DIBUJO TECNICO
*** NORMALIZACION INDUSTRIAL ACABADO SUPERFICIAL. TRATAMIENTOS Y MECANIZADOS ESPECIALES RICARDO BARTOLOME RAMIREZ Prof. Tit. de Expresión Gráfica en la Ingeniería http://www.scribd.com http://dibujotec-dibujotec.blogspot.com
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ACABADO SUPERFICIAL. TRATAMIENTOS Y MECANIZADOS ESPECIALES 1. INTRODUCCIÓN El proceso de fabricación de una pieza influye en la forma de acotación de ésta, también el acabado superficial de las piezas es diferente según el tipo de proceso utilizado. Analizando una pieza se observa que no todas las superficies que la forman tienen la misma función. Esta se asigna según, se está en contacto con otra pieza, se tiene movimiento o no, etc. Las indicaciones del tipo de superficies y sus acabados los estudia la Norma UNE 1 037-83 que concuerda con la ISO 1302-78, la definición de los términos relativos a la rugosidad superficial es el objeto de la Norma UNE 82 301-86 y UNE 82 315(1)-86. 2. CLASES DE SUPERFICIES EN UNA MISMA PIEZA Una pieza tiene superficies diferenciadas según la función de cada una de ellas. Se clasifican en: a) Superficies funcionales: Son aquellas superficies que van a estar en contacto dinámico con otras, es decir, que entre ellas existe movimiento. Requiere un acabado superficial muy fino. b) Superficies de apoyo: Son las que van a mantener un contacto estático con otras superficies de piezas diferentes. Estas superficies requieren un acabado intermedio. c) Superficies libres: No están en contacto con otras piezas. Es suficiente un acabado superficial regular. La forma correcta de conocer el acabado superficial de las piezas es conocer su posición de montaje y su funcionamiento, así como su proceso de fabricación. El acabado superficial o la rugosidad depende del procedimiento elegido, por ejemplo la forja o la fundición deja un acabado muy basto, el lapidado o bruñido por el contrario deja un acabado muy fino. Ver tabla 3.2a. 3. RUGOSIDAD 3.1 CONCEPTOS BÁSICOS DE RUGOSIDAD La rugosidad se entiende como la aspereza de una pieza, son las huellas que dejan en la superficie de una pieza los procesos de fabricación.
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Se ve entonces la relación directa entre procedimientos de fabricación y acabado superficial. Ver figura 3.1a. Para poder entender todos esos conceptos se define: l=longitud base
Ra
perfil efectivo
perfil de referencia Le
Rt
Lm
Lf perfil de base
perfil medio
Figura 3.1a
- Irregularidades: Son las crestas y los valles de una superficie real. - Línea media (Lm): La línea imaginaria trazada de tal forma que la superficie o área de los salientes sea igual a la de los entrantes - Línea envolvente (Le): La línea imaginaria que pasa por las cimas de las crestas y paralelas a Lm. - Línea de fondo (Lf): La línea imaginaria que pasa por los fondos de la huellas y es paralela a Lm. - Rugosidad media (Ra): Es la media aritmética de las diferencias de la línea envolvente Le a la línea media Lm. Es el valor práctico de la rugosidad que suele utilizarse. 3.2 VALORES DE RUGOSIDAD, NOMENCLATURA La siguiente tabla da la relación entre los procesos y la rugosidad media en micras. Tabla 3.2a. La nomenclatura según el valor de la rugosidad es la indicada en la tabla 3.2b. Proceso
Rugosidad en
Cepillado
5-30
Torneado normal
5-30
Fresado
5-30
Taladrado
5-30
Brochado
0.15-15
Escariado
1-7
Torneado de acabado
0.5-3
Rectificado
0.5-3
Rectificado de acabado
0.1-0.5
Lapidado
0.05-0.5 Tabla 3.2a
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Valor de Ra en
Clase de rugosidad
Signo antiguo
50 , 25
N12 , N11
~
12.5 , 6.3
N10 , N9
3.2 , 1.6
N8 , N7
0.8 , 0.4
N6 , N5
0.2 , 0.1 , 0.05 , 0.025
N4 , N3 , N2 , N1 Tabla 3.2b
4. SÍMBOLOS UTILIZADOS SUPERFICIALES.
EN
LA
INDICACIÓN
DE
LOS
ESTADOS
La norma UNE 1-037-83 que concuerda con la ISO 1302-78, establece la nueva simbología y las indicaciones sobre el acabado superficial que deben aparecer en los dibujos técnicos. El símbolo básico es el señalado en la figura 4a. Está formado por dos trazos desiguales inclinados 60º con una relación a la superficie considerada de referencia.
60
°
60
°
60°
Figura 4a
Cuando existe arranque de viruta este signo se acompaña de un trazo horizontal, ver figura 4b.
Figura 4b
Por el contrario si se trata de un proceso sin arranque de viruta se añade un circulo en el símbolo básico, este símbolo también se utiliza en los dibujos de fase de mecanizado para indicar que la superficie debe quedar tal como ha sido obtenida, con o sin arranque de viruta, en la fase anterior de fabricación. Cuando este símbolo aparece sin ninguna indicación significa que la superficie a tratar no debe ser mecanizada sea cual sea su proceso anterior de fabricación. Ver figura 4c.
Figura 4c
4
Para la correcta utilización de este símbolo es necesario conocer todas las especificaciones del estado que se asocian a él. Ver figura 4d.
b c (f)
a e
d
Figura 4d
- Valor de la rugosidad (a): Expresadas en micras o el símbolo correspondiente (N1 N12). Cuando interesa incluir los límites admisibles de rugosidad se hace tal y como se indica en la figura situando el valor máximo (VM) y el valor mínimo (Vm).
50
VM Vm
N8
3.2
Figura 4e
- Procesos especiales de mecanizado o acabado que se le da a la superficie (b): Cuando sea necesario indicar características especiales de la superficie se dibuja una línea de trazo largo sobre el que se indica un determinado proceso de fabricación o indicaciones de recubrimiento o tratamiento. Ver punto 5. - Longitud base (c): Cuando sea necesario anotar la longitud base, ésta debe ser elegida de entre unos valores de la serie por la Norma UNE 82301:86 y se anotará en el lugar señalado en el dibujo. Ver figura 4d. - Dirección de las estrías del mecanizado (d): Si es necesario indicar la dirección de las estrías de mecanizado se añade el símbolo elegido. Ver punto 6. - Sobremedida para el mecanizado (e): Cuando interese indicar el valor de la demasía de mecanizado se indica a la izquierda inmediatamente delante del signo. La medida de la demasía se indica en mm. Ver punto 7. - Otros valores de rugosidad (f): Se puede colocar entre paréntesis en la forma indicada en la figura 4d.
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No será necesario para la indicación de acabado la inclusión de todos estos valores, solo se hará con los que no se puede prescindir de ellos. 5. MECANIZADO Y TRATAMIENTOS ESPECIALES 5.1 TRATAMIENTOS ESPECIALES Unos tienen por objeto modificar las propiedades del material, por ejemplo: recocido, templado, revenido, normalizado, cementado, nitrurado, bonificado, etc. Otros tienen por objeto la limpieza y la protección contra la corrosión o el embellecimiento de la superficie, por ejemplo: decapado, limpiado, niquelado, cadmiado, galvanizado, pintado, etc. 5.2 MECANIZADOS ESPECIALES Son mecanizados especiales, por ejemplo: el esmerilado, rasqueteado, amolado, pulido, escariado, etc. Algunos de los mecanizados normales también puede ser interesante especificar, por ejemplo: fresado, torneado, limado, rectificado, etc. 5.3 INDICACIONES EN LOS DIBUJOS DE MECANIZDO Y TRATAMIENTOS ESPECIALES - Las indicaciones de los mecanizados y tratamientos especiales se realiza por medio de líneas de referencia, y encima de ella la indicación escrita.
- No es necesario indicar en los dibujos operaciones previas al estado final de una superficie. No será necesario por ejemplo indicar limpiado y lavado que son operaciones previas al niquelado. cementado
pintado (azul)
rectificado N5 0.3
2.5
- Los tratamientos preliminares que no se deducen necesariamente del estado final de una superficie, se han de especificar en el dibujo. - Con línea de raya y punto se indican las partes de una pieza que vayan a ser tratadas. De alguna de las dos formas de la figura.
Ø
Ø
Templado
Templado HV10 = 600±90
6
- Si se desea indicar el proceso que se ha de seguir para la obtención de una determinada calidad superficial, se puede indicar en los dibujos como se muestra en el ejemplo de la figura en la que la pieza se ha mecanizado al torno dejando un sobrematerial (0.3) para después revenir, templar y por fin rectificar.
torneado
templado y revenido
rectificado
Ø
0.3
- Cuando una superficie deba sufrir tratamiento complementario en parte de una pieza, puede ser necesario o no el uso de cotas.
- Cuando las superficies deban ser verificadas se destacarán con trazo continuo paralelo a la superficie.
- En las piezas templadas se añadirán al dibujo todas las indicaciones de características que sean necesarias, como se indica en la figura que acompaña a título de ejemplo.
zona de temple temple de penetración: HV10 = 670 ± 90 Eht (500HV10) = 0.6 ± 0.2 (en el punto más profundo)
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6. ORIENTACIÓN DE LA DIRECCIÓN DE LAS ESTRÍAS DE MECANIZADO En el caso en que sea especialmente interesante la dirección de las huellas resultantes en el proceso de mecanizado se colocará en el símbolo según lo especificado en el apartado anterior. Cuando dos piezas independientes van montadas juntas deslizando una sobre otra es muy interesante que tengan la mima dirección de las estrías o que sean multidireccionales. Por el contrario si las piezas interesan que estén en reposo con la máxima adherencia las direcciones serán opuestas. Las indicaciones de la dirección de las estrías se dan en la tabla 6a. Símbolo
Interpretación
=
Paralelas al plano de proyección de la vista sobre la cual se aplica el símbolo.
Perpendiculares al plano de proyección de la vista sobre la cual se aplica el símbolo.
X
Cruzadas en dos direcciones oblicuas con relación al plano de proyección de la vista sobre el cual se aplica el símbolo.
X
M
M
Multidireccional.
C
Aproximadamente circular con relación al centro de la superficie a la cual se aplica el símbolo.
R
Aproximadamente radial con respecto al centro de la superficie a la cual se aplica el símbolo.
C
M
Tabla 6a
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8. INDICACIONES EN LOS DIBUJOS
a
1- Como norma general los símbolos de acabado superficial en las piezas se colocan de tal forma que puedan ser leídos desde la base o desde la derecha del dibujo, si esto no fuera posible se permite dibujar el símbolo en cualquier dirección pero no la indicación numérica que ha de cumplir la regla general. Ver figura 8a.
a Figura 8a
2- Se indicarán sobre las líneas que indican las superficies y si esto no es posible en las líneas auxiliares trazadas en la prolongación de aquellas. Se puede unir a la superficie por una línea terminada en flecha. Ver figura 8b.
a
b
a
a
a
a
a
a
Figura 8b
3- Para cada superficie el símbolo solo aparecerá una vez, en la vista que mejor define la superficie y que de ser posible será la vista que esté dimensionada. 4- Si todas las superficies de la pieza llevan el mismo acabado se permite que se coloque en el exterior del dibujo en la parte superior, la indicación ("En todas las superficies"), o junto al número de marca (en conjuntos mecánicos) o en el cajetín de rotulación si el plano contiene a una sola pieza o a las piezas de un conjunto, siempre y cuando todas las superficies lleven el acabado que se indica en dicho cajetín. Ver figuras 8c y 8d.
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En todas las superficies
N6
1
N6
Figuras 8c y 8d
5- Si además de lo escrito en el punto 4, lleva la pieza varios acabados superficiales podrá indicarse de la siguiente forma: (Ver figuras 8e, 8f y 8g) agregando la frase: "salvo indicación particular", poniendo el símbolo representativo del mayor número de superficies del mismo estado superficial seguido del símbolo base entre paréntesis. N6
En todas las superficies salvo indicación particular
N6
1
N4
N6
N5
N4
N5
N4
N4
N5
N5
Figuras 8e, 8f y 8g
6- Es posible simplificar la especificación marcando las letras Z o Y como indica la figura 8h. b c
a1 a2
z e
d rectificado
y
N5 0.3
2.5
Figura 8h
7- Las superficies roscadas no llevan signos superficiales. 8- En los dibujos de conjuntos no se indican signos superficiales. 9- No se colocan signos superficiales sobre aristas ocultas y superficies rayadas.
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10- Los signos superficiales se colocan en la parte exterior del material con el vértice en contacto con la superficie a indicar. 11- En las piezas de revolución el signo se coloca en la generatriz. 12- En las representaciones simétricas respecto a un eje, aunque las superficies tengan la misma clase y calidad llevarán cada una de ellas el signo superficial. 13- Cuando no hubiera otro sitio se permite colocar el signo superficial sobre líneas auxiliares de cota o en la prolongación de la línea que representa a la superficie. 14- Si hay que anotar signos superficiales sobre las zonas rayadas se interrumpe el rayado. Ver figura 8i.
a
Figura 8i
15- Los signos superficiales referidos a flancos de los dientes en ruedas dentadas se indican sobre la circunferencia primitiva. Ver figura 8j.
22 +0.1 0
Ø36
Ø20 H8 (
Ø75 +0.14 -0.20
+0.033 0
)
1.6
1.6
1.6
6P9
20 ±0.2
12
32
Figura 8j
16- Solo se deberán dar indicaciones relativas a la rugosidad, a los procesos de mecanización etc, cuando sean indispensables para garantizar la funcionalidad y solo sobre las superficies que lo precisen. De esta forma se disminuyen los costos de producción al evitarse controles y verificaciones prescindibles.
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9. RELACIÓN ENTRE LAS CALIDADES DE LAS SUPERFICIES Y DE LAS TOLERANCIAS DIMENSIONALES Las tolerancias se refieren únicamente a la exactitud de las medidas y no al estado superficial de las mismas. Una tolerancia amplia puede corresponderse con una superficie fina, pero será ilógico pretender una tolerancia fina con una superficie basta, deben ir relacionadas. De la tabla 9a se deduce el grado de acabado apropiado para las distintas calidades de tolerancia. Así, para una calidad IT5 habría que dejar una superficie cuya rugosidad media no sea mayor de 0.6 micras. El grado de acabado y la calidad de tolerancia que se puede lograr con los distintos tipos de mecanizado normal también aparecen representados.
0 a 0.04
0.04
0.04 a 0.06
0.06
0.06 a 0.1
0.1
0.1 a 0.16
0.16
0.16 a 0.25
0.25
0.25 a 0.4
0.4
0.4 a 0.6
0.6
0.6 a 1
1
N6 N5
IT7
1.6 a 2.5
1.6 2.5 IT8
2.5 a 4
4
4a6
6
N8 N7
IT9 6 a 10
10
10 a 25
25
IT10
25 a 63
63
--
N10 N9
Tabla 9a
Fresado
Cepillado
Desbastado
Acabado
Desbastado
Torneado
Desbastado
Taladrado
Basto
Común
Fino
Común
Fino
Desbastado
Acabado
Común
Fino
N1 N4
IT5
1 a 1.6
Mandrinado
Acabado común
Brochado
Acabado finísimo
Rectificado
Acabado
Lapidado
Superficie
Fino
Tolerancia
Designación convencional
A determinar según los casos
h m
Superacabado
Medio
Posible ejecución
Grupo de valores adoptados
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10. UTILIZACIÓN DEL ACABADO SUPERFICIAL A la hora de acotar se debe completar la acotación con los signos superficiales. Es necesario por lo tanto saber el proceso de fabricación de la pieza para poder conocer la clase de rugosidad y el valor de ésta en . Con el fin de facilitar esta tarea se recogen estos datos en la tabla 10a.
Con demasía para mecanizado con arranque de viruta
Sin demasía para mecanizado sin arranque de viruta
Símbolos Empleados en los Estados Superficiales Clase de rugosidad
Valor de la rugosidad
Estado Superficial
Procedimiento de Fabricación
Aplicaciones
Basto e irregular (sin supresión de rebabas)
Forja Fundición Corte a soplete
Bastidores de fundición. Chapas soldadas
Basto, liso pero regular (sin rebabas)
Las anteriores realizadas con mayor esmero
Piezas corrientes de manipulación. Material agrícola
Desbastado, marcas apreciables al tacto y perfectamente visibles
Lima Torno Fresadora Con gran avance de la herramienta
Agujeros. Avellanados. Superficies de apoyo. Ajustes fijos.
Marcas visibles Las anteriores a simple vista y con herramientas perceptibles en fase de ligeramente al acabado tacto
Ajustes duros. Caras de referencia o de apoyo.
in
N12
50
2.000
N11
25
1.000
N10
12.5
500
N9
6.3
250
N8
3.2
125
N7
1.6
63
N6
0.8
32
N5
0.4
16
N4
0.2
8
N3
0.1
4
N2
0.05
2
N1
0.025
1
Muy fino. Marcas no visibles ni perceptibles al tacto
Superfino. Marcas en ningún modo visibles
Tabla 10a
Las anteriores con más fases de acabado. Escariado. Rasqueteado.
Ajustes deslizantes. Correderas Aparatos de medida y control
Lapeado. Bruñido. Rectificado muy cuidadoso.
Calibres Especiales
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11. MOLETEADO, INDICACIONES 11.1. MOLETEADO El moleteado es una operación sin arranque de viruta que consiste en grabar con estrías la superficie de algunos objetos con el fin de aumentar la adherencia de estos para que no resbalen al utilizarlos. Se ejerce presión sobre la pieza con dos ruedas de acero templado (moletas) que al girar sobre su propio eje provocan en la superficie el grabado correspondiente. Cada rueda lleva en su parte exterior diferentes dibujos de estrías que transmitirá al elemento moleteado. 11.2 TIPOS DE MOLETEADO La Norma DIN 82 especifica siete formas de moleteado. Estas formas se refieren a la disposición del relieve y la dirección de las líneas del moleteado. Las formas o tipos de moleteado son: RAA ........... RBL ............ RBR ........... RGE ........... RGV ........... RKE ........... RKV ...........
moleteado con aristas paralelas al eje moleteado a la izquierda moleteado a la derecha moleteado a derecha - izquierda puntas con relieve moleteado a derecha - izquierda puntas en hondo moleteado cruzado puntas en relieve moleteado cruzado puntas en hondo
Las características de estos se detallan en las figuras siguientes
Figura 11.2a
RAA - Moleteado con estrías de ejes paralelos
30°
Figura 11.2b
RBL - Moleteado a izquierda
30°
14
Figura 11.2c
30°
RBR - Moleteado a derecha
30°
Figura 11.2d
30°
RGE - Moleteado derecha-izquierda, puntas en relieve
30°
Figura 11.2e
RGV - Moleteado derecha-izquierda, puntas en hueco
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Figura 11.2f
RKE - Moleteado en cruz, puntas en relieve
Figura 11.2g
RKV - Moleteado en cruz, puntas en hueco 11.3 DIMENSIONES DEL MOLETEADO Las dimensiones fundamentales que hay que tener en cuenta son: - Diámetro nominal (d1): Es el indicado en el plano y es la dimensión que resultará después de finalizar el moleteado. - Diámetro de partida (d2): Es el valor que tiene antes del moleteado. El diámetro de partida es menor que el diámetro nominal pues supone un desplazamiento del material la operación de moletear.
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Según la forma del moleteado el diámetro de partida deberá tener los valores aproximados siguientes: En RAA, RBL y RBR ......... d2 = d1 – 0.5 t En RGE y RKE .................. d2 = d1 – 0.67 t En RGV y RKV .................. d2 = d1 – 0.33 t - Paso (t): Es el valor de la distancia que hay entre las crestas de dos relieves consecutivos. Los pasos normalizados son: 0.5-0.6-0.8-1-1.2-1.6 mm. - Angulo de perfil (): Es el que forman los flancos de un relieve, su valor nominal es de 90º o puede valer 105º pero habrá que especificarlo. 11.4 CONSIGNACIÓN EN LOS DIBUJOS El moleteado se indica en los dibujos en la posición "b" de la figura 4.d consignando la palabra "moleteado" seguido de los símbolos que caracterizan su forma o tipo, su paso y la Norma a la que hace referencia. Si el valor del ángulo del perfil no es de 90º, se indicará su valor a continuación del paso. Su indicación será por lo tanto: Moleteado (Tipo de moleteado) (paso, t) (ángulo 90º) (Norma) Por ejemplo: Moleteado RKV 08 DIN 82. A la hora de representar el moleteado en el dibujo se realiza según los dibujos normalizados representados en las figuras 11.2, dependiendo del tipo de moleteado, con línea continua fina y no siendo necesario completar toda la pieza, siesta es de gran tamaño. Ver figura 11.4a.
Moleteado RKV 08 DIN 82
Figura 11.4a
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Si la superficie moleteada es una parte limitada de la pieza se debe acotar esta. Ver figura 11.4b. 20
Moleteado RGE 06 DIN 82
Figura 11.4b
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