89001495 Ajuste Montaje Verificacion y Control de Maquinas - Parte I_d9ab4019

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

MECÁNICO DE MANTENIMIENTO MANUAL DE APRENDIZAJE

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINAS Y MECANISMOS-Parte I. CÓDIGO: 89001495

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) 150 200 300 300 400 400 500 500

Nº

01 02 03 04

x x x x x x x x

150 200 200 300 300 400 140 400

5 00 6 00 8 00 1000 1200 1000 1500 2000

x x x x x x x x

Pies con niveladores

500 500 500 750 800 1000 1000 1000

Cara de control VISTA INFERIOR DEL MÁRMOL PORTÁTIL

ORDEN DE EJECUCIÓN

HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS

Desbaste en la cepilladora la superficie plana • Útil de desbastar. • Útil de acabar. Dé acabado la superficie plana. • Regla de pelo. Rectifique la superficie plana. • Reloj comparador. Rasquetee • Nivel de burbujas.

05 Verifique la superficie 06 Marmolee

01

Mango

• Rasquete Paralelas • Llaves de boca.

01M ÁRMOL

PZA. CANT.

200 200 x 80 x

DENOMINACIÓN

NORMA / DIMENSIONES

MÁRMOL DE TRAZADO

MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

GGG - 35 MATERIAL HT

OBSERVACIONES

01/MM

TIEMPO: 22 Hrs. ESCALA: S /E

REF. HO-01-04

HOJA: 1/ 1 2003

Designación de los ángulos Ángulo libre Ángulo de corte Ángulo de salida de virutas Ángulo de posición Ángulo de punta Ángulo de inclinación



 (alpha)  (beta)  (gamma)  (kappa)  (epsition)  (lambda)





2 º

=

º 2

4º

=90º





r

10 a 14º

6 a 10º

7

711º º

75 º

5º

Acero, resistencia máx. 85 kg/mm2

5º

Acero cola do, resist encia máx. 7 kg/mm 2, fundición gris, latón,bronce.l

0 a 4º 3

86 º

60 º

4º

Acero templado, resistencia máx. 180 kg/mm

Nº

01 02 03 04

Limpie la herramienta Esmerile la superficie (ángulo de salida) Esmerile la superficie frontal Esmerile la superficie lateral

01

Aluminio. Aleación de magnesio.

• 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


dando acabado las superficies 05 Compruebe los ángulos 06 Esmerile

01

2

ORDEN DE EJECUCIÓN

PZA. CANT.

0 º

NORMA / DIMENSIONES

AFILAR HERRAMIENTAS DE CARBURO METÁLICO


K 20 MATERIAL HT

OBSERVACIONES

01/MM


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). 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. 3

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


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. Ponga la máquin a en 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. Lubri car las guías de deslizamiento y las puntas señaladas en la tarjeta de mantenimiento rutinario. (Fig. 11).


7

Fig. 11

REF. H.O.01/MM

2/3


4º PASO: Cepille a. Ponga la máquina en marcha y efectúe pasadas de desbaste y acabado. (Fig. 12)

Fig. 12

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).

h

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) Comprue be paralelis mo 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


8

REF. H.O.01/MM

3/3


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

2º PASO: Esmerile la superficie.



a) afilar. Posicionese (Fig. 2).correctamente al Fig. 2

b) Afile el ángulo de salida. .

OBSERVACIÓN Consultar la tabla de ángulos para herramientas de carburo metálico.

ángulo de salida +3°



PRECAUCIÓN USE PROTECCIÓN PARA LOS OJOS. (Fig. 3) c) Posicionese correctamente al afilar la herramienta sobre la mesa. (Fig. 4). Fig. 3

Fig. 4


9

REF. H.O.02/MM

1/4


d)Esmerile la superficie, presionando suavemente la herramienta sobre la piedra de esmeril. Fig. 5

OBSERVACIÓN El esmerilado de desbaste es hecho hasta aproximadamente 1mm antes de alcanzar las aristas de corte. (Fig. 5). 3º PASO: Esmerile la superficie frontal (Fig. 6). a)Apretando suavemente contra la muela. b)Enfríe la herramienta 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 qu e la muel a se deforme al afilar. (Fig. 8). Si es necesario rectifique la muela abrasiva.

Fig. 7

Fig. 8


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 filo con una piedr a de afilar el a mano. II I

III

Fig.7


11

REF. H.O.02/MM

3/4


OBSERVACIONES 1. Para reafil ar est as her ramien tas, 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


12

REF. H.O.02/MM

4/4


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 sinterizado es posible que compactar el entre si varias substancias 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 Polvosuelto Polvocomprimido Fig. 1.

Etapas de la fabricación. a) La porhasta machaqueo y molienda, fabricación del metal en substancia polvo tiene pulverizado o trituración de las delugar partida convertirla en polvo. por 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

Polvosuelto

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


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).

Partículas en polvo Cuerpo sinterizado Sinterización acabada Formación de granos Partículas de polvo sinterizadas (aspecto de la textura) Fig. 1. Tratamiento térmico 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 SIN T.A SINT.B SINT.C SINT.D

%devolumenporoso Hasta 60% Hasta30% Hasta20%

Ejemplosdeaplicaciones Filtros Cojinetesdefricción,forros Piezas de forma para máquinas coser y oficina

Hasta15%

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.

Plaquitas de cortee

Cojinete de Fricción

Fig. 2

14

Piezas de forma listas para montar


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 %

6%

a

1 . Fase : Preparación del Carburo

Tungsteno

+

Carbón

Después de pulverizados, el tungsteno y el carbón son mezclados y sometidos a alta temperatura. Calor

2a. Fase: Pul verización 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 de 4,000 kg/cm 2 , preparando las piezas en los formatos.

Cobalto

Presión

4ª 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


Esa reducción de volumen es más o menos en la proporción indicadas en las Figuras 2 y 3. Fig2.

Fig3.

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

Fig5.

Fig6.

Fig7. Fig8. Fig9. P/TORNEADO P / T R O N Z AR INTERIOR

P/REFRENAR

16

P/ACABADO


Formas y dimensiones de las Pastillas de metal duro de uso corriente.

A

B

D

C

E

F

e

e

e

e

14







º

º 14

14

º

l

r

a

0

r

l

a

0

º

l

9

l

6

a

a

a

a

Dimensiones

20

A&B aer // / / 3 2 4 2.5 5 3 6 4 8 5 106 127

C a / //8 / / 2 3 2.5 4 3 5 4 6 5 8 6 106 7 127

21 32

148 18 10

8 10

148 18 10

/ /

40

22

12

12

22

12

50

25

14

14

25

14

l

3 4 5 6 8 10 12 16

17

D aeaeae 3 / 104 2 12 5 2.5 14 6 3 16 8 4 18 10 5 20 12 / / / /

E

F

e

// 102

º

/

/

.5 /

/

12

3

/

/

14

3.5 /

/

16

4

/

/

18

5

12

4

20 22

6 7

2.54 18 5

25

8

20

7

/ /

28 32

9 10

25 30

8 9

/

/

/

/

35

10

/

/

/

/

40

10

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


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.

Inclinación del apoyo en la máquinas de afilado

Fig. 10A Fig. 10B

. (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 Desba sta do y semi acaba do d e la s cu chil las d e m e ta l d u r o. (Fig. 12)

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

1

2 3 Fig. 12

4

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°.

5

muela de corindón

muelas de carburo de silicio

A

B

a

b

a= 7° a 8°

b=a - 2°

c

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 rom pevirutas. 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 srcinando 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

Mali rosal o rectangular

r

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).

er

1 or den Onda W 2º orden Surco er

3 or den 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

Prof undidad de onda Prof undidad 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 .

Línea del perfil de referencia

(Fig. 5)

Desviación Línea media

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.

1

P

Línea del perfil de base

Dos ejemplos: 1. Las partes superficiales criticas de elementos de máquinas solicitados

Desviación Tramo de mediciónlm

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.

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 R max y R Z. Rmax = profundidad individual máxima de las irregularidades. La profundidad individual máxima de las irregularidades dentro de la longitud de medición l m , se denomina R max . 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. x a 1

Z

3

Z

m R 5

Z 2

Z

t

R

4

Z

x a m R

z R

38 le lm = 5 l e

Rt Z2 Z3 Rz = Z1 ++++ 5

Z4

Fig. 6. Los parámetros d e ru gos idadt R ,mR ax

Z5

= profundidad de rugosidad máxima.

R max = profundidad de rugosidad individual máxima. R2

,2R .

24

= profundidad media de rugosidad.

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO R Z = profundidad media de la rugosidad

Es la media aritmética de las profundidades de rugosidad de cinco tramos de medición colindantes. l o de la misma longitud. Las desviaciones solo se tienen en cuenta parcialmente. Puede emplearse el parámetro R Z allí donde desviaciones

 A0 =  Au

A = A0 + Au R

0

Línea media

A0

A

AU

Fig. 7. El área A es la suma de todas las áreas de las crestas A0 y de todas la s áreas de lo s vallesu A .

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 R a es que el resultado de Ra u otras magnitudes de rugosidad

medición de diferentes lugares de una superficie puede compararse bien. Es muy apropiado para el control de rugosidad

p. ej.

0,2 (R 0,1) 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. 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 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. m

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m, horizontalmente 200m

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

Palpa d o re s

P a t in e s

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.

Procedimiento de fabricación

: Rz ; 6 0 0 , 0

1 6 1 0 , 0 , 0 0

5 2 0 , 0

4 0 , 0

3 6 0 , 0

6

1 1 , , 0 0

5 2 , 0

: Ra en m

4 , 0

3 6 , 0

1

6 , 1

5 , 2

4

3 , 6

0 6 1 1

5 2

0 4

3 6

0 0 0 0 0 0 0 0 6 5 0 3 0 1 1 2 4 6 1

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

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Cálculo de Longitudes dobladas

L dm d D s

= = = = =

longituddoblada diámetromedio diámetrointerior diámetroexterior pared

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.

1. Longitud doblada

Fibra neutral

2. Anillo cerrado d

m

D

d s

Longitud doblada L Atención Diámetro medio Diámetro medio

= =

longitud de la mediana dm . 3.14

= =

longitud exterior - pared diámetro interior + pared

Longitud doblada

=

longitud de la mediana

long. doblada = dm .

3. Segmento de anillo

L = d m . 3. 14 .





360

+ l 1 +...

l1

dm

Longitud doblada L L

4. Marco angular l1

= = =

longitud de la mediana  longitud exterior - n . s  longitud exterior + n . s

Nota l1

2

l

S

2

l

S

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. , €, ) 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

dm

L = 7 2 2 , 2 mm Nota

Observe siempre las indicaciones de los diámetros (diámetro interior o diámetro exterior). 29


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 tung steno 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 tun gsteno 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 carb uro 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


ACOTADO DE CUADRADOS Y ESFERAS Acotado de cuadrado empleando signos

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. 6 2

Fig. 1

Si la forma cuadrada aparece visible en una de las vistas, es preferible acotar ambos lados del cuadrado. (Fig. 2). 2 1

12

Al igual que el signo de diámetro, el signo de cuadrado esta´formado por un

Fig. 2

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

ra fe Es

40

E F

4 i g.

.= sf

24

6 Fig.

31

fer

aR

55


Reglas para representar Esferas La esfera maciza se representa por lo general en una vista, el sector esférico en dos vistas.

Representación Técnica

E

sf

e

ra



5 2

25

E

s

r fe

a



20

ra s fe



24

Si se da al centro de la esfera, se antepone

E

a la medida de la esfera el símbolo de diámetro.

0 3

E

ra fe s

R

Si no se da al centro de la esfera, se reemplaza el símbolo de diámetro por el signo de radio.

R

 a r e f s E



Una curva de transición entre la esfera y el cilindro se representa mediante líneas continuas finas.

32


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


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


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

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.

MALA PUNTERIA

B AS U RA

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


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


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


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

50 250

7 R

mm y longitud deen 1,6014 diámetro interior mm?m. ¿Qué longitud tiene el 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?

12 0

0 5 3

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 R

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.

0 8

9

300 7

6. Sobre un tubo de 160 mm de diámetro exterior se 0 º 1

R

0 8

quiere doblar por el lado plano un acero plano de 80 x 10 mm y luego soldar. ¿Qué longitud de acero plano es necesaria?

6 0

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

11

10.¿Cuántas abrazaderas se pueden fabricar de un hierro plano de 30 x 5 mm y longitud de 3 metros según dibujo?

180 6 0 5

11. ¿Cuántos metros de acero plano se necesitan

5 6

15 x 6

12-13 e

100 x 100 x 10 d

e

d´

para 25 soportes en Z según dibujo? 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


HOJA DE TRABAJO 3. Dibujar y completar el extremo de la barra en vista de frente, superior y lateral. esfera  60

0 2

0 3

20 15

4. Dibujar y comple tar la cabeza esfé rica en vista de frente , superior y latera l esfera  60

0 2 º 5 4 2 0 1

R4

0 7

 40

º 5 4 x 5 2

2

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 di abasa.

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

ORDEN DE EJECUCIÓN


• Llaves de boca. • Llave Francesa 10”. • Diamante de 1 kilate. • Rasquetas. • Par de lentes o protector facial.

Prepare la pieza. Prepare la rectificadora plana. Rectifique la superficie plana. Desmonte la pieza.

la superficie. 05 Rasquetee y/o marmolee. 06 Controle

01

01

PZA. CANT.

MÁRMOL SOBRE ESTRUCTURAS DENOMINACIÓN

comparador. • Reloj Reglilla del ajustador.

800 x 500 x 150 NORMA / DIMENSIONES

MÁRMOL DE TRAZADO MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

GGG - 35 MATERIAL HT

OBSERVACIONES

01/MM


REF. HO-03-05

HOJA: 2/ 2 2003


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. d.Coloque suplementos 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) d.Ap rox ime la muel a manualmente. (Fig. 2) e. Limite la carrera. (Fig. 3) f. Ponga en marcha la muela.

Fig. 1

Manivela

Fig. 2

g. Haga rozar con la parte más altalademuela la pieza.

Fig. 3


41

REF. H.O.03/MM 1 /2


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. Rectifi quelaslapasadas superficie, repitiendo según

4° PASO: Desmonte la pieza. a. Detenga la marcha de la maquina. b. Retire la pieza de l 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 

¡TENGA CUIDADO CON LOS FILOS CORTANTES DE LA PIEZA!



¡REFRIGERE CONSTANTEMENTE EN ELRECTIFICADO !


42

REF. H.O.03/MM

2/2


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. b. Incline la rasqueta respecto a la pieza logrando un ángulo de ataque negativo. (Fig. 2). c. Rasquetee en forma oblicua a las rayas para evitar que la herramienta se enganche. (Fig. 3). OBSERVACIÓN Rasquetee con la herramienta afilada.

88º 3

Fig. 2

Fig. 4

PREVENGA IRRITACIONES DE LA PIEL

Use únicamente AGUA Y JABÓN

Fig. 5

PRECAUCIÓN LAVARSE DESPUÉS DE UTILIZAR EL AZUL DE PRUSIA. (Fig. 5). MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

º

ado ete qu ras e Fig. 3 d ión ecc Dir

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. 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.

0

43

REF. H.O.04/MM

1 /1


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 sierr a 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


44

REF. H.O.05/MM 1 / 2


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 ret irar 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.

R DOS PIENSE PO INA LA MÁQU

(Fig. 6).

ED Y U ST

b. VERIFIQUE LA TENSIÓN DE LA SIERRA CINTA DESPUÉS DE REALIZAR VARIOS CORTES. c.CUIDADO CON LOS DIENTES DE LA HOJA DE SIERRA CINTAY EVITE LOS ACCIDENTES. (Fig. 7).

MANTENGA LOS PROTEJA SUS OJOS 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


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 la superficie la pieza debe haber sido rasqueteada previamente. localizado, Utilizar el mármol sólo para de 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


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).

Requisito preliminar pararascar. 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).

Herramienta Dirección de golpe

Recorrido de un rascado

Pieza Fig. 2

1 mm

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 Formas de una superficie después de rascada

* El rascado de perfiles (superficies perfiladas).

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 unlas contacto perfecto, y un apoyo uniforme, que según 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


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


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 Fig. 2.

Para superficies planas

hoja de rascador Mango Elegir la longitud de la hoja de modo que en el rascado basto se asegura un ligero cimbreo del rascador.

cuchilla Rascado Plano DIN 8350

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


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


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


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

Corte de la hoja Fig. 2. Ranura o corte de la sierra.

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.

Paso de la hoja

Paso = 1/ z Número de dientes por pulgada

Calibre o espesor

Ancho

1 pulgada

Fig. 3. Calibre, paso y ancho.

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 InclinaciónInclinación positiva cero negativa

Fig. 4. Terminología de los dientes de sierra.

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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 haciahacia un lado a lacontrario. punta de otro diente inclinado el lado

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 ND COPPER BAS PER A 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). 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

EA P L CO B RAS S BRONZ BRASS NAVY ( (CAST E BRONZE ) (SOF SS ( SOFT) (ROL A LED R T) MANG. B ST) BRO (CA N

ZE

SAW VELOCITY FEET PER MINUTS

SAW PITCH TEETH PER INCH

POWER FEED

L. LIGHT M. MEDIUM H. HEAVT

315-255 255-230 230-200 14-12 12-10 10-06 M M

1/16” TO 1/4” 1/4” TO 1” 1” AND OVER 1/16” TO 1/4” 1/4” TO 1” 1” AND OVER 1/4” TO 1” 1” AND OVER

MATER THIC USE W OF 18 O SLIGHTL THAN MATERIA

SAW SET

R

SAW TEMPER

A

A-HARD B-MEDIUM

FILE VELOCITY

1 0 0

FEET PER MINUTE

FILE CUT FILE TYPE

12 14

GENERAL FILING FINISH FILING 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.

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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 = D + 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. 12456

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.

55

23

4

5

Desalineamiento de la hoja 77

Esparcimiento incorrecto de los dientes Fig. 13. Problemas que presenta la soldadura de cintas.


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 Filo frontal Filo lateral



h

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: Paso fino de dientes para cortes cortos y materiales duros, paso ancho de dientes para cortes largos y materiales blandos. 56

Fuerzas actuantes

t = Paso de los dientes 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).

Movimiento cortante

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 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.

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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 incli nable.


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.

Hoja

Perno de montaje

Tensador de la hoja

Fig. 5.

La tensión correcta la hoja alarga el agujero de de la hoja ligeramente. 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


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.

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

  = Ángulo de despullo   = Ángulo de despullo  

38º 50º  = 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. 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.

b

b

a

a

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


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

DIENTES/PULGADA

3,0 x 0,63

14-18

4,0 x 0,63

DIENTES/PULGADA

14-18-24-32

ANCHO Y GRUESO EN MM

6,0 x 0,63

10-14-18-24-32

6 x 0,6

-

8,0 x 0,63

10-14-18

10,0 x 0,63

8-10-14-18-24

6 x 0,9

06/10/2014

12,5 x 0,63

6-8-10-14-18-24

16,0 x 0,800

6-8-10-14-18-24

10 x 0,6

-

20,0 x 0,80

6-8-10-14-18-24

10 x 09

4-8-10-14

25,0 x 0,90

4-6-8-10-14

Se suministran en rollos de 15 m.

Se suministran en rollos de 30 m.

Calidadacero-Carbono Formas de dientes

CalidadBi-metal

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


Hojas de Sierra rectas, Marca Triton, Hss Extra flexibles para trabajar a mano, rígidos para trabajar a máquina, de acero de alta resistencia

Código

A U R E P D IN

S HS N TIO TR

A N

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

12x

1

x .050

14

21-3343-142510

14x

1

x .050

10

21-3343-142514

14x

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

24x

2

x .100

04

21-3343-245106

24x

2

x .100

06

62


METALES DUROS 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 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.

a c ti s í ra t r e te c L a r a c

P

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. Mediante uny recubrimiento de (TiN) carburo titanio (TIC) nitruro de titanio 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

o c it r s í o l r o c C te a r a c

Grupo principal dedearranque viruta

Materiales de viruta larga acero y fundición maleable

Grupos de aplicación del arranque de viruta

P 01 P 70 l P 50

l u z A

Materiales de viruta larga o corta

M 10 l P 40

o lli r a m A

Materiales de viruta corta, fundición maleable y dura, plásticos.

K 01 K 1C l K 40

jo o R

según ISO yNormalización 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 pri ncipal. 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


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 d el m ango

q c uadrada

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 IS7O DIN4981

Cuchilla recta IS1O DIN4971

h rectangular h

r circular

2025324050

Cuchilla de esquinas interiores ISO 9

h 162025304050 20253040 h

DIN 4974 Cuchilla de interiores

2025324050 h h 12162025324050 8 r10 12 16 20 25 8 r10 12 16 20 25

ISO 9 DIN 4973

Cuchilla con Cuchilla de Cuchilla Cuchilla frontal Cuchilla lateral mango acodado esquina escalonada plana escalonada escalonada IS2O IS3O IS4O IS5O IS6O DIN4972 DIN4978 DIN4976 DIN4977 DIN4980

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,  (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  

Ángulo de ataque = 5, negativo Particularmente apropiado para materiales que producen viruta corta así como para el mecanizado con cortes interrumpidos de piezas de material que producen viruta larga.



=

positivo

 = negativo

Para acabado y Para desbaste torneado exterior

(Fig. 6).

 = cero

Para torneado exterior

 = 0º a 10º

Fig. 6. Ángulo entre cantos para los escalones de guía de virutas.

66


CERÁMICA DE CORTE Los materiales resistentes a las altas temperaturas, o Cermets, poseen componentes cerámicos tales como óxido de aluminio (Al 2O 3) o dióxido de silicio (SiO 2), 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

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

u D

a z er

W

k ic

Límites de aplicación

ts e

Metal duro Límites de aplicación Acero de herramientas aleado

Acero de herramientas no aleado

0

200

400

600

800

1000 0º 1400 Temperatura

Fig. 1. Dependencia entre dureza y temperatura de trabajo de diferentes materiales para arranque de viruta.

plaquitas de corte reversibles, es decir, que no se afilan. 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

DEX KEN

LING TOO

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 de esdiamante posible (Fig. lograr bajos de cortemuy de altas material con las herramientas 3A),regímenes pero se usan velocidades y se obtienen buenos acabados (Fig. 3B).

A PA CCU T. PE RAT ND E IN G

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

Fig. 3A. Las herramientas de diamante se instalan en portaherramientas de zanco cuadrado como insectos removibles..

longitud de para la pieza No se requiere refrigerante estefundida. torneado.

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


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 de que las sierras de cinta es la importante facilidad con 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


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


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 formada por segmentos de lima sujetosde a una cintade detrabajo acero de resortes (D)cinta (Fig.está 6). Al ir pasando la lima de cinta a través la pieza 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.

SP E E D FA

S T

Control de velocidad de la cinta

Fig. 14. Indicador de velocidad de la cinta..

Fi g. 1 5. C on tr ol es d e ve lo ci da d de la c in ta 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 de quelas se rebabas efectúe de el las desprendimiento 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.

OF F

ON

C O OL A N T O

N

O

FF

AI R O

N

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..


CÁLCULO DE AJUSTES Y TOLERANCIAS 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. N U = excedente, árbol mayor que la perforación.

1. Tolerancia

A

A A

U

A

A

A

U

= A

U

A

A

U

U

Es la discrepancia admisible entre las medidas límite. 0

A

0

A

Línea cero

tolerancia

= medidamáxima - medidamínima

T

=

T u

G

=

A

N

K

2. Representación de la Tolerancia + 0,05 0

T

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 Juego máximo =perforación máxima - árbol mínimo Sg =Gb K - w g

S k

Juego mínimo =perforación mínima - árbol máximo Sk =KB G - W

S

4. Excedente U

U

K

U

g

5. Tolerancia de ajuste juego línea cero excedente

Sg Sk

ajuste con huelgo TP 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 S S= g K

76


6. Resumen

Tolerancia Juego máximo Juego mínimo Toleranciadeajuste

7. Ejemplo

20 j6

G

línea cero

+ -

Au

0.004



T

1 m = 1

1000

G G K S

B B G

K -

K G S

W W K

Calcule para el calibre macho de tolerancias  20 j6 las diferencias de medida y la tolerancia. buscando T en mm N = 20mm. dado Ao = + 9  m = 0,009 mm Au = - 4  m = 0,004 mm solución N = 20,00mm G = 20,009mm

A

0.009

A0

T = S g= S K= T P=

mm

K = 19,996mm = 0,013 mm

G-K 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 L = 40-0,2mm. dado 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 +0,05 para construir un agujero de  20 +0,03. buscando T, G, K. N =20 AO = + 0,05 dado Au = + 0,03

solución

77

G G K K T T

= = = = = =

N+A O 20 + 0,05 = 20,05 N+A u 20 + 0,03 = 20,03 G-K 20,05 - 20,03 = 0,02


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).

Dientes inclinados

Las trabas de diente limpiador y la ondulada son las más comunes en las industrias de labrado de metales. La traba recta puede

Dientes rectos

usarseondulada para cortaresmateriales La traba la mejor delgados. para lograr cortes precisos en materiales de sección transversal variable. La de diente limpiador puede usarse para trabajos de corte de tipo general.

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


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


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 A

B A

6Fig.

7Fig.

83

B

A

B


Ejemplo de cortes y secciones con líneas de corte.

C

C

C C n ió c c e S

0 4

0 8 1

1 : 1 a l a c s E

10 B B n ó i c c e S

0 2

B 0 0 1

B ) 5 1 (

0 4 0 3

5 1

A

A

 20

84

A A n ó i c c e S

5

0 3

0 1

10 20

:1 1 a l a c s E

1 : 1 a l a c s E


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 es tar 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 tra bajo durante su viaje, con lo cual se dañará la máquina. - Asegúrese de que la velo cidad 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 sierra de cinta horizontal esté 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 afloj arse durante su peri odo 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 co rtando 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,elreduzca terminar corte. la presión de alimentación, especialmente en el momento de 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.

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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


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


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


HOJA DE TRABAJO 1

Ejercicios

Ajustes

1. La indicación de un plano para un árbol 15-0.12. 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

15 -0.12

tolerancia para la acotación prevista. 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

40+0.007

3-5

- 0.015 - 0.020

35

AO

G

Ag

K

T N

a) 40 +- 0,06 0,24

b) 45 +- 0,08 0,04

c) 54 + 0,07

d) 12 +- 0,2 0,35

e) 65 - 0,06

f) 34 ++ 0,14 0,03

g) 68 -- 0,20 0,15

h) 18 +- 0,25 0,15

Calcule y dibuje la posición y magnitud de la tolerancia. H7

5. Calcule la tolerancia para: a) 35 b)54 g6c)75 f7d)56

F8

6. Un calibre de boca de límite contiene para 25 g6en el lado pasa la diferencia -7m y en el lado no pasa la diferencia -20 m. ¿Cuáles son las medidas límite y la tolerancia?. 7. Un calibre macho de tolerancia tiene la denominación H7 25 . ¿Qué sector abarcan las medidas límite?

7

H7

0

25

8. Un ajuste contiene las in dicaciones 85 f7 .Calcule la tolerancia de ajuste.

H7

9. Calcule la tolerancia de ajuste para la indicación de un H7 dibujo 100 s6.

8 7 H



8

f 7

5



8

5

10.Para un árbol con la indicación 65n6 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 H7 22 j6 .¿Cuál es la tolerancia de ajuste? 12.Para la sujeción de un disco se ha previsto un ajuste de H7

11

22 H 7 j 6

75n6 . Calcule el tipo y la cota de ajuste. 13.Una tolerancia es 0.015 mm mayor que otra. La suma de ambas es de 23 m. ¿Cuáles son los valores de las tolerancias en m? 14.La mayor y menor diferencia de medidas están en relación de 2:3; su suma es de 60 m. ¿Cuáles son los valores absolutos en m?

91


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

1

N7

90º 2 , 4

10,5

.

5 , 1

2 , 0

.

+-

. .

1 1 .

.

.

5,5

Prof. estriado 0,4 4

5

º

.

.

2 , 0

.

+-

.

4

.

.

.

.

.

.

9

.

.

9 1

.

30 +- 0,1 52 +- 0,2

Agua

Nº

01 02 03 04

ORDEN DE EJECUCIÓN


• Tenazas para temple. • Cepillo de alambre. • Guantes y mandil de cuero. • Protector facial. • Depósito para enfriamiento.

Prepare el horno eléctrico. Prepare el pirómetro. Encienda el horno. Caliente la pieza para temple.

la pieza dentro del horno. 05 Enfríe la pieza. 06 Permanezca 07 Verifique la dureza.

01

01

PZA. CANT. 02

MORDAZADE PRENSA DENOMINACIÓN

• Horno eléctrico.

55 x 20 x 12,7 NORMA / DIMENSIONES

TEMPLAR MORDAZA MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

34 CrNiMo6 MATERIAL HT

OBSERVACIONES

02/MM

TIEMPO: 08 Hrs. ESCALA: 1/ 1

REF. HO-06-07

HOJA: 1 / 2 2003


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 en vezlosque desea operar el horno eléctrico 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.

2°PASO : Prepare el Pirómetro.

Cámara de baja temperatura Cámara de alta temperatura

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° 50 0°C

1000°C 15

Fig. 2

Aguja selectora tº

PRECAUCIÓN CERCIORESE QUE EL PIRÓMETRO QUE CONTROLA LA TEMPERATURAESTÉ EN BUENAS CONDICIONES. MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

94

REF. H.O.06/MM 1 /2


3°PASO : Encienda el horno. a. Accionando el interruptor de la cámara a utilizar del pirómetro. (Fig. 3). 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) d.Manteniendo el horno encendido todo el tiempo que exija el tratamiento térmico hasta llegar a la temperatura de calentamiento.

Amperímetro Pirómetro de alta temperatura Pirómetro de baja temperatura Interruptor cámara alta Interruptor cámara baja

Lámpara piloto de cámara baja Fig. 3

Aguja indicadora tº °C

0°

Aguja selectora tº

4° PASO: Prepare el medio de enfriamiento . a.Utilizando recipientes adecuados para el enfriamiento según el tamaño de las piezas. (Fig. 5) b. Seleccionando las tenazas adecuadas para sujetar las piezas. (Fig. 6). 5°PASO: Apague el horno. a. Accionando el interruptor y

Lámpara piloto de cámara alta

500° C

1000°C

15

Fig. 4

Fig. 5

Fig. 6

Aceite

observando la lámpara piloto de laque 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


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 etemple introducirlo en el horno calentándolo por de 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).


Fig. 2

96

REF. H.O.07/MM 1 /2


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 loscada aceros 10 min por 10 aleados 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. de Utilice suficiente volumen 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).

Fig. 4

5°PASO: Verifique la dureza. a. Mida la dureza con el durómetro y verifique con las especificaciones del fabricante. (Fig. 5).

136º

Punta de diamante

22º Material

Fig. 5


97

REF. H.O.07/MM 2/2


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 srcina 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.

98

Pieza a calentar

Pieza a calentar Fig. 1B


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 srcinan; 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 también recobran parcialmente sus por características mecánicas iniciales, disminuyendo las tensiones producidas 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 decon tenacidad srcinados al ser estirados o laminados en frío van aumentando lentamente 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


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 Pieza recristalización. (Fig. 2). Pieza Mediante este tratamiento pueden obtenerse grandes deformaciones sin que Fragua se produzca acritud. Si la aleación esta formada por diversos constituyentes, debe tomarse como temperatura de forja la correspondiente al Fig. 2 constituyente que tenga la temperatura de Agua recristalización más elevada. 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


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.

Fig. 4

- Colocar las piezas de manera que no esté en contacto directo con el aire.

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.

Mufle o tubo

101

Fig. 5


B. Hornos (Fig. 6). a) De Petróleo- Calentamiento Directo

Horno eléctrico

- 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. - Cal ent ar las pie zas len ta y uniformemente. (Fig. 7) - Det ermi nar su t empe ratu ra 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


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

Fig. 10

50 40 30 20 10 0 10 20 30

40 30 20 10 0 10 20 30

Fig. 11

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)

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).

Fig. 12

Cambiodecolor Centígrados

Grados

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

Grados Fahrenheit

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


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


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


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 Cámara

: Retorta. : 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


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 a nuestros hornos ofrecemos baños apagado parade temple sobre agua, complemento aceite o sales, sistemas de enfriamiento por de aire, sistemas 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


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 CT 150 CT 250 CT 350 CT 500 CT 750 CT 1000 CT 1500 CT 2000 -

Dimensiones 50 60 50 x 60 64 65 x 70 72 x 78 80 x 90 91 92 x 90 100 x 112 x 100 x115 x135 100 x120x170

Potencia Kilovatios 20 25 30 35 45 50 70 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 fosfo cromat ante y pintura epo xídic a de agradables ton os, lo que le confi ere una larga vida y un acabado estéticament e 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 aleación Cr-Al-Fe en su interior preparadas para ser conectadas apara la reduna de 220/380de V III fases. Los calefactores están yampliamente sobredimensionados 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 en mm SAL-10 SAL-30 SAL-50 SAL-65 SAL-80 SAL-100

570x530 650x680 690x780 730x880 770x880 830x880

Crisol 230x250 310x400 360x490 380x570 430x570 470x580

Watios 4.000 7.500 10.000 13.000 15.000 17.000

Litros 10 30 50 65 80 100

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


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. Hornos Eléctricos

Fig. 5

para diferentes tipos

para tratamientos térmicos, que pueden de 300° hasta 1,600° C. Ya sean de Gas ir 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


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 c o m b u st térmicos i b l e o de e l épiezas ct r i co s, pa r a tratamientos 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


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 22” x 48” de largo, se pueden realizar diversos tratamientos tales como: (Fig. 15). * Temple * Nitruración * Carbonitruración * Cementación * Recocido * Alivio de tensiones * Apagado

Fig. 15

114

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 del gas. con la temperatura o composición

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


TEMPLE - ENFRIAMIENTO Se denomina temple a la austenitización, es decir, a calentar el acero a la temperatura de temple y enfriarlo luego con rapidez. Transformación de la textura austenítica en textura martensítica.

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. calentamiento de la pieza por encimaEl de la línea GSX produce una textura austenítica (Fig. 1) uniforme (austenitización). A

Hierro Carbono

Transformación Martensita (Red cristalina con centrado en el cuerpo) Fig1.B

Austenita (Red cristalina con centrado en las caras) Fig1.A.

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 perlita ferrita con son elmuy blandos, los granos de 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 para herramientas con 0.83% de carbono.

La martensita tiene una textura de finísimas acículas. Se trata de hierro  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


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). E

* Átomo de C o Átomo de Fe

1147 Austenita

1100 ºC 1000

Austenita (red centrada caras) 911

Austenita (red centrada caras)

G

900

ºC 800

723

Bolas de cementita

ia fr n E

P

o d i p á r y u M

S ta n e il a C

ia fr n E

800 K 700

a t n ie l a C

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

to n e i m a rif n E

o d i p á R

l a u id s e r a ti a s ti nn e e tr t s a u MA

y a u it ms n s te ja ra n a rf m y n s e a d a t a t lir e r e p P a

l a m r o N

s a d ta re p a y u m s a j n a rf a ti lr e P

to n e L

y u M

s a d ta e r p a s a j n a rf a ti lr e P

o t n e L

s a d a i c a p s e s a j n a rf n e ta lir e P

Influencia de la velocidad de enfriamiento sobre la textura de un acero eutectoide (no aleado, 0,83% C)

Punto de la martensita

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


* 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 srcen 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


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 si también escalonado bainítico. El proceso e parecido al del martempering, bien la temple 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, con un chorro de agua de sobre la superficie. Actualmente enfriando existe granseguidamente variedad de dispositivos o instalaciones 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


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

obtenidas al templar diferentes aceros. Por ejemplo, para una lámina de acero con 64 60 0,2% de carbono, la dureza es de 50 57 Rockwell C; mientras que para una lámina 50 de acero con 0,6% C es de 64 Rockwell C. En cambio, para un acero de espesor más 40 grueso tenemos que, para un contenido de 35 0,2% de carbono la dureza es de 35 30 Rockwell C, para 0,6% de C la dureza es de 20 57 Rockwell C. En el proceso de templado se distinguen 0 tres etapas: * El calentamiento, * La permanencia a la temperatura de Fig. 7 temple, y * El enfriamiento. e r u D

o R a z

e w k c

l e

0,2

0, 4

0,6

0, 8

1,0

Contenido de Carbono en %

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

Fig. 8

120

9

3 6


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 Temperatura % (°C) 0,1 925 0,2 900 0,3 870 0,4 840 0,5 830 0,6 810 0,7 790

Porcentaje de C % 0,8 780 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4

Temperatura (°C) 775 770 770 765 760 760

Segunda etapa: .- la duración de calentamiento varía los de Permanencia a temperatura dey temple acuerdo al espesor de las piezas a la composición del material. Generalmente, 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:

Baño de sales

Calentamiento eléctrico

Lana de escorias

Envoltura de chapa

Fig. 9

Enfriamiento: El acero, después de haber 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


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


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


Errores

Consecuencia

Remedios

La herramienta no fue calentada suficientemente.

No toma dureza; falta de Repetir la operación, rendimiento en el trabajo; la calentándola a una lima agarra. temperatura más elevada.

La herramienta fue calentada demasiado; es

Toma buena dureza; la lima Recocer con cuidado y no agarra, pero se producen repetir el temple a una

decir, “sobrecalentada”.

rajaduras y grandes deformaciones.

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 calentó muy rápidamente y con poca uniformidad o bien se enfrió en baño de tamaño 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.

Se enfrió la herramienta en La lima agarra en varios Repetir el temple en un un baño demasiado débil, puntos por la dureza 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.

La herramienta fue 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


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


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. 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.

Arena

Fig. 3

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


Efecto Medio de enfriamiento Material Observaciones A c e r o s s i n Mayor deformación. Rápido Agua con sales ó ácidos aleación - En pi ezas grande s del Agua temple no llega al núcleo. Agua caliente Aceite Aceite caliente Baño de metales o sales

- Peligro de rajaduras. - Menos deformación. Aceros con baja - Profu ndidad aleación mayor.

del t emple

- Menos peligro de rajaduras. - Poca deformación.

Lento

Aire movido Aire ambiental

- Profundidad del temple muy Aceros con alta bueno. aleación - Poco peligro de rajaduras.

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


Como usar los sistemas de enfriamiento A) Al agua

Aceite de linaza

- 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.

Agua a 20º C

Fig. 6

Fig. 5

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)

Cambio de aceite

Fig. 7 Fig. 8

C) Al aire - Usar a una presión de 0.200 hasta 2 0.300 KG/CM . (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. Fig. 9

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. 10

Fig. 11

Fig. 12


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) - Limas arcos de sierra martillo. (Fig. 1)

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. 3

Fig. 4

Para enfriar se puede usar: - Depósito con agua (Fig. 5) - Depósito con aceite vegetal o mineral - Sales

Fig. 5

- Aire a presión

Herramientas - Tenazas. (Fig. 6) - Alicates. (Fig. 7) - Martillos. - Cepillos. (Fig. 8)

Fig. 8

Fig. 7

Fig. 6

129


CÁLCULO DE VOLUMEN DE CUERPOS CON VÉRTICES Y TRUNCADOS. A = Superficie B = Volumen h = altura perpendicular del cuerpo

1. Cono/pirámide

En los cuerpos con vértices concurren las aristas en una cúspide. Con base y altura igual corresponden a un prisma 3 cuerpos con vértices.

V

Conclusión V

3V

=

h

Volumen del prisma 3

Volumen = base

l

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

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 dD + 2 dm ó aa+m = 1 = 2 2 por tanto

h

A1

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

h en cm 3 V = 3056cm .

solución

d = A = = A = h =

h A d

h

Atención

210mm 2 d . 0,785 2 2 21 cm . 0,785 2 346,36 cm 2 3 . 3056 cm 2 346,36 cm 2 = 26,47 cm

Se puede usar las tablas de superficies. Practique, por tanto, el cálculo con tablas. 130


MODIFICACIÓN DE LA TEXTURA DELACERO 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 (Fe 3C). Cuanto más carbono contenga el acero, mayor será la proporción de Fe 3C 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 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 finamente rayada que,de lo mismouna quetextura la madreperla, está formada 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).

131

Perlita Cementita Pieza

Fig. 3

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

Aumenta la proporción de perlita

Perlita 0,83% C

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


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

DIN 17200

Recocido de Recocido de Temple Abreviatura Ablandamiento Normalizado en agua en aceite C C ºC ºC C 22. Ck 22

880 - 910

860 - 890

870 - 900

C 35. Ck 35

860 - 890

840 - 870

850 - 880

C 45. Ck 45

650 - 700

Revenido C

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

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 30 CrNiMo 8

540 650 - 700

50 CrV 4 30 CrMoV 8

680 - 720

850 - 880

820 - 850

830 - 860

< 680

840 - 880

820 - 850

830 - 860

540

860 - 900

840 - 870

850 - 860

< 680

133


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


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: De a) °F °C a

De b) °C °F a °C1,8 °F = 32 +

32 °F -

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

°C =

1,8


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).

A-B

C

A-B

C

Corte B-B

Corte A - A

Corte C-C

Las flechas se anteponen a la línea de corte e indican el sentido de rotación. Las letrasy mayúsculas igualesaidentifican un corte se aplican cuando, 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).

Fig. 1 C

C

Fig. 2

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 representac iones con sus denominaciones respectivas se ilustra en los lados derecho e izquierda de dicha vista.

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


RAYADO DE P IEZAS 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

1Fig.

2Fig.

3Fig.

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).

4 5º 5 4

º 5 4

º

4

5 º

3 0 º

5Fig.

6Fig.

139


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


RAYADO DE P IEZAS 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


RAYADO DE P IEZAS Sistema ASA

Hierro colado

Aislación de sonido o de calor. Corcho,

Mármol, pizarra, vidrio, porcelana,

fieltro, lana,envoltuamianto magnesio, ras, etc

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

Transversal a la fibra.

M a d



Longitudinal e r a la fibra. a

142


DIAGRAMA DE TEMPLE Y REVENIDO a) Diagrama de temple 2

a r u t a r e p m e T

3

1

1 Calentar 2Mantener hasta que el calor se disminuya uniformemente 3 Enfriar rápido o lento de acuerdo al acero tratado.

Tiempo b) Diagrama de revenido

2 3

1 a r u t a r e p m e T

Tiempo

1 Calentar 2 Mantener 3 Enfriar lento

70

60

Acero con 1% C

56 C ll e w k c o R a z e r u D

52 50 Acero con 0,70% C

40

30

0

100

200

300

400

Temperatura de Revenido (ºC )

143

500

600

700


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 srcinan tensiones en el acero y peligro de rotura.

Lápiz especial Pieza a calentar

Fig. 2

144


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 despu és de temple presen ta 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 aceit e? 15. ¿Qué temperatura requiere un acero 32 Cr Mo 12 para ser revenido ?

145


HOJA DE TRABAJO Volumen de cuerpos con vértices y truncados

Ejercicios

1. La punta de un granete tiene 40 mm de diámetro y 35 mm de longitud!. ¿Cuál es su volumen en cm 3? .

1 

V

l

2-4 d

h

2. La capacidad de un recipiente en forma de embudo es de 444 cm 3. ¿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 dm 3. ¿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 dm 3.

5-7

6. El volumen de una pirámide cuadrada de 30x 30 mm es de 135 cm 3. ¿Cuál es su altura en cm? 7. 120mm de una barra de rejilla cuadrada han de ser forjados en forma piramidal. siendo el volumen de 15.2 cm3. ¿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?

h A l

l

8 - 10 D

9. El empaque cónico de un grifo de cierre tiene 3808 mm3de volumen. Calcule la altura cuando el diámetro mayor tiene 22mm y el diámetro menor 18 mm. 10. El volumen de una rueda motriz en forma de cono truncado es de 12,43 dm3. Siendo el diámetro menor de 135 mm y la longitud 450 mm, calcule el diámetro mayor.

d

11 l2

l2

h

12. Un 3fundamento en forma de pirámide truncada de 143 dm . La base tien e 650 mm de longi tud, el achatamiento 450 mm. ¿Cuál es la altura del fundamento en mm?

L1

L

1

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 mm. Calcule su capacidad en dm 3.

h l

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

146


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 R2 3

4

0 2

7 1

0 1

R6

3



15

6

R6 0 1

80

44

10

2. Dibujar la brida de material acero en vistas necesarias y en corte considerando el rayado de piezas.

162



50 48 24



76

R3

1

0 4



147

84

0

12


HOJA DE TRABAJO 3. Dibujar el soporte bascular en corte y vistas necesarias. 4

2



45

12

3

60

0

R1 2

12 R6

26

12 1 1



6

R4

40

60

24



5. Dibujar la tapa en vistas necesarias y en corte considerando el rayado de piezas.  18

42 

46

 20

8

6 3

R3

R6

2

x

R8 º 45

º 45

2 1

 42

1

9

4 1

5 4

42

4 2



4 3

60

148

20


BIBLIOGRAFÍA

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G.T.Z

• TECNOLOGÍA DEL TALLER MECÁNICO

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• USO DE INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN Y COMPROBACIÓN

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• MATEMÁTICAAPLICADAPARA TÉCNICA MECÁNICA

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• TABLA DE LA INDUSTRIA METALÚRGICA :

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•C IENCIASBÁSICAS

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• DIBUJOTÉCNICOMETALI,II

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CIENCIAS Y TÉCNICAS S.A.

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• TECNOLOGÍAMECÁNICA INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN VERIFICACIÓN, AFILADO DE HERRAMIENTAS, RECTIFICADO.

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• MANUAL DE ACEROS ESPECIALES

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BÓHLER

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINAS- PARTE II (SEM 4, 5, 6 Y 7) 89000238

MANUAL DE APRENDIZAJE

SEMANA Nº 04

OPERACIONES: • REVENIR • RECOCER • NORMALIZAR

N7

Estriado 3x45º

3

5

A 6

8

6 1

A

13

43 64

Aceite

Nº

01 02 03 04

ORDEN DE EJECUCIÓN

Prepare la pieza. Prepare el horno. Caliente la pieza. Determine el tiempo de permanencia.

05 Limpielalapieza. pieza. 06 Enfríe

01


02

PZA. CANT.

• Tenazas. • Cepillo de alambre. • Guantes y mandil de cuero. • Protector facial. • Depósito para enfriamiento. • Horno eléctrico.

MORDAZAS DENOMINACIÓN

65x18x15 NORMA / DIMENSIONES

MORDAZAS PARA PRENSA MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

34 CrNiMo 6 MATERIAL HT

OBSERVACIONES

02/MM

TIEMPO: 12 Hrs. ESCALA: 1/ 1

REF. HO-08-10

HOJA: 2/ 2 2004


OPERACIÓN REVENIR Esta operación consiste en calentar el acero, después de haber sido templado a una temperatura inferior de la austenización con la finalidad de reducir las tensiones internas producidas por el temple y disminuir la dureza al punto más apropiado para el trabajo a que se destinan las herramientas. Se aplica en piezas con alta resistencia al desgaste y herramientas de corte: Brocas, cincel, hachas, cuchillas, muelles, etc.

PROCESO DE EJECUCIÓN 1° PASO: Prepare la pieza. a. Limpie la pieza después de haber sido templada. (Fig. 1).

2°PASO : Prepare el horno. a. Regulando la aguja selecto ra a la temperatura según las especificaciones del fabricante. (Fig. 2). Fig. 1

OBSERVACIÓN Para revenir las mordazas regular a una temperatura de 200 - 250º C. b.Introduzca la pieza (mordazas) en el horno.

3°PASO: Caliente la pieza. a. Caliente la pieza (mordaz as) a la temperatura indicada hasta obtener un calor amarillo claro. (Fig. 3).

Aguja indicadora tº

°C

0° 5 0 0 °C

15 1000°C

Fig. 2

Aguja selectora tº

OBSERVACIÓN - La tempe ratur a para e l revenido en hornos de baño o de circulación forzada es de 150º C - 650º C. - Consulte con el manual del fabricante. MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

150

Fig. 3

REF. H.O.08/MM 1 /2


4°PASO : Determine el tiempo de permanencia. a. Mantener el material en el horno con el tiempo requerido según las especificaciones del fabricante. (Fig. 4).

12 9

3 6

Horno

5° PASO: Enfríe la pieza. (Fig. 5). a. Con la ayuda de una tenaza retira la pieza e introduzca en un recipiente con aceite hasta que se enfríe.

Fig. 4

OBSERVACIÓN Consulte el manual de especificaciones para determinar el medio de enfriamiento. 6°PASO: Limpie la pieza. a. Con la ayuda de un trapo industrial o franela limpie la pieza hasta retirar el aceite. (Fig. 6). PRECAUCIÓN UTILICE EL EQUIPO DE SEGURIDAD PERSONAL CADA VEZ QUE OPERE EL HORNO ELÉCTRICO. (Fig. 7)

Aceite Fig. 5

Fig. 6

Fig. 7


151

REF. H.O.08/MM 2 /2


OPERACIÓN RECOCER Esta operación consiste en calentar el acero hasta una temperatura determinada y mantenerla en esta temperatura enfriandola después, con lentitud para de esa forma conseguir eliminar las tensiones internas y las solidificaciones de la textura no deseadas. Se aplica para reducir la dureza de los aceros y poder trabajarlas, para eliminar la Contenido estructura demasiado gruesa del grano y C% eliminar las tensiones internas.

Tº Recocido a generación (7C)


0,1

910

1° PASO: Prepare el horno.

0,2 0,3

890 850

0,4

830

0,5 0,6

810 790

0,7

775

0,8

760

a. Regulando la temperatura según el valor requerido. (Ver tabla 1)

2°PASO : Caliente la pieza. a. Precale ntar lentam ente la pieza.

OBSERVACIÓN

0,9

760

Si la pieza es mayor de 200 milímetros debe introducirse en el horno a una temperatura inferior de 400º C.

Tabla 1 Coque

b. Proteja la pieza contra la descarburación utilizando carbón o viruta de fundición. (Fig. 1).

3°PASO: Determine el tiempo de permanencia.

Fig. 1

a. Permanecer la pieza el tiempo indispensable según el tamaño. b. Deje enfriar la pieza hasta llegar a una Tº de 300º C.

4°PASO: Enfríe la pieza. (Fig. 2). a. Retire la pieza del horno y enfríe en cal, carbón molido, arena o dentro del horno. MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

152

Cal

Fig. 2

REF. H.O.09/MM 1 / 1


OPERACIÓN NORMALIZAR Esta operación consiste en calentar el acero por encima de la temperatura crítica superior, manteniéndola dentro del horno en un tiempo determinado para luego enfriarlo lentamente con la finalidad de uniformar y refinar la estructura del material y eliminar las tensiones internas. Se aplica cada vez que las piezas de acero han sufrido una serie de procesos de trabajo (forja) o trabajados en frío y tratados anteriormente.

PROCESO DE EJECUCIÓN 1° PASO: Prepare el horno. a. Regulando de 20º a 30º C por encima de la temperatura crítica superior según el % de carbono. (Ver tabla). b. Coloque la pieza en el hor no. (Fig. 1) 2°PASO : Caliente la pieza. a. En fo rm a le nt a, especialmente cuando se van a normalizar piezas grandes. OBSERVACIÓN Las piezas con un diámetro mayor de 200 mm precalentar a 500º C aproximadamente . b. Proteger las piezas contra la descarburación con virutas de metales no ferrosos o carbón . (Fig. 2). 3°PASO: Determine el tiempo de permanencia.

%C 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Temperatura ºC 935 910 880 860 840 820 810 800 785

Fig. 1

a. En horno de cámara el trabajo de permanencia es de 20 minutos por cada 200 mm de espesor o diámetro.

4°PASO: Enfríe la pieza. a. Enfríe al aire tranquilo para obtener una estructura fina y uniforme. MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

153

Fig. 2

REF. H.O.10/MM 1 / 1


REVENIDO - TEMPERATURA Concepto Es el tratamiento térmico que se efectúa después del temple. Consiste en calentar el acero templado a temperaturas inferiores al punto crítico, y enfriarlo en aire, aceite o agua. Para evitar el peligro de roturas, debidas a las tensiones internas, conviene realizar el revenido lo más pronto posible después del temple. (Fig. 1) Con el revenido se disminuyen las tensiones srcinadas en los aceros, aumentado la tenacidad y disminuyendo la dureza. * Mejorar los efectos del temple. * Disminuir las tensiones internas srcinadas en el temple. * Modificar las características mecánicas disminuyendo dureza y resiste ncia a la rotura, así como aumentando tenacidad y plasticidad. (Fig. 2) Es por tanto, un tratamiento complementario del temple. Al conjunto de las operaciones de temple y revenido a que se somete un producto siderúrgico, se denomina bonificado. El revenido da al acero las propiedades adecuadas al fin que se destina. Cuanto mayor sea la fuerza del acero templado, o sea, cuanto mayor es la cantidad de martensita que contenga, más alto será el nivel de las propiedades que puedan lograrse con un buen revenido, disminuyendo la fuerza hasta un valor suficiente y aumentado, en cambio, la tenacidad.

1Fig.

2Fig.

Fragilidad del revenido Existen algunos aceros en los cuales, en determinados intervalos de la temperatura de revenido, la resiliencia, en vez de aumentar, disminuye. A este fenómeno se le conoce como tipos: fragilidad del revenido; y, según la zona en que se presenta, se distinguen dos a) Fragilidad de revenido entre 250 y 400°C. Es de bida a la formación de una delgada capa de cementita en los contornos de la martensita, que disminuye la tenacidad y aumenta la fragilidad. Se logrea desplazar esta zona mediante adiciones de 0.5 2% de si. b) Fragilidad de revenido entre 450 y 550°C. Se presenta en aceros que contienen pequeñas cantidades de Cr y Ni. Se puede eliminar o retrasar con la adición de Mo o modificando las condiciones de temperatura, tiempo de revenido y velocidad de enfriamiento. 154


Objetivo del revenido - Ablandar la martensita por precipitación del carbono. - Reducir tensiones causadas en los calentamientos y enfriamientos. - Hacer insensibles al envejecimiento ciertos aceros. - Transforman la martensita tetragonal en cúbica y la austenita residual en Martensita o bainita. Temperatura: Varia con el tipo de acero y el empleo, tipo de solicitación que haya que soportar la pieza. Aceros de cementación 140 a 200°C Aceros de herramientas 200 a 300°C Aceros para temple y revenido 350 a 650°C Aceros rápidos 550 a 580°C

Piezas con alta resistencia al desgaste Plantillas, calibre, cilindros de laminación en frío 100° a 180°C Herramientas de corte estampar prensar (Fig. 3), cuchillas para maquinasherramientas 250°C Brocas machos para roscar (Fig. 4) 250 a 278 °C Corta fríos, cinceles, hachas, guadañas, cuchillos Muelles

Fig. 3

Fig. 4

hasta 300°C hasta500°C

Duración De 1 a 3 horas - Los instrumentos de medición, calibres patrones, etc hasta 24h. - Es frecuente también aumentar un poco la temperatura de revenido y acortar un poco esta duración. Para matar el cloro( meter fierro caliente en el H2O). Etapas para el revenido las temperaturas de tratamiento, el tiempo de duración y el medio de enfriamiento son los siguientes: Calentamiento: Generalmente, el revenido se realiza en 70 hornos de baño o de circulación forzada, a temperaturas comprendidas entre 150°C y 60

650°C. acuerdo Estas a las temperaturas característicasvarían finalesde deseadas y al tipo de material. Así, cuanto más alta es la temperatura de calentamiento, más bajas son las durezas obtenidas. En la Fig. 5 están representadas las durezas conseguidas al calentar, a diferentes temperaturas de revenido, dos aceros al carbono con contenidos de 0,7 % y 1% de carbono. 155

Acero con 1% C

56 C 52 ll 50 e w k c o R a z e r 40 u D

Acero con 0,70% C

30 0

100

200

300

Temperatura de Revenido (ºC )

Fig. 5

400

500

600

700


Si, por ejemplo, calentamos los dos aceros a 300°C, obtenemos para el acero con 0,7%, 52 unidades Rockwell C, y para el acero con 1% 56 unidades. En la Fig. 6 se observa la variación de dureza cuando se da el revenido, a diferentes temperaturas, a dos aceros de alta aleación.

70

60 C ll e w k c o R a z e r u D

Acero rápido para herramientas de corte

Dureza secundaria

54 50 Acero para trabajo en caliente

40

30

Fig. 6

Dureza secundaria

66

0 100 200 300 Temperatura de Revenido (ºC )

400

500

600

700

El acero rápido, cuando se reviene a 300°C, queda con una dureza de 61 Rokwell C; también puede observarse un curioso aumento de dureza por revenido o dureza “secundaria”, a los 570°C para el acero rápido, y a los 520°C en el acero, para trabajos en caliente. Los fabricantes proporcionan diagramas similares al anterior, para todos los tipos de aceros. Permanencia y enfriamiento La permanencia a la temperatura de revenido debe ser lo más prolongada posible, para obtener resultados satisfactorios. El tiempo puede calcularse de 30 minutos a 2 horas por cada 10 mm de espesor o diámetro de las piezas. Después de esta permanencia, las piezas se dejan enfriar al aire tranquilo. Observaciones: a) Cuando el tratamiento se da a piezas va npor a ser a trabajos la temperatura de revenido deberáque ser, lo sometidas menos, 30°C más en altacaliente, que la temperatura de trabajo de dichas pieza. b) En algunas ocasiones, si no dispone de pirómetro cuando no se precisan condiciones finales muy exactas, se utiliza, para determinar la temperatura de revenido, el color que adquieren los aceros cuando se calientan. (Fig. 7)

Fig. 7

Para controlar la temperatura de revenido hay que observar los colores que toma la pieza pulida (colores de oxidación). Cuando se alcanza el color deseado se debe enfriar inmediatamente (colores de revenido, ver tabla). 156


En el revenido del exterior al interior, la pieza se calienta en un horno o con la llama de un soplete. En el revenido del interior al exterior, el calentamiento se produce por el calor remanente de la pieza. Para ello, al efectuar el temple se enfría bruscamente una parte de la pieza, por ejemplo, el filo de un cincel. El mango del cincel conserva aún el calor suficiente para calentar el filo hasta la temperatura de revenido. Grado de

color

Temperatura

Aplicación

dureza Blanco

200°C

instrumentosdemedida,

amarillento

Muy

amarillo

Duro

pajizo amarillooro Pardo-

cuchillasparacortarpapel

220°C

Escariadoras,fresas, para metales

230°C

Puntastrazadoras

240°C

Herramientasparatallado

Amarillento

Duro

de roscas, pivotes y

rojo

260°C

Brocas,herramientas

rojopúrpura

270°C

Cinceles

gorrones

para punzonar, martillos Violeta

280°C

Formones,cortafríos fresas para madera

Azul

290°C

Escoplos de cantería,

Oscuro Duro

azulclaro

Muelles 320°C

Destornilladores,

Tenaz

Cuchillos para carnicería Azul

340°C

Hachas, azuelas

Grisáceo

360°C

Estampasparaforja,

Gris

herramientasparaforjarenfrío.

C) Los aceros al cromo-níquel, que deben permanecer demasiado tiempo a las temperaturas de revenido por encima de los 550°C, deben enfriarse en agua o aceite, para evitar la fragilidad de revenido o enfermedad de Krupp. No deben revenirse estos aceros a temperaturas entre 450°C y 500°C. Si estos aceros contienen molibdeno, el peligro de fragilidad prácticamente no existe.

157


Colores de Revenido

Amarillo blancuzco

200º

Amarillo blancuzco

200º

Amarillo paja

220º

Amarillo paja

220º

Amarillo dorado

230º

Amarillo dorado

230º

Pardo amarillo

240º

Pardo amarillo

240º

Pardorrojizo

250º

Rojo

260º Rojo

260º

Rojo púrpura

270º

270º

Violeta

Azul oscuro

Azul aciano

Azul claro

280º

Pardorrojizo

Rojo púrpura Violeta

290º

Azul oscuro

300º

Azul aciano

320º

Azul claro

340º Grisazulado

280º

290º

300º

320º

340º Grisazulado

360º Gris

250º

360º Gris

158

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Medios empleados para el revenido El calor necesario para realizar el revenido puede ser comunicado a una pieza templada, en las siguientes formas: a) Planchas calientes.- Es un proceso algo empírico, pero es sumamente sencillo, y en muchos casos permite alcanzar buenos resultados. Consiste en calentar al rojo cerezaoscuro un hierro de forma y tamaño convenientes, y deslizar sobre él la pieza que se desea revenir . (Fig.84). Para herramientas de forma plana, se elige una plancha cuyas partes delgadas se tendrán más alejadas del calor. Así, el trabajo se realiza con plena visibilidad y la necesaria calma.

Revenido con planchas calientes Fig. 8

b) Arena caliente.- después del templado y el pulido, se introduce la herramienta en un recipiente que contenga arena caliente. Mientras se sigue calentando, se revuelve lentamente la pieza en la arena, para favorecer la uniformidad y observar el color de la pieza. Se utiliza este proceso para revenir machos, cojinetes, terrajas, escariadores, etc. (Fig. 9).

Fig. 9

c) Baños de aceite.- es posible emplear aceite en dos formas distintas. La primera, consiste en calentar la herramienta sobre el fuego de fragua. El aceite se inflama y su combustión provoca el revenido. Al apagarse la llama, se enfría la herramienta en agua. Se utiliza este método en herramientas delgadas, como: resortes, cortaplumas, flejes, etc., que necesita mucha elasticidad. En segundo lugar, se puede emplear el aceite de elevado punto de inflamación, contenido en una olla resistente, y calentándolo a la temperatura que se desea efectuar el revenido. Colocadas las piezas en un cesto metálico, se introducen en la olla y se dejan, hasta que hayan tomado la temperatura del baño. Se enfrían, luego, en otro baño de aceite a 20°C, o bien en agua. Este proceso permite revenir muchas piezas pequeñas y medianas a la vez, y es sumamente seguro por la uniformidad de calentamiento que proporciona.

159

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO d) Baños de sales.- Las sales se componen, general mente, de nitrato de potasio y nitrato de sodio, en proporciones distintas, relacionadas con la temperatura que se desea obtener, según nos muestra la tabla adjunta. Elementos Nitrato de potasio

Cantidad por % 0

20

40

50

55

60

80

100

Nitrato de sodio

100

80

60

50

45

40

20

0

Temperatura de fusión

280° 230°

170°

145°

135°

145°

225° 335°

Hecha la mezcla conveniente llevada al punto de fusión, se introducen en ella las piezas por revenir, las que, por ser frías, se cubren con una capa sólida y cristalina de sal. A medida que el calor se comunica a las piezas, la capa de sal se ablanda hasta desaparecer por completo. En este punto, se sacan las piezas del baño y se enfrían con la seguridad de que alcanzaron uniformemente la temperatura deseada. Es conveniente no sobrepasar la temperatura del baño, pues si no, las sales se descomponen, emitiendo gases venenosos. Por lo tanto, también en este caso, contrólese la temperatura con un termómetro adecuado. Revenir baño de sales - Coloque el material en el crisol del horno encendido, procurando que éste quede sumergido en el baño, para evitar salpicadoras.

- Tenga en cuenta precalentar el material, para eliminar la humedad. - Introduzca lentamente la pieza en el baño, para evitar salpicaduras. (Fig. 10) - Regule la temperatura de horno. - Controle el tiempo de permanencia en el horno. - Luego, retire la pieza del horno. - Enfríe la pieza al aire tranquilo o en arena caliente.

Fig. 10

160

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Causas de un mal proceso de un tratamiento térmico Es muy frecuente que el proceso de tratamientos térmicos no sea correcto; en especial, cuando se realiza en talleres de vez en cuando. Las causas y las consecuencias de los mismos pueden variar mucho. Los errores más frecuentes en el tratamiento térmico se presentan en: - La dureza insuficiente o desigual en la pieza. - Las fisuras que se presentan en la pieza. - La distorsión srcinada por el temple. La dureza insuficiente o desigual puede ser causada por: *

Temperatura de temple insuficiente y calentamiento poco uniforme.

*

Temperatura de temple demasiado alta o mantenimiento de las misma por demasiado tiempo.

*

Descarburación de la zonas superficiales.

*

Manchas blandas provocadas por bu rbujas aislantes de va por durante el enfriamiento, o falta de movimiento de la pieza en el medio de enfriamiento.

* Pérdida de temperatura, por el traslado de las piezas del horno al baño de enfriamiento (en especial, para piezas de secciones muy delgadas). * Sostenimiento inadecuado o temperaturas excesivas del mismo. * Interrupción precipitada del enfriamiento. * Falta de penetración del medio de enfriamiento, por contacto directo entre las superficies de las piezas. * Temperaturas excesivas de revenido. * Error en la selección del tipo de acero. Las fisuras en las piezas pueden ser provocadas por: *

Recalentamiento o calentamiento disparejo.

*

Enfriamiento en posición inadecuada.

*

Inadecuado recubrimiento aislante, o falta del mismo.

*

Medio de enfriamiento demasiado agresivo.

*

Introducción de piezas frías en hornos o baños muy calientes.

La distorsión por temple puede producirse por: *

Pronunciadas diferencias entre secciones contiguas.

* *

Calentamiento precipitado o disparejo. Recalentamiento.

*

Inadecuado recubrimiento aislante, o falta del mismo, durante el calentamiento.

*

Enfriamiento en posición inadecuada, o movimiento inadecuado en el medio de enfriamiento.

*

Falta de normalizado anterior al temple.

161

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO RECOCIDO- CLASES Recocer es calentar una pieza hasta una temperatura determinada y mantenerla en esta temperatura enfriándola después, en general con lentitud. Se eliminan así las tensiones internas y las solidificaciones de la textura no deseadas. Con este tratamiento se consigue ablandar los aceros y las fundiciones, para que puedan ser maquinados fácilmente. En los trabajos de forja (Fig. 1), doblado, enderezado, torneado, etc, en los aceros se desarrollan tensiones internas que deben eliminarse antes de templar la pieza, pues en otro caso darían srcen a la formación de grietas. Fig. 1

Para eliminar estas tensiones internas se procede al recocido de las piezas, que consiste en calentarlas lentamente. El recocido antes del temple se recomienda no sólo para las herramientas que acaban de ser preparadas, sino también siempre que hayan de templarse las que, hallándose en uso, están siendo sometidas a choques.

Cuando se rebasa la temperatura indicada para el recocido, se dice que el acero está recalentado, si se exagera la temperatura, el acero está quemado no puedemás regenerarse.

Fig. 2

Al calentar los aceros para su temple es preciso, si se utiliza la fragua (Fig. 2), emplear carbón de madera o coque. La temperatura del temple depende de la clase de acero, por lo que debe consultar a la casa suministradora. Para los aceros corrientes suele ser: * Hasta el rojo cereza oscuro (700°C) para aceros duros. * Hasta el rojo cereza (800°c) para aceros de dureza media: * Hasta el rojo cereza claro (900°C) para aceros dulces. Los aceros rápidos se calientan lentamente hasta el color rojo luego rápidamente hasta el blanco (1.200°C). Para enfriarlos, el baño más empleado es el de agua a 15 a 20°C, teniendo cuidado de que haya tal cantidad que su temperatura no varíe sensiblemente al templar. Para obtener temples más duros se adiciona al agua un 10% de sal de cocina (cloruro sódico) o ácido sulfúrico. Para temples suaves sirven el agua de cal o los aceites. Los aceros rápidos se enfrían en una corriente de aire, aunque también pueden emplearse sebo o aceite. No debe usarse el petróleo, porque, además de no dar las piezas en el baño, debe hacerse de manera de que no hay separación brusca entre la parte mojada y la seca. 162

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Para cortar una barra de acero, no es prudente hacer ligeras incisiones con la sierra o la lima y luego acabar de romperla a golpes, pues se corre el peligro de requebrajarla; lo mejor es cortarla completamente con la sierra. Sí, por no estar recocida, no es posible cortarla en frío, se calienta al rojo cereza. Si se trata de acero corriente, o al blanco, si es de acero rápido. Luego, con una tajadera, se abre alrededor una incisión bastante profunda; una vez fría la barra, bastará un pequeño golpe para romperla. Colores de Recocido

Pardoscuro

Pardorrojizo

Cels.

550º

Pardoscuro

630º

Pardorrojizo

550º

630º

Rojo oscuro

680º

Rojo oscuro

680º

Rojo cereza oscuro

740º

Rojo cereza oscuro

740º

Rojo cereza

780º

Rojo cereza

780º

Rojo cereza

810º

Rojo cereza

810º

claro Rojo claro

Rojo muy claro

Rojo amarillento

claro Rojo claro

850º

Rojo muy claro

900º

Rojo amarillento

950º

Rojo amarillento

claro

850º

900º

950º

Rojo amarillento 1000º

claro

Amarillo

1000º

Amarillo 1100º

1100º

Amarillo claro

Amarillo claro 1200º

1200º

Blancoamarillento

Blancoamarillento 1300º o más.

163

1300º o más.

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Clases de recocidos Los más utilizados son los denominados: * Recocido de regeneración, Recocido globular, y Recocido subcrítico. Recocido de regeneración Sirve para regenerar la estructura del material y ablandarlo. En este tratamiento, las piezas son calentadas a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior, generalmente de 20°C a 40°C. Para los aceros al carbono, estas temperaturas son las siguientes: Debido al que el recocido de regeneración el material es calentado a temperaturas elevadas; se debe proteger contra la descarburación. El calentamiento tiene que hacerse lentamente. Cuando las piezas tienen un diámetro que supera los 200 mm, se deben precalentar antes de llevarlas a la temperatura de recocido. El enfriamiento de las piezas se debe hacer lentamente, con una velocidad de enfriamiento de 20°C por hora, dentro del horno, hasta que se haya alcanzado una temperatura comprendida entre los 300°C y 500°C, dejando luego que se enfríen al aire. Cuanto más lento sea el enfriamiento hasta cierto límite, más blando quedará el material. Recocido globular

Contenido de carbono

Temperatura de recocido

En el acero (%) 0,1

de regeneración (°C) 910

0,2

890

0,3

850

0,4

830

0,5

810

0,6

790

0,7 0,8

775 760

0,9

760

Este tratamiento se emplea para facilitar el maquinado de los aceros dejándolos con una dureza menor que la obtenida con el recocido de regeneración. El calentamiento se realiza a una temperatura intermedia entre a crítica superior y la inferior. Las temperaturas de recocido globular para los aceros al carbono son las siguientes: Contenido de carbono Temperatura de recocido El enfriamiento de las En el acero (%) globular (°C) piezas también se hace en 0,1 780 forma lenta, a una 0,2 780 velocidad aproximada de 0,3 780 10°C a 20°C por hora. 0,4 760 El recocido globulara se 760 aplica generalmente los 0,5 aceros al carbono o 0,6 760 aleados con más de 0,9 % 0,7 760 de carbono, aunque 0,8 750 también se pueden recocer 0,9 750 aceros con un contenido de 1,0 760 carbono inferior al mencionado. 1,1 780 1,2 780 164

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Recocido Subcrítico El calentamiento se realiza a temperaturas por debajo del punto crítico inferior. El enfriamiento conviene hacerlo dentro del horno. Para dar este tratamiento a los aceros aleados, se debe consultar los catálogos de los fabricantes. En general, las temperaturas de calentamiento están comprendidas entre 500º C y 700º C, según el espesor, la composición química del acero y el resultado deseado. Se emplea este tratamiento para eliminar las tensiones internas y ablandar el material, aunque las durezas obtenidas son mayores a las que se consiguen cuando el acero se trata por un recocido lobular o de refrigeración. Generalmente, los aceros y fundiciones empleados en la construcción de maquinarias se someten a este tratamiento, que es muy utilizado industrialmente por ser el más económico y rápido. En la Fig. 1 se pueden observar las diferentes durezas, medidas en unidades Brinell, que se obtienen con los tres tipos de recocido. Así, como por ejemplo, cuando se ha tratado un acero con 0,7% de carbono, las durezas conseguidas son las siguientes: Conunrecocidosubcrítico

:

200Brinell

Con un recocido de refrigeración : Conunrecocidoglobular

186 Brinell

:

175Brinell

250

Recocido Subcrítico 200 186 175

Recocido Globular

n r B z r

Recocido de Regeneración D

0, 1

0,3

0 ,3 0 ,5 0 ,7 Porcentaje en Carbono (%)

0 ,9

Observación Existe otro tratamiento de recocido, denominado isotérmico que consiste en calentar el material a una temperatura de 10º C a 30º C por encima de la crítica superior, enfriarlo en un baño de sales calientes, a una temperatura de 10º C a 20º C por debajo de la crítica inferior, manteniéndolo el tiempo necesario (depende del espesor y de la composición química del acero), para que se verifique la transformación, para después enfriarlo al aire. Los tiempos se determinan de acuerdo a las “curvas de la s”, de los aceros. 165

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Defectos en el recocido

1200 E

ºC 1100

El recocido a temperatura demasiado baja no da la deseada transformación de estructura. Así, por ejemplo, el acero reforzado en frío puede no ablandarse suficientemente.

Amarillo Amarillorrojizo

1000 G 900

ra u t ra 800 e p m 723 e T

Con recocido a temperatura demasiado alta el acero resulta

Rojo claro Normalizado Rojo cereza

P S

600

K

Recocido abland

Rojo oscuro

Recocido eliminar tensiones

500

recalentado con ellobien, su granulado hace basto. yAhora mediantese repetición del recocido, pero de modo

Amarillo claro

Pardo oscuro

400 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

%

2,0

Contenido de carbono

correcto (normalización), puede afinarse de nuevo. Si el acero al carbono se calienta hasta el rojo blanco, se quema el carbono y el acero resulta totalmente inutilizado. El acero quemado es inservible Un recocido demasiado largo a temperatura correcta disminuye la resistencia por formación de granulación basta. Existe además el peligro de que el acero se descarbure en las zonas marginales por combinarse el carbono con el oxígeno del aire. El acero no se endurece en las capas descarburadas

Descarburación en los bordes (Aumentado 150 veces)

NORMALIZADO Normalizado: según el contenido de c, por encima de la línea GSK, entre 850°C y 950°C en el diagrama hierro- carbono, se elimina la estructura demasiado gruesa del grano y srcina una nueva, uniforme, de grano fino (refinado). Las piezas de acero que han sufrido trabajos en caliente o en frío, y enfriamientos o calentamientos irregulares en un tratamiento anterior, quedan con tensiones internas, que se eliminan mediante el normalizado. Este tratamiento sirve también para uniformar y refinar la estructura del material. Consta de 3 etapas importantes: Calentamiento, Permanencia, y Enfriamiento. Contenido de carbono

Calentamiento .- Las piezas que van a ser normalizadas, se deben calentar a una temperatura de 20°C a 30°C por encima de la temperatura crítica superior.

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Para los aceros al carbono, las 0,6 temperatura usuales en el 0,7 normalizado son las siguientes: 0,8 0,9

En el acero (%)

166

Temperatura de recocido 935 910 880 860 840 820 810 800 785

de regeneración (°C)

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO El calentamiento debe hacerse en forma lenta, especialmente cuando se van a normalizar piezas grandes o de formas complicadas. En caso de que el horno haya alcanzado la temperatura final del tratamiento, este tipo de piezas se debe precalentar antes de introducirlas en el horno. Permanencia.- Es el tiempo durante el cual se mantiene las piezas a la temperatura de tratamiento. En el normalizado, este tiempo es generalmente corto, dependiendo de la rapidez con que se haya ejecutado el tratamiento del material. Así, si se realizó lentamente, la permanencia debe ser corta; pero si se calentaron las piezas con rapidez, el tiempo de permanencia en el horno debe ser mayor, con el fin de que todo el material alcance la temperatura del normalizado. Los fabricantes de aceros suelen recomendar las temperaturas de calentamiento y el tiempo de permanencia. Sin embargo, generalmente, cuando se usan hornos de cámara, se emplea un tiempo de calentamiento de alrededor de 20 minutos por cada 20 mm de espesor o diámetro del material. Usando hornos de baños, el tiempo de calentamiento es menor. En la Figura 1 se presentaran los tiempos de permanencia en hornos de cámara y de baño, de acuerdo al diámetro de las piezas. Si se está tratandoenen 40 mm, el tiempo unredondo horno dede cámara es de 10 minutos, y en el baño de sales, de 6 minutos.

15

) s o t u n i m ( 10 a i c n e lu F6 e d5 o p m e iT

ra ma Cá de s o o rn ho B añ de En os orn h En

0

10

20

30

40

50

60

Diámetros (milímetros)

Enfriamiento El enfriamiento de las piezas en el normalizado se realiza en el aire tranquilo, con el fin de obtener una estructura fina y uniforme en el material tratado. Aplicaciones El normalizado se aplica generalmente a los aceros con un contenido de carbono de 0,5% que han sufrido trabajos en frío o en caliente, tales como laminación o forja. Asimismo, se normalizan los aceros que han sido sobrecalentados en un tratamiento anterior y en los que su estructura ha sufrido un crecimiento de los granos, al mantenerlos durante mucho tiempo a altas temperaturas. También se normalizan las piezas d fundición, para obtener mejores cualidades mecánicas del material. El normalizado se aplica solamente en aceros que no adquieren dureza al enfriarse al aire tranquilo.

167


PIRÓMETROS - TIPOS USOS Para comprobar la temperatura de los metales se emplean tres tipos de pirómetros; el pirómetro termopar de inmersión, el pirómetro óptico y el pirómetro de radiación. 

El Pirómetro Termopar de Inmersión En 1820, T. J. Seebeek encontró que al unir dos metales diferentes, tales como cobre y hierro, para formar un bucle cerrado y mantener esta unión a temperatura diferente de la otra, fluye por el bucle una corriente eléctrica. (Fig. 1)

Pirómetro de inmersión

Par térmico Fig. 1

Este efecto se conoce como el efecto termoeléctrico o efecto de Seebeck. No diferencia entre la unión fría y larelacionada caliente se registra en uncon milivoltímetro. Sobre el milivoltímetro se coloca una escala directamente la temperatura para que se puedan tomar lecturas en grados centígrados o Fahrenheit, en lugar de lecturas en milivoltios. Los pirómetros de par térmico tipo inmersión se limitan por lo general para usos inferiores a 1370 ºC (2500 ºF). A mayores temperaturas, el par térmico se comienza a desintegrar. 

Pirómetro Óptico Se empelan pirómetros de radiación para la medición de temperatura de metales al rojo o en fusión hasta unos 3000ºC. Las radiaciones térmicas se recogen con una lente óptica y se llevan a un termoelemento. La escala del medidor de intensidad eléctrica se gradúa en grados Celsius o Kelvin. (Fig. 2). En el amperímetro de radiación se condensan las radiaciones de calor y calientan el punto de soldadura de un termoelemento.

Lente Plaquita de platino Escala en ºC

Pto. Sold.

Rayos caloríficos Termoelemento Fig. 2

168

Medidor de corriente (microamperímetro)

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO El pirómetro óptico se basa en el principio de emisión de cuerpo negro. Los cuerpos negros, para propósitos prácticos, no son materiales reflejantes (tal como un recubrimientos de óxido) que emiten casi el cien por ciento de su energía radiante. Las superficies reflejantes (por ejemplo, los metales en estado de fusión) emiten sólo una porción de su energía radiante; en consecuencia, la emisividad de un cuerpo negro va de 1.0 hacia abajo, donde 1.0 es la radiación máxima o máxima liberación de energía radiante. Hay tres tipos de pirómetros ópticos: de filamento constante, de filamento que desaparece (a y b) y también de radiación. Las mediciones de temperatura con cualquier tipo de filamento, tanto con el filamento constante como con el que desaparece se hace de la misma manera. El primer paso es ajustar la lente objetivo a la mayor finura de foco posible. El siguiente es ajustar ya sea la cuña óptica movible por medio del uso de un ajuste exterior sobre el instrumento o bien, ajustar el filamento variable ajustando el reóstato sobre el filamento desvanecedor. Con cualquiera de los tipos se debe percibir un punto de prueba antes del ajuste. Después de afocar la lente objetivo, se presiona el contacto que enciende la lámpara y aparece un punto de comprobación de la temperatura (c). (Fig. 3). Entonces, se hace girar ya sea la perilla del reóstato o la cuña óptica variable hasta que se desvanezca el punto de comprobación. Un punto de comprobación negro indica un ajuste de temperatura muy bajo del reóstato o de la cuña. Un punto de comprobación que semeja un círculo hueco, señala un ajuste demasiado alto. El ajuste correcto es cuando no aparece el punto de comprobación.

Fig. 3 Pirómetro óptico. (a) Filamento constante; (b) Fil amento desvanecedor; punto de comprobación de temperatura

169

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO La Figura 4 siguiente muestra un pirómetro óptico con una escala especial para hierro y acero. Los pirómetros ópticos se diseñan para usarlos con temperaturas sobre 0 537 C (1 000 ºF).

Todos los pirómetros ópticos, ya sean de filamento constante, filamento desvanecedor o de radiación, funcionan con base en el principio de que la fuente de luz principal es monocromática y sólo de longitud de onda roja.

Fig. 4

Pirómetro óptico para comprobar la temperatura del hierro y del acero

En los pirómetros ópticos se utiliza la luz roja porque es el primer color normalmente asociado con el aumento en la temperatura. El rojo es también el color que una persona daltónica puede ver, por lo tanto, cualquiera es capaz de tomar mediciones de temperatura con el pirómetro óptico. Otro factor importante es que la radiación roja es extremadamente sensitiva a los 0 cambios de temperatura. De hecho, la radiación roja a 1370 C (2 500 0F) cambia doce veces más rápido que el aumento o disminución en la temperatura emitida. Esta relación de 12:1 asegura la exactitud de los pirómetros ópticos.



Pirómetros de Radiación Los pirómetros de radiación no se diferencian de los pirómetros ópticos en su principio de operación. (Fig. 5)

Su funcionamiento se basa en la teoría de que el objetivo calentado emite ondas de calor y de luz y que esta energía se puede medir contra un cuerpo negro estándar conocido. Pirómetro de radiación Fig. 5

El pirómetro de radiación funciona simplemente al apuntarlo hacia la fuente que se va a medir y oprimir el botón que activa la fuente de energía. Es importante la distancia desde la fuente de calor a la lente objetivo del pirómetro de radiación, porque estos pirómetros tienen una longitud focal fija. La distancia óptima desde la lente objetivo a la fuente de calor es de 15 veces el diámetro de la abertura de la fuente de calor.

170

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO La energía radiada se recoge por medio de la lente objetivo, pasa a través de un filtro rojo e incide sobre un par térmico encerrado al vacío. El par térmico o termopar, está conectado a un milivoltímetro (potenciómetro) con una escala indicadora de temperatura. La lectura es completamente automática. (Fig. 6)

Pirómetro de radiación foco fijo Fig. 6

Los pirómetros de radiación se emplean para medir temperaturas en hornos de mufla, estufas de recocido y otros tipos de hornos de cuerpo negro. Se usan para determinar la temperatura de materiales tales como carbono, hierro y acero. Cuando se toman mediciones con pirómetros ópticos y de radiación, se debe cuidar que. los humos no oscurezcan la visión a través del pirómetro, porque cualquier interferencia de ese tipo cambiará las lecturas de la temperatura. De nuevo, como con otros dos tipos consultar de pirómetros se miden otros distintos del hierro y los el acero, se debe una ópticos, tabla de si conversión antesmetales que se pueda medir una temperatura precisa, porque los pirómetros de radiación se ajustan a una relación de emisividad de 0.4.

Pirómetro termoeléctrico (termoelemento). (Fig. 7). Si se calienta el punto de soldadura de dos alambres de distintos material, aparece una tensión eléctrica de contacto (termoefecto). La tensión depende de la diferencia de temperaturas entre el punto de medición “caliente” y el extremo “frío” de los alambres. Los electrones no se hallan ligados por igual en los distintos metales. Como consecuencia se produce un cambio de electrones que dependerá de la temperatura. De esta manera, uno de los metales se hará positivo por la pérdida de electrones y el otro se cargará negativamente por la ganancia de electrones. Circula una corriente eléctrica. Los termoelementos se hacen de cobre-constantán (hasta 600°C) y de platino rodioplatino (hasta 1 600°C).

Escala (graduada en ºC)

Amperímetro

Fig. 7 Termoelemento

Corriente termoeléctrica Alambre de cobre Pto soldadura Constantán

171

Calor


NORMALIZACIÓN DE LOS MATERIALES METÁLICOS Normalización significa unificar materiales, formas y tamaños.

Subdivisión de los tipos de acero En la EURONORM se hace la subdivisión de los tipos de aceros según su composición química y sus propiedades.

- Aceros n o al eados .- el porcentaje aleado no alcanza los límites indicados en la tabla. - Aceros aleados .- el porcentaje de un elemento aleado alcanza o sobrepasa, como mínimo en un elemento, el límite fijado.

Subdivisión según las propiedades al uso Los aceros básicos son de escasa pureza y homogeneidad de textura. No están aleados ni son adecuados para tratamiento térmico (bonificado, temple superficial). (Fig. 1).

Fig. 1

T

U

Á(nLg) ulo

Los aceros de calidad presentan una pureza mayor y unas características superficiales mejores que son los aceros básicos. Pueden ser no aleados o aleados. Los aceros de calidad no aleados son en general aceros de construcción para plegar y perfilar en frío, barras y alambre laminado por estirado y chapas por embutición profunda (Fig. 2), así como aceros para conformación en frío y en caliente. Los aceros de calidad aleados son aceros de construcción de grano fino, con alto límite de fluencia. Se emplean como aceros para tornos automáticos, para chapas, banda, muelles y piezas de desgaste. Los aceros finos poseen un bajo contenido de inclusiones no metálicas. Los aceros finos no aleados son apropiados para el tratamiento térmico, siendo, aleados, acero de construcción de grano fino con un límite de fluencia garantizado, de 420 N/mm2 como mínimo. Se emplean para aceros de construcción, aceros para herramientas y aceros con propiedades especiales.

Fig. 2

Redondo

Plano

172

Cuadrado


DESIGNACIÓN DE LOS TIPOS DE ACERO La designación se hacia hasta ahora según DIN 17006. Sin embargo esta norma se ha retirado. Hasta que aparezca la correspondiente norma ISO se forman abreviaturas por el sistema descrito en DIN 17006. Una designación completa consta de la parte de fabricación, de la parte de composición y de la parte de tratamiento. En la parte de fabricación hay sólo letras, las cuales indican el tipo de fusión, así como las propiedades que resultan de la misma. En la parte de composición figuran cifras y letras que indican las propiedades de uso, resistencia a la tracción, composición química y/o grupo de calidad. En la parte de tratamientofiguran cifras y letras, que indican el tipo de conformación, el tratamiento térmico y el ámbito de la garantía.

Designación

Número del material

Soporte Engranaje cónico Carcasa

Material

1.0038

Rst 37-2

1.1141

Ck 15

0.7040

GGG-40

Con la normalización pueden designarse abreviadamente y claramente los materiales.

ACEROS BÁSICOS Clases de aceros básicos 2

Rm mayor que 690 N/mm y menor que 0,05% P y S. Contenido de carbono  0,10%

ACEROS DE CALIDAD Aceros de calidad no aleados |

Aceros de calidad aleados

Aceros de construcción en general, con R m < 500 N/mm . 2

Subdivisión de las clases de acero según las exigencias en sus propiedades de utilización

Otros con < 0,10% C. Contenido de P y/o S hasta 0,045%.

ACEROS FINOS No aleados Acero fino Aceros de Construcción

Aleados Acero fino Acero de construcción con acero resistente al desgaste, con acero de rodamientos

Aceros de Construcción 1a a 3 a calidad

Acero de herramientas Con acero rápido

Acero resistente químicamente con acero inoxidable y acero resistente a las altas temperaturas

Contenido en P y/o S hasta 0,035%

173


Términos Técnicos En el proceso de tratamientos térmicos de hierros y aceros, se emplea una gama de términos técnicos cuyo significado es necesario conocer:

- Tratamiento térmico Tratamiento o sucesión de tratamientos, en los que se somete una pieza en estado sólido o altas temperaturas, para obtener determinadas cualidades del material.

- Descarburación Disminución del contenido de carbono, que se limita mayormente a las capas superficiales.

- Duración del enfriamiento Intervalo de tiempo, la inmersión hasta sacar la pieza del medio de enfriamiento.

- Duración d el c alentamiento Intervalo de tiempo comprendido desde el principio del calentamiento hasta que la superficie de la pieza alcanza la temperatura establecida.

- Duración de la detención Tiempo que se mantiene un material a una misma temperatura alta.

- Endurecimiento Dureza de un acero, del temple. El término abarca también máxima la durezaalcanzable máxima involuntaria que después puede adquirir el material después de la soldadura o el corte autógeno.

- Enfriamiento Enfriamiento rápido de una pieza.

- Enfriamiento a muy bajas temperaturas Tratamiento adicional de aceros templados a temperaturas muy bajas, de alrededor de 180°C, para reducir el contenido de austenita residual.

- Ensayo de temple en hacer de cementación Ensayo para la determinación aproximada de la resistencia a la tracción del núcleo de aceros de cementación. Por lo general, se realiza con discos de distintos espesores.

- Envejecimiento Mantenimiento del acero, una o varias veces, a temperaturas moderadas (encima o debajo de la temperatura ambiente), para obtener de modo acelerado cambios de cualidades (envejecimiento artificial) que, de otra forma, a la temperatura ambiente, se producirían recién en un tiempo prolongado (envejecimiento natural).

- Fragilidad d e re venido Reducción de la tenacidad por el revenido en una región determinada de temperaturas, o por el enfriamiento lento, a través de esta región de temperaturas. 174


- Nitruración Calentamiento en medios que despiden nitrógeno, para obtener superficies enriquecidas con nitrógeno.

- Nitrurar en gas. Nitrurar en gases que separan nitrógeno. Nitrurar en baños de sal. Nitrurar en baños de sal que despiden nitrógeno.

- Oxidación po r re cocido Recocido en condiciones que producen o mantienen una capa de oxidación bien adherida.

- Precalentamiento Calentamiento lento, a una temperatura por debajo de la temperatura del tratamiento previsto. Por ejemplo, para evitar fisuras por tensiones.

- Profundidad de temple Profundidad hasta la cual existe una determinada temperatura alta, manteniendola a la misma y enfriando luego, mayormente en forma lenta, para eliminar tensiones o ablandar el material.

- Revenido Calentamiento después del temple a temperaturas inferiores al punto crítico.

- Revenidos a baj as t emperaturas Revenido a bajas temperaturas, en baño de aceite o agua.

- Temple al aceite Enfriamiento al aceite.

- Temple de inmersión Temple de la superficie de piezas, después del calentamiento d las capas exteriores, por inmersión en baños de sal o de metales a elevadas temperaturas.

- Temple e n a ire Temple realizado con enfriamiento en aire.

- Temple por cementación Temple, después de una previa carburación; o, en determinados casos, una simultánea nitruración de la superficie.

- Cementar Proceso para obtener un enriquecimiento de carbono, limitado generalmente a las capas exteriores de una pieza.

- Carbonitruración Enriquecimiento simultáneo de carbono y nitrógeno en la capa exterior, por mantener el material srcinal a temperaturas por encima o por debajo del punto de conversión, en medios que despiden carbono y nitrógeno. 175


Cálculo de la Regla de Guildin l =línea,longitud

M=superficiederevolución

ds =diámetrodelbaricentro.

O=superficie

A = superficie del corte transversal.

V = volumen

U = Perímetr

línea de que gira alrededor de un eje engendra una 1. Superficie de revolución Una superficie revolución por tanto. Sup. de revolución = l giratoria x trayecto del baricentro l

M

s

=l

. ds . 

ds

2. Superficie

Un perímetro que gira alrededor de un eje engendra una superficie, por tanto

S

Superficie

= U giratorio x trayecto del baricentr

O

U

=

o

. ds . 

U

3. Volumen d

La superficie de una sección transversal que gira alrededor de un eje engendra un volumen, por tanto

s

Volumen

=Agiratoria x trayecto del baricentro

V

=A

. ds . 

Nota: A

ds = diámetro interior + pared ds = diámetro exterior - pared ds = diámetro exterior + diámetro interior 2

4. Resumen

Con ayuda de la regla Guldin se pueden calcular las superficies de revolución y los volúmenes de los cuerpos de rotación. Sup. de revolución = l giratoria x trayecto del baricentro Superficie

= U giratorio xtrayecto del baricentro

Volumen

=Agiratoria x trayecto del baricentro 176

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Un casquillo de 70 mm de longitud tiene los diámetros 2 30/50. Calcule la superficie de revolución en cm y el 3 volumen en cm .

5. Ejemplo

buscado dado

2

M en cm , V en cm

3

A

l = 70 mm

L

d D

d = 30 mm D = 50 mm

solución M = I . D . 3,14 = 7 cm . 5 cm . 3,14

M = 109,9 cm2 V = A . d s . 3,14 2

= 7 cm . 4 cm . 3,14

V = 87,92 cm3 Atención En las indicaciones de diámetros hay que tener cuidado si se trata de diámetros interiores o exteriores.

Para una bocina de 180 mm de diámetro exterior hay que 3 determinar según el dibu jo el volumen en cm .

6. Ejemplo

buscando L, V 30 x 45

dado

d = 80 mm D = 150 mm

solución L = d mx  = 15 x 3,14

180 3

V cm 

L = 47,1 cm V=A.L = 4,5 x 3 x 47,1

V = 635,85 cm3

177


CALENTAMIENTO DEL ACERO POR ENCIMA DE LOS 723ºC Al calentar un acero por encima de los 723ºC, se produce una modificación de su 1147 1100 ºC 1000 G 900

textura. Los átomos de carbono se desprenden de los cristales de carburo de hierro y se distribuyen uniformemente entre los cristales.Al mismo tiempo se modifica la forma de la retícula cristalina que se ha cúbica centrada en lascon caras con 14sólida” iones de hierro. Esta textura “solución se denomina austenita. Si se sigue calentando, los granos cristalinos se hacen cada vez más gruesos. (Fig. 1).

Austenita (sólida)

800 P Ferrita austenita 700

S a

Ferrita + perlita t li r

E

Austenita + cementita K Perlita + cementita

e P

0

0,5

0,83

%C

2,06

Fig. 1. Calentamiento de la textura del acero por encima de 723º C en el diagrama hierro -carbono.

Distintas formas de la textura

Si se tiene una textura perlítica pura (Fig. 2) con 0,83% de C, al calentar a la temperatura de 723°C todos los granos se convierten en textura de austenita. Si el contenido de carbono es inferior a 0,83%, sólo se convierte en austenita la parte de perlita. La parte de ferrita permanece al principio en la textura como cristales de hierro. Se tiene así una mezcla de austenita y ferrita. Si el contenido del carbono es superior al 0,83%, en torno a los cristales se han formado cáscaras duras de carburo de hierro. La textura está formada por una mezcla de austenita y cementita. Los

Austenita Carbono

granos no se transforman en por austenita más temperaturas más elevadas, encima de la línea GSE del diagrama hierro- carbono. En este intervalo de temperatura, el acero está formado por una textura uniforme de cristales mixtos. Es resistente a la corrosión, blando y no magnético, pero al enfriarse, se forman otros componentes de la textura.

Hierro Carbono Calentamiento a más de 723ºC.

Fig. 2. Textura perlítica del acero que se convierte en austenita al calentarlo por encima de los 723ºC.

Austenita (hierro, centrado en las caras)

Reconversión por enfriamiento lento Si el enfriamiento es lento, vuelve a formarse la textura primitiva. En la línea GSK, de los cristales centrados en las caras se forman cristales centrados en el cuerpo. En función del contenido de carbono puede tratarse de granos de ferrita, de granos de perlita o de granos de cementita. Por debajo de los 723°C todos los átomos de carbono se han desprendido de la textura cristalina con centrado en las caras de la austenita.

Reconversión por enfriamiento rápido Sí el enfriamiento es rápido se impide la formación de perlita, produciéndose un reabatimiento de la centrada en las caras a la centrada en cuerpo, pero los átomos de carbono quedan retenidos en su sitio, el que habían tomado en la austenita. Sin la causa del carbono forzado a permanecer en ellas. La consecuencia es una textura dura, quebradiza y aciculada que se denomina martensita. El resultado es un acero endurecido, templado. (Fig. 3)

Fig. 3 Textura perlítica del acero que se convierte en austenita al calentarlo por encima de los 723ºC.

178


CLASES DE CORTE Un corte es una representación convencional de todo lo que se sitúa dentro de corte y las partes que se ve detrás de este.

Clases de cortes: En el dibujo técnico los cortes principales son los siguientes: * Corte total sección total * Medio corte semi sección * Corte parcial * Corte escalonado * Corte alineado o rebatido * Corte de detalles.

CORTE TOTAL O SECCIÓN TOTAL Es una representación en la que el plano de corte atraviesa totalmente el sólido (pieza), pasa directamente por el eje principal (eje de simetría), considerando como separada la mitad del sólido. El corte total es un corte en un plano. (Fig. 1). En la Figura2, se ilustra la perspectiva de la mitad del sólido a representar en corte total.

25

15

x

R

3

60º

5

5

Fig. 2.

Fig. 1.

179


Corte Total (longitudinal) Es el corto que se obtiene al seleccionar un sólido con un plano paralelo, al eje longitudinal. El corte longitudinal se representa en la vista superior y frontal.

Plano de corte Objeto Proyección Ortogonal

Sección A - A A

A

Sacar una vista ortogonal seccionada Plano de corte En la vista completa se traza la línea de corte que indica el sitio por donde se ha seccionado.

180


Reglas para representar piezas en Corte Total 1. Las aristas interiores se hacen visibles por medio de cortes a lo largo de la línea media. Hay que imaginarse que la mitad delantera de la pieza está recortada.

Vista

Sección total

4 5 º

4 5 º

2. El rayado se hace con líneas continuas con una inclinación de 45° respecto a la línea media o a la arista base.

3. La distancia entre las líneas de rayado se reduce a medida que disminuye el plano de corte. di re cc .p ri nc i

4. Planos muy angostos (por ejemplo en secciones de perfiles) se dibujan negros. Planos ennegrecidos que se tocan, se separan con una ranura.

pa l

5. Planos oblicuos de corte se rayan a 45° respecto a la dirección principal.

6. Piezas unidas o adyacentes deben rayarse en direcciones opuestas o bien con rayados diferentemente distanciados. Los planos de corte de un cuerpo son rayados siempre en la misma dirección. 43

7. Para anotar la cifra de cota hay que interrumpir el rayado.

181


Ejercicios Representar las siguientes piezas en corte como indican las figuras.

1

2

3

4

5

6

182


Ejercicios Representar las siguientes piezas en corte como indican las figuras

7

8

9

10

11

12

183


DIAGRAMA DE TEMPLE Y REVENIDO a) Diagrama de temple

2

3 1

a r u t a r e p m e T

Tiempo

b) Diagrama de revenido

2 3

1 a r u t a r e p m e T

Tiempo

1 Calentar 2 Mantener 3 Enfriar lento

184


Cuidados en el uso de los Pirómetros Öpticos

* Tenga mucho cuidado al utilizar los Pirómetros ópticos evite que se golp een ya que están diseñados con unos sensores que emiten rayos láser.

Rangos de Temperatura: 840 - 5430 OF 450 - 3000 OC Precisión: ± 3 'C (± 5 'F) Alcanzable en condiciones reales.

* Evitar de sobrepasar de la temperatura diseñada en los pirómetros con filamentos delgados de diámetros pequeños 0,002” que pueden medir a temperatura 770 º C y con filamentos de mayor diámetros hasta 29007 C:

Rangos de Temperatura: 1100 - 5250 ºF 595 - 2900 ºC Precisión: ± 0.33% de la lectura

185


CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA Introducción Contaminación atmosférica, contaminación de la atmósfera por residuos o productos secundarios gaseosos, sólidos o líquidos, que pueden poner en peligro la salud de los seres humanos y producir daños en las plantas y los animales, atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores desagradables. Cada año, los países industriales generan miles de millones de toneladas de contaminantes. (Fig. 1). Los contaminantes atmosféricos más frecuentes y más ampliamente dispersos son el monóxido de carbono, el dióxido de azufre, los óxidos de nitrógeno, el ozono, el dióxido de carbono o las partículas en suspensión. El nivel suele expresarse en términos de concentración atmosférica (microgramos de contaminantes por metro cúbico de aire) o, en el caso de los gases, en partes por millón, es decir, el número de moléculas de contaminantes por millón de moléculas de aire. Muchos contaminantes proceden de fuentes fácilmente identificables; el dióxido de azufre, por ejemplo, procede de las centrales energéticas que queman carbón o petróleo. Otros se forman por la acción de la luz solar sobre materiales reactivos previamente emitidos a la atmósfera (los llamados precursores). Por ejemplo, el ozono, un peligroso contaminante que forma parte del smog, se produce por la interacción de hidrocarburos y óxidos de nitrógeno bajo la influencia de la luz solar. El ozono ha producido también graves daños en las cosechas. Por otra parte, el descubrimiento en la década de 1980 de que algunos contaminantes atmosféricos, como los clorofluorocarbonos (CFC), están produciendo una disminución de la capa de ozono protectora del planeta ha conducido a una supresión paulatina de estos productos.

Efectos a Gran Escala Las altas chimeneas de las industrias (Fig. 1) no reducen la cantidad de contaminantes, simplemente los emiten a mayor altura, reduciendo así su concentración in situ. Estos contaminantes pueden ser transportados a gran distancia y producir sus efectos adversos en áreas muy alejadas del lugar donde tuvo lugar la emisión. El pH o acidez relativa de muchos lagos de agua dulce se ha visto alterado hasta tal punto que han quedado destruidas poblaciones enteras de peces. En Europa se han observado estos efectos, y así, por ejemplo, Suecia ha visto afectada la capacidad de sustentar peces de muchos de sus pueden lagos. Las de dióxido de del azufre y la subsiguiente formación ácido sulfúrico seremisiones también responsables ataque sufrido por las calizas yde el mármol a grandes distancias. El creciente consumo de carbón y petróleo desde finales de la década de 1940 ha llevado a concentraciones cada vez mayores de dióxido de carbono. El efecto invernadero resultante, que permite la entrada de la energía solar, pero reduce la reemisión de rayos infrarrojos al espacio exterior, genera una tendencia al calentamiento que podría afectar al clima global y llevar al deshielo parcial de los casquetes polares. Los informes publicados en la década de 1990 indican que el efecto invernadero es un hecho y que las naciones del mundo deberían tomar medidas inmediatamente para ponerle solución. 186


Medidas Gubernamentales Muchos países tienen normas sobre la calidad del aire con respecto a las sustancias peligrosas que pueda contener. Estas normativas marcan los niveles máximos de concentración que permiten garantizar la salud pública, y controlan los niveles de emisión (lo que emite la fuente contaminante) e inmisión (lo que recibe el organismo receptor, por ejemplo una persona). En ese sentido, se han establecido normas para limitar las emisiones contaminantes del aire que producen las diferentes fuentes de contaminación. En diciembre de 1997 se celebró en Japón la Tercera Conferencia de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático donde más de 160 países adoptaron el denominado Protocolo de Kioto. Este tratado establece que los países industrializados deben reducir, antes del año 2012, sus emisiones de gases causantes del efecto invernadero a niveles un 5% más bajos de los registrados en 1990. (Fig. 2). Las inversiones pueden ser duraderas bajo un sistema estacionario de altas presiones unido a una baja velocidad del viento. Un periodo de tan sólo tres días de escasa mezcla atmosférica puede llevar a concentraciones elevadas de productos peligrosos en áreas de alta contaminación y, en casos extremos, producir enfermedades e incluso la muerte. En 1948 una inversión térmica sobre Donora, Pennsylvania, produjo enfermedades respiratorias en más de 6.000 personas, ocasionando la muerte de veinte de ellas. En Londres, la contaminación segó entre 3.500 y 4.000 vidas en 1952, y otras 700 en 1962. La liberación, como consecuencia de un accidente ocurrido en una fábrica de pesticidas, de unas 40 toneladas de isocianato de metilo a la atmósfera (junto con otras sustancias químicas como cianuro de hidrógeno), durante una inversión térmica, fue la causa del desastre de Bhopâl, India, en diciembre de 1984, que produjo, durante las primeras semanas, al menos 6.000 muertes (aunque posteriormente la cifra ascendió a más de 16.000 víctimas mortales) y más de 500.000 afectados. Los efectos de la exposición a largo plazo a bajas concentraciones de contaminantes no están bien definidos; no obstante, los grupos de riesgo son los niños, los ancianos, los fumadores, los trabajadores expuestos al contacto con materiales tóxicos y quienes padecen enfermedades pulmonares o cardiacas. Otros efectos adversos de la contaminación atmosférica son los daños que pueden sufrir el ganado, los cultivos y los ecosistemas forestales, como los provocados por la lluvia ácida en los bosques de coníferas del centro y norte de Europa. A menudo los primeros efectos perceptibles de la contaminación son de naturaleza estética y no son necesariamente peligrosos. Estos efectos incluyen la disminución de la visibilidad debido a la presencia de partículas diminutas suspendidas en el aire, y los malos olores, como la pestilencia a huevos podridos producida por el sulfuro de hidrógeno que emana de las fábricas de papel y celulosa.

187


HOJA DE TRABAJO

1.

¿Qué es Revenido y para qué se utiliza en el proceso de tratamiento térmico?

2.

¿Qué se consigue con el tratamiento t´érmico de Recocido?

3.

¿qué medios de enfriamiento se utilizan en revenido?

4.

¿En qué consiste la fragilidad del revenido?

5.

¿En qué consiste el proceso de recocido de regeneración?

6.

¿Cómo se determina el tiempo de permanencia en el proceso de revenido?

7.

¿Cuáles son las causas en el proceso de tratamiento térmico cuando el acero adquiere una dureza insuficiente?

8.

¿Cuáles son las causas enfisuras? el proceso de tratamiento térmico cuando la pieza después de tratada presenta

9.

¿Cuál es el proceso de ejecución en el tratamiento normalizado?

10. ¿Cómo esta constituido un Piróme tro Termoeléctrico? 11. ¿Qué aceros no son adecuados para tratamientos térmicos? 12. ¿Cómo se clasifican los aceros de calidad? 13. ¿Cómo se clasifican los aceros finos? 14. ¿Cuáles son los errores más frecuentes en el Tratamiento térmico? 15. ¿Cuáles son las texturas que se forman al calentar un acero por encima de los 723ºC? 16. ¿Qué textura forma el acero al ser enfriado rápidamente?

188


HOJA DE TRABAJO 1-3

Ejercicios

d

RegladeGuldin

1.

Se requiere pintar un gasómetro de 22 m de diámetro 2 exterior y 12m de altura. ¿Cuán tos m hay que pintar?

2.

Un rodillo de 320 mm de diámetro y 0,65 m de longitud gira 125 veces por minuto.

h

2

¿Cuál es la superficie del trayecto en m ?

5-7

d

3.

Se requiere fabricar un recipiente cilíndrico de 600 mm de diámetro interior y 955 mm de altura con chapa de 3mm de espesor. Calcule la superficie de chapa 2 requerida en m ?

4.

Una columna de 800 mm de espesor ha de ser reforzada con un anillo de acero cuadrado de 20 mm.

D

¿Cuántos metros de acero cuadrado son necesarios?

8

5.

Calcule el espesor de la pared de un tubo de acero dulce sin costura con 68 mm de diámetro medio y una sección 2 transversal de 17, 1 cm .

6.

Un tubo de acero de 4 pulgadas tiene un espesor de pared de 4,5mm. ¿Cuál es la superficie de la sección transversal?

7.

Un tubo de aluminio de pared delgada de 4mm de espesor tiene 80mm de diámetro exterior.

s

dm

11

Calcule la superficie.

d

8.

Para una brida con 120 mm de diámetro del agujero se requiere fabricar un empaque de 25mm de ancho. 2 Calcule la superficie de la empaquetadura en cm que está reducida por 6 agujeros para tornillos de 11 mm de diámetro respectivamente.

9.

Un embudo tiene 80 mm de diámetro y 140 mm de altura. ¿Cuánta chapa se requiere?

10.

Un anillo de acero de hierro redondo de 16 mm tiene un diámetro exterior de 444 mm. ¿Cuál es la superficie 2 3 lateral en cm y b el volumen en cm .

11.

Un embudo tiene como diámetros 160/240 mm y una altura perpendicular de 420 mm. Calcule la chapa necesaria en dm 2.

12.

Un tubo de fundición con diámetros de 320 mm y 440 mm 3 tiene 650 mm de lon gitud ¿Cuál es su volumen en cm .

13.

Un casquillo de fundición roja con diámetros de 60/80 3 mm tiene un volumen de 329,7 cm ?

14.

Para una aro de sujeción de 50 mm de ancho y 0 mm de perforación hay que determinar según dibujo el volumen 3 en cm .

h

D

12

d

D

14 0 3

10 0

70 12 0

0 5

189


DIBUJO TÉCNICO 1. Representar la Garra en vista de frente, vista lateral en corte y vista superior. 

40



30

3 1



20

0 0 1

9 2 8 1

30 

50

2. Representar Rodamiento con mango en vista de frente en corte total, y vista superior. 

70



30

8 5

0 5

1

5

5



40



66



90

190


DIBUJO TÉCNICO 3. Representar la Brida para soldar en vista de frente corte total y vista superior. 

30



20

6

4 agujeros equidistantes 5 3



16 2



14

 

4 1

44

66



96

3. Representar la Brida Triangular en vista de frente en corte total y vista superior. Hexagonal entre caras 52



44 8 6

90º 8 4 2 6 1



R

16



12

20

80

En todo redondeado no acotado R= 4

191


DIBUJO TÉCNICO 4. Representar la Prensa Estopa en corte total y en semi-vista superior. 76

7

2

 12 R 4 1



40



56



30



60

0 3

8 3

M 10 4 6

4



9

4

1



4

126

En todo redondeado no acotado R= 4

6. Representar el Bujeen vista de frente en corte total y semi-vista superior. 70 60 90º



2 5

R

5 

30



50



40

0 8

R 8 agujeros

0 1

8

5

4

8



50



85



70

0 0 1

R

20

100

En todo radio no acotad o no acotado R= 5 192

8 1


DIBUJO TÉCNICO 7. Representar la siguiente perspectiva en: a) Vista de frente en corte total, vista lateral y superior

32 18

2

5

32

25

5

10

0 3

6

º 0

5

90 25 50

1 5

193


DIBUJO TÉCNICO 8. Representar la siguiente pieza en corte total.



40



24

8 5

0 9 2 1 1

R3

0 5 1

25



R3



14

4 2



36 

65

194

º 5 4 x 3

SEMANA Nº 05

TAREA : PRENSA DE TRES GUÍAS OPERACIONES: • CEPILLAR SUPERFICIES PLANAS EN ÁNGULO • CEPILLAR RANURAS RECTAS • ESCARIAR CON ESCARIADOR REGULABLE

2

48

N7

+- 0,1

A

Corte A-A

30

8

R 5

10

9

5 M

2 3

8 I

5º

0 4

3

29

6

8 5

1 W

2/

” I

, 6

8 6

5

8 I6

3 45º

7º

24

Nº

ORDENDEEJECUCION

01 02 03 04 05

Sujete la pieza Fije la herramienta Prepare la máquina Prepare el material Cepille la superficie plana y en ángulo Cepille ranuras rectas Pase escariador regulable Verifique las medidas

06 07 08 02

01

PZA. CANT.


- Útil de desbas tar y acab ar - Útil de ranur ar - Llave Francesa - Nivel Francesa - Nivel de burbuja - Gramil y Goniómetro - Calibrador Vernier

QUIJADA MÓVIL

50 x 70 x 25

St 37

DENOMINACION

NORMA / DIMENSIONES

MATERIAL

PRENSA CON TRES GUÍAS

HT

03 / MM

TIEMPO: 08


OBSERVACIONES

ESCALA: 1 : 1

REF. HO-11-13 HOJA: 1 / 2 2003

N7

A

48

3

+- 0,1 8

30

10

R5 9 5 M

5º 2 3

29

0 4

8 1

3

6 8 5 ,5 6 1 

C N U 6 1 / ” 5

3 1 

18 2 1 1

20

7º

0 6

º 5 4

0 4

5”/16 UNC

X 3 7

9 16 24

Nº

ORDENDEEJECUCION

01 02 03 04 05

Sujete la pieza Fije la herramienta Prepare la máquina Prepare el material Cepille la superficie plana y

06 07 08

en ángulo Cepille ranuras rectas Pase escariador regulable Verifique las medidas

03

01

PZA. CANT.

QUIJADA FIJA DENOMINACION


- Útil de desbas tar y acab ar - Útil de ranur ar - Llave Francesa - Nivel Francesa - Nivel de burbuja - Gramil y Goniómetro - Calibrador Vernier

50 x 115 x 75 NORMA / DIMENSIONES

PRENSA CON TRES GUÍAS

St 37 MATERIAL HT

03/MM

TIEMPO: 08


ESCALA: 1 : 1

OBSERVACIONES REF. HO-11-13 HOJA: 1 / 2 2003


OPERACIÓN CEPILLAR SUPERFICIE PLANA EN ÁNGULO Es la operación que consiste en cepillar sobre una superficie plana, el ángulo deseado, inclinando el carro vertical en dirección de la superficie a trabajar. La operación puede ser de desbaste, según el útil a utilizar, con esta operación se mecanizan piezas como: prismas en V, cola de milano, etc.

Paralela


(Fig. 1)

1º PASO: Sujete la pieza. (Fig. 1) a. Ubique la prensa y fije con los b. pernos Ubique de laanclaje. pieza y apriétela con las mordazas de la prensa. OBSERVACIÓN Interponer paralelas en el fondo de la prensa.

2º PASO: Fije la herramienta. (Fig. 2)

(Fig. 2)

OBSERVACIÓN 1. Elija la herramienta según la operación. 2.Sujete la cuchilla lo más corto posible. 3º PASO: Prepare la máquina. a. Regule el número de carreras por minuto. b. Regule la amplitud de carrera. c. Incline le carro vertical o porta-herramientas y fijarlo al ángulo deseado (Fig. 3). MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

197

(Fig. 3)

REF. H.O.11/MM 1 /2


d. Regule el portaherramientas al ángulo deseado. (Fig. 4)

OBSERVACIÓN Inmovilizar el portaherramientas con una chaveta. 4º PASO: Prepare el material. OBSERVACIÓN Trace con goniómetro universal la parte oblicua y granetee en líneas de referencia.

Fig. 4

5º PASO: Cepille a. Aproxime la herramient a hasta rayar levemente. b. Efectúe pasadas desbaste.

de

c. Efectúe pasadas de acabado con el útil acodada a la derecha (Fig. 5).

º 7

6º PASO: Verifique la superficie. (Fig. 6) Fig. 5

a. Compruebe con goniómetro la inclinación. b. Compruebe planitud.

90 80

7 6

c. Mida según el plano.

0

0

100

110 120

130

1 40

15 0

16 0

1 7 0 1 8

0

0 5 0 4 0 3

0 2 0 1 0

PRECAUCIÓN RETIRE LA VIRUTA O MATERIAL DESPRENDIDO CON UNA BROCHA O

Fig. 6

CEPILLO DE FIBRA. (Fig. 7).

Fig. 7


198

REF. H.O.11/MM 2 / 2


OPERACIÓN CEPILLAR RANURAS RECTAS

Es la operación que consiste en cepillar ranuras iguales y equidistantes, sobre una superficie plana, a través de la penetración de una herramienta de perfil determinado. Las ranuras pueden ser paralelas planas; perpendiculares entre si y, algunas veces, superficies curvas de generatiz rectilíneas.

Mc

Se emplea en chaveteros, para apoyo de pernos de anclaje, en cola de milano.

PROCESO DE EJECUCIÓN 1º Paso : Sujete la pieza a. Ubique la prensa o morsa.

Observación La posición de la morsa depende de sentido de las ranuras y paralelismo.

Fig. 1

b. Ubique la pieza y apriétela en la prensa. (Fig. 1).

Observación Calzar y nivelar la pieza con relación a sus planos de referencia. En algunos casos embridar para evitar deformaciones.

Fig. 2

Fig. 2a

2º Paso : Prepare la herramienta. ( Fig. 2). a.Fije la herramienta. Observación Elegir las herramientas según el trabajo a realizar. (Fig. 2a) b. Determine el desplazamiento de la mesa, según la cantidad de ranuras o anchura de la ranura. (Fig. 3).


199

Fig. 3

REF. H.O.12/MM 1 / 3


c. Regule el número de carreras por minuto. (Fig. 4).

Observación Adoptar una velocidad de corte reducida para las herramientas estrechas. Vc = 50% de la Fig. 4

normal. en marcha. d. velocidad Ponga la máquina e. Aproxime la herramienta a la pieza con movimiento lento hasta rayarla levemente. f. Pare la máquina y retorne la herramienta fuera de la pieza. g. Haga coincidir el trazo cero del anillo graduado del carro portaherramienta con la referencia. (Fig. 5).

5 0

75 70

65

55 60

3º PASO : Cepille a. Dé la profundidad de corte a

Fig. 5

través del carro porta-a la herramienta de acuerdo profundidad de la ranura. (Fig. 6). Fig. 6

b. Pare la máquina y suba la herramienta hasta la referencia inicial correspondiente a la primera pasada. c. Desplace la mesa el número de divisiones correspondiente al paso de la ranura. d. Cuando se construye una ranura en T, utilice una herramienta acodada. (Fig. 6a).

Fig. 6a


200

REF. H.O.12/MM 2 / 3


5º Paso : Compruebe y mida la ranura a. Compruebe paralelismo y planitud después de haber trabajado la pieza o material (Fig. 7).

Fig. 7

Observación Compruebe superficie trabajada con el reloj comparador deslizándose sobre la ranura. b. Medir el ancho de la ranura y la profundidad (Fig. 8a y 8b)

Observación Si las ranuras son más de una, controlar la distancia entre ranuras.

PRECAUCIÓN MANTENGA ORDENADO Fig. 8a

Y LIMPIO EL PUESTO DE TRABAJO PARA EVITAR CAÍDAS. (Fig. 9)

C Evite AIDAS

levantando los objetos del suelo

secando los derrames

Fig. 8b

manteniendo los pasillos limpios

¡SIEMPRE! Fig. 9


201

REF. H.O.12/MM 3 / 3


OPERACIÓN: ESCARIAR CON ESCARIADOR REGULABLE Esta operación consiste en rectificar la superficie de un agujero, en dimensión, forma y calidad, a través de la rotación y penetración de una herramienta llamada escariador regulable. Se utiliza cada vez que se desea montar ejes y pasar machos de roscar quedando los agujeros de forma cilíndrica. PROCESO DE EJECUCIÓN 1ºPASO : Sujete la pieza. 2ºPASO : Seleccione el escariador. (Fig.1). a) Regule el escariador al diámetro deseado. Observación Compruebe que el agujero que se va a rectificar tenga 0,2 mm menos que el diámetro deseado. 3ºPASO : Seleccione la palanca o manivela.

Fig. 1

Escariador regulable

4ºPASO : Pase el escariador. a) Monte el escariador en la palanca o manivela. b) Introduzca el escariador en el agujero quedando de forma perpendicular al eje. (Fig. 2). c) Gire el escariador sólo en sentido horario. d)Termine de pasar el escariador, y retire el escariador girando siempre en sentido horario. 5ºPASO : Verifique el agujero. a) Limpie el agujero antes de comprobar con los instrumentos . b) Compruebe el agujero con el calibrador vernier o con el calibre de tolerancia. (Fig. 3) MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

Palanca

202

Fig. 2

Fig. 3

REF. H.O.13/MM 1 / 2


DESIGNACIÓN DE LOS ACEROS NO ALEADOS Y ALEADOS 1. Aceros no aleados Los aceros no aleados se designan indicando la resistencia a la tracción o su contenido en carbono. A los aceros básicos y a los aceros de calidad no aleados, denominados “aceros de construcción en general”, se les asignan las letras St y el índice de la calidad (este número, multiplicado 9,81 yenredondeado, da como la resistencia la garantizada mínima a lapor tracción, N/mm 2) ,así como la cifraresultado característica del grupo de calidad. Excepciones: St...-2; St...-3; St...-4 según DIN 1624. (Fig. 1) Aceros no aleados

Aceros de construcción en general .S..t

Aceros de calidad

Aceros finos de construcción

..C.

Ck...

Subdivisión de los aceros no aleados

St Letracaracterística

37 Índice de La clase

-2 Cifra paracaracterística el grupo de calidad

Nombre abreviado para una clase de acero

Ejemplos St 37 2 Es un acero corriente de construcción con 37 x 9,81 N/ mm2 de resistencia a la tracción y grupo de calidad 2. StE 36 Si en loa aceros de construcción se da importancia al límite de elasticidad, se pone detrás de St la letra E. La cifra característica indica entonces el límite de fluencia. Aceros construc. general Grupo de calidad St 37 - 2 Resistencia 360 N/mm2 tracción

Se indica el límite de elasticidad StE 36 2 Límite de elasticidad 350 N/mm

Designación abreviada de los aceros no aleados

Fig. 1

203


C 55 A los aceros de calidad no aleados, adecuados para el tratamiento térmico, se le asigna el símbolo C con la cifra característica del carbono, que es el contenido en carbono multiplicado por 100. Ck 45; Cf 53; Cm 35; Cq 35 Para caracterizar la diferencia de los aceros finos no aleados, detrás de la C se ponen letras con los siguientes significados: (Fig. 2) k f m q

= Aceros finos con bajo contenido en fósforo y azufre = Aceros para temple a la llama y por inducción = Aceros finos con indicación del contenido máximo y mínimo de azufre. = Aceros de cementación y bonificación adecuados para recalcado en frío. Aceros calidad no aleado Índice del carbono C 55 55 = 0,55% C 100

Acero fino no aleado Índice del carbono C 55 45 = 0,45% C 100

Designación abreviada de los aceros no aleados

2. Aceros aleados Los aceros aleados se designan según su composición química. En las normas se recogen principalmente aceros de baja aleación, tal como se emplean en construcción. En los aceros de baja aleación, la suma de los componentes aleados está por debajo del 5% de la masa. Los aceros de alta aleación son los que poseen unos componentes aleados en proporción superior al 5%. Antes de la indicación del material se pone una X. En las abreviaturas de los materiales se hacen figurar solamente los elementos aleados necesarios para la caracterización del acero. (Fig. 3)

Fig. 2

Fig. 3

204


Los números de aleación detrás de los símbolos indican el porcentaje de elementos aleados. El contenido medio nominal de los elementos aleados resulta de dividir el número característico por el multiplicador fijado por este elemento.

Número característico de la aleación Porcentaje

= Multiplicador Aceros finos aleados

Aceros de baja aleación 3C44r Símbolo del elemento químico

Aceros de alta aleación

C17Xr3 Símbolo del elemento químico

Subdivisión de los aceros aleados

E lementos de aleación Aluminio Cromo Cobalto Manganeso Níquel Silicio Titanio Wolframio (Tungsteno) Vanadio

Contenido límite en %de masa

Al Cr Co Mn Ni Si Ti W

0,10 0,30 0,10 0,80 0,30 0,50 0,05 0,10

V

0,10

Subdivisión de las clases de acero según los componentes aleados.

Piezas de aceros aleados

205


ESCARIADORES TIPOS USOS Mediante el escariado se consigue una gran precisión de medida, forma y acabado superficial de agujeros cilíndricos y cónicos. Con los escariadores se rectifican agujeros con gran precisión de medida y acabado superficial, con lo que se consigue un buen asiento para pasadores cilíndricos y cónicos, y las espigas y pernos pueden ajustarse con un juego reducido. La acción de escariado es el proceso de arranque de viruta se distribuye entre varias cuyas de corte ( 6 a 14), cada filo arranca una viruta muy fina. El orificio se taladra con un diámetro algo menor, de modo que quede el espesor que se va al escariar. (Fig. 1).

Zona cónica de entrada Escariador

Taladro

Para escariadores no extensibles debe ser como máximo 0,3 mm, menos de radio y para escariadores extensibles 0,1 mm menos de radio.

Diámetro de agujero

Espesor a escariar

Biseldeguía

Fig. 1. Acción de rasqueteado del escariador

Las virutas arrancadas se quiebran. En el punto de rotura puede quedar una pequeña concavidad en la pared. Si el escariador tuviera una disposición simétrica, las virutas se quebrarían siempre en el mismo lugar. Los dientes se engancharían en las concavidades y formarían las llamadas marcas de retemblado que disminuyen la calidad de la terminación superficial. Los escariadores tienen un número par de dientes, pero distribución angular desigual. El diámetro del taladrado antes del escariado deberá ser aproximadamente 0,3 mm menor que el del taladro ya escariado. Los dientes del escariador pueden ser rectos o helicoidales.

Fig. 2. Escariadores manuales con dentados recto y helicoidal

Para escariar taladros cuyas paredes estén interrumpidas por ranuras se emplean escariadores dentados en forma helicoidal (Fig. 2); tienen el rayado hacia la izquierda con objeto de que al escariar no se introduzcan dentro de la pieza. Los escariadores con número par de dientes y paso (división) desigual se han acreditado notablemente (medición fácil, ausencia de vibración).

206


Los escariadores de mano llevan en el extremo del vástago un cuadrado para encajar en el volvedor. Para su mejor guía en la pieza van provistos de una entrada larga y cónica. (Fig. 3).

Entrada larga y entrada corta en escariadores Fig. 3

División desigual del dentado en escariadores

Los escariadores de mano ajustables, (Fig. 4) están hendidos. Mediante una clavija o espiga cónica pueden esparrancarse y con ello ajustarse dentro de estrechos límites. Los escariadores con cuchillas postizas tienen un campo de trabajo mayor. Para el ajuste se desplazan las cuchillas, mediante anillos roscados, sobre superficies oblicuas y con ello se agranda y se achica el diámetro del escariador hasta unos 3 mm.

Escariadores manuales ajustables Fig. 4

La entrada de los escariadores para máquina, (Fig. 5) es corta. Con ellos pueden escariarse los agujeros ciegos casi hasta el fondo. Los escariadores para máquina con vástago cilíndrico se sujetan en el mandril o portabrocas y los que tienen vástago cónico en el cono receptor de las máquinas-herramientas.

Fig. 5

Escariadores para máquina

207


Los escariadores para máquina pueden fabricarse también conformados a modo de escariadores de quita y pon,(Fig. 6) también llamados de casco.

Fig. 6

Escariadores de quita y pon con espiga

Con el escariador cónico, (Fig. 7) se trabajan conos interiores hasta conseguir la medida prescrita. Generalmente lo que se hace es emplear para ello un juego de escariadores consistente en el escariador de desbastar, el escariador previo y el escariador de acabado. Para obtener virutas cortas, el escariador de desbastar está conformado en forma de escalones y el escariador previo va provisto de ranuras rompevirutas.

Fig. 7

Juego de escariadores cilíndricos

El escariador pendular, (Fig. 8) se dispone en la contra punta o en el cabezal-revolver, pero no sujeto de forma rígida, sino de modo movible (pendularmente). Hay una clavija que impide que el escariador sea arrastrado por la pieza que está en movimiento de rotación. Con esta disposición se igualan las pequeñas diferencias que pudieran existir a causa de un desplazamiento de ejes entre el husillo de trabajo y la contrapunta o cabezalrevólver. El escariador puede entrar con ángulo correcto en el taladro.

Escariador pendular

Fig. 8

208


En los escariadores de ranurado en espiral , (Fig. 9) durante el proceso de corte la fuerza del corte se descompone en dos una horizontal y otra vertical. En el caso en que la espiral sea a derechas, actúa la fuerza vertical del mismo modo en que el sacacorchos el escariador es arrastrado hacia el interior del agujero. En el caso de espiral a izquierdas, la espiral y la dirección tienen sentidos opuestos. Por ese motivo, dichos escariadores no son arrastrados hacia el interior el agujero.

Fig. 9

Los escariadores no extensibles se fabrican de una sola pieza (acero para herramientas o acero rápido). Los manuales tienen en el extremo del vástago cilíndrico un cuadradillo para fijarlo al giramachos. (Fig. 10) Fig. 10

Los escariadores ajustables se ajustan después de cada afilado. Mediante un perno cónico el cuerpo cortante ranurado puede calarse hasta 1/100 del diámetro nominal. En otros escariadores las cuchillas incorporadas pueden ajustarse en cualquier medida intermedia superficie inclinada, dentro de un campo diametral determinado, por ejemplo, deen 60una a 65mm.

Aplicaciones : Para taladros pasantes o agujeros ciegos de hasta 1 x d de profundidad (d= diámetro del taladro)se emplean escariadores se utilizan los de ranurado recto, mientras que para grandes profundidades se utilizan los de ranurados en espiral. En este caso los escariadores de espiral a derecha sólo se emplean para agujeros ciegos y profundos. Reglas para el trabajo - Para proceder al escariado, el exceso de material no debe sobrepasar los 0,3 mm. - Para escariar hay que emplear siempre un lubricante adecuado. - El escariador no debe nunca hacerse girar al revés, pues sus filos se romperían y la superficie del taladro no resultaría limpia. - Los taladros que están interrumpidos por ranuras deberán escariarse sólo con escariadores de dentado helicoidal.

209


CALIBRE DE FORMA DE COTAS - CALIBRES PATRONES Los calibres son medios de verificación que materializan una cota o una forma. Con el calibre de forma se verifica la forma prevista de una pieza. Calibres de forma son, por ejemplo;

calibre de ángulo

ángulos,y falsas calibres de radios calibresescuadras, de redondeamientos. (Fig. 1)

Radio Pieza

Calibres de Radio 1 4

Tornillo de fijación

6

3

3 2

4

1

Radios

1

4

2 1 3 1

1

4

4

Calibres de Radio

Cuerpo

Fig. 1

Con los calibres de cota se verifican longitudes, por ejemplo; ranuras (Fig. 2), taladros y mortajas. Los calibres de cotas se componen siempre de un juego en el que en cada calibre va incrementándose la cota. Medios de verificación son, por ejemplo; las galgas, calibres de exteriores, calibres para espesores de chapas, calibres de interiores y calibre para inyectores. (Figs. 3 y 4).

calibre de ranura Fig. 2

calibre de exteriores calibre de inyectores calibre de superficies redondeadas

Fig. 3

Fig. 4

210


* Galgas: Llamadas también plantillas, son fabricados de acer o para herramientas y se emplean para comprobar o medir ángulos y ranuras de piezas. (Fig. 5). Reglilla 30

20

10

0

50

Cuerpo

30 29

Galga Corriente

Ángulos

Ángulos Ranuras 10

5

2 4

60º

Fig. 5

55º 60º

55º Cuerpo

* Como comprobar con la Galga o Plantilla

1.

Coloque la abertura de la galga en la pieza a medir procurando que encaje lo mejor posible. (Fig. 6).

Fig. 6

2.

Mire el conjunto a través de la luz para comprobar si el encaje es correcto si hubiera luz el ángulo de la pieza es incorrecto. (Fig. 7).

211

Fig. 7


* Calibres es pesores están fabricadas de acero para herramientas, se emplean para comprobar o medir distancias entre dos superficies. (Figs. 8 y 9). Calibre de espesores

30

15

20

08

06

04 05 0

7 1 0

Tornillo de fijación

Cuerpo

Calibre de espesor Ranura

Fig. 8

Fig. 9

* Calibres interiores o fijos para agujeros los calibres para agujeros están previstos para el control del diámetro de agujeros cilíndricos. Pero también pueden utilizarse para el control de cotas internas de piezas de formas geométricas: Éstos pueden clasificarse en (Fig. 10) a) Calibre simple de tampón. b) Calibre diferencial o tampón tipo “pasa no pasa” para  < 120 mm. c) Calibre diferencial a tampón (pasa no pasa) de tipo progresivo, con tampón por un solo lado. d) Calibre diferencial plano para  < 260 mm. e) Calibre simple de barra para  > 260 mm. f) Calibre simple regulable. a

b

c

d

285 Fig. 10

212

e

f


* Cuenta hilos llamado también peines son fabricados en acero para herramientas. Se emplea para comprobar o medir el número de hilos por pulgadas o en el sistema métrico de los tornillos y tuercas. (Fig. 10). Cuenta Hilos

Cuerpo

Tornillos

Tornillos de fijación Fig. 10

* Como comprobar con el Cuenta Hilos 1.

Afloje el tornillo de fijación con un destornillador apropiado. (Fig. 11) Fig.Fig. 14 11

2.

Seleccione el cuenta hilos que va a utilizar y fije en posición y ajustando el tornillo. (Fig. 12). Fig. 12

3.

Coloque el cuenta hilos sobre el tornillo tratando de encajar los dientes del cuenta hilos con los ángulos del tornillo a comprobar. (Fig. 13).

287

Fig. 13

213


Con los calibres de ajuste por parejas se verifica si las piezas funcionan en cuanto al ajuste. Así puede estar bien la guía en cuanto a forma pero no funcionar el ajuste por no estar recta. (Fig. 14)

calibre de ajustes Fig. 14 T

Con los calibres de tolerancias se verifica

K

G

si el valor real tolerancia. (Fig.del 15).objeto está dentro de la calibre de tolerancias Fig. 15

CALIBRES PATRONES Son aquellos que se utilizan para controlar periódicamente los calibres de taller y de verificación. Como se fabrican con tolerancias más estrictas que los anteriores, son más costosos y delicados. Los cilindros y columnas para controlar, son instrumentos que verifican la perpendicularidad de superficies mecanizadas e instrumentos de control, tales como; escuadras, etc. (Figs. 16 y 17 ). Cuando el control se efectúa con la columna, se procede acercando la superficie a controlar a una de las cuatro aristas de la columna. (Fig. 18). :Pieza

Fig. 16

Superficie de referencia

Fig. 17

Fig. 18

214


Calibres de tolerancias a) Calibre de tampón: Estos calibres, como son en el caso anterior, llevan incorporadas, las indicaciones completas de las tolerancias ISO, a las que corresponden el agujero a controlar, la dimensión nominal, la calidad de elaboración, la posición de la tolerancia y las medidas correspondientes (Fig. 19). Los dos lados se distinguen por: El tampón del lado “no pasa” es más corto que el del lado “pasa”, en una franja roja va escrita la letra P o MIN, en el lado “pasa” y NP o MÁX, en el lado “no pasa”. PASA

PN AO SA

NP

A

P MIN

D

Fig. 19

En la fabricación, las piezas tienen siempre pequeñas diferencias con las cotas establecidas. En un taladro de diámetro nominal 20 se acepta la cota como correcta si la cota de fabricación es como máximo 20, 021 mm y como mínimo 20, 000, por lo que todos los taladros diámetro 20,021 son “rechazados”, todos lo que están entre 20,021con y 20,000 son superior “buenos”.a Los taladros por debajo dey20,000 deben retaladrarse. Las diferencias admitidas en taladros y ejes se verifican con calibres de tolerancias. Estos calibres tienen dos cotas fijas: El lado bueno se designa “pasa”, y el lado de rechazo con “no pasa” y color rojo. La cota nominal y las diferencias están grabadas en el calibre. (Fig. 20). Lapdaosa

Lapndaoosa

0 20 H7 Exceso superior + 0,021

0,021 mm

Cota nominal = cota mínima 20 mm

Cota máxima 20,021 mm

Fig. 20 “Pasa” El taladro es mayor que la cota mínima

“No Pasa” El taladro es mayor que la cota máxima

Verificación de un taladro con el calibre macho

215


La Fig. 21 representa el calibre cónico para el control de agujeros cónicos y otro tipo para el control de agujeros acanalados. Fig. 21

Los calibres de herradura son calibres para cotas exteriores y en el lado “pasa” tienen la cota mayor. (Fig. 22). Ladopasa

Ladonopasa Árbol

Exceso inferior Cota nominal = cota máxima 20 mm

Cota nominal = cota mínima 19,979 mm

“Pasa” Diámetro del árbol menor que la cota máxima.

“Pasa” Diámetro del árbol menor que la cota mínima.

Verificación de un árbol con el calibre de tolerancias Fig. 22

Son los calibres más usados para el control de los árboles y ejes y están elaborados según las normas ISO. Si la dimensión efectiva del árbol está comprendida dentro del campo de tolerancia previsto por el calibre, el árbol o eje debe pasar entre las mandíbulas del lado “pasa” y no debe poder pasar entre las del lado “no pasa”. En estos calibres se dan las tolerancias e indicaciones completas de las normas ISO a las cuales se ajustan el eje a controlar, la dimensión nominal, la calidad de elaboración y las medidas correspondientes. La superior en el lado “pasa” y la inferior en el lado “no pasa”, según la Fig. 23. Los dos lados se distinguen mediante las siglas P o MAX, dispuestas en el lado “pasa” y NP o MIN sobre el lado ”no pasa”. Además en el ado “no pasa” se pinta una franja roja que lo distingue del otro.

PASA

9

2

3

NO PASA

3

7

9 , 2

Fig. 23

216

3

9 ,

2


Los calibres de fabricación se emplean para verificar una pieza durante la fabricación. Los calibres de revisión se usa para el control propio de la pieza fabricada. En el lado “pasa” sus cotas debe hacer más cerca del límite del desgaste que las cotas de los correspondientes calibres de fabricación. Los calibres de recepción se emplean para la recepción de la pieza por el cliente. Sus cotas deben diferenciarse de las de los calibres de revisión, y admitir el desgaste total de los límites válidos para el desgaste de los calibres de fabricación. Los calibres seentonces utilizan para verificar calibres desefabricación. Si el de verificación calibre a verificar es regulable, el calibre delos verificación emplean como calibre de reglaje. La tolerancia de fabricación H y el desgaste admitido A dependen de la magnitud de la cota nominal y del número distintivo de la calidad. (Fig. 24). Pasa

N Paosa

Pasa

N Paosa H T

A

H

T A

H H

Fig. 24

Tolerancia fabric.

T = Tolerancia entre

Desgaste a dmitido

cota m áxima y mínima.

Calibres para roscas Los calibres de roscas pueden ser del tipo de anillo para controlar roscas exteriores o de tampón para comprobar roscas internas. Lo que comprueba es el diámetro externo, el diámetro medio o primitivo y el diámetro del fondo del filete. (Figs. 25 y 26). Para el control total del filete de un tornillo éste puede ser seguido por el calibre de herradura diferencial a rodillos para filetes de roscas. Como todos los calibres diferenciales, se controla con el sistema “pasa no pasa”. La parte “pasa” está constituida por dos rodillos roscados por los que debe pasar fácilmente la rosca a examen. La parte ”no pasa” está constituida por dos por dos rodillos situados más adentro y la rosca a examen no debe pasar los rodillos. Con este instrumento se controlan el diámetro medio, el paso y la regularidad del triángulo generador de la rosca.

Fi2g5.

Fi2g6.

217


TOLERANCIA ISO Y AJUSTES - DESIGNACIÓN Y VALORES DE TOLERANCIAS En la mecanización de una pieza o agujero es imposible respetar exactamente la medida indicada en el dibujo. Por lo tanto ha de admitirse una cierta desviación (tolerancia). Esta desviación admisible está delimitada por una cota máxima y una cota mínima. La medida real o efectiva de la pieza debe hallarse dentro de esas cotas límite. Con el fin de no tener que indicar en un dibujo las dos cotas límite, lo que sería muy complicado, la tolerancia o la el nominal. margen de tolerancia viene indicado medida respecto de Esto tiene además la ventajapor delas quedos lasdiferencias piezas quede habrán de montarse más tarde llevan la misma medida nominal y por tanto puede reconocerse fácilmente su correspondencia recíproca. (Fig. 1).        

Cota nominal N es la medida indicada en el dibujo, y con la que puede denominarse la pieza. Cota máxima G es la medida máxima admisible. No puede ser sobrepasada por la medida real de la pieza. Cota mínima K es la medida mínima admisible. La medida real de la pieza no puede quedar por debajo de esta cota mínima. Cota límite.Las cotas máxima y mínima se llaman cotas cotas límite. Diferencia superior A es la diferencia entre la medida nominal y la máxima. Diferencia inferior A es la diferencia entre la medida nominal y la mínima. Cota real l. Es la medida determinada por la medición realizada en la pieza. Debe hallarse comprendida entre las cotas límite. Tolerancia T. Es la diferencia entre las cotas límite. o

u

Línea cero

0

u

A

A

0

Campo de tolerancia 0

T

Eje N

N

G K A0 Au

G

K

Cota nominal Cota máxima Cota mínima Cotas límite Diferencia superior Diferencia inferior



I

T

Cota real Tolerancia

Campo de Línea cero

tolerancia

T u

A

0

A I

G

K N

Agujero

Fig. 1. Designaciones en piezas con tolerancia.

218


Representación simplificada de los campos de tolerancia. (Fig. 2) 250

+

2 00 1 50 1 00

5

0 50 1 00 1 50 2 00 25 0



+ 200 Agujero

0

0

+ 50 0

50

250 20 0 15 0 10 0 50 0

10 0 15 0 20 0 2 50



m

+ 0

0 50

Eje

200

m

Fig. 2. Representación simplificada de los campos o intervalos de tolerancia.

En la teoría de los ajustes el campo o intervalo de tolerancia se dibuja en su posición respecto de la línea cero, para lo cual se escriben las diferencias en m (micrométro=1/1 000 000 m). Las diferencias por encima de la línea cero con diferencias en más, las diferencias por debajo de la línea cero con diferencias en menos.

Posiciones del campo de tolerancia respecto de la línea cero. El campo de tolerancia puede adoptar fundamentalmente cinco posiciones distintas respecto de la línea cero. (Fig. 3). a

b + +

c +

d

e

+

0

0

Fig. 3. Un campo de tolerancia puede adoptar cinco posiciones diferentes respecto de la línea cero.

a) El campo de tolerancia se halla por encima de la línea cero. La cota real es por lo tanto mayor que la nominal . b) El campo de tolerancia toca la línea cero por encima. La cota real puede ser mayor que la cota nominal como máximo en el valor de la tolerancia. c) El campo de tolerancia se halla a ambos de la línea cero. La cota real se halla por lo tanto próxima a la cota nominal. d) El campo de tolerancia toca la línea cero por debajo. La cota real puede ser más pequeña que la cota nominal como máximo en la cuantía de la tolerancia. e) El campo de tolerancia se halla por debajo d ela línea cero. La cota real es menor que la cota nominal.

219


Designación de las posiciones de los campos de tolerancia por medio de letras. (Fig. 4 y 5). Las cinco posiciones fundamentales de los campos de tolerancia no bastan en la práctica. Por tanto, se han fijado 24(28) posiciones que se designan co las letras del alfabeto. Para evitar confusiones se excluyen las letras I, L, O, Q y W (i, l, o, q y w) y por otro lado se añaden las combinaciones de letras ZA, ZB y ZC (za, zb y zc). Según la norma ISO se han incluido además campos intermedios con las designaciones CD, EF, FG y JS (cd, ef, fg y js) para diámetros nominales de hasta 10 mm. za

Las letras minúsculas designan la posición de los campos de tolerancia en los ejes.

f

0 d

g

h

k

j

m

n

p

s

r

t

z y u

x

v

0

e

c b a Eje: letras minúsculas Fig. 4.

Las letras mayúsculas designan la posición de los campos de tolerancia en agujeros.

A

Agujeros: Las letras mayúsculas B C D E F

G

H

J

K

M N

P

R

S

T

U V X

Y Z

Fig. 5

220

ZA


Designación de los valores de tolerancia mediante números (calidades ISO) El valor de la tolerancia en la medida de una pieza depende del destino de la misma. En la fabricación de un instrumento de medición (bloque calibrador o galga) se prescriben tolerancias pequeñas. Cuando se trata de piezas de trabajo que se montan con otras formando ajustes, se eligen tolerancias medias, y en la fabricación de productos semiacabados por ejemplo redondos de acero o angulares laminados, se eligen tolerancias amplias. En el dibujo de la Figura 6 están representados los valores de las tolerancias para el campo de cotas nominales de 10 a 18 mm. Se designan mediante las cifras de calidad ISO 1 a 18. Según la normalización, la serie va precedida además de las dos pequeñas cifras de calidad 0,1 y 0 de manera que puede elegirse entre 20 calidades.

Campos de cotas nominales Las cotas nominales de 1a 500 mm se han subdividido en campos de cotas nominales con el fin de que no haya que fijar un valor de tolerancia para cada una de las medidas nominales posibles. Campo de cota nominal, más de 1 hasta 3 mm. más de 3 hasta 6 mm. más de 6 hasta 10 mm y, más de 10 hasta 18 mm, etc.

0 8 1

Representación de las calidades para el campo de medidas nominales de más de 10 hasta 18 mm.

0 7 2

0 3 4

0 0 7

0 0 1 1

0 0 8 1

0 0 7 2

110

70 Valores en m 43

18 1,2 2 1

3

2 3 4 Calibres

5

27

8 11 5

6

7

8

9

10 11 12 13

Ajustes

14 15 16 17 18 Tolerancias bastas

Fig. 6. Los números indican los valores de las tolerancias (Números de calidad ISO)

221


Dependencia de los valores de tolerancia con respecto al campo de cotas nominales. (Fig. 7) Un eje de tolerancia h6 tiene, en el campo de cota nominal “más de 6 hasta 10”, un valor de tolerancia de 9 m. Con la misma tolerancia (h6) un eje de cota nominal “más de 80 hasta 100” tiene una tolerancia de 22 m. 1. Sólo se fija tolerancia para las medidas cuando lo exige el destino de las piezas. 2. Las posiciones de los campos de tolerancia se caracterizan mediante letras. Para árboles letras minúsculas y para agujeros letras mayúsculas. 3. Los valores de las tolerancias dependen de: a) El número de calidad elegido según la finalidad de empleo. b) El valor de la medida nominal.

   

h6

H7

H7

h6

   

Fig. 7. El valor de l a tolerancia depende también de la cota nominal.

222

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO CÁLCULO DE LONGITUDES EN BRUTO IR = longitud en bruto, i.e. Longitud a modificar AR = sección transversal en bruto VR =v olumenenbruto

l =longitud resultante A = sección transversal resultante V= volumenresultante(Vs upuesto) F Z = compensación de mermas por combustión

Atención El índice R vale para las magnitudes en bruto

Axioma

Volumen en bruto = volumen resultante VR

VR

=

=V

V

1. Cálculo de IR

Aquí se tiene en consideración solamente el material conformado.

AR

VR

=

AR . IR = IR VR

=

V

IR

2. IR en chavetas

IR

=

VR

=

AR . IR = V

IR

=

V A.I A.I AR Volumen resultante = V Superficie en bruto AR V A . I ,yaqueA =A 2

R

I

2

IR I

3. I R en puntas

Vértice piramidal, vértice cónico VR

=

AR . IR = V IR

IR

=

I

223

V A . I ,yaqueA =A 23 I

3

R

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO 4. Resumen

Para el cálculo de longitudes en bruto de cuerpos láminados o recanteados vale: Volumen enbruto

=volumen resultante

Longitud en bruto de cuñas= ½ de la long. Resultante Longitud en bruto de puñas= 1/3 de la long resultante

5. Ejemplo

De una barra de 90 mm de diámetro se quiere forjar una espiga de 40 mm de diámetro y 125 mm de longitud. Calcule la longitud en bruto en mm. buscando IR l

dado

R

l

AR

solución

DR A

DR

=90mm

d i

=40mm =125mm

VR

=V

AR . IR = A . I IR

IR

= A.I AR 40 . 40 . 0,785 . 125 . mm2 . mm = mm2 90 . 90 . 0,785 = 24,69 mm

Atención Dependiendo de la clase de trabajo se puede necesitar más material. Se quiere forjar un acero de cuadrado 40 x 40 x 200 de longitud a un cuadrado de 100 x 100. ¿Calcular la longitud en bruto? buscando IR

6. Ejemplo 200 100

40

Dado

= 100 x 100 = 40 x 40

IR

I

solución

224

lR

=200 = A.I AR

lR

x 40 x 200 = 40100 x 100

lR

=32mm

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO ELEMENTOS QUÍMICOS DE LOS ACEROS ALEADOS Las adiciones de los elementos químicos se indican con su nombre precediendo del símbolo de identificación y seguidas del símbolo químico. Los aceros BOEHLER, ASSAB, Th y SSENKRUPP y SAE especifican el % de elemento químico que contienen los aceros según su identificación por código de colores. (Fig. 1). (C) Carbono ) (C) : causa principal de la dureza después del temple. Con más de 0.8% C, se gana poco en dureza, pero la resistencia al desgaste aumenta todavía. En cambio, la resistencia disminuye. Límite máximo de contenido 1,45%. (W) Tungsteno (o wolframio) (W): hasta 2% aumenta la resistencia al desgaste; más allá confiere la dureza en caliente. Límites de contenido: 6 a 20%. (K) Cobalto (Co): permite algunas desviaciones de la temperatura de temple; disminuye el descenso de la dureza en caliente por efecto del corte. Límites de contenido: 4 a 10,5%. (M) Manganeso (Mn): evita las deformaciones de los aceros que contienen hasta 1% de carbono. Límite de contenido: < 0,35%. (C) Cromo (Cr): favorece la penetración del temple y la resistencia al desgaste y a la oxidación. Límites de contenido: 4 a 5,5%. (V) Vanadio (Va): disminuye el descenso de la dureza en caliente; se opone a las mermas de temple y retarda el crecimiento del grano. Límites de contenido: 1 a 4,5%. (D) Molibdeno (Mo): disminuye el descenso de la dureza en caliente; aumenta la resistencia al desgaste.

Clasificación de los aceros Se distinguen dos grandes categorías:

* Ac er os rá pi do s d e g ra n % de tungsteno De fabricación francesa:

Aceros rápidos ordinarios (A.R.O.). Tipo 14 % W, 1 % Va.

Aceros rápidos superiores (A.R.E.S.). Tipo 18% W, 4 % Cr, % vA Y 1 A 10% Co. Fig. 1

* Aceros extra-rápidos

Resisten mejor al desgaste y son más duros en caliente y en frío que los aceros anteriores. Los de tipo medio contiene las adiciones siguientes: 5,5 % W, 4 % Cr, 4 % Va y 5 % Mo.

225

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO MEDIO CORTE O SEMISECCIÓN Cuando una pieza es simétrica, especialmente en cuerpos de revolución, se representa la mitad de la pieza, vista exteriormente; y la otra mitad de la pieza, vista exteriormente y la otra mitad, vista interiormente, es decir, en corte. (Fig. 1). Planos de corte 



Fig. 1

Este tipo de representación se denomina Semicorte o medio corte. El semicorte no es necesario designarlo ni indicarlo.

Colocación de un semicorte Si el eje de simetría de la pieza es horizontal, la parte representada en corte se coloca debajo del eje de simetría. (Fig. 2). Cuando el eje de simetría de la pieza es vertical, la parte representada en corte se sitúa a la derecha del eje de simetría. (Fig. 3).

Fig. 3 Fig. 2

Se suprime laque representación declara. formas ocultas a fin de la vista sea más No obstante, sé procurará que esta simplificación no produzca dificultades de compresión, ni sea una causa de errores. En ocasiones, puede coincidir el eje de simetría con una arista de la pieza. En tal caso, se da la preferencia a la arista. (Fig. 4).

Fig. 4

226

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO La acotación de las formas interiores se efectúa en la parte representada en corte. Inscribiendo la otras dimensiones en la parte vista exteriormente. (Fig. 5).

85

6

2

3

* 2

Un medio corte tiene la ventaja de mostrar, en una sola vista, la mitad de la pieza en vista normal exterior, y la otra mitad en corte. (Fig. 6).

5 4

24 50 Fig. 5

Las líneas segmentadas, correspondientes a detalles o líneas ya definidas en la parte seccionada, no se dibujan en el medio corte. En un medio corte, la posición de los dos planos de corte es clara y no es necesario trazar la línea de corte. Las piezas de formas simétricas o de revolución se representan en medio corte. Fig. 6

En la Figura 7, se observa la perspectiva del sólido, mostrando la posición de los dos planos perpendiculares entre sí. En la Figura 8 se ilustra como se retira imaginativamente una cuata parte del sólido.

Fig. 7

Fig. 8

227

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Reglas para representar piezas en semisección 1. Semisecciones muestran sólo una mitad de la pieza en corte. La otra mitad aparece en vista.

Ambas mitades están separadas sólo por la línea media o eje. En lo posible hay que evitar aristas ocultas.

2. El diámetro interior y otras medidas similares se indican sólo con una flecha en la mitadlaen corte. La ylínea de en cota sobrepasa línea media termina la mitad en vista.

3. Preferentemente se representa en corte la mitad inferior o la mitad derecha de la pieza.

4. Piezas simples, como ser ejes macizos, bulones, remaches, tornillos, nervios, etc., No deben seccionarse.

228

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO EJEMPLOS DE MEDIOS CORTES Dibujo de Manguito Escalonado en semisección y acotado según norma. 1 37



 

20 59

2

Fig. 9

229



AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO 3

4

230

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO EJERCICIOS DE MEDIO CORTE Completar la siguientes piezas en semisección.

1

2

3

231

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO PUNTOS QUE INDICAN QUE EL ORDEN Y LIMPIEZA SON DEFICIENTES Estos puntos son: 1. Objetos y materiales diseminados en el piso: Estos son pequeños. Por lo general son arrojados de las máquinas, de las cajas de herramientas o llevados de un lugar a otro. 2. Equipo fuera de lugar: Se refiere a objetos grandes como carretillas, escaleras, extintores de incendio, etc., Cuya presencia se debe a la falta de un ordenamiento adecuado. 3. Mal equipam iento: cuestiones como:

abarca

- Apilamiento desordenado. - Objetos depositados en los pasillos. - Ruma s mal hec demasiado altas.

has o

- Amontonamiento de objetos que obstruyen puertas y escapes de emergencia.

4. Deficiencia eliminac ión de desechos: Se manifiesta por: - Falta de recipientes para desperdicios y desechos. - Falta de bandejas colectoras de escurrimientos y eliminación de viruta y resortes.

5. Paredes, ventanas y lámparas sucias: El polvo acumulado en las ventanas, claraboyas y lámparas, disminuye la iluminación, aumenta el esfuerzo visual y, lógicamente los riegos de accidentes. 6. Riesgos de incendio: los más comunes son: - Basura. - Trapos empapados en grasa y aceite. - Aceites y pinturas. - Pilas de papel.

232

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO CUIDADO CON LOS CALIBRES El cuidado y limpieza de estos elementos son esenciales para su uso y buena conservación después de utilizarlos; pues por causa de la suciedad o de los golpes puede tenerse un falso control. Se recomienda: 1) Verificar que la superficie, en la cual se va a apoyar la columna o cilindro este limpia, sin rebabas (Fig. 1) y coger adecuadamente. 2) Acercar, con sumo cuidado, la superficie a controlar a la columna o cilindro, observando al trasluz la exactitud o no exactitud de la superficie. 3) No golpear los calibres, no forzar al usarlo. (Fig. 2). 4) Después de usar los instrumentos, hay que limpiarlos y cubrirlos con una película delgada de grasa o vaselina para luego guardarlos en lugares apropiados. 5) Use correctamente los calibres (Fig. 3).

Uso de Patrón Pasa y No Pasa

Noesrecomendable

Correcto Fig. 1

Nunchaageasto

Correcto

Fig. 2

Correcto

233


Fig. 2

Incorrecto

Correcto

Incorrecto

Correcto

Correcto

Galga Múltiple

234

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO LLUVIA ÁCIDA Introducción Lluvia ácida, dícese de la precipitación, normalmente en forma de lluvia, pero también en forma de nieve, niebla o rocío, que presenta un pH del agua inferior a 5,65. Ésta implica la deposición de sustancias desde la atmósfera durante la precipitación. Las sustancias acidificantes pueden presentar un carácter directamente ácido o pueden adquirir dicha condición por transformación química posterior. Las principales fuentes emisoras de estos contaminantes son las centrales térmicas. Contaminación Atmosférica Los escapes de los vehículos y el humo de las fábricas, de las centrales térmicas y del fuego pasan a la atmósfera.

Nubes acidificadas Los contaminantes se combinan con la humedad atmosférica y forman ácidos sulfuroso, sulfúrico, nítrico y carbónico.

Lluvia ácida Las nubes acidificadas pueden recorrer grandes distancias antes de liberar su contenido.

Bosque dañado Follaje desigual y ralo, incapaz de realizar la fotosíntesis con eficiencia.

Deposición Algunas partículas no se mezclan con la humedad, sino que caen en forma de “lluvia seca”, un proceso dañino denominación deposición.

Sueldo acidificado Los incapaces sistemas radiculares son de recogerdañados nutrientes y de sustentar a los árboles en zonas dañadas.

Lago sin vida. El ácido altera el delicado equilibrio de los ecosistemas lacustres y acaba por destruir todos los organismos

La preocupación por la lluvia ácida quedó de manifiesto por primera vez en foros internacionales de relevancia, como en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente Humano celebrada en Estocolmo (Suecia) en 1972. En este encuentro, el gobierno sueco presentó una ponencia titulada “Polución del aire a través de las fronteras nacionales: el impacto del azufre del aire y la precipitación sobre el ambiente”. En este estudio se ponía de manifiesto cómo los residuos oxidados de azufre, vertidos al aire por las instalaciones industriales alimentadas por combustibles fósiles situadas lejos de las fronteras suecas (en especial las centrales térmicas británicas), dañaban los ecosistemas del país nórdico al ser arrastrados por los vientos, transformándose en la atmósfera en ácido sulfúrico, y precipitar en el suelo y en las aguas interiores en forma de lluvia ácida.

Acidificación La mayor parte de las sustancias acidificantes vertidas al aire son el dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno. Se comenta aquí, como ejemplo, la ruta de acidificación del azufre: una gran parte del dióxido de azufre es oxidado a trióxido de azufre, que es muy inestable y pasa rápidamente a ácido sulfúrico. La oxidación catalítica del dióxido de azufre es también rápida. Se cree que en las gotas de agua se produce la oxidación implicando oxígeno molecular y, como catalizadores, sales de hierro y manganeso procedentes de la combustión del carbón. Además, puede producirse oxidación fotoquímica por la acción del ozono. En cualquier caso, la consecuencia es la formación de niebla con alto contenido en ácido sulfúrico. 235

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Daños Medioambientales La lluvia ácida provoca impactos ambientales importantes. Ciertos ecosistemas son más susceptibles que otros a la acidificación. Típicamente, éstos tienen normalmente suelos poco profundos, no calcáreos. En estos ecosistemas puede producirse una alteración de la capacidad de los suelos para descomponer la materia orgánica, interfiriendo en el reciclaje de nutrientes. En cualquier caso, además de los daños a los suelos, hay que resaltar los producidos directamente a las plantas, ya sea a las partes subterráneas o a las aéreas, que pueden sufrir abrasión (las hojas se amarillean), como ocurre en una buena parte de los bosques de coníferas del centro y norte de Europa y en algunos puntos de la cuenca mediterránea. Además, la producción primaria puede verse afectada por la toxicidad directa o por la lixiviación de nutrientes a través de las hojas. No obstante, existen algunos casos en que se ha aportado nitrógeno o fósforo al medio a través de la precipitación ácida en los que la consecuencia ha sido el aumento de producción ya que ese elemento era limitante. Hay también evidencias incontrovertibles de daños producidos en los ecosistemas acuáticos de agua dulce, donde las comunidades vegetales y animales han sido afectadas, hasta el punto de que las poblaciones de peces se han reducido e incluso extinguido al caer el pH por debajo de 5, como ha ocurrido en miles de lagos del sur de Suecia y Noruega. Estos efectos se atenúan en aguas duras (alto contenido en carbonatos), que amortiguan de modo natural la acidez de la precipitación. Así, de nuevo, los arroyos, los ríos, las lagunas y los lagos de zonas donde la roca madre es naturalmente de carácter ácido son los más sensibles a la acidificación. Uno de los grandes peligros de la lluvia ácida es que su efecto en un ecosistema particular, además de poder llegar a ser grave, es altamente impredecible.

236

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HOJA DE TRABAJO

1. ¿Cómo se designan los aceros nos aleados? 2. ¿Cómo se designan los aceros de construcción? 3. ¿Qué indica la letra E en la designación St E 36? 4. La designación Ck45 ¿A qué tipo de acero corresponde? 5. ¿En qué se diferencia los aceros de baja aleación de los de alta aleación? 6. ¿Cómo se determina el porcentaje de alta aleación en los aceros aleados de baja aleación? 7. ¿Cómo interpreta la designación X2 Cr Ni 19 11 correspondiente el acero BOEHLER A604 ó ANTINIT 304 L? 8. ¿Qué se consigue mediante el Proceso de Escariado? 9. ¿Cuál es la con icidad normalizada de los escariadores cónicos? 10. ¿Para qué casos se aplican los escariadores ajustables ó extensibles? 11. ¿Para qué se utilizan los calibres de forma? 12. ¿Para qué se utilizan los calibres de cota? 13. ¿Qué importancia tienen los calibres patrones? 14. ¿Cuál es la diferencia entre ajuste y tolerancia? 15. ¿Cómo se designan la posición de los campos de tolerancia? 16. ¿Cómo se designan los valores de tolerancia?

237

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Ejercicios

Cálculo de longitudes en bruto

2

1. Una acero cuadrado de 30 mm de arista y 1200 mm de longitud ha de ser laminado en 10 x 20 mm. ¿Qué longitud tendrá el hierro plano en m?

d

2. Se desea fabricar por extrusión en frío un árbol de 60 mm y 200 mm de longitud. Calcule la longitud en bruto cuando la pieza de partida es un lingote de 80 mm de diámetro.

I

dR IR

3. El extremo de un árbol de 95 mm de espesor recibe un pivote de 90 mm de longitud y 65. Calcule la longitud en bruto cuando la merma por combustión es de 5%.

4 d

4. Se quiere forjar en un hierro plano de 60 x 30 mm de sección transversal una chaveta de 120 mm de longitud. ¿Con qué longitud en bruto hay contar?.

s

IR I

8

5. El extremo de un árbol de 45 mm de diámetro recibe un vértice cónico de 135 mm de longitud. Calcule la longitud conformada.

IR

6. El extremo de una barra cuadrada 25 de rejilla decorativa ha de ser forjado en forma piramidal de 65 mm de longitud. ¿Cuál es la longitud en bruto? s

7. El extremo de una barra cuadrada de 45x45 mm ha de ser conformado en 12x45x60 mm. ¿Cuál es la longitud en bruto cuando la merma por combustión es de 8%?

I

9

IR

5 4

8. 26 mm de longitud de un hierro plano de 30x15 mm se conforman con un martillo de aplanar. ¿Qué espesor tendrá el achatamiento cuando se mide una longitud resultante de 37 mm?

d



9. De un acero redondo de 25 mm se quiere fabricar por recanteado una espiga según dibujo. Calcule la longitud en bruto cuando la merma por combustión es de 7%.

60 72

10, 11

10 Se desea fabricar por extrusión en frío un manguito de 138 mm de longitud y diámetros de 20 y 44 mm. ¿Qué longitud ha de tener el árbol bruto? (D R=D)

d

DR

11 Se desea fabricar de un lingote como pieza de partida de 30 mm de diámetro y 30,7 mm de longitud por extrusión en frío un manguito con diámetros de 30/35 mm. ¿Qué longitud tendrá la pieza fabricada?

I

IR

D

12 En una estampería se quiere fabricar un pivote cuadrado de 25x25x140 mm de longitud de un acero redondo. ¿Cuál es el diámetro del acero redondo cuando la longitud es de 91 mm?

13 VR

s

d

I

13 Con una extrusora de 350 mm de diámetro de émbolo y 600 mm de carrera se producen 400 m de alambre por carrera. Calcule el diámetro del alambre en mm. 238

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HOJA DE TRABAJO 1. Dibujar el mango - anillo largo en vista de frente, en semisección y vista superior.  60 

32

4 1 5 4 x 4



1 2

52 0 8

 48 8 4

0 2

0 1



60

 80

2. Dibujar la campana de protección en vista de frente, en semisección y vista superior. 

120 20

R 30 R 10

R

9

80 150

R1 00

0 6 1

100

0 5 0 2

 160 

200

239

5 8 1

5 1 2

5 2 2

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO HOJA DE TRABAJO Dibujar las piezas agujereadas y escalonadas en semisección.

240

SEMANA Nº 06

PRENSA DE TRES GUÍAS OPERACIONES • HACER RESORTE HELICOIDAL EN LA PRENSA • ENSAMBLAR


OPERACIÓN HACER RESORTE HELICOIDAL EN LA PRENSA Es la operación manual por medio de la cual se hacen resortes helicoidales con alambre de acero de diámetro hasta 1,5 mm aproximadamente.

Se realiza por medio del enrollamiento de un alambre de acero sobre una varilla de diámetro previamente determinado, al girarla entre dos pedazos de madera sujetas en la morsa. (Fig. 1). Se utiliza en los conjuntos mecánicos tales como palancas, pedales y otros.

Fig. 1

PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO: Prepare calces de madera. (Fig. 2)

OBSERVACIÓN La madera debe tener suficiente dureza, para resistir la presión del alambre.

Fig. 2

2º PASO: Seleccione la manivela OBSERVACIÓN -El diámetro de la varilla depende del diámetro interior del resorte. -En general, este diámetro debe ser 7/8 del diámetro interior del resorte.

3º PASO: Sujete en la morsa la manivela y

Guía

Fig. 3

los calces. (Fig. 3).

4º PASO: Gire la manivela. Observación Con el fin de formar la guía en la madera. (Fig. 4).


241

Fig. 4

REF. H.O.14/MM 1 /2


5º PASO: Introduzca la punta del alambre en el agujero o ranura de la varilla. (Fig. 5).

OBSERVACIÓN - El alambre debe entrar por encima de la varilla. - Para hacer resortes con espira a la izquierda, la manivela debe colocarse según la Fig. 6.

Fig. 5

- Para ha cer res orte s con espiras a la derecha, la manivela debe colocarse según la Fig. 1.

6º PASO: Enrolle. a. Girando la manivela en el sentido contrario a la posición del alambre.

OBSERVACIÓN - La distancia entre las espiras se obtiene inclinando el alambre en el sentido de avance de las mismas. - En construcción de resortes de tracción debe mantenerse el alambre en escuadra con la mordaza de la morsa.

Espira a la izquierda Fig. 6

7º PASO: Retire el resorte. - Elimi nando l a tensi ón del resorte, girando ligeramente la manivela en sentido contrario. - Esmerile lo s extrem os del resorte. (Fig. 7).

Fig. 7


242

REF. H.O.14/MM 2 / 2


OPERACIÓN ENSAMBLAR Esta operación consiste en montar cada uno de los elementos maquinados con la finalidad de determinar la funcionabilidad y precisión de las máquinas, equipos y mecanismos. Se aplica cada vez que los elementos mecanizados han sido terminados y acabados para luego determinar su funcionabilidad y uso.

PROCESO DE EJECUCIÓN Montaje de Conjunto

1º Paso : Monte las mordazas. (Fig. 1) a. Fijando la mordaza fija con el, tornillo. b. Fijando la mordaza móvil con el tornillo.

2º Paso : Monte los elementos de fijación de la Quijada fija.

Mordazas

a. Introduciendo la palanca en el eje roscado. b. Recalcando el extremo de la palanca. c. Montand o la placa y recalcando con el eje de fijación sobre la parte inferior de la quijada fija. (Fig. 2).

3º Paso : Monte las guías y eje roscado de la quijada fija.

Tornillos

Placa

Fig. 1 Fig. 2

Fig. 3

a. Montando la manivela en el eje roscado principal. b. Montando al eje roscado y colocando el anillo de seguro de la quijada fija. c. Roscando los ejes guías en la quijada fija. (Fig. 3).

4º Paso : Monte la quijada móvil.

Fig. 4

a. Montando las guías en la quijada móvil. b. Roscando el eje sobre la quijada móvil. (Fig. 4). c. Roscando y comprobando el buen deslizamiento. MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

243

REF. H.O.15/MM 1 / 1


RESORTES - TIPOS - USOS Los resortes tienen la misión de unir entre sí elásticamente piezas de máquina. Frecuentemente sirven también como acumuladores de fuerza o como amortiguadores de movimientos y de choques.

Clases de resortes Hay resortes helicoidales, espirales de hojas o láminas, de disco, de barra de torsión, de formas de alambre y de formas planas. Los resortes helicoidales se clasifican según su aplicación en resortes de tracción, de compresión y de torsión (o de extremos acodados). (Fig. 1).

Cilíndrico Resorte de tracción

Cónico

Enformadetonel

Entallado

Resorte de torsión (de extremos acodados)

Resorte de comprensión Fig. 1. Resortes helicoidales

Los resortes de tracción son resortes de alambre en que las espiras están una junto a otra. Se estiran y ponen en tensión mediante la acción de fuerzas. Para la suspensión y transmisión de fuerza pueden según el objeto disponerse en sus extremos distintas formas de ojales o arrollar ganchos, tornillos, etc. (Fig. 2).

Fig. 2

Los resortes de compresión son resortes de alambre cuyas espiras guardan entre sí una cierta distancia (paso). Predominantemente se hacen de alambre de acero redondo para resortes, aun cuando para fines especiales se fabriquen también con alambre de sección cuadrada, rectangular o de cualquier otra forma.

Resorte en tronco de cono

Los resortes de compresión al ser cargados se comprimen. Para algunas aplicaciones se emplean también resortes en forma de tronco de cono que son resortes de compresión hechos de material en forma banda, con diámetro que disminuye paulatinamente. (Fig. 3). Fig. 3

244

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Más raramente se hacen resortes con paso no uniforme, resortes entallados (diámetro mínimo a mitad de altura) y resortes en forma de tonel (diámetro máximo a mitad de altura).

Los resortes con extremos acodados son resortes helicoidales cilíndricos en los cuales se han acodado ambos extremos siguiendo la dirección del diámetro. (Fig. 4).

Fig. 4

Resorte de extremos acodados Ofrecen resistencia a la ejecución de un momento de 1 y por ello se les llama también muchas veces resortes de torsión. Se fabrican generalmente con alambre de acero para resortes de sección redonda. Tienen multitud de aplicaciones y por ello se realizan en muy distintas formas.

Los resortes en espiral son resortes hechos de fleje o de material plano y arrollados en forma espiral sobre un plano y sus extremos suelen formar ojales o estar doblados formando ángulo. La acción de resorte se pone de manifiesto cuando con uno de los extremos fijo se ejerce en el otro un momento de giro. La tensión obtenida así se utiliza frecuentemente para

Fig. 5

accionamiento de relojes, juguetes y aparatos. (Fig. 5).

Los resortes de hojas o de láminas (Fig. 6) se constituyen generalmente a base de varias hojas o láminas formando un haz o paquete de resortes. forma de resorte de varias hojas se aplican en coches y automóviles y absorben los esfuerzos de choque. Estos resortes se hacen con acero plano para resortes.

Resortes de hojas (en varias capas) Fig. 6

Los resortes de plato o de disco (Fig. 7) son platos anulares de forma cónica que se cargan dirección axial. Por lo que respecta a «fuerza de resorte» y a resistencia a la fatiga seen les suele exigir que cumplan condiciones particulares. Su forma hace posible la ubicación de un elemento de resorte susceptible de recibir carga, en un espacio relativamente pequeño. Se puede reforzar su acción mediante superposición de varios platos o discos para constituir columnas de resortes. Fig. 7

245


Los resortes de barra de torsión trabajan, como su nombre indica, a torsión Se usan a este efecto barras redondas, tubos completos o con la pared ranurada, barras cuadradas o barras planas formando haz. Su principal campo de aplicaciones está en la construcción de automóviles. Resortes de forma hechos de alambre . Estos resortes se hacen con alambre redondo de acero para resortes. La multiplicidad de formas que pueden adoptar estos resortes no tiene límite. Se utilizan como soportes, aseguramiento en árboles, planchas, grapas de sujeción, etc., y son empleados en casi todas las ramas de la técnica. (Fig. 8). Los resortes de forma planos se fabrican con material de fleje, placas o barras. Sus posibilidades de ejecución y sus aplicaciones son análogas a las de los resortes de alambre con forma.

Fig. 8

El material con que se hacen la mayoría de los resortes es acero sin alear con aproximadamente 0,5 a 1 % de contenido de carbono. Este acero puede ser suministrado laminado en caliente, laminado en frío y estirado, recocido o mejorado. Para casos especiales se emplean también aceros aleados especialmente aceros resistentes al calor y aceros inoxidables, así como metales no férreos.

Arrollamiento de resortes helicoidales La fabricación de resortes helicoidales en grandes series se realiza en tornos automáticos. Cuando se trata de piezas sueltas se hacen en el torno o en el tornillo de banco. El temple se da después de haber recibido el resorte su forma. En el caso de secciones pequeñas el alambre se trabaja ya en estado de dureza de resorte.

Arrollamiento de un resorte helicoidal en el torno Para el arrollamiento se emplea un mandril que tiene en el extremo delantero una hendidura o un agujero para el arrastre del alambre. El mandril de arrollamiento se dispone entre puntas o se fija en el plato de sujeción. El alambre de resorte se conduce entre mordazas de madera dispuestas en el porta útil, sobre el mandril de arrollamiento. El alambre se introduce en el orificio de arrastre del marcha mandril lenta y se en va la arrollando resorte con máquina el y mediante movimiento del carro. En el caso de resortes de compresión el paso se determina por el avance. (Fig. 9).

Paso de resorte

Espira muerta Longitud resorte (Sin cargar)

¡ Dejar en ambos extremos espiras preparadas para apoyo! Fig. 9

246


Asiento de resorte Cuando se trata de alambre delgado la alimentación puede realizarse a mano. La deseada distancia entre espiras se obtiene mediante introducción de un trozo de alambre del diámetro correspondiente. Después del arrollamiento se corta el resorte a la longitud pedida. En ambos extremos se dejan 3/4 de espira como «espira muerta»,(Fig. 10), llamada así porque no ejerce acción de resorte. La preparación de esta espira, adaptada contra la anterior, se realiza mediante esmerilado. Con esto la última espira se calienta mucho y se ablanda. En este estado se deja adaptar fácilmente contra la espira anterior que es elástica. las superficies conseguidas as! en ambos extremos tienen que ser normales-al eje del resorte. Los resortes de tracción se arrollan sin distancia alguna entre las espiras. Ambos extremos del resorte se proveen de ojales para la suspensión. (Fig. 11).

Ejecución de la espira muerta Fig. 10

ra a p

Resorte de tracción Fig. 11 O

s le ja

s u s

n e p

n ió s

En la fabricación de resortes helicoidales hay que tener en cuenta una reacción de resorte que se manifiesta después del arrollamiento y consiste en un agrandamiento del diámetro y de la longitud del resorte.

Resortes planos Los muelles planos son de una variedad tal que no admiten una descripción simple. Están constituidos esencialmente por piezas de metal plano, configuradas en formas capaces de absorber y liberar energía. Se usan frecuentemente como grapas o como elementos de expulsión. amortiguadores de ballestaLos constituyen otra aplicación importante. (Fig. 12). Fig. 12. Resortes planos

247


Formas de ojales de los resortes según los tipos y extremos para resortes de torsión

Máquina de medio lazo abierto

Gancho rectangular

Gancho en V

Lazo cono doblado

Gancho largo

Lazo lateral completo

Lazo lateral reducido

Corte máquina

Lazo completo doblado

Lazo doble torcido

Vástago roscado para ajuste con resorte de extremo simple

(A) TIPOS DE EXTREMOS PARA RESORTES DE EXTENSIÓN

Extremos simples

Extremos cuadrados Y rectificados

Extremos cuadrados o cerrados sin rectificar

Extremos simples rectificados

(B) TIPOS DE EXTREMOS PARA RESORTES DE COMPRENSIÓN

Extremos de gancho corto

Extremosespeciales

Dedobletorsión

Depuntosrectos

(C) TIPOS DE EXTREMOS PARA RESORTES DE TORSIÓN

248

Extremos de grapa

Detorsiónrecta


CODIFICACIÓN DE LAS DESIGNACIONES NORMALIZADAS DEL ACERO Las letras características antepuestas al nombre abreviado indican el grado de desoxidación

U = Acero colado no calmado R = Acero colado calmado RR = Acero colado especialmente calmado Ejemplos : USt 37-2; RSt 37-2 Colado calmado Apropiado a embutición brillante R Z St 44-2

Grupo de calidad 2 Resistencia a la tracción 410 ... 540 N/mm2 Acero de construcción general

DIN 17100 Acero de construcción general Acero eléctrico Índice de carbono Elementos aleados E 34 CrMo 4 V120 Bonificado a 1180 N/mm2 4 = 1% de cromo 4 34 = 0.34% de carbono 100 DIN 17200 Acero de construcción aleado Índice de carbono Elementos aleados 48 Cr Mo V 6 7 Bajo contenido en V 7 10 = 0,7% molibdeno 6 = 1,5% de cromo 4 48 100 = 0,48% de carbono Designación de un acero fino de baja aleación 249


Parte de composición El nombre abreviado se compone de las letras características, del índice de la clase y eventualmente de la cifra característica del grupo de calidad o de los símbolos e índice de los elementos químicos. A los nombres abreviados pertenecen también las letras características que indican propiedades de utilización especiales:

Q = Adecuado para conformación en frío Z = Adecuado para estirado brillante P = Adecuado para estampación K = Adecuado para laminación de perfiles Ro = Adecuado para la fabricación de tubos soldados S

= Especialmente apropiado para soldar

TT = Aceros con indicación de la tenacidad a bajas temperaturas W = Aceros resistentes al calor A = Aceros resistentes al envejecimiento Ejemplos: RQSt 37-2; Índice de carbono

RZSt 37-2;

7 RPSt 37-2, RKSt 3 -2, RroSt 37-2.

En primer lugar figuran los datos sobre el contenido de carbono. No hace falta el símbolo C del carbono. El porcentaje de carbono se indica en:l

Ejemplo: Acero de cementación aleado: 20 MnCr 5, el índice de carbono es20; el acero contiene 20/100 = 0,2% de carbono. Multiplicador para las substancias añadidas Los multiplicadores no son los mismos para todos los elementos aleados. Se colocan detrás de la abreviatura de la aleación, en la misma secuencia de aquellos. Multiplicador 4

Multiplicador 10

Multiplicador 100

Cromo Cr

Aluminio Al

Carbono C

Cobalto Co

Molibdeno Mo

Fósforo P

Manganeso Mn Níquel Ni

Titanio Ti Vanadio V

Azufre S Nitrógeno N

Silicio Si Tungsteno W

Ejemplo: Acero de cementación aleado 20 MnCr 5 Los elementos de aleación son el manganeso y el cromo El porcentaje de manganeso es 5/4 = 1,25% 250


Aceros de alta aleación Son aceros con más del 5% en masa de componentes aleados. Antes de la indicación del material se pone una X. Todos los componentes de la aleación poseen el multiplicador 1; para el carbono es 100.

Ejemplo: Acero inoxidable X 5 CrNiMo 18 13. Acero de alta aleación Índice de carbono Elementos aleados X 5 Cr Ni Mo18 13 Bajo porcentaje en Mo 13% de níquel 18% de cromo 5 = 0,05% de carbono 100 Designación de un acero fino de alta aleación 1 2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9

Límite de alargamientox x x x Ensayo de recalcado x x x x Trabajo de resiliencia x x x x Resistencia al calor x Propiedades Eléctr./magn. x Cifra característica en cuanto al campo de la garantía Parte de mecanización Las letras informan sobre las propiedades alcanzadas por la elaboración posterior. El significado es: U = No tratado

BG = Recocido por textura

V = Bonificado

BF = Recocido por resistencia

N = Normalizado

A = Revenido

E = Cementado

TM = Tratado termomecánicamente

Ejemplos: Ck 35 N; 34 Cr4 V Nombre abreviado y número del material de diferentes aceros Acero básico 1.0035 St 33-2 Acero de construcción 1,0123 Qst 37-3 en general Acero de calidad, no aleado 1,0535 C 55 (Acero bonificable)

Acero fino no aleado 1.1203 Ck 55 (acero de construcción) Acero fino, de baja aleación 1,2162 21 MnCr 5 (acero de herramientas) Acero fino de alta aleación 1,4432 X 2 CrMiMo (acero inoxidable) 19 14 251


Nombre abreviado y número del material de diferentes aceros

Grupo principal 1 (acero) Clase 01, acero de calidad no aleado (acero de construcción en general) Propiedades mecánicas determinadas en DIN 17100. Grupo principal 1 (acero) Clase 72, acero fino de baja aleación (acero

1

St 37 - 3 01 16

1

25 CrMo 4 72 18

de construcción con menos del 0,35% de Mo) Acero con 1% de Cr, 0,25% de C, O, 0,7% Mn, 0,2 % de Mo, 0,35% de P y S. Propiedades mecánicas determinadas en DIN 17200

Subdivisión de los aceros por clases ( extracto de la nueva versión de DIN 17007) Acero Fino Clase de acero básico Acero Fino y de No Aleado calidad fino

Acero Fino Aleado Acero de Herramientas

00 Aceros básicos

Aceros de 20 Aleado con Cr construcción 105 Cr 4

USt 37-2 St 60-2

11 Cm 35 12 Ck 55

Aceros de Aceros de calidad no herramientas aleados 15 C 80 W 1 01 St 44-3 17 C 60 W 3 02 RSt 38 18 C 85 W 5 03 StW 23 04 C 15 05 C 45 06 C 60 07 U 10 S10

21 Aleado 21 MnCr 5 con Mn 22 Aleado con CrV 115 CrV 3 23 Aleado con CrMo 21 CrMo 10 24 Aleado con W 105 WCr 6 27 Aleado con Ni 50 NiCr 13 28 Aleado con V 145 V 33

Grupos de Aceros Diversos

Aceros Resistentes a Aceros de Productos Químicos Construcción

Aceros rápidos 32 S 12-1-4-5

Aceros inoxidables 40 X 8 Cr 17

33 S 3-3-2

41 X 6 Cromo 17 43 X 2 CrNi 19 9 44 X 5 CrNiMo 1810 45 X 8 CrTi 18

Aceros resistentes al desgaste 34 X 110 Mn 14

Acero para rodamientos Aceros resistentes al calor 35 100 Cr 6 (W3) 47 X 8 Cr 15 Acero con propiedades 48 X 15 CrNiSi 199 magnéticas 37 AlNiCo 350

Aleados con Mn (Si, Ti, Mo) 50 13 Mn 12 51 46 MnSi 4 53 12 MnTi 5 54 20 MnMo 35 Aleados con Ni (Mn, Cr, Mo) 56 14 Ni 6 62 11 NiMn 84 65 20 NiCrMo 2 69 33 NiCrMo 145

Materiales resistentes a altas temperaturas Aleados con Cr 49 X 21 CrMoV 121

(Mo, V) 70 45 Cr 2 72 26 CrMo 4 77 51 CrMoV 4 81 50 CrV4

Significado: 00, 02, 22 = clase Número del material completo Ejemplos: Ust 37-2 (1.0036) RSt 38 (1.0223) 115CrV3 (1.2210)

Aceros de nitruración 85 34 CrAIS 5 Aceros de construcción soldables de alta resistencia 89 TTStE 39 89 WstE 39

252


MEDIOS DE VERIFICACIÓN DE ÁNGULOS FIJOS Verificación con calibres de ángulos fijos Los ángulos se verifican con calibres de ángulos fijos (escuadra de acero, escuadra de filo, escuadra de talón, galgas angular, etc.), y se miden con instrumentos de medición de ángulos móviles (transportador de ángulos universal, nivel para ángulos, cabezal divisor, mesa circular, etc.) o bien con elementos patrones especiales (galgas).

Unidades para ángulos De acuerdo con el sistema de unidades. Si, la magnitud de un ángulo plano se define como la relación del arco al lado, tomando éste como radio de la circunferencia trazada desde el vértice sobre la cual se mide el arco. Como unidad se toma el ángulo plano para el cual la relación de longitudes “arco o radio” vale 1. Esta unidad se llama radián (símbolo: rad). Ejemplos: s=1 m, r=1 m; 1 rad = sr =1 m = 1 1m En la técnica, para verificar ángulos se emplea el grado con el minuto y el segundo como submúltiplos. Para la subdivisión de la circunferencia se considera preferentemente que tiene 360º.

Dependencia entre radián y grado Ángulo completo:  rad 1 Ángulo completo == 2360º

Minuto:

 1º 1’ 10800 = rad = 60º

Ángulo recto: 1 L = 2 rad = 90º

 1’ Segundo: 1’’ 648000 = rad = 60º

 rad 1L Grado: 1º = 2360 = rad = 90º

Radian: 1rad 360º = 57,2º  s=

Radio

1r

ad

1m

Arco

57 2º

Circunferencia completa con 360º

 2 rad = 90º

Radián y Grado

253


Escuadras Fijas (de ángulo fijo) Como escuadras fijas se emplean en fabricación las de acero, de 90º, 60º, 45º y 120º. Según DIN, las escuadras de acero de 90º se dividen en escuadras planas (forma A), escuadras de talón (forma B) y escuadras de filo (forma C). Escuadra plana

Ángulo incorrecto (menor)

Con se verifica la pieza. posición de las aristasella, y superficies de la Cuando se verifica la fabricación, debe existir una superficie plana mecanizada de la pieza que sirva de superficie de referencia. La escuadra de talón resulta muy adecuada para verificar el ángulo y la cota cuando hay que trazar una arista de plegado. La distancia de la línea trazada a la arista de referencia de la pieza, se verifica con la regla. Con la escuadra de filo se determina el ángulo y el estado superficial. La verificación se hace por el procedimiento de la rendija de luz. Si se enfrentan la superficie mecanizada de la pieza y la

Superficie de referencia

Arista de verificación en forma de filo

superficie de verificación, y seCuanto ponen más a la luz, se observa una rendija. uniforme sea la rendija de luz, tanto más precisa será la angularidad.

Luz Lado

Galgas Angulares Las galgas angulares son de acero y pueden acoplarse por fricción como las galgas paralelas. Se emplean para verificar calibres, herramientas y piezas, para ajustar máquinas y útiles, para trazary para trabajos de división.

Sustracción Adición ” 15

-

2

+ +

30´ 5º

+

-

+

30”

Un juego grande se compone de: 6 galgas de 1,3,5,15,30,45 grados 5 galgas de 1, 3, 5, 20, 30 minutos 5 galgas de 1, 3, 5, 20, 30 segundos

Ángulo correcto

+ +

15º

Ejemplo +15º +5º + 30’ + 30’’ + 15’’ = 20º30’45’’

+

’ -3 20’

0 º 3

0 ’

+ 4 5

- 5º 30º

-

2

5 º 1 7

’

+ ’’

-

Ejemplo +30º - 5º + 20’ - 3’ = 25º17’

Campo de medición desde 0º hasta 90º, de 1 en 1 segundos.

Verificación con Instrumentos de medición de Ángulos Móviles Con los calibres para ángulos se puede determinar la angularidad de las superficies, y con los transportadores de ángulos el valor de éstos. 254


Transportadores indicadores El transportador más sencillo es el de patilla en forma de aguja, regulable a lo largo de una escala de 0º a 1 80º. La inseguridad de medición es de 1 grado (1º). Con el transportador universal pueden realizarse mediciones con una inseguridad de 5 minutos (5'). El transportador universal se compone de un carril fijo y otro móvil. La circular está subdividida en 4escala veces 90º principal y sirve para leer ángulos enteros. El nonius angular se compone de un arco de 23º, subdividido en doce partes iguales.

23º 2º

Escala principal 10

20

0

1

30 45 1º = 5º 12 12 in tervalos

15

11º 0 12

60

Nonius angular

Nonius angular

Cada subdivisión de la escala del nonius vale 23º/12 = 1º55', y cada dos subdivisiones de la escala principal 2º. Entre ambas divisiones existe por tanto una diferencia de 2º - 23º/12 = 1º/12 ó 60'/12 = 5' (cinco minutos).

Regla de lectura: se cuentan los ángulos enteros en la escala principal desde 0º ó 90º, hasta el cero del nonius angular. Se sigue en el mismo sentido por el nonius y se busca la posición en la cual una subdivisión de la escala principal coincide con una subdivisión del nonius. Esta subdivisión indica las veces que hay que añadir 1º/12 = 5' a la lectura en grados enteros.  

Escala principal (lectura de los grados)

Lectura 113º

Nonius en minutos (lectura de los minutos) 45º

Tornillo de fijación grande Transportador (medir ángulo, apretar tornillo) 0º ... 180º

º 5 4

30º 60º

 = 113º - 90º =23º  = 180º - 113º =67º

Guía fija



Pieza

Guía móvil



Tornillo de fijación para la guía móvil Transportador universal

Lectura del transportador

Medición de ángulos agudos y ángulos obtusos

“A” Sentido de la lectura a partir de 0º

30

En la lectura de ángulos agudos la medida es igual al valor leído. Los ángulos obtusos miden entre 90º y 180º. 255

20

54º25’

40

4 60

5 30

50

“A” 60

70 80

15 0 15 30 4 56 0

Lectura 54º 25’

Pieza

Medición de un ángulo agudo

90


En la medición de ángulos obtusos, la medida del ángulo es: Medida = 180º - valor de la lectura

“B”

Sentido de la lectura a partir de 0º “B”

“ 50º 55’ 70

60

50

40 30

20

80

4 60

5 30

15 0 15 30 4 56 0

129º 5’

Transportadores de Ángulos graduables La regla de senos es un transportador de ángulos regulable. El dispositivo rnedidor se compone de una regla que fija los dos rodillos de medición a una distancia conocida, p. ej., L = 200 mm, y una galga paralela E de cuya longitud depende el ángulo . Con esta disposición puede ajustarse cualquier ángulo dentro de un intervalo determinado. Ejemplo: L = 200 mm, E (combinación de galgas) = 89,24 mm. Con esto se forma un triángulo rectángulo cuya hipotenusa tiene la longitud L y el cateto opuesto la altura E de la galga.

Lectura 50º 55’

Medición de un ángulo obtuso Pieza

Mesa de senos

Comparador

Sen  = Cateto Sen opuesto ; Hipotenusa



Pie za

= E L

L

Sen  =

0,4462 200 mm =

89,24 mm



E



Ángulo  = 26º 30’

sen  = E L

E = sen  . L

Galga

Verificación del ángulo de una pieza con regla de senos y comparador

Medición de conos con galgas cilíndricas y paralelas Las dos galgas paralelas deben tener la misma longitud y las dos cilíndricas (cilindros, rodillos) el mismo diámetro. Con la disposición de la figura (medición de conos exteriores) se tiene el semiángulo del cono  

Para el cálculo se emplea la función tangente, tan =  = tan  = Cateto opuesto 2 Cateto adyacente , donde el cateto opuesto puede expresarse por (d1 - d )2 2 longitud L de la galga paralela.

256

y el cateto adyacente por la


Ejemplo: d1 = 60 mm, d 2 = 45 mm, L = 38,76 mm tan  = (d1 - d )2 ; tan  = 60 mm - 45 mm 2 38,76 mm 2L = 0,2178 ángulo

13º 17’ 2=



d1 Galga cilindrica 

Galga paralela

2 L

tan =

d1 -d2 2 = 2 L 

d2 Edición de ángulos exteriores con galgas cilíndricas y paralelas

Manipulación del instrumento -Limpiar la superficie de medición antes de verificar. -Proteger contra la suciedad, golpes y ácidos. -No retocar los defectos de la regla. -Ejercer siempre la misma fuerza al efectuar la verificación. -No verificar las piezas hasta que no se alcance la temperatura de referencia. -Para guardar la regla emplear trapos limpios o un lugar especial. -No colocar nunca la regla junto con las herramientas. -Después de utilizarla, limpiarla y engrasarla ligeramente.

257


TIPOS DE AJUSTE ISO Con la actual división del trabajo y debido a la intercambiabilidad de los repuestos, las piezas han de ajustar entre sí de acuerdo con su función sin necesidad de realizar en ellas trabajos posteriores. El eje o árbol fabricado por la empresa «x» tiene que ajustar con el cojinete fabricado por la empresa «y» de manera que se logre la función preestablecida, por ejemplo que el eje gire en el cojinete con pequeño juego. A este fin se han creado los ajustes ISO. El ajuste es la relación entre las medidas de las pieza antes de montarlas. Ajuste cilíndrico: las piezas tienen superficies de ajuste cilíndricas y se denominan eje (o árbol) y agujero.

Ajuste plano: las superficies de ajuste de las piezas son planas, las piezas reciben el nombre de parte exterior y parte interior. En el aspecto funcional se distinguen tres tipos de ajuste.

Ajuste holgado o móvil Los campos de tolerancia del eje y del agujero han de elegirse de tal manera que en cualquiera de los casos posibles de las medidas reales dentro de las medidas límite, exista un juego (holgura) entre el eje y el agujero. El valor de dicho juego dependerá de las posiciones del campo de tolerancia y de los valores de tolerancia que se elijan. Si se adjudica al agujero el campo de tolerancia H y al eje el campo f, el juego será pequeño. Pero si se establece el campo d para el eje, el juego será varias veces mayor. El juego puede tener un valor mínimo o un valor máximo.

TB 0

Juego máximo = valor de la cota máxima

0 Tw

del agujero menos valor de la cota mínima del eje.

g

S

S

k

Eje

Representación simplificada de este ajuste

Juego mínimo = valor de la cota mínima del agujero menos valor de la cota máxima del eje.

Agujero Sg = Juego máximo Sk = Juego mínimo

Ajuste indeterminado o de transición Los campos de tolerancia han de interferirse de manera que se produzca o un juego o un apriete.

Juego máximo = va lo r de la co ta

TB

máxima del agujero menos el valor de la cota mínima del eje.

g

g

S

U

Eje

Apriete máximo = va lo r de la co ta máxima del eje menos el valor de la cota mínima del agujero.

258

Agujero Sg == Jue Juego gomá máximo ximo U Aprgo ietemín máimo ximo Skg = Jue

Tw


Ajuste a presión Los campos de tolerancia están situados de tal manera que se produce un apriete en cualquiera de las posiciones en que pueden encontrarse las medidas reales. El eje es siempre mayor que el agujero. El campo de tolerancia del agujero H y el campo de tolerancia del eje s producen un pequeño apriete. En caso de que deba ser mayor se elige, por ejemplo, el campo de tolerancia de eje za.

Tw

TB

Eje K

Representación simplificada de este ajuste

g

U

U

Agujero Ug = Juego máximo Uk = Apriete máximo

Apriete máximo = valor de la cota máxima del eje menos el valor de la cota mínima del agujero.

Apriete mínimo = valor de la cota mínima del eje menos el valor de la cota mínima del agujero. La posición de la tolerancia respecto a línea cero. (N = medida nominal); se da con letras. Los agujeros llevan mayúsculas (A-ZC). Los árboles llevan minúsculas (a-zc).

Tipodeajuste

Árbol

Agujero

de juego

a-h

H

paso de

h j-p

H

A-H

h de apriete

J-P

r-zc

H

h

Línea cero

A

B

R-ZC

Tolerancias para agujeros C

N

D E F G H J K M N P R S T

Juego

U V X Y Z

ZA

ZB ZC

Apriete Paso

Línea cero b

c

d e

f

g h

j

n k m

p

r

s t

x u v

y z

a Tolerancias para árboles

N

259

za zb

zc


CÁLCULO DE RESISTENCIA DE MATERIALES F = Fuerza, esfuerzo en N. A = superficie, sección



= esfuerzo para la tracción, comprensión, f lexión (pronunciado : sigma).  = esfuerzo para el cizallamiento y torsión (pronunciado : tau)  = índice de seguridad (pronunciado : ni)

1. Resistencia a la tracción

Por ejemplo acero 37 quiere decir: Un esfuerzo entre los valores de 360 y 440 N/mm 2 produce deformación o ruptura en la pieza de construcción. 2  B  370 N/mm

Nota: La resistencia a la tracción se puede definir, por tanto, como límite mínimo de la tensión Rm.

2. Seguridad 2

m m / n n e s n E ó i s P n z e t

Por razones de seguridad, un material sólo debe someterse hasta un límite de fuerza admisible, el esfuerzo admisible.

B

z  zul

=

tensión límite índice de seguridad

Nota: El índice de seguridad en ingeniería mecánica es de 1,5 a 10. La tensión límite aplicable depende de la clase de esfuerzo.

extensión en %

3. Clases de fuerzas

La tensión recibe diferentes índices según la clase de esfuerzo: b, z,  d,  t,  a,   zul , zul

F



d

F

Nota:

z

2

El esfuerzo mecánico se indica en N/mm . F

4. Esfuerzo

Sobre 1 mm 2 se aplica una fuerza de zul, sobre una 2 superficie de Amm se aplica una fuerza de A . zul =



N 2 mm

Conclusión 2

1 mm

Esfuerzo = superficie x clase de fuerza

Nota: F

El esfuerzo admisible depende de la clase de fuerza. I = esfuerzo estático  carga de apoyo constante  p. ej. Monumento. II = esfuerzo eréctil  carga y descarga  p. Ej. cadena de grúa. III = esfuerzo variable  tracción y comprensión  biela. 260


5. Resumen

 zul  zul

es parte de la resistencia a la tracción. tensión límite índice de seguridad

=

esfuerzo = superficie x clase de fuerza.

Un acero cuadrado con calificativo de norma St 37 de 30 x 30 mm ha de ser sometido a tracción con el cuádruple de seguridad. Calcule la fuerza de tracción admisible en N.

6. Ejemplo

buscando

F

dado

A

= 30 mm

Rm

=370N/mm



=4

F

2

2

solución F

=A.

zul

=

zul

2

= 900 mm2 . 62,5 N/mm = 83250 N

R

7. Ejemplo

2

85 N/mm

m



=

370 N/mm 4

2 2

= 92,5 N/mm

Una cadena de acero soporta 34kN, con una fuerza de tracción de 85 N/mm 2. ¿Cuál es el diámetro de la cadena?

buscando dado

b

34 kN

S, d F

=34kN

z

= 85 N/mm

2

solución S =

F = 3400 = 200 mm2 2 .z 2 . 85 (Según tabla) d = 16 mm

A = 0,785 d d =

261

2

A = 0,785

200 = 16 0,785


ELEMENTOS QUÍMICOS DE ACEROS DE ALTA ALEACIÓN Los elementos químicos influyen mucho en los aceros de aleación y sus diversos elementos que lo acompañan son:

El Cromo aumenta la resistencia y la dureza, así como la resistencia a la corrosión y al calor, y la consistencia del corte. Válvulas (Fig. 1), herramientas de corte, cuerpos de laminación y depósitos resistentes a los ácidos.

El Cobalto hace más duro al acero, así como consistente al corte. Aceros rápidos

El Manganeso hace al acero más resistente al desgaste (templado en frío), peor también peor mecanizable y sensible al tratamiento

Fig. 1

térmico. El manganeso puede sustituir al níquel en determinados casos. Cadenas, bandajes para ruedas, espandines de aguja, aceros de herramientas indeformables, bandajes para dragas.

El Níquel actúa afinando loa granos y comunica al acero tenacidad, resistencia mecánica y resistencia a la corrosión. Cigüeñales, ruedas dentadas, cubertería, depósitos resistentes a los ácidos, alambres para resistencias.

El Silicio proporciona elasticidad; el temple penetra y mejora la resistencia del acero a los ácidos. Por encima del 0,2% de silicio disminuye considerablemente la forjabilidad y la soldabilidad. Muelles, chapas para dinamos y transformadores, acero resistente a la corrosión y tenacidad.

Vanadio y Molibdeno proporciona dureza, resistencia al calor y a la corrosión y tenacidad. Matrices de forja, matrices para prensas y herramientas de calidad (llaves para tornillos).

El tungsteno hace al acero tenaz resistente a la corrosión, y al calor, así como consistente al corte. Acero rápido, matrices para prensas y moldes para fundición por inyección.

Cromo, Molibdeno y Vanadio Aceros especiales para trabajar en caliente, que debido a las proporciones favorables de sus componentes, tiene varias especificaciones; buena conductibilidad técnica y alta resistencia a las fisuras se aplica para punzones, mandriles, herramientas para estampar latón y bronce en caliente. Fig. 2

Cromo, Molibdeno y Níquel

Su alto contenido de cromo y su adición de Molibdeno le confiere muy buena resistencia a la corrosión, excelente resistencia a la abrasión, de fácil maquinado y máxima aptitud para el pulido; se aplica para moldes y matrices (Fig. 2) en elaboración de masas de moldeo (PVC) con aditivos abrasivos.

262


CORTE PARCIAL OINTERRUMPIDO Es otra forma de representación que se emplea para indicar un detalle interno de un sólido (pieza) en alguna parte limitada sin necesidad de hacer el corte total o medio corte. En la Fig. 1 se indica un corte parcial, en la vista frontal de un codo de 90º.

Línea de rotura

Fig. 1

El corte está limitado por una línea de rotura o interrupción, trazada a mano alzada. En la vista lateral, no es necesario indicar la línea de corte, ya que es clara la posición del mismo.

Nota: La línea de rotura no debe coincidir con línea alguna. Generalmente, los cortes parciales se emplean para representar agujeros, ranuras o canales dispuestos en piezas enterizas. (Figs. 2 y 3)

2Fig.

3Fig.

Corte Parcial se utiliza para resaltar en línea gruesa un detalle interesante. En general, la indicación del plano de sección se superflua. La parte cortada se limita por una línea llena fina dibujada a mano alzada. (Fig. 4).

Estos cortes generalmente, se realizan en piezas como: ejes, mangos, varillas, bolas, nervios, etc. Las cuales son cortadas, sino basta con hacer un corte parcial para indicar algún detalle particular de la pieza.

A Sección A -A

Trazado teórico

A Trazado práctico

Fig. 4

263


CORTE ESCALONADO Corte A-A

Es otra tipo de representación, en el que el plano de corte atraviesa totalmente el sólido, cambiando de dirección una más veces para mostrar los detalles que no están en línea recta. (Fig. 1). Un corte escalonado se designa poniendo

A

la misma letra mayúscula al principio y al final del recorrido del plano de corte. El cambio de dirección del recorrido del plano de corte se marca con línea llena gruesa.

A

Otras particularidades de la representación en corte (Normas) 1. Si en una representación no se ve claramente cómo transcurre el corte, se caracteriza, éste con líneas de corte (líneas gruesas de trazo y punto). Estas penetran poco (unos 3 mm) en el

A

C

cuerpo. Las flechas indican la dirección en que se observa. Tienen una dimensión 1,5 veces mayor que las flechas de acotación y tocan las puntas las líneas de corte.

Corte C -D

Corte A -B

B A

2. Si un cuerpo tiene varias secciones, se ponen letras mayúsculas en orden alfabético al final de las líneas de corte. Las secciones se representan en lo posible en la dirección en que se observa. Sobre la representación se anota la denominación correspondiente.

D

(p. ej. Corte A-B) ó Sección A-B Las letras tienen un tamaño mayor que la palabra “Corte”.

Corte A -D

3. Si se quiere destacar con una sola imagen de corte detalles de importancia que están sobre un plano de corte, se quiebra la línea de corte (traza). Los puntos finales se caracterizan con letras mayúsculas.

B

El corte se dibuja como si las superficies de corte quedaran en un plano.

D 264


REPRESENTACIÓN DE LOS RESORTES Perspectiva

Vista

Corte

Símbolo

Denominación

Resorte a comprensión

l a i d o ic l e h e t r o s e R

Resorte a tracción

con sección redonda

s a ts le l a B

con sección angular Plato único Columna de resortes

sin tensión

tensado (con carcasa) sin ojales sin abrazadera

con ojales con abrazadera 265

e d s e tr o s e R n e e tr o s e R

e d e tr o s e R

s o t a l p

l ra i p s e

s a n i m á l


EJEMPLO DE CORTE ESCALONADO 1. Molde de prensa para representarla en corte A-B y corte C-D.

C

65

corte C-D 5 1

30 15 5 3

B 0 2

5x45º 50 0 6 1

10

A

20 5 R1

0 8

0 5

40

6

0

5 2

º 0 1

D

corte A-B

2

90º

40

100

266

10


ORDEN Y LIMPIEZA EN LA PLANTA 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 fábrica son muy importantes en la prevención de accidentes, pues permiten: - 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 se usan en estantes y ganchos”.

267


OTRAS SUSTANCIAS TÓXICAS Las sustancias tóxicas son productos químicos cuya fabricación, procesado, distribución, uso y eliminación representa un riesgo inasumible para la salud humana y el medio ambiente. La mayoría de estas sustancias tóxicas son productos

Reciclado La Práctica del reciclado de residuos sólidos es muy antigua. Los utensilios metálicos se funden y remodelan desde tiempos prehistóricos. En la actualidad los materiales reciclabas se recuperan de muchas maneras, como el desfibrado, la separación magnética de metales, separación de materiales ligeros y pesados, criba y lavado. Otro método de recuperación es la reducción a pulpa. Los residuos se mezclan con agua y se convierten en una Techada pastosa al pasarlos por un triturador. Los trozos de metal y otros sólidos se extraen con dispositivos magnéticos y la pulpa se introduce en una centrifugadora. Aquí se separan los materiales más pesados, como trozos de cristal, y se envían a sistemas de reciclado; otros materiales más ligeros se mandan a plantas dé reciclado de papel y fibra, y el residuo restante se incinera o se deposita en un vertedero.

Reciclado de botes de aluminio. En este punto se prensan las latas de aluminio en grandes bloques. Muchas empresas e individuos reciclan los residuos de aluminio para conservar recursos naturales no renovables. Hank Morgan/Science Source/Photo Researchers, lnc. Las autoridades locales de muchos países piden a los consumidores que depositen botellas, latas, papel y cartón en contenedores separados del resto de la basura. Unos camiones especiales recogen los contenedores y envían estos materiales a las instalaciones de reciclado, reduciendo el trabajo en incineradoras y los residuos en los vertederos.

268


HOJA DE TRABAJO

1. ¿Qué misión cumplen los resortes? 2. ¿Qué son resortes de tracción y comprensión? 3. ¿En qué casos se utilizan los resortes en espiral? 4. ¿Cómo se construyen los resortes de láminas? 5. ¿De qué material se construyen los resortes? 6. ¿Qué partes se debe considerar para codificar y designar los aceros normalizados? 7. ¿Cómo se designan los aceros de construcción en general? 8. ¿Cómo se designan los aceros finos de baja aleación? 9. ¿Cómo se designan los aceros finos de alta aleación ? 10. Indique la composición, fabricación y partes de mecanización de la codificación y designación d e los siguientes aceros: a)34CrNiMo6

c)USt37-2

b)X36CrMo17

d)40CrMnNiMo864

11. ¿Cómo se verifican los ángulos fijos? 12. ¿Cómo se constru yen los calibres de ángulos fijos? 13. ¿Con qué instrumentos se miden los ángul os fijos? 14. ¿Qué diferencia encuentra entre Ajuste y Tolerancia? 15. ¿Cómo se clasifican los ajustes? 16. ¿Cómo se determina el ajuste móvil? 17. ¿En que casos se utiliza los ajus tes indeterminados? 18. ¿En que casos se util iza los ajustes de apriete?

269


Ejercicios

Cálculo de resistencia 1. Una acero plano de tipo St 37 tiene 60 x 15 mm de sección transversal ¿Con qué fuerza de tracción se rompe?

1-3

2. Una probeta de 25 x 6 mm se rompe con un máximo de fuerza de 63000 N. ¿Cuál es la resistencia a la rotura de la barra? .

F s

b

3. Un acero plano de tipo St 42 de 50 mm de ancho con seguridad triple se somete a 56 kN. ¿Qué espesor tiene el acero plano?

6

2

F

4. Una suspensión de acero redondo de 490,87 mm F de sección transversal se rompe con 206,22 kN. ¿Cuál es el diámetro de la barra y su resistencia a la rotura?

b

7

5. Para acero de construcción de tipo St 37 se indica 2 generalmente con 140 N/mm la tracción admisible. ¿Cuál es el índice de seguridad?

b s

6. Una cadena de acero tipo St 42 con quíntuple de seguridad soporta 19000 N. ¿Cuál es el diámetro de la cadena?

b

7. Una cubrejunta de acero plano de 55 x 8 mm está debilitada por un agujero de 18 mm. El esfuerzo es de 40,4 kN. ¿Cuál es la tensión por tracción en la sección transversal debilitada?

F 8, 9

F

8. Una corta columna redonda de 35 mm admite una 2 comprensión límite de 110 N/mm . Calcule el esfuerzo admisible en kN.

b

9. Un apoyo redondo de techo se somete a 425 kN. El 2 esfuerzo límite de comp rensión es de 8,5 N/mm . ¿Qué diámetro requiere la columna? 10 Una columna hueca con diámetros de 240/300 mm se somete a 2600 kN . ¿Cuál es la tensión por 2 comprensión en N/mm ?

l

12

b

11 Un acero plano de 45 x 8 mm se cizalla con 100 kM de fuerza de percusión. ¿Cuál es su resistencia al 2 cizallamiento en N/mm ?

F

12 Una fuerza tangencial de 35000 N ha de ser transmitida por una lengüeta de ajuste de 10 mm de ancho. La tensión de cizallamiento admisible es de 2 110 N/mm ¿Qué longitud tiene la lengüeta de ajuste?

13 F

b

13 El perno de corte de un enlace de varillaje ha de reaccionar a una fuerza longitudinal de 4520 N. ¿Qué diámetro tendrá el perno cuando la resistencia 2 al cizallamiento es de 45 N/mm ? 270


HOJA DE TRABAJO 1. Dibujar la Placa de Sujeción dada en escala 1:2, dibujar en: a) Escala 1:1 b) Dibujar los cortes C-D y A-B según normas c) Dibujar el corte E-F con acotaciones

C

A M10

40

corte A-B 0 2

75 20

E

F 5 2

B

D

corte E-F

271

corte C-D


HOJA DE TRABAJO Dibujar las siguientes piezas con los cortes escalonaos, sin acotación.

1.

2.

C

C 272


HOJA DE TRABAJO Dibujar las siguientes piezas con los cortes escalonaos, sin acotación.

Corte A

3.

-B

B A

4.

B

B

273


HOJA DE TRABAJO Dibujar las siguientes piezas en vistas necesarias y en corte parcial.

274

SEMANA Nº 07

EJE DE TRANSMISIÓN OPERACIONES • CEMENTAR CON SUSTANCIAS SÓLIDAS • MEDIR DUREZA

N7

1

0.05

4x8x35 13

40

35

4x8x40

5 k

6 h

5 2

0 3

5 2









8 1 M

5 k

0 2

0

0 ,

0

5



5 3 

2x45º

25

40

45

57

57 180

Nº

01 02 03 04 05

ORDENDEEJECUCION


Prepare material Prepare caja de cementación Prepare el horno Cementar con sustancia sólida Medir dureza

01

01

PZA.

CANT.

EJE

-

Tenazas Cepillo de alambre Guantes y mandil de cuero Protec tor facial Depósito para cementar Horno eléctrico Patrones de calibre Durómet ro

 38 x 185

DENOMINACION

NORMA / DIMENSIONES

EJE DE YTRANSMISIÓN

Ck 10

MATERIAL HT

04 /MM

TIEMPO: 1 2


ESCALA: 1 : 2

OBSERVACIONES REF. HO-16-17 HOJA: 1 / 1 2004


OPERACIÓN CEMENTAR CON SUSTANCIA SÓLIDA Es la operación que consiste en aumentar el contenido de carbono en la superficie de las piezas de acero, para hacerlo más duro y más resistente al desgaste conservando su núcleo y propiedades físicas. Este tratamiento termoquímico se aplica en piezas de acero que contiene bajo porcentaje de carbono.

PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO: Prepare caja de cementación. a. Echando una capa de cementante al fondo de la caja de 3cm aprox. (Fig. 1).

OBSERVACIÓN 1. Utili ce carbó n veget al mezclando con carbono de Bario, Calcio o Sodio en polvo. 2. Se utiliza cuero, hueso o pezuñas de buey hay que reducirlo a retazos pequeños. b. Colocando las piezas en la caja y distanciandolas una de otra 2 cm aprox. (Fig. 2). c. Extendiendo sobre la pieza otra capa de cementante 3 cm de espesor aprox. d. Colocando la tapa en la caja, golpeando suavemente y uniformemente con un martillo.

3cm

Fig. 1

Fig. 2

2º PASO: Cierre herméticamente la caja con pasta refractaria. a. Prepa rando una m ezcla conteniendo cinco partes de tierra refractaria y una parte de polvo de esmeril. b. Mezcle y forme la masa pastosa. c. Coloque la mezcla de 3 cm aprox., en las uniones de la tapa con la caja, hasta conseguir un sello hermético (Fig. 3). MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

276

Pasta refractaria

Fig. 3

REF. H.O.16/MM 1 /2


3º PASO: Prepare el horno. a. Regulando el pirómetro a la temperatura de cementación 925ºC. b. Introduzca la caja en el horno y cierre herméticamente. (Fig. 4). Fig. 4

4º PASO: Realice el tratamiento

Horno

termoquímico. a. Caliente a una temperatura de 925ºC. b. Permanezca el eje de acero en un tiempo de cuatro horas. (Fig. 5).

OBSERVACIÓN El tiempo de permanencia y la temperatura depende del espesor que se desea dar a la capa cementada.

Sello de arcilla

Fig. 5 Pieza Mat. Cimentante

5º PASO: Enfríe la pieza a. Apague el horno y retire la caja hasta que se enfríe. (Fig. 6) b. Saque la pieza de la caja y limpie con un cepillo. (Fig. 7)

Piezas enfriándose

OBSERVACIÓN Después del cementado las piezas deben someterse al tratamiento de temple y revenido para mejorar las condiciones finales del material.

Fig. 6

PRECAUCIÓN USE EQUIPO DE SEGURIDAD AL MANIPULAR LAS PIEZAS TRATADAS, PARA EVITAR QUEMADURAS

Escobilla

Fig. 7


277

REF. H.O.16/MM 2 / 2


OPERACIÓN MEDIR DUREZA Es la operación que consiste en determinar la dureza de un material mediante la resistencia que opone a la penetración de un cuerpo más duro de forma esférica, cónica o piramidal por el efecto que produce una fuerza en un tiempo determinado del cuerpo a ensayar. 0 90

10 20

80

Se aplica para determinar la condición de utilización del material en el proceso de mecanizado y después de realizar el tratamiento térmico.

30

70 60

40 50

PROCESO DE EJECUCIÓN 1º Paso : Prepare el material a. Limpiando la pieza a medir.

Observación Evite que el cuerpo del material a medir presente rugosidades.

2º Paso : Prepare el Durómetro. a. Accionando el interruptor en

0 10

90

20

80

posición de encendido. b. Cambie el penetrador según el material a medir.

30

70 40

60 50

OBSERVACIÓN Para medir dureza HRC utilice penetrador cónico con punta de 120º. c. Calibre el durómetro con el patrón de dureza (60 HRC)

P

1. Aplicación de la carga inicial 2. Aplicación de la carga adicional 3. Supresión de la carga adicional 1

2

Fig. 1

1

3º Paso : Mida la dureza a. Gire la volante hasta realizar contacto del penetrador con aplicación de la carga inicial (Fig. 1). b. Gire la volante hasta realizar la aplicación de la carga adicional. (Fig. 2). c. Espere tres a seis segundos mientras se realiza la supresión de la carga adicional. (Fig. 3). d. Ob se rv e q ue la ag uj a retroceda a causa de la elasticidad del material ensayado y realice la lectura de dureza Rockwell. MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

278

0

0 10

90 80

20

80

70

30

70

40

60

90

10

60

40

20 30

50

50

Q1 Q P

P P

120º

4

3

3

2

Fig2.

Fig3.

P. Profundidad indicativa dureza Rockwell Q. Carga preliminar Q1 . Sobreca rga

REF. H.O.17/MM 1 / 1


ACEROS DE CONSTRUCCIÓN BÁSICOS Y DE CALIDAD Aceros de construcción son aquellos que no se utilizan para la fabricación de herramientas. Según DIN 17100, aceros de construcción en general son los aceros básicos y los aceros de calidad no aleados, que por su resistencia a la tracción y su límite de fluencia se emplean en la construcción de edificios, puentes, depósitos, automóviles y maquinaria. (Fig. 1). Los aceros de forma y en barra, alambres laminados, productos laminados y piezas de forja fabricados con aceros que cumplen esta norma, se emplean para las piezas soldadas, forjadas y roscadas. Al aumentar el contenido en carbono, aumentan también la resistencia a la tracción, la dureza, la templabilidad y la resistencia al desgaste. Al mismo tiempo disminuyen el alargamiento a la rotura, la resiliencia, la conformación en frío, las propiedades de arranque de viruta, la soldabilidad y la forjabilidad. El límite de fluencia y la resistencia de estos aceros disminuyen con la temperatura, por lo o que para temperaturas superiores a 300 C se emplean aceros aleados, los denominados aceros resistentes al calor. (Fig. 2)

ra

c c

800 N 2 mm 600

n ió

e R

is s

c n e

ai

fl e

Z St 70 - 2

Resistencia a la tracción

Z St 60 - 2 Z St 50 - 2

ia 500 c

la a

80

n e 400

60 %

St 44 - 2 St 37 - 2

40

Límite de

ed 300 i 200 m lí

fluencia

30 20

Alargamiento

100

10

0

A

al

ei am gr

o n

0 0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

%

0,7

Contenido en carbono

Dependencia de las propiedades de resistencia de los aceros no aleados, respecto del contenido de carbono. Fig. 1

Resistencia a la tracción

n e T

ió s

n ra

ói c c

n

e d

Límite del campo de aplicación 0

100

Límite de fluencia 200

300

400

ºC

600

Temperatura

Variación de las propiedades de resistencia de un acero no aleado Fig. 2

Grupos de calidad Los grupos de calidad se caracterizan con las cifras 2 y 3 al final del nombre abreviado. El grupo de calidad 1, el acero Thomas, ya no se fabrica. Los aceros de la calidad 3 se diferencian de los del grupo 2 en que deben satisfacer exigencias más altas en lo que se refiere al comportamiento de rotura por fragilidad.

Ejemplo: St 44-2 y St 44-3 0

Para el grupo de calidad 2, el trabajo de resiliencia a 0 C es de 27 J, mientras que para el grupo 3 debe conseguirse lo mismo a 20 0C. Los aceros del grupo de calidad 3 son por tanto más adecuados para soldar. Las altas exigencias en cuanto a la rotura por fragilidad de los aceros del grupo de calidad 3 condicionan por su parte exigencias especiales en lo que se refiere al tipo de desoxidación, de la composición química y del estado de tratamiento de estos aceros. 279


Ejemplo: St 44-2 Tipo de desoxidación R; composición química: 0,050% de P, 0,050% de S, 0,009% de N, estado de tratamiento U.

Ejemplo: St 44-3 Tipo de desoxidación RR; composición química: 0,040% de P, 0,040% de S, 0,00% de N, estado de tratamiento N. ,l a m in m d 5 , u ti 1 . e g .. d n o l m o m t a t n e 1 e s b i o e mr r a P o s rg % e a l n p s A e e a r tu o r

0 0 1 7 1 N I D e d o t c a r t x E

s a c i g ó l o n c e t y s a ic n á c e m s e d a d e i p o r P

8 1

5 1

3 1

9

5

5 8 1

5 3 2

5 7 2

5 9 2

5 3 3

5 6 3

0 4 5 ... 0 1 3

0 1 5 ... 0 6 3

0 8 5 ... 0 3 4

0 6 6 ... 0 9 4

0 7 7 ... 0 9 5

0 0 9 ... 0 9 6

a r a p 2

ia c n e u lf e d te i ím L

m mm m / 6 N 1 n = e s r e r o io r s e e p s p u s e

n ió c c a rt m la a m a r 3 a < a i p s c2 n me r te m o s s i /N e s e n p s R e e

e d o ip T

n ó i c a id x o s e d

l e d l o r ia e r e mt ú a N m e d e s a l C

1 1

o r e c a

o d e r a i b v me r o b N a

to n e x e

U

R

R R

R

R R

R

R

R

5 3 0 .0 1

6 3 0 .0 1

8 3 0 .0 1

6 1 1 .0 1

4 4 0 .0 1

4 4 1 .0 1

0 5 0 .0 1

0 6 0 .0 1

0 7 0 .0 1

3 3 t S

-2 7 3 t s U

-2 7 3 t s R

-3 7 3 t S

-2 4 4 t S

-3 4 4 t S

-2 0 5 t S

-2 0 6 t S

-2 0 7 t S

280


ACEROS DE CALIDAD Y ACEROS FINOS 35

El aumento de la resistencia de los aceros de construcción en general, está motivado por el aumento del contenido de carbono, que a su vez disminuye otras propiedades mecánicas. Con pequeñas cantidades de titanio, teluro y vanadio se consiguen unas propiedades mecánicas mejores, así como por endurecimiento, por tratamiento termomecánico y por la eliminación de influencias no metálicas. Los aceros de construcción pueden ser aleados y no aleados.

%

n ie

A

am gr al

e d o

ra

25

ro

20

Aceros de construcción de calidad y finos

15 10

Aceros según DIN 17100

5 200

300

400

Límite de fluencia

N 500 mm2

Mejora de los aceros de construcción

Aceros para tornos automáticos Los aceros para tornos automáticos son aceros de calidad no aleados o de baja aleación. Se utilizan para la fabricación de piezas con tornos automáticos y deben desprender viruta corta (clase 07).

9 = 0,09 % C 100

Sulfuros Ferrita

20 = 0,2 % S 100

Perlita

Acero para tornos automáticos (DIN 1651)

Fundamentalmente mediante un mayor contenido de azufre (hasta 0,2%), se consigue una buena mecanizabilidad. Las influencias de la sulfuración son causa de la rotura de la viruta. La adición de plomo mejora la calidad superficial.

Ejemplos: 10 S 20; 11 SMn 28; 11 SMnPb 28 Aceros de cementación Los aceros de cementación se carburan en la capa exterior después de darles forma Los aceros de cementación son aceros de construcción con un contenido de carbono entre 0,1 y 0,2%. Se carburan en la capa externa y a continuación se templan. El acero obtiene de esta forma una dureza y resistencia al desgaste altas en la capa externa, mientras que el material del núcleo presenta una gran tenacidad. Se trata de aceros de calidad no aleados y de aceros finos o aceros finos aleados.

Ejemplos: C 10; Ck 10; 16 MnCr 5. Aceros de cementación, extracto de DIN 17210 Nombre abreviado y número de material Ck 10 Cm15

( 1.1121 )

Temple ºC 880 … 920

(1.1140)

880…920

16MnCr5 (1.7131)

850…880

20MnCr4 (1.7321)

890…920 281


Aceros bonificados Los aceros de construcción no aleados y aleados empleados en estado bonificado se llaman aceros bonificados.

1100

Con el bonificado se consigue un aumento de la tenacidad y de la deformación elástica para una resistencia dada. Los aceros de calidad no aleados y los aceros finos poseen un contenido de carbono de 0,2 a 0,6%. Sólo se puede bonificar una capa superficial delgada. Si hay que aplicar un bonificado penetrante a piezas grandes, se necesitan aceros bonificables aleados.

d tie mí L

e

luf

c n e

ia

1000 N mm2 800

600

30 Cr Ni Mo 8 32 Cr Mo 12

Aceros al Cr - Ni - Mo

50 Cr V4

Aceros al Cr - V Cr - Mo

42 Cr Mo 4 34 Cr 4 40 Mo 4

Aceros al Cr - Mo

28 Mn 6 C 60 CK 60 Aceros no aleados C35

400

CK35

Aceros de hasta 16 mm de diámetro

Campos de aplicación de los aceros bonificados

Aceros de nitruración Los aceros de nitruración son especialmente apropiados para nitrurar, debido a los formadores de nitruro que contienen. Mediante la nitruración el acero obtiene una superficie dura, así como resistencia al desgaste y a la corrosión. Los aceros adecuados para la nitruración se llaman aceros de nitruración.

Cigüeñal

Nombre abreviado Númerodelmaterial

Aplicación

31CrMo12 (1.8515)

Válvulas,sinfines

34CrAlMo5(1.8507) 34CrAlNi7 (1.8550)

Cilindrosparamotores Cigüeñales,ruedasdentadas

Aceros de nitruración, extracto de DIN 17211

282


CEMENTACIÓN Eje cementado

La cementación es tratamiento térmico que transforma la superficie de un acero dulce, se utiliza en la práctica, cuando se requiere una pieza con superficie dura sin perder sus cualidades primitivas en el núcleo; este proceso consiste en añadir una proporción adecuada de carbón a la parte externa de la

Parte endurecida Aceros con bajo contenido de carbono Parte blanda

o suave Fig. 1 pieza, sin alterar sus propiedades internas. Por lo tanto es aplicable a piezas de hierro, o aceros con bajo contenido de carbono. (Fig. 1).

El proceso de Cementación El acero o hierro dulce absorbe el carbono de cementación, únicamente cuando dichos materiales alcanzan una temperatura suficientemente alta y es en este estado cuando comienza la disolución del carbono. Por lo tanto para que se verifique la absorción del carbono exterior las piezas se calientan aproximadamente a 700ºC. Se denomina cementación a la carburación de las piezas con un tratamiento térmico ulterior que produce su endurecimiento. Lente de cementación

Temple por capas con tratamiento previo En los aceros con menos del 0,3% en masa de carbono, la transformación en martensita no produce ningún aumento la dureza. ayuda del carbono que notable penetradepor difusiónCon se consigue, sin embargo, carburar suficientemente la capa exterior de las piezas. El procedimiento se

Pieza

Espiral calefactora

Espiral calefactora Caja Horno calentado eléctricamente

Fig. 2 Cementación

denomina endurecimiento por cementación. (Fig. 2) Las capas exteriores se enriquecen con carbono (carburación) o con carbono y nitrógeno (carbonitruración). Esto se consigue a temperaturas entre 860º C y 930ºC con agentes de carburación sólidos, como el carbón vegetal o el negro de humo con agentes líquidos, como los cianuros potásicos o sódico, o con gases como el gas de la red o el metano. La profundidad de cementación varía entre 0,01 y 5 mm. Por medio de un enfriamiento brusco ulterior se consigue el temple (formación de martensita) de la capa exterior carburada. Es ventajoso que la profundidad de cementación sea uniforme, independientemente de la forma de la pieza.

Aceros para cementación, DIN 17210. Ejemplos Clase de acero Denominación abreviada Aceros de calidad C10 C 15 Aceros finos C10 C 15 16 MnCr 5 18 CrNi 8


Dureza (tratamiento térmico para textura ferrito-perlítica HB 30

Resistencia a la tracción1 N/mm2

1.0301 1.0401

90 ... 126 103 ... 140

650 ... 800 750 ... 900

1.1121 1.1141 1.7131 1.5920

90 ... 126 103 ... 140 140 ... 187 170 ... 217

650 ... 800 750 ... 900 1100 ... 1400 1250 ... 1500

283


Temple por nitruración Se denomina nitruración al enriquecimiento o saturación de la zona superficial de los aceros con nitrógeno. Las piezas, calentadas a una temperatura de unos 550º C, se someten a la acción de una corriente de gas que contenga nitrógeno (NH3=amoníaco). El temple se produce directamente por el nitrógeno que penetra, sin ningún tratamiento térmico ulterior y gracias a la formación de nitruros de gran dureza y resistencia a la abrasión (endurecimiento). Como aceros nitruración se aleación utilizan los aceroslaaleados con aluminio, cromo o vanadio, porquede estos metales de favorecen penetración (difusión) del nitrógeno.

Ventajas: Gran dureza y gran resistencia a la abrasión, la dureza se mantiene hasta los 500ºC, no se producen deformaciones, se mejora la resistencia a la corrosión, la pieza se puede mecanizar totalmente antes de la nitruración. (Fig. 3) Se trata de aceros de construcción con el relativamente bajo contenido de carbono, que pueden carburarse en la superficie. Los aceros finos se distinguen de los aceros de calidad no sólo por el bajo contenido de fósforo y azufre, sino también por la uniformidad de sus propiedades.

Piezas

Los aceros nitrurados contienen elementos formadores de nitruros, por ejemplo, aluminio, cromo o vanadio. Se trata de elementos de aleación contenidos en el hierro que se combinan con el nitrógeno, por lo que éste se disuelve en la masa principal o se segrega en forma de nitruros.

Salida de gases residuales

Espiral calefactora Amoníaco (NH3)

Espiral calefactora Horno calentado eléctricamente

Nitruración Fig. 3

Aceros para temple por nitruración, DIN 17211. Ejemplos Los aceros nitrurados contienen elementos formadores de nitruros, por ejemplo, aluminio, cromo o vanadio. Se trata de elementos de aleación contenidos en el hierro que se combinan con el nitrógeno, por lo que éste se disuelve en la masa principal o se segrega en forma de nitruros. Clase de acero Denominación abreviada 39 CrMoV 13 9 34 CrAlMo 5 41 CrAlMo 7


Nitrurado (dureza en la superficie) HV

Resistencia a la tracción1 (bonificados) N/mm2

1.8523 1.8507 1.8509

800 950 950

1300 ... 1500 800 ... 1000 850 ... 1150

284


Cementación con sustancias sólidas Características Este tratamiento tiene dos características principales: a) Se requieren cajas especiales que, una vez prepar adas, se introducen en la cámara de un horno. b) El medio carburante utilizado es una sustancia sólida, preparada en forma de gránulos delos 20granos mm a de 50 carbón diámetro, rodeados por unatales película depintura polvo activante, adherida a vegetal por ligantes, como: asfáltica, melaza, etc.

Medios Carburantes: Los medios carburantes sólidos más utilizados son los carbones vegetales duros, en forma de granos mezclados uniformemente con carbonatos de bario, calcio o sodio en forma de polvo y a veces también con melaza o pintura asfáltica en estado líquido, que actúan como portadores y ligantes. Las mezclas preparadas de estas sustancias son suministradas por firmas comerciales especializadas, siendo una de las más conocidas la denominada “Carbocement”.

Etapas En al comercialización, se distinguen tres etapas: -calentamiento

-permanencia,y

-tratamientofinal.

Calentamiento: Las temperaturas de calentamiento están comprendidas, teóricamente, entre 800ºC y 1000ºC. La más aconsejable es la de 9257C. El calentamiento debe realizarse a temperaturas elevadas, para que el acero pueda disolver y difundir, a través de su estructura cristalográfica, el carbono en el tiempo más breve; pero si la temperatura es demasiado elevada, el tamaño del grano crece mucho a través del tiempo, lo que trae aparejada una estructura frágil. Por este motivo, no conviene sobrepasar la temperatura aconsejada.

Tiempo de permanencia: En los aceros cementados, el tiempo de permanencia a la temperatura de tratamiento depende del espesor que se desea dar a la capa cementada. Debe tenerse en cuenta que el espesor de la capa dura depende d ela temperatura; el tiempo de permanencia a esta temperatura, la composición química del cementante y la composición química del 1000

acero. Por ejemplo: en un acero aleado al cromo-níquel a 925ºC, y con una permanencia de cuatro horas, se obtiene una capa de 0,8 mm, con seis horas, el espesor conseguido es de 1,6 mm (Fig. ). Respecto a la temperatura, con el mismo acero en cuatro horas a 875ºC, se consigue un espesor de 0,4 mm, y a 950ºC es de 1,2 mm.

or 4H

) C º( 950 s ra u t a r e p 900 m e T

850

0,5

0,8 1,0 1,2 1,4 1,5 1,6

as 6 Ho

ra

s

2,0

Profundidad cementada (mm)

285

2,5

s ra 8 Ho 0 Horas 1

3,0

3,5


Observación Es conveniente que el contenido de carbono d ela capa superficial no exceda de 0,9 %, por cuanto existe peligro de que la capa cementada quede frágil, tendiendo a descascararse o agrietarse durante el rectificado o durante sus funciones en el servicio que normalmente debe prestar la pieza. Esto se soluciona mediante un recocido de difusión, a una temperatura de 850ºC a 925ºC, de una a dos horas en atmósfera neutra.

Tratamiento Final: Una vez cementada, las piezas son sometidas a un ciclo de tratamiento, con el requeridas. objeto de eliminar el tamaño del grano grueso y conseguir las propiedades físicas

La pieza cementada podemos considerarla, prácticamente, como dos aceros diferentes: el núcleo y la capa cementada. Esta última, a su vez, varía su composición química desde la superficie hasta su comienzo; cada una de éstas composiciones químicas tiene un punto crítico diferente. Por este motivo, en estos ciclos se someten las piezas a temperaturas distintas.

Temple Directo y Revenido Terminada la cementación (Fig. 4), se retira la pieza, y desde esta misma temperatura se enfría directamente en agua o aceite. Se realiza, preferentemente, en piezas cementadas en baños y a veces por gas; raramente, en caja. Los aceros deben ser de baja aleación o al carbono de grano fino.

Temperatura de cementación

Punto critico superior del núcleo (0,12 %C)

Punto critico de la capa cementada (alrededor de 0,9 %C)

Revenido

Tiempos

Fig. 4



Enfriamiento Lento Temple a temperatura ligeramente superior al punto critico inferior revenido Se enfríe lentamente dentro del horno (Fig. 5) y luego se calienta a una temperatura situada entre el punto critico superior del núcleo y el punto crítico inferior. Se enfría en agua o aceite, según la clase de acero, y por último, se efectúa el revenido a la temperatura convenida. Se usa en aceros de alta aleación y de grano fino. Existe poco riesgo de deformaciones y es muy utilizado. El núcleo tiende a quedar con grano grueso.


Revenido

Tiempos

Fig. 5

286


Enfriamiento Lento. Temple a temperatura ligeramente por encima del punto critico superior y revenido



Se caliente ligeramente a una temperatura inferior al punto crítico superior del núcleo, y se templa en agua o aceite (Fig. 6). El núcleo queda con grano fino y la máxima resistencia, pero la capa cementada tiende a quedar con grano grueso. Se usa en aceros de media aleación y grano fino, cuando se necesita la máxima resistencia en el núcleo; por ejemplo, en piezas de aviones y automóviles.


Enfriamiento Lento. Temple Doble y Revenido Se deja enfriar en el horno (Fig. 7) y luego se calienta ligeramente por encima del punto crítico superior del núcleo. Se enfría en agua o aceite; después se vuelve a calentar, pero a una temperatura ligeramente superior al punto crítico de la capa cementada (ésta tiene un solo punto crítico, debido a su porcentaje de alrededor de 0,9% de C). El calentamiento de la pieza debe ser realizado a una temperatura de alrededor de 770ºC. Se enfría nuevamente en agua o aceite. Este tratamiento, el mejor y más completo, se efectúa con piezas de responsabilidad, aceros de media aleación, aceros al carbono y, en general, con los de grano grueso. No es necesario para aceros de grano fino.

Revenido

Tiempos

Fig. 6 Temperatura de cementación



Revenido

Tiempos

Fig. 7

Tratamiento Isotérmico Después de la cementación, en lugar de enfriar en el horno, aire o aceite, se sumerge en un baño de sales o plomo fundido a una temperatura y durante un tiempo que varía de acuerdo a la composición química del acero, al tamaño de las piezas y a las propiedades físicas deseadas (Fig. 8). Del baño caliente, se pasan las mismas al horno, para elevarlas a una temperatura ligeramente superior al punto critico de la capa cementada (la temperatura de calentamiento de las piezas es de alrededor de 7707C). Luego se templa en aceite o agua, o se templa isotérmicamente, según se explica en la HO templar isotérmicamente y en la HIT temple isotérmico.




Revenido

Tiempos

Fig. 8

Este tratamiento se realiza cuando se quiere reducir las deformaciones al mínimo y la máxima tenacidad del núcleo.

Observación: En todos estos tratamientos finales, se realiza un revenido de 250ºC, de acuerdo a la dureza final deseada. 287


Cementado con sustancias líquidas Se aplica la cementación con sustancias líquidas cuando se desea dar, en forma rápida y uniforme, una capa superficial dura a piezas construidas en acero de bajo porcentaje de carbono.

Medio cementante Los medios utilizados en esta cementación son los baños de sales a base de cianuros. Estas sales de base se mezclan, en proporciones variables, con sales inertes, como por ejemplo: uno más cloruros y/o cloruros carbonatos sódicos, los que añade,calcio comoo activadores deloproceso, uno o más o fluoruros de a sodio, bario,sepotasio, estroncio. El poder de carburación de los baños se controla co análisis periódicos, recomendándose hacerlo cada cinco u ocho horas de uso.

Temperaturas de cementación Las temperaturas de tratamiento en baños de sales varían entre 850º C y 950º C, dependiendo de la profundidad de la capa cementada que se desea conseguir. A estas temperaturas, las sales de cianuro desprenden carbono, el cual es absorbido por la periferia del material durante todo el proceso de cementación.

Tiempo de permanencia El tiempo de permanencia de las piezas en el baño de sales está en función de la temperatura y de la profundidad deseada, obteniéndose mayores espesores de la capa cementada cuando la permanencia y la temperatura son mayores. En la Fig. Se puede observar los diferentes espesores de la capa cementada, que se obtienen

) 0,9 m m ( 0,8 a 0,75 d ta 0,7 n e 0,6 m e c 0,5 a p 0,42 a c 0,4 e d 0,3 r o s 0,2 e p s 0,1 E

0

930ºC

900ºC

850ºC

Tiempo de permanencia (minutos) 153

0

45

60

75

90

105

120

cuando se aplica este tratamiento a un acero al carbono, calentándose a diferentes temperaturas y con tiempo de permanencia variable. Si el acero se calienta a 930ºC, por ejemplo, el espesor de la capa cementada es de 0,42 mm, cuando el tiempo de permanencia es de 30 minutos; y de 0,75 mm, si la permanencia es de 90 minutos.

Enfriamiento Generalmente, después de haber permanecido las piezas en el medio carburante, se enfrían al aire, y luego se les da un temple y revenido, seleccionando para estos tratamientos las temperaturas y medios de enfriamiento, según la clase de acero. De acuerdo a las exigencias de trabajo a que deben ir sometidas las piezas durante su prestación en servicio, se elegirá uno de los ciclos de tratamiento térmico de las piezas cementadas (cementación con sustancias sólidas).

288


Limpieza Debido a que las sales utilizadas en la cementación son altamente corrosivas, se recomienda lavar las piezas después de retirarlas del baño, empleando agua caliente y cubriéndolas luego con aceite.

Ventajas En la cementación con sustancias sólidas, el tratamiento en baño de sales tiene las siguientes ventajas: a. Economía en el tiempo de cal entamiento, debido a que la transm isión de calor es más rápida. b. Distribución uniforme de la temperatura en toda la pieza, permitiendo que la cementación sea más homogénea. c. Menor peligro de deformación de las piezas.

Desventajas Son las siguientes: a. Alto costo de las sales. b. Peligro en la manipulación, debido a que las sales son tóxicas.

Técnicas para el cementado con sustancias líquidas Similar a la operación de tratar termoquímicamente con sustancias sólidas, este proceso tiene por objeto dar una dureza superficial a las piezas, calentándolas en un medio líquido y a una temperatura elevada. Si el medio usado es básicamente carburante, el tratamiento se denomina cementación; si contiene únicamente cianuro, la pieza adquiere propiedades de dureza especiales y el proceso se llama cianuración. Después del calentamiento en el baño líquido, se enfría el material al aire y,

generalmente, se le somete a un temple y a un revenido final. Esta operación se emplea, especialmente, cuando se desea tratar en corto tiempo piezas pequeñas.

1. Preparar la Pieza A.

Sujete la pieza con alambre o colóquela en un cesto, o en dispositivo de sujeción. (Fig. 9).

B. Precaliente la pieza a una temperatura de 500ºC, aproximadamente.

289

Fig. 9


2. Introducir la pieza Introduzca la pieza en el baño de sales.

Observación: cuando de tratan varias Fig. 10

piezas a la vez, se debe procurar que estén separadas una de otra, y que no se apoyen en el fondo del crisol. (Fig. 10).

3. Regular la Temperatura

Regule la temperatura al grado requerido por el tratamiento a realizar.

Observaciones 1. La temperatura se debe seleccion ar de acuerdo a las característic as finales deseadas. 2. La pieza se debe mant ener en el baño cemen tante o cianurante el tiempo requerido

4. Retirar la pieza Retire la pieza del crisol y déjela enfriar al aire.

Observaciones 1. Después de esta operación es conveniente tratar las piezas mediante un temple y un revenido final, para mejorar sus características. 2. este Las piezas de cap a delgada templarse alde salir del baño; en caso, debe esperarse supueden enfriamiento hastadirectamente la temperatura temple.

Práctica de Cementación Si se necesita una cementación superficial, basta calentar la pieza al rojo cereza en la fragua. Luego, se espolvorea con un cemento de acción rápida (prusiato amarillo de potasio o cianuro en polvo), y se sumerge el objeto rápidamente en el agua. Si la penetración resulta demasiado superficial, se puede repetir el tratamiento. Este método es muy empleado en los talleres, para endurecer piezas de poca importancia y que no necesitan rectificación. Otro método muy práctico para endurecer partes de una pieza (dientes de engranajes, guías, etc), consiste en calentar la pieza con llama oxiacetilénica; proyectarle por breve tiempo la llama reductora (llama larga), y luego, enfriar la pieza en agua.

Cementación en Cajas

A

Se coloca las piezas en cajas metálicas (mejor, si son de acero CrNi), de modo que, entre una pieza y otra, haya por lo menos dos centímetros de cemento. Los gramos de cemento deben ser bien comprimidos, para asegurar el contacto con los objetos por endurecer. Las cajas se recubren con una tapa móvil y otra fija, embadurnando las juntas con arcilla diluida. Así preparadas, se introducen en el horno, para llevarlas o mantenerlas a la temperatura de cementación. (Fig. 11). 290

F

E

C

B Fig. 11

D


Cementación en baño de sales: Se obtiene buenos resultados, especialmente con piezas de pequeña y mediana dimensión. A la ventaja citada, deben añadirse la de gran uniformidad a la cementación, debido a que las piezas quedan en perfecto contacto con el baño, dotado de una temperatura uniforme. Las sales se funden en crisoles calentados en hornos. En ellos se sumerge las piezas, colocadas en cestos, si son pequeñas, y suspendidas con ganchos, soportes o alambres, si son de mayores dimensiones. Es menester precalentar estas últimas a unos 500ºC, para acelerar así el calentamiento del baño y evitar deformaciones. La rapidez con que las piezas absorben el carbono, se puede apreciar confrontando la Tabla adjunta, para la cementación en cajas.

Estos valores se refieren al acero CrNi, a la temperatura de 9007C.

TiempoEmpelado

ProfundidaddelaCementación

10minutos

0,15milímetros

20minutos

0,30milímetros

30minutos

0,40milímetros

40minutos

0,48milímetros

50minutos

0,56milímetros

hora 1

0,62 milímetros

1,5 horas

0,72 milímetros

2horas

0,82 milímetros

2,5 horas

0,92 milímetros

3 horas

1,00 milímetros

Protección de las partes que no deben ser cementadas Pueden suceder que, alguna parte deque las piezas que se cementan, conviene permanezca blanda, para posteriores operaciones de maquinado. Con el fin de evitar que el carbono penetre, se cubre dicha parte con arcilla, una capa de amianto o, mejor aún, se cobrearán electrolíticamente. (Fig. 12).

291

Materia cementante

Fig. 12

Arcilla


ENSAYO DE DUREZA - TIPOS - APLICACIONES La dureza de un material es la resistencia que opone a la penetración de un cuerpo más duro. La resistencia se determina introduciendo un cuerpo de forma esférica, cónica o piramidal, por el efecto que produce una fuerza determinada durante cierto tiempo en el cuerpo a ensayar. Como indicador de dureza se emplea la deformación permanente (plástica). Aguja y disco

Ensayos con plastilina: (Fig. 1)

100

El cuerpo de penetración cónico se hace actuar sobre una probeta de plastilina con una fuerza de unos 10 N.

sólidamente unidos entre sí

80 100

80

60 40 20

20 0

0

0

Cable

Cuerpo penetrador

A. La posición de la aguja está en 100.

100

60 40

Fuerza ensayo Pro - penetración

Pieza A

B. La posición de la aguja está en O. La distancia desde 0 a 100 está subdividida en 100 partes iguales.

t

B Duro

Probeta de plastilina blanda

t

C Semidura

La dureza de un material se determina por medio de números comparativos

C. El material semiduro es el 60% más duro que el blando, o el 40% más blando que la probeta de plastilina dura. El número de comparación de dureza es 60.

Ensayo de dureza Brinell, símbolo HB Se comprime una bola de acero templada, de diámetro D = 2,5, 5 o 1 0 mm contra el material a ensayar con una fuerza F. Después de liberar la carga se mide el diámetro d de la huella con un dispositivo amplificador óptico. la dureza Brinell es un valor adimensional resultante de:

HB =

F = valor numérico de la fuerza N 2 A = valor numérico de la superficie de la huella en mm

0,0102 . F A

La fuerza de ensayo debe tomarse de magnitud tal que se forme una huella con un diámetro d = 0,2D a d = 0,7D. Para materiales blandos y bolas de ensayo pequeñas, la fuerza de ensayo debe ser menor. Se calcula partiendo del grado de carga y del diámetro de la bola. (Fig. 2).

F

=

a . D2 0,102 D

a = grado de carga D = diámetro de la bola en mm

d

Fig. 2

292


Correspondencia entre el número de Brinell y la resistencia a la rotura El mismo valor del número de Brinell se puede obtener también con bolas de diámetros diferentes, pero con cargas asimismo distintas: Bola de  10 mm bajo 3000 kg. Bola de  5 mm bajo 750 kg. Bola de  2,5 mm bajo 187,5 kg. Bola de  1,25 mm bajo 46,8750 kg. Los ensayos de metales han permitido establecer una relación entre el número HB y la resistencia a la rotura R. R = HB x C Como valor R es de determinación muy onerosa (coste de la máquina de ensayos de tracción), suele preferirse, siempre que es posible, un simple ensayo con bola. C es un valor constante para una misma categoría de metales o de aleaciones. He aquí algunos valores de C para los metales ferrosos; el primer valor se aplica a los ensayos perpendiculares al sentido de laminación; el segundo, a los ensayos paralelos al sentido de laminación.

Valor de C

Naturaleza de los aceros



//

Acero 35 a 45 kg...........

HB < 120

0,360

0,345

Acero 45 a 55 kg...........

120
0,355

0,342

Acero 55 a 65 kg...........

160
0,353

0,337

Acero 65 a 75 kg...........

HB < 180

0,349

0,321

Ensayo de dureza Vickers, símbolo HV En este caso se emplea como cuerpo de penetración una pirámide cuadrangular de diamante. La huella, vista desde arriba, es un cuadrado. El procedimiento es apropiado para aceros nitrurados y cementados en su capa externa, así como para piezas de paredes delgadas, de acero o metales no férreos. El ensayo se realiza con la ayuda de un penetrador cuya extremidad es un diamante piramidal de base cuadrada, con un ángulo en la punta de 136º. Este penetrador recibe generalmente una carga de 30 kg durante 15 segundos. (Fig. 3). 293

Q

Fig. 3

126º

D Q. Carga aplicada sobre el penetrador Q1. Diagonal de huella, de base cuadrada

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO La dureza Vickers HV se calcula partiendo de la fuerza F (en N) y de la superficie A (en 2 mm )de la huella de la pirámide, según la fórmula:

HV =

0,102FuerzaF F ; HV = 0,189 . 2 Superficie huella A d

La diagonal d es el valor medio de las diagonales de la huella d1 y d2

Ensayo de dureza Rockwell, símbolo HR Para verificar aceros templados, el cuerpo de penetración es un cono de diamante de 120 grados. El símbolo de procedimiento es HRC El cono de diamante se comprime en primer lugar con una fuerza inicial Fo = 98 N sobre una superficie plana y lisa. A continuación se pone el reloj comparador en la marca 100. Después se carga el cono con una fuerza adicional F1 = 1 371 N, sin choque. Al cesar la fuerza queda una profundidad de huella permanente tb. En el comparador puede leerse el valor de la dureza. Se toma H RC = 0 cuando la profundidad de impresión es 0,2 mm. El valor de la dureza es HRC = 1 00 cuando la profundidad es 0 mm. Luego, cada 0,002 mm son una unidad Rockwell. Si el cono ha penetrado por ejemplo tb = 0,08 mm, entonces resulta 0,2 - 0,08 = 0,12; 0,12 : 0,002 mm = 60 HRC. (Fig. 4). 100 75 25 50

100 75 25 50

100 75 25 50

Fuerza de ensayo

F1 F = F 1+ F0

F0

1º Posición cero sólo fuerza inicial

2º Ensayo fuerza inicial y fuerza inicial

Fuerza inicial

3º Medición sólo fuerza inicial 120º

Superficie de la pieza

Escala de dureza

100 80 60 40 20 0

tb

t

Valor de la dureza HRC Ensayo de dureza Rockwell

60 HR C

Número comparativo dureza

Dureza Rockwell Indicación de una dureza Rockwell Fig. 4

294

Cono

m m ,2 0


Método Rockwell Su principio se basa, no en la lectura de un diámetro de huella d, sino en la profundidad de penetración, sea de un cono de diamante a 120º, sea de bolas de 1/16 de pulgada (1,587 mm) o de 1/8 de pulgada (3,175 mm). La dureza Rockwell es indicada por graduaciones que corresponden cada una a 0,002 mm de penetración para las bolas, y a 0,01 mm para el cono de diamante. Esta profundidad de huella es medida con la ayuda de un comparador cuya escala de divisiones es invertida, ya que, cuanto más duro es el metal, menor es la penetración. La inversión de las graduaciones proporciona, pues, un número Rockwell tanto mayor cuanto más duro es el metal. Los elementos penetrantes, que son de tres clases, actúan siempre en dos tiempos con la ayuda de dos cargas diferentes, de las cuales, la primera, más débil permite romper la capa superficial, a veces heterogénea. Las cargas preliminares son siempre de 10 kg, tanto para el diamante como para las bolas; en lo que atañe a la sobrecarga, es de 140 kg para el diamante y de 90 kg para las bolas. Las denominaciones normalizadas de los ensayos Rockwell, son las siguientes: Ensayo Rockwell C (Hrc). Punta de diamante a 12ºC. Cargas: 10 kg + 140 kg= 150 kg. Lectura práctica de 20 a 70. Ensayo Rockwell B (Hrb). Bola de 1/16” (1,587 mm). Cargas: 10 kg + 90 kg = 100 kg. Lectura de 0 a 100. Ensayo Rockwell E (Hre). Bola de 1/8” (3,175 mm). Cargas: 10 kg + 90 kg = 100 kg. Lectura de 0 a 100.

2

3 1

5

Microdurómetro para ensayos Rockwell y Brinell

4 6

1. Escala graduada en micrones 4. Bola o diamante 2. Contrapeso ajustable 5. Penetrador 3. Carga ajustable 6. Yunque

295


Escleroscopio de Shore Da por medida de la dureza la altura de rebote de un pequeño martillo que cae, desde una altura determinada, sobre el metal a ensayar. El escleroscopio se compone de un yunque de acero templado, el cual va montado sobre un trípode que lleva un mecanismo para producir la caída de la masa percutora. Esta masa desliza en el interior de un tubo de vidrio graduado en 140 partes iguales. Una pera de aspiración y una pera de disparo permiten la subida y la caída del martillo. (Fig. ). En general,de elmetales, ensayo Shore esplomo adecuado todarápido clase tratado. de piezas y para todas las categorías desde el hastapara el acero El ensayo por rebote exige un estado superficial comparable al de un rectificado fino. El martillo, que sólo pesa 30 gramos, debe percutir en una superficie lisa, a fin de que al altura de rebote no quede influenciada por una cierta rugosidad. La escala es graduada en 140 partes iguales, correspondiendo el cero a la superficie de la pieza y siendo el cien el punto de rebote alcanzado por el diamante cuando percute sobre acero al carbono templado.

1 Escleroscopio de Shore

2

1. Martillo portadiamante. 2. Escala graduada en 140 partes iguales. 3. Cremallera 4. Lupa de lectura.

3

5. Volante de mando del portalupa 6. Hilo de plomo. 7. Pieza a ensayar. 8. Parte de aspiración.

4

5

6

7 8

296

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO ENSAYO DE LA CHISPADE ESMERILADO Si se acerca una probeta de acero a una muela de esmeril en movimiento, los granos de la muela arrancan pequeñas partículas de acero, calentándolas hasta la temperatura de fusión. las partículas incandescentes proyectadas dejan tras de sí, en función de la presión ejercida y la composición de la probeta, una estela corta o larga, continua o interrumpida (estela principal), véanse las Figs 1 y 2 (chispas características). Varias de estas estelas forman conjuntamente un haz de chispas. Debido a la alta temperatura de las partículas emitidas, se quema el hierro y los acompañantes del mismo, en particular el carbono, el silicio y el manganeso, con ayuda del oxígeno del aire. Puesto que los productos de la oxidación del carbono, CO o C02, son gases, las partículas saltan a una determinada distancia de la muela, con fenómenos explosivos, formándose nuevas estelas que se extienden en todas direcciones desde los centros de explosión (figuras 3 a 8 del cuadro de chispas características). La frecuencia de esta descomposición y la forma de las estelas depende de la composición del acero. Se distinguen las formas de púas, floreada, de aspa, de gotas y de lanza. las probetas templadas dan generalmente una chispa algo más clara y viva que las mismas probetas en estado recocido o bonificado. La presión ejercida influye en la longitud y densidad del haz de chispas y en la frecuencia de la descomposición.

Chispas características 1 Estela lisa 2 Estela interrumpida 3

4

Forma de púas

Explosiones floreada

5

6

Explosiones en ranaje

Puntas de lanza

7

9

Forma de gotas

Forma de aspa

297

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Imágenes del 1 al 12 chispas de esmerilado según el cuadro anterior

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

6

7 7

8 8

9 9

10 10

11 11

12 12

298

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO Aclaraciones sobre las imágenes 1 a 12 del cuadro en color de chispas obtenidas por esmerilado. Designación

Aleación en %

Color de la estela

Forma

1 Acero de cementación

0,15 C

amarillo blanco

estela lisa, pocas explosiones de c en forma de púas.

2 Acero de herramientas no aleado

0,5 C

amarillo blanco

como 1 más púas

3 Acero de herramientas no aleado

1C

amarillo blanco

4 Acero de herramientas aleado con Mn y Si

0,55 C 1,0 Si 1,0 Mn

amarillo

5 Acero de herramientas aleado con Mo

0,5 C 1,4 Cr 0,7 Mo 0,3 V 1C

amarillo anaranjado

muchas explosiones de c, empezando a los pies del haz, muy ramificada explosiones de C igual que en 2; antes de las explosiones ondulaciones claras en la estela base y muchas ramificaciones laterales pequeñas. semejante a 2, pero se ve que las estelas terminan en puntas de lanza.

rojizo

estelas muy finas, chispas

1 Mn 1 Cr 1,2 W 0,5 C 1,0 Si 1,2 Cr 2,0 W 2C 12 Cr 0,8 W

anaranjado

vivas, estelas acabadas en forma de lengua.

rojo anaranjado

pocas explosiones de C finas, con aspas largas y claras.

rojo anaranjado

haces cortos, recocido con pocas explosiones claras de C, y templado con muchas.

9 Acero rápido

0,9 C 4 Cr 2,6 Mo 2,5 V 3,0 W

rojo anaranjado

estelas lisas a trazos, casi sin explosiones de C.

10 Acero rápido

0,75 C 4 Cr 18 W 1V

rojo

haces de chispas a trazos, sin explosiones de C.

11 Acero inóxidable 12 Acero resistente a los ácidos

0,4 C 14 Cr

anaranjado

haces cortos con explosiones de C en forma de púas.

0,1 C 18 Cr 8 Ni

amarillo anaranjado

estelas lisas sin explosiones de C.

6 Acero de herramientas aleado con Cr y W 7 Acero de cementación aleado con Cr, W y Si 8 Acero de cementación de alta aleación de Cr.

299

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO TABLA DE DUREZA BRINELL, VICKERS Y ROCKWELL Equivalencias de durezas Dur. B rinell

Dur. V ickers

94,4 kN 6,85 kN Carga 1,84 kN

Carga cuerpo

98 N 294N 588N

bola

Dur. Share

Carga suplem. 1370N Precarga 98 N

bola

Pirámide

D

Dur. R ockwell 880N

cono

HRB HRC

D 136º

10 - 5 - 2,5

e

Huella:

e

120º

h

1,59

Huella:

Huella:

Resist. a la tracción Clases de ac. B duro sin 2 tratamiento N/mm

Huella:

d

d

HB

HV

HRB

HRC

HS

940 900 880 840 820

68 67 66 65 64

97 95 94 92 91

780 760 720 690 670

63 62 60 59 58

88 87 85 83 81

650 630 610 590 570

57 56 55 54 53

80 78 77 75 73

430 408

560 530 480 450 420

52 50 47 45 42

72 70 65 62 56

1470 1390

385 368

390 370

40 38 35 33 30

55 52 49 46 43

1290 1240 1150 1080 1010

28 25 23 20

41 39 36 34 32

960 880 840 790 760

30 29 28 26 25

710 680 640 590 540

22 20 18 15

490 460 410 360 310 270

Aplicación : El ensayo Brinell se utiliza únicamente para materiales cuya dureza Brinell llega hasta 400

Aplicación : Ens. Rockwell con bola sólo en la gama hasta 400 desde HRB = 35 hasta 100

340 320 300 285 265 250 235 225 210 200 190 175 160 145 135 120 105 90 80

Aplicación : Ens. Vickers para todos los materiales, para piezas muy pequeñas, muy

99

duras y muy delgadas, así como para capas de cementación y nitruración.

80 76 70 60 47 36

En cada caso

para:

97 95 93 90 85

Aplicación : Ens. Rockwell con punta de diamante sólo en la gama desde HRC : 20 hasta 67

Dureza de vidrio

HB : el diámetro de la huella de la bola HV : la diagonal de la huella de la pirámide HRB : la prof. de la huella de la bola ( med. de la dur.) HRC : la prof. de la huella del cono ( med. de la dur.) HS : la altura de rebote ( medida de la dureza)

300

o d i p á r

o r e c A

s a t n e i m ra r e h ra a p o d a e l a o r e c A

s a t n e i m a rr e h ra a p r a e l a in s o r e c A

o d a ic fi n o b o r e c A

o d a t n e

m e c o r e c A


CÁLCULO DE DUREZA: BRINELL, ROCKWELL Y VICKERS F Cálculo de la Dureza Brinell D

F = Valor numérico de la fuerza N. 2

A = Valor numérico de la superficie huella en mm . a = Grado de carga.

Huella de la bola

D = diámetro de la bola en mm.

d

HB = Dureza Brinell

121 HB 5/250/30 Valor dureza Símbolo Diámetro de la bola de ensayo

Fuerza de ensayo por 0,102 N Tiempo de Pieza a ensayar actuación 2 2 A = D .  (D - D - d ) en segundos 2

a = 30 (Para acero no templado y hierro fundido).

0,102 x F HB = A

a = 10 (Para metales no férreos y sus aleaciones). a = 5 (Para aluminio y cinc). a = 2,5 (Metales de cojinetes)

2

F =

Ejemplo

a.D 0,102

a = 1,25 (Para plomo y el estaño).

1. Calcular la dureza Brinell de un material de aleación de cobre y cinc, realizando el ensayo de dureza con una bola de D = 5 mm con un tiempo de actuación de 30 segundos y el diámetro de la huella d = 1,6 mm.

buscando dado

HB, F y A d=5 t = 30 s d = 1,6 a = 10 (para metales no férreos).

solución

2

F = HB =

a.D 0,102

2

=

10 x 5 = 2451 N 0,102

0,102 x 2451 0,102 x F = A 2,041

A = A =

HB = 121

D .  (D -  D - d) 2 2 2 5 . 3,14 (5 -  5 - 1,6 ) 2 5 . 3,14 (5 - 4,73) 2 5 . 3,14 (5 - 4,73) 2 2,041 2

A =

A = A =

El cuerpo de ensayo está formado por unas bolas de acero o de metal duro con diámetro de 10-5-2,5 ó 1 mm. La dureza Brinell HB se obtiene de dividir la fuerza de ensayo por la superficie de penetración de la bola.

2

D d

Grado de carga (F en N) 30

Marg. Dureza 67 ... 450 HB Materiales Ac. Fund. Hierro de bola  D = 10 D=5 D = 2,5 D=1

10

22 ... 315 HB Met. Ligeros, cobre, latón

5

II ... 158 HB Aluminio, magnesio, cinc.

2,5

6 ... 78 HB Metal para cojinetes

1,25

3 ... 39 HB Plomo, estaño

Prufkraft F in N 29420 7355 1840 294

9800 2450 613 98

4900 1225 306,5 49

2450 613 153,2 24,5

1225 306,5 76,6 12,25

Ejm: 120 HB 5/250/30 (dur. 120 HB, bola 5 mm , fuerza de ens. 2450 N(250 kp), dur. Ensayo 30 seg.

301


CÁLCULO DE DUREZA VICKERS HV = Dureza Vickers F = Valor numérico de la fuerza N. 2

A = Valor numérico de la superficie huella en mm . d = Valor medio de las diagonales F 136

º

HV =

Pirámide de diamante

º 2 2

A=

Ensayo de dureza Vickers

d

0,102 x F 0,189 x F ó 2 A d 2

2

2 cos 22º

d= d + d 1

=

d 1,854

2

2

d

2

d1

Ejemplo Calcular la dureza Vickers de un material de cementado realizado mediante un cuerpo de ensayo: pirámide tetragonal de diamante con un valor medio de diagonal d=0,44 mm y con una fuerza de ensayo F=490 N, tiempo de comprensión 30 s.

buscando

HV, A

dado

d = 0,44 mm F = 490 N t = 30 s

solución

2

A = HV =

d 1,854

=

(0,44) 1,854

2

= 0,104

0,102 x 490 0,189 x 490 ó 2 0,104 (0,44)

HV = 478 La simbolización es 478 HV 50/30 significando 478 = dureza Vickers,50 valor numérico de la fuerza en N dividida por 0,102 osea 50: 0,102 = 490 N: duración de compresión 30 segundos.

Ensayo de dureza Vickers Cuerpo de ensayo: pirámide tetragonal de diamante con ángulo diedro de 136º

HV=

Fuerzas de ensayo preferentes F: N 49 98 196 294 490 980 kp 5 10 20 30 50 100

0,189 x F (F en N) 2 d

d

d1

2

d=

d1 + d 2 2

HV = 0,189 mult., Por la fuerza de ensayo dividida por d

302

2


SUSTANCIAS DE CEMENTACIÓN SÓLIDAS Sabemos que el carbono es el principal elemento endurecedor del acero, por eso es que agregando más carbono a la superficie del hierro o acero, se endurece en su superficie.

Biela cementada Leña

Sustancias que se usan para cementar Cuernos

Son de tres clases: a) Sólidos b) Líquidos

Huesos

c) Gaseosos

A)Sólidos: Tenemos el polvo de carbón vegetal huesos en polvo, cuero calcinado, pezuñas o cuernos de buey.

Cianuro de potasio

Sales

B)Líquidos : Entre los cementantes líquidos tenemos: Cianuro de potasio, cianuros de sodio, carbonato de calcio.

Acetileno

Todos estos el nombre delíquidos sales. son conocidos con

C)Gaseosos , tenemos el gas de acetileno, gas del alumbrado, vapores de petróleo. Todos ricos en carbono. Esta clase de cementantes casi no se usan.

Como usar los cementantes líquidos

Caja

A) Preparar dos cajas de metal, de espesor considerable. B) Colocar las sales en una de las cajas cuidando de manipular con tenazas y alicate y usar guantes por que las sales, algunas son venenosas. Sales queman

C) Colocar en la otra caja las piezas. D)Colocar ambas cajas en el horno y fragua.

303

Caja

AJUSTE, MONTAJE, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE MÁQUINA/MECANISMO E) Cuando las piezas están al rojo se sacan las piezas con cuidado y se introducen en la otra caja donde está el líquido hirviente.

Pieza a cementar

F) Esperar de 2 a 5 horas y luego proc eder como en los cementantes sólidos.

Cómo cementar con carburantes líquidos (Un eje de hierro dulce) Eje

- Usar cianuro de potasio o cianuro de sodio.

Nota: Tanto los vapores que emanan como la sustancia en si son venenosos. - Calentar la pieza a 600ºC. - Sacar la pieza y espolvorearla con el cianuro de potasio por todos sus contornos. - Calentar nuevamente la pieza a 800ºC durante 5 minutos. - Sacar la pieza y limpiarla con un cepillo metálico. Eje

- Repetir la operación si se quiere aumentar la capa cementada. - Templar.

Como cementar con carburante gaseoso

Soplete

- Gas de acetileno - Calentar el eje a una temperatura de 950ºC aprox., Con el soplete oxiacetilénico utilizando el método corriente.

Caja Cementada Eje

- Continuar el calentamiento con exceso de acetileno, cuidando que la parte a calentar no debe estar en contacto con el dardo de la llama sino con el penacho. - Girar el eje para que la carburación sea uniforme a toda sus partes. Agua

- Enfriar totalmente en el agua.

Nota: La velocidad de penetración es de 0,15 mm por minuto. 304


CORTE ALINEADO O REBATIDO Un corte alineado es la representación que se obtiene al hacer pasar dos planos de corte por el sólido. Dichos planos están comprendidos en un cuadrante que vale de 90º a 180º y se intersectan en el eje de simetría del sólido. (Figs. 1 y 2). A

corte A-A

A Fig. 1

En la vista frontal de la brida (Fig. 1), se indica un corte alineado A-A que se representa en la vista lateral izquierda. La nervadura se representa sin cortar. Para la representación de dicho corte, se gira convencionalmente en plano de corte inclinado y la nervadura a la posición vertical hasta la coincidencia total con el segundo plano de corte vertical, de modo que aparezcan alineados el agujero superior con la nervadura inferior del lado izquierdo, para mostrar su verdadera relación con el resto de la brida. La intersección de los dos planos se traza con línea llena gruesa. En la Fig. 2, se ilustra las dos vistas de otra brida. En la vista lateral se representa el corte alineado B-B, que se obtiene después de haber girado convencionalmente el plano de corte inclinado el agujero y el extremo de la brida a la posición vertical. B

corte B-

B

Fig. 2

305

B


CORTE DE DETALLES En ciertas ocasiones, es necesario en corte un (o varios) detalle(s) de la pieza, con la finalidad de aclararlo(s). (Figs. 1, 2 y 3).

310 4-E 56

F

E

F

E

370

6

5

5

l

4-E

56 1

5

6

Tubos curvo y vertical de la base, para tablero de dibujo

306

1

0

8 7

4


Detalle Corte F-F

Detalle Corte F-F

 15 8

6

M10

5 , 9

4 8

 21 7 5

0 1

 10  35

E1s:c1.

Fig. 2

Fig. 3

E1s:c1.

Los cortes de detalles se limitan a la parte interesada, sin incluir nada del resto de la pieza, que se define por las demás vistas normales o vistas en corte. En los posible, dichos cortes deben dibujarse en el mismo plano aparece la vista, con la indicación de los si no haynecesarios. espacio suficiente para el dibujo de los cortes, puede usarse otrocortes. u otrosPero planos, si son En ambos casos, sobre los dibujos en corte, y en la parte superior se pone la identificación: corte, seguida de dos letras mayúsculas iguales. Debajo de dicha indicación la escala empleada. (Figs. 4 y 5).

B Corte B-B Esc. 1 : 1

A Corte A-A Esc. 1 : 1

C

A

B

C

4 Fig.

Corte C-C Esc. 1 : 1

307

5 Fig.


PREVENCIÓN DE CAÍDAS La caída de los trabajadores es una de las primeras causas de los accidentes de trabajo. Estos riesgos implican una acción positiva en un programa de prevención, crean conciencia de necesidad en el trabajador de prestar atención a los riesgos que producen las caídas. La importancia de conocer los agentes, las causas y fuentes relacionados con las caídas, nos permiten tomar acciones de prevención. Las investigaciones y estadísticas nos demuestran que un gran porcentaje de accidentes de trabajo se producen por las caídas. Los informes de accidentes indican que hay varias causas de caídas, que en su mayor parte son fáciles de descubrir. - Resbalones - Tropiezos y traspiés. - Pérdida de equilibrio o sostén - Falta de apoyo

Tropiezo

Resbalón

308


CUIDADOS CON LAS MÁQUINAS DE PROBADOS DE DUREZAS 1.

Si no sabe operar la máquina leer las instrucciones sobre la operatividad del durómetro.

2.

Verifique la tarjeta de mantenimiento antes de operar el durómetro.

3.

Realice el man tenimiento rutinario.

4.

Debe tener cuidado que la energía llegue a la máquina probadora de dureza.

5.

Comprobar si las lámparas de encendido y apagado están en buenas condiciones.

6.

Determine la carga a utilizar para evitar posibles errores de medición de dureza.

7.

Compruebe la dureza del material con los patrones y calibrar el durómetro.

8.

Rectifique las caras del material que va a medir.

9.

Seleccione las puntas adecuadas según el material a medir.

10. Lubrique con vaselina los patrones y puntas del duró metro. 11. Dejar que la carg a ejerza su acción durante 15 segu ndos, a fin de obtener le cturas exactas. 12. No efectuar jamá s dos huellas demas iado próximas; dejar un diámetro de bola entre ellas. 13. Ensayo Rockwell: Se practica sobre las piezas trat adas lo mismo profu nda que superficialmente, o sobre piezas delgadas < 1 mm. 14. Ensayo Vickers. Es indicado para medir la dureza de las capas cementadas y nitruradas o la de los metales en hojas, ya que la huella es más pequeña que la del ensayo Rockwell. 15. Ensayo Brinell: es el que realiza con más frecuencia en piezas que no han sufrido tratamiento térmico ni mecanizado alguno. R

 100 kg/mm

2

16. Ensayo Shore. Interesante pa ra la verificaci ón final en grandes series de piezas pequeñas, o para la de grandes piezas finamente mecanizadas que no pueden llevarse a los aparatos habituales.

309


PRINCIPALES PROBLEMAS OCASIONADOS POR DESECHO DESMEDIDO DE LOS DETERGENTES Desperdicio de fósforos Otra desventaja de usar grandes cantidades de fosfato en los detergentes, es que el fosforo es uno de los elementos vitales necesarios para el crecimiento de cultivos alimenticios y que se utilizan profusamente en fertilizantes que contienen fósforo en forma de fosfato. Sin embargo, las fuentes de fosfatos son limitadas y a futuro se podrían reducir al grado en que se pudiera afectar la producción de alimentos. En vista de esto, el de usouno de de fosfatos en los más detergentes, en forma desmedida, constituye un desperdicio los recursos importantes en la naturaleza y una fuente de contaminación importante.

Tratamiento Avanzado de Aguas Residuales Muchas de las sustancias halladas en el agua residual se ven poco o nada afectadas por los procesos u operaciones y tratamientos convencionales. Estas sustancias van desde iones inorgánicos relativamente simples como el calcio, potasio, nitrato, sulfato y fosfato hasta un número creciente de compuestos complejos orgánicos sintéticos. Aun el efecto de estas sustancias sobre el medio ambiente no se conoce bien, las exigencias de los tratamientos serán mas rigurosas en lo que refiere a la concentración tolerable de muchas de estas sustancias en el efluente de las plantas. En la siguiente tabla se verán algunos componentes químicos típicos que pueden en las aguas residuales y sus efectos.

Componente

Efecto

Amoniaco

- Aumenta la demanda de cloro. Cualquier - Tóxico para los peces. Cant. - Puede convertirse en Nitratos. 2.5 -Imparteunsaborsalado. 250 - Interfiere en los proceso 75-200 Industriales. - Tóxico para los seres humanos. 0.005 - Tóxico para la vida acuática. 0.005 Acción catártica. 1-3 - Estimula el crecimiento acuático 0.015 delasalgas. 0.2-0.4 - Interfiere en la coagulación.

Cloruro

Mercurio Sulfato Fosfato

Nitrato

Calcio yMagnesio

Concentración Critica (mg/1)

- Estimula el crecimiento acuático 0.3 delasplantas. 10 - Puede causar Metabemoglobina (niños azul). -Aumenta la dureza. Mayor a100

El tratamiento terciario o Avanzado es de gran interés hoy en día por la necesidad de obtener mejor calidad en las aguas, por estos motivos se presentaran algunos procesos utilizados con éxito en la actualidad o que parecen mas prometedores o innovadores. 310


HOJA DE TRABAJO 1.

¿Qué significado tiene los grupos de calidad 1-2-3 en los aceros de construcción básicas?

2.

¿Qué elementos consigue que el acero mejore sus propiedades mecánicas en los aceros de construcción?

3.

¿Qué aceros son recomendables para ser cementados?

4.

¿Qué se consigue con el bonificado en los aceros?

5.

¿Qué elementos contiene los aceros para herramientas en trabajos en frío?

6.

¿Qué elementos contiene los aceros rápidos?

7.

¿En qué consiste el proceso de cementación?

8.

¿En qué consiste el proceso de nitruración?

9.

¿Para qué se ut ilizan la ce mentación con sustancias líquidas?

10. ¿Cómo se determina el ensayo de dureza Brinell (HB)? 11. ¿Cómo se determina el ensayo de dureza Vickers (HV)? 12. ¿Para qué se utiliza el ensayo de dureza Rockwell (HR)? 13. ¿Cómo se realiza el ensayo de dureza RockwellC (HRC)? 14. ¿Qué se consigue con el ensayo de la chispa de esmerilado? 15. Determine la forma y color de la chis pa que producen los aceros de cons trucción. 16. Determine la forma y color de la chis pa que producen los aceros inoxidables. 17. Determine la forma y color de la chispa que producen los aceros rápidos (cuchilla para torno, fresa). 18. Determine conn la prueba de ensayo la dureza Rockwell C de una cuchilla para tornear. 19. ¿Qué sustancias sólidas y líquidas se usan para cem entar?.

311


HOJA DE TRABAJO 20. Determine los elementos que contienen los aceros de baja y alta aleación BOHLER así como la forma y color de la chispa.

Nº

Color

TipodeAcero A leacione

1

VCL/V320

2

H/V945

3

4

5

Forma y color de las chispa

42 CrMo4

K100/especial K

S600/super rápido

A604

21. Determine mediante ensayoellatratamiento durez a Rockwell C (HRC ) de cada acero BHOLER antes y después de realizar térmico.

Dureza Nº Ord Color distintivo HRC/antes

Dureza HRC Temple en agua

Aceite

Revenido

Observación

1

2

3

4

5

Nota: Consulte en el manual de aceros especiales BOHLER la temperatura de temple en agua, aceite y revenido, así mismo compare los resultados de la dureza. 312


HOJA DE TRABAJO 20. Determine los elementos que contienen los aceros de baja y aleación BOHLER así como la forma y color de la chispa.

B

1

8

1 4

72

14

7

B

313


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89001495 Ajuste Montaje Verificacion y Control de Maquinas - Parte I_d9ab4019

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