. De esta manera, según el contenido de carbono, se distingue entre un acero subeutectoide (ferrita y perlita), con menos del 0,83% de C, un acero eutectoide (perlita) con un 0,83 % de C y un acero supereutectoide (perlita y cementita)con más del 0,83% de C. (Fig. 4).
Ferrita 0% C
Ferrita y perlita
Perlita 0,83% C
Aumenta la proporción de perlita
Perlita y cementita 2,06% C
Aumenta el espesor de la cáscara de cementita.
Diagrama “Hierro - Carbono” Componentes parciales de la textura del acero Fig. 4
132
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO TEMPERATURA DE TRATAMIENTO TÉRMICO
- Los aceros deben de tener de 0,2 a 0,6% C. - En piezas gruesas, se utiliza materiales aleados para que el temple llegue lo más próximo al núcleo. Tratamiento térmico de los aceros para bonificación Recocido de
Recocido de
DIN 17200 Temple
Abreviatura Ablandamiento Normalizado en agua en aceite C C ºC ºC
Revenido C
C 22. Ck 22
880 - 910
860 - 890
870 - 900
C 35. Ck 35
860 - 890
840 - 870
850 - 880
550
840 - 870
820 - 850
830 - 860
<
C 55. Ck 55
830 - 860
805 - 835
815 - 845
660
C 60. Ck 60
820 - 850
800 - 830
810 - 840
850 - 880
820 - 850
830 - 860
850 - 880
830 - 860
840 - 870
840 - 870
820 - 850
830 - 860
850 - 890
830 - 860
840 - 870
540
845 - 885
825 - 855
835 - 865
<
41 Cr 4
840 - 880
820 - 850
830 - 860
680
25 CrMo 4
860 - 900
840 - 870
850 - 880
540
840 - 880
820 - 850
830 - 860
<
860 - 900
680
C 45. Ck 45
650 - 700
40 Mo 4 28 Mo 6
650 - 700
38 Cr 2 46 Cr 2
650 - 700
34 Cr 4 37 Cr 4
42 CrMo 4
680 - 720
680 - 720
32 CrMo 12
880 - 920
36 CrNiMo 4 34 CrNiMo 6
540 650 - 700
850 - 880
820 - 850
830 - 860
680
30 CrNiMo 8 50 CrV 4 30 CrMoV 8
<
680 - 720
840 - 880
820 - 850
830 - 860
540
860 - 900
840 - 870
850 - 860
< 680
133
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO ESCALAS TERMOMÉTRICAS Las más importantes son: la escala celcius o centígrada, la escala Fahrenheit y la escala absoluta o kelvin. Escala Celcius o centígrada Para guardar un termómetro en esta escala se eligen dos temperaturas, determinadas como puntos fijos: a) La fusión del hielo, y Hielo
b) La ebullición del agua. A la primera se le asigna el número cero (O°C) y a la segunda el 100 (100°C). Luego se divide el intervalo en 100 partes iguales: cada división es 1°C. (Fig. 1)
100º C
Escala Fahrenheit Esta escala da valor de 32 a la temperatura de fusión del hielo y el valor 212, a la ebullición del agua. El intervalo entre dichas temperaturas se divide en 180 partes o grados (°F). La temperatura cero (0°) de esta escala corresponde a la fusión de una mezcla de hielo y sal de amoníaco. Fig. 1
Relación entre la Escala Celcius y Fahrenheit 100 divisiones de la escala centígrada equivalen a 180 divisiones de la escala Fahrenheit. (Fig. 2).
Fig. 2
134
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO La escala absoluta o Kelvin Si bien en la vida diaria la escalas centígradas y Fahrenheit son las más importantes, en los estudios científicos se usa otra, llamada absoluta o de Lord Kelvin, por haberla inventado este físico Inglés. En la escala absoluta, al 0°C le corresponde 273°K; a los 100°C corresponde 373°K. Luego 1°C es igual que 1°K y al 0°C corresponde 273°C. En la escala centígrada se llama “cero” a la temperatura de fusión del hielo, simplemente por tener un punto de referencia, pero no indica que sea la menor temperatura posible, pues en esta escala se tiene temperaturas bajo cero o negativas. En cambio, la escala absoluta ha sido construida de modo tal, que el cero absoluto es la menor temperatura posible, no existen temperaturas negativas o bajo el cero absoluto. El pasaje de °C a °K o viceversa es muy sencillo, hasta sumar o restar 273 según el caso. (Fig. 3). Fig. 3
Conversiones de escalas termométricas Teniendo presente la relación entre la escala Celcius y Fahrenheit podemos establecer la siguiente proporción. 180 °F - 32 = 100 C Luego despejando tenemos: a) De °C a °F
b) De °F a °C
°F = °C1,8 + 32
°C =
Ejemplos a) Convertir 40°C a °F °F = 40 x 1,8 + 32 °F= 104 Respuesta: 40°C = 104°F b) Convertir 140 °F a °C 140 - 32 = 65 °C = 1,8 Respuesta: 149°F = 65°C 135
°F - 32 1,8
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO INDICACIÓN Y DENOMINACIÓN DE CORTE En la indicación se emplean: la línea de corte, las flechas que van en los extremos de dicha línea y las letras mayúsculas. (Fig. 1). Las flechas se anteponen a la línea de corte e indican el sentido de rotación. Las letras mayúsculas iguales identifican un corte y se aplican cuando, a través de una misma pieza, se desea indicar más de un corte. Las letras deben resaltar lo suficiente y se escriben en la posición de lectura normal, de preferencia en el lado exterior de la flecha. (Figs. 1 - 2 - 3). Un corte se denomina usando las mismas letras que se emplean en la indicación, y se escriben sobre la vista en corte. En la figura 4, se observa 3 cortes diferentes: A - A, B - B y C- C las indicaciones de dichos cortes se hacen en la vista frontal y las representaciones con sus denominaciones respectivas se ilustra en los lados derecho e izquierda de dicha vista.
A-B
C
A-B
C
Corte B-B
Corte A - A
Corte C-C
Fig. 1 C
C
Fig. 2 A
A
Fig. 3
Plano de corte
Al realizar ciertos dibujos de piezas es conveniente efectuar varios cortes, cuyos planos sean paralelos, con objeto de que la información sea completa y así la pieza quede correctamente representada (Fig. 4).
Fig. 4
A
Véase el ejemplo siguiente: Se trata de determinar la situación de los planos de corte paralelos (A- B y C- D) que mostrarán las formas interiores de la pieza (Fig. 5).
B
Fig. 5 D
En la Fig. 6 se indica la operación ficticia de aserrado de la pieza, por planos de corte indicados (A- B y C- D).
Al igual que en los cortes por un solo plano, considérese, como parte a proyectar, solamente la situada entre el plano de corte y el plano de proyección.
Parte a proyectar
Fig. 6
Parte suprimida 136
C
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Trasládese la parte por donde ha pasado el plano A-B, hasta formar un solo plano con la parte seccionada por el plano C-D. El corte queda, así, reducido a un corte por un solo plano. (Fig. 7). Abatido, proporciona la forma de la Figura 8.
Fig. 8
Fig. 7
El curso de un corte por planos paralelos se indica (Fig.9): con la traza, que se coloca al principio y al final del corte; y por medio de los trazos, en los cambios de plano. Con dos flechas, colocadas en la primera y última traza Con letras mayúsculas, colocadas al principio y al final del corte y en los cambios de plano,
A
B
C
La representación de un corte, por planos paralelos, es análoga a la de un corte por un solo plano. En su designación se pondrá, sólo, la primera y última letra (corte A-D) (Fig. 9). D
Fig. 9
La posición correcta del plano de corte, respecto del plano de proyección y el sitio adecuado por donde ha de pasar dicho plano de proyección y el sitio adecuado por donde ha de pasar dicho plano, permite mostrar los detalles interiores de la pieza y representarlos en su verdadera magnitud.
Corte A-B
En el caso de que algún detalle de una pieza ocupe una posición oblicua, con relación al plano de proyección, un corte por un solo plano. Paralelo al plano de proyección, no puede definir con claridad las formas de la pieza. (Fig. 10). B
Fig. 10
137
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO La parte oblicua de la pieza no está representada en su verdadera magnitud en la vista en corte y por tanto su lectura y acotación es difícil.
Corte A-C
Esto se debe al que el plano de corte A-B, paralelo al plano de proyección, no pasa por la parte oblicua de la pieza. C
Con objeto de evitar los inconvenientes anteriormente descritos, se determina los cortes de plano A-B ,paralelo al plano de proyección, y B-C, oblicuo al plano de proyección.
B
A
El corte obtenido se denomina corte por planos no paralelos (Fig. 11). Fig. 11
Representación de los cortes Se determina los planos de corte más adecuados que muestren las formas interiores de la pieza. (Fig. 12). Se efectúa el corte imaginario de la pieza por los planos de corte indicados. (Fig. 13).
A
Parte a proyectar
B
C Parte a proyectar
Fig. 12
138
Fig. 13
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO RAYADO DE PIEZAS El rayado de corte se emplea para distinguir las superficies del material imaginariamente cortado. Se hace con líneas finas paralelas, uniformemente espaciadas. La distancia varía de 2 a 3 mm, según el tamaño del dibujo. El ángulo preferido entre las líneas del rayado y el contorno principal, o líneas de eje, es el de 45º. (Figs. 1 - 2 y 3). 45º 45º
45º
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
El rayado de corte también se conoce el nombre de asciurado. Principios que deben observarse al realizar el rayado de un corte a) El rayado de corte para una misma pieza en diferentes vistas, o para una misma pieza en diversas partes de la misma vista, debe ser idéntico en espaciado y dirección. (Fig. 4).
b) Las superficies de corte de piezas distintas y adyacentes se rayan de modo diferente. Se emplea direcciones opuestas y (o) diferente separación de las líneas de rayado para cada pieza y usando un espaciado más cerrado para las piezas más pequeñas. (Fig. 5). El rayado de piezas cuyo contorno tiene inclinaciones, se hace variando la inclinación de las líneas. (Fig. 6).
45 º
45 º
º
45 º
45
3 0º
Fig. 5
Fig. 6
139
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO c) El rayado debe interrumpirse cuando sea preciso acotar (dimensionar) en su interior. La interrupción será solamente para la cota y símbolo de la cota si se precisa, pero no para las líneas de cota. (Fig. 7).
63
Fig. 7
d) Las superficies seccionadas de pequeño espesor no se rayan, pero si se ennegrecen por completo. (Fig. 8). Corte A - A A
A Fig. 8
e) Cuando dos o más superficies de pequeño espesor van juntas, se ennegrecen completamente, dejando entre ellas franjas en blanco muy estrechas. (Figs. 9 y 10).
Fig. 10 Fig. 9
f) Las áreas grandes cortadas no necesita rayarse totalmente. Es suficiente rayar una franja alrededor de su contorno. (Fig. 11).
Fig. 11
140
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO RAYADO DE PIEZAS Comúnmente, en los dibujos de despiece, no se usa el rayado convencional que corresponde a determinados materiales; pero algunas veces, en los dibujos de montaje se desea mostrar una distinción entre los materiales, y es evidente ventaja emplear un código estándar reconocido (Ver cuadro de rayados convencionales de algunos materiales, según las normas ISO y los Sistemas DIN y ASA). En los dibujos de despiece, las superficies cortadas de materiales metálicos se rayan empleando el símbolo que representa el hierro fundido (fundición gris), cualquiera que fuera el material metálico empleado. Esto simplifica sólo el rayado, pero la especificación clara sobre la clase de material, se especifica en la columna material de la lista de piezas. Sistema DIN
141
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO RAYADO DE PIEZAS Sistema ASA
Hierro colado
Aislación de sonido o de calor. Corcho, fieltro, lana, amianto magnesio, envolturas, etc
Mármol, pizarra, vidrio, porcelana, etc.
Acero
Material flexible, fieltro, goma, tejidos, etc.
Tierra
Bronce, latón, cobre y sus componentes.
Ladrillo y material refractario.
Roca
Metal blanco, cinc plomo, metal antifriccionante y aleaciones.
Enrollamientos eléctricos, electroimanes, resistencias, etc.
Arena
Aluminio y sus aleaciones.
Concreto
Agua y otros líquidos.
Aislación eléctrica, vulcanita, fibra, mica, bakelita, etc. Píntese totalmente de negro en los cortes angostos.
Mampostería
142
M a d e Longitudinal r a la fibra. a Transversal a la fibra.
}
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO DIAGRAMA DE TEMPLE Y REVENIDO a) Diagrama de temple
Temperatura
2
3
1
1 Calentar
Tiempo
2 Mantener hasta que el calor se disminuya uniformemente 3 Enfriar rápido o lento de acuerdo al acero tratado.
b) Diagrama de revenido
2 3
Temperatura
1
Tiempo
1 Calentar 2 Mantener 3 Enfriar lento
70
60
Acero con 1% C
Dureza Rockwell C
56 52 50 Acero con 0,70% C
40
30 0
100
200
300
400
Temperatura de Revenido (ºC )
143
500
600
700
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO CUIDADOS EN LA OPERACIÓN DEL HORNO ELÉCTRICO Y ELEMENTOS DE TRATAMIENTO TÉRMICO - No juegue con los hornos el proceso de tratamiento térmico. (Fig. 1) - Utilice el horno apropiado para realizar el tratamiento térmico. - Limpiar las piezas de óxidos y grasas. - Si no cuenta con los pirómetros para determinar la temperatura utilice lápiz para tratamiento térmico observando el cambio de color de la raya trazada, de acuerdo con las graduaciones del lápiz y la gama de colores. (Fig. 2).
Fig. 1
- Evite el derramar aceite en el proceso de enfriamiento. - Después de realizar el proceso de tratamiento térmico mantenga limpio y ordenado el área de trabajo. - No utilice recipientes que están soldadas por soldadura de estaño peligro de ocasionar un derrame. - Todo tipo de rayaduras de maquinado, así como los cambios de diámetro en ángulo vivo originan tensiones en el acero y peligro de rotura.
Lápiz especial Pieza a calentar
Fig. 2
144
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HOJA DE TRABAJO
1. ¿En qué consiste el Tratamiento Térmico? 2. ¿Cuál es el objetivo de los Tratamientos Térmicos? 3. ¿Qué entiende Ud, por envejecimiento de los aceros? 4. ¿Qué fuentes de calor se pueden utilizar en el Tratamiento Térmico? 5. ¿Qué métodos se consideran para controlar la temperatura de los aceros en el tratamiento térmico? 6. ¿Cómo está constituido un horno eléctrico de cámara? 7. ¿Qué ventajas proporciona los hornos de Lecho Fluidizado en el Tratamiento Térmico? 8. ¿A qué se denomina Temple? 9. ¿Qué etapas principales se consideran en el proceso de temple? 10. ¿Qué medios de enfriamiento se utilizan para el proceso de Temple de los aceros? 11. Cuándo un acero después de temple presenta rajaduras. ¿Cuál es la causa o error? 12. ¿Cómo se presenta la textura del acero con más de 0,83% de carbono, sin templar? 13. ¿Qué elementos de trabajo considera Ud, que se deben utilizar para resolver el Tratamiento Térmico? 14. ¿Qué temperatura requiere un acero Ck45 para templar en agua y aceite? 15. ¿Qué temperatura requiere un acero 32 Cr Mo 12 para ser revenido?
145
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HOJA DE TRABAJO Ejercicios
Volumen de cuerpos con vértices y truncados 1.
La punta de un granete tiene 40 mm de diámetro y 35 mm de longitud!. ¿Cuál es su volumen en cm3?.
2.
La capacidad de un recipiente en forma de embudo es 3 de 444 cm . ¿Qué altura corresponde en mm al embudo siendo su diámetro de 120 mm?.
3.
Las estipulaciones de fábrica para un filtro de aceite cónico son de 0,3 litros y 100 mm de altura. Calcule el diámetro en mm.
4.
El volumen de salida de una campana de ventilación está dado con 76 dm3. ¿Cuál es el diámetro de la campana en m cuando la altura de la instalación es de 450mm?
5.
Un colector de humo tiene 45x 45 cm y 600 mm de altura. Calcule su capacidad en dm3.
5-7
6.
El volumen de una pirámide cuadrada de 30x 30 mm 3 es de 135 cm . ¿Cuál es su altura en cm?
h
7.
120mm de una barra de rejilla cuadrada han de ser forjados en forma piramidal. siendo el volumen de 3 15.2 cm . ¿Cuál es la longitud de la arista en mm?
8.
El diámetro superior de un balde de agua es de 290 mm, el diámetro inferior de 180 mm, la altura 320 mm. ¿Cuántos litros cabe en el balde?
9.
El empaque cónico de un grifo de cierre tiene 3808 3 mm de volumen. Calcule la altura cuando el diámetro mayor tiene 22mm y el diámetro menor 18 mm.
1
Æ
V
l
2-4 d
h
l
A l
8 - 10 D
10. El volumen de una rueda motriz en forma de cono 3 truncado es de 12,43 dm . Siendo el diámetro menor de 135 mm y la longitud 450 mm, calcule el diámetro mayor.
d
11 l2
l2
h L1
12. Un fundamento en forma de pirámide truncada de 143 dm3. La base tiene 650 mm de longitud, el achatamiento 450 mm. ¿Cuál es la altura del fundamento en mm?
L1 al
12
11. Un cajón colector de virutas en forma de pirámide truncada de 285 mm de altura tiene 425 mm de longitud de arista de base y una boca de 625 x 625 3 mm. Calcule su capacidad en dm .
13. Se quiere alojar la capacidad de una pirámide de 45 mm de arista en un recipiente cónico de igual altura. Calcule el diámetro necesario para el cono en mm. l
h
l
146
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HOJA DE TRABAJO Ejercicio 1. Dibujar la siguiente pieza de material bronce en vistas necesarias y en corte considerando el rayado de piezas.
40 0 Æ2
0
10
17
34
R2
R6
5
10
Æ1
36
R6
80
44
10
2. Dibujar la brida de material acero en vistas necesarias y en corte considerando el rayado de piezas.
162
Æ5
0 24
76 R3 0 Æ1
40
Æ
48
Æ
147
84
12
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HOJA DE TRABAJO 3. Dibujar el soporte bascular en corte y vistas necesarias. Æ2
4
45
30
Æ
12 60
R1
12 R6
2
26 116
12
Æ
R4
40
60
Æ
24
5. Dibujar la tapa en vistas necesarias y en corte considerando el rayado de piezas. 42 Æ
Æ 18
46
Æ 20
36
Æ8 R3
R6
R8
º 45
Æ 42
Æ9
45
12
2
14
º
5 x4
Æ1
Æ6
34
24
42
0
148
20
AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO BIBLIOGRAFÍA
• TECNOLOGÍA DE LOS METALES
:
G.T.Z
• TECNOLOGÍA DEL TALLER MECÁNICO
:
CEAT
• USO DE INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN Y COMPROBACIÓN
:
SENATI
• MECÁNICA DE TALLER
:
METROLOGÍA II CULTURAL S.A.
• MATEMÁTICA APLICADA PARA TÉCNICA MECÁNICA
:
G.T.Z.
• TABLA DE LA INDUSTRIA METALÚRGICA :
G.T.Z.
• CIENCIAS BÁSICAS
SENATI
:
• MANUAL DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS :
CIENCIAS Y TÉCNICAS S.A.
• DIBUJO TÉCNICO METAL I, II
:
G.T.Z.
• TECNOLOGÍA MECÁNICA INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN VERIFICACIÓN, AFILADO DE HERRAMIENTAS, RECTIFICADO.
:
SENATI
• MANUAL DE ACEROS ESPECIALES
:
BÓHLER
PROPIEDAD INTELECTUAL DEL SENATI PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN Y VENTA SIN LA AUTORIZACIÓN CORRESPONDIENTE
CÓDIGO DE MATERIAL 0237
EDICIÓN JUNIO 2004
