Unidad 1 Y
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10 Técnicas de limado y abrasión
La transmisión en los vehículos
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para empezar...
... vamos a conocer
En la fabricación de piezas y conjuntos mecánicos, dependiendo
1. Introducción a las técnicas de limado y lijado 2. Técnica del limado 3. Técnica del lijado 4. Protección y seguridad en las operaciones de limado y abrasión
de la forma, tamaño y material de la pieza, se seguirán distintos procesos de mecanizado. En elementos como tapas de cárter, aletas, capós, etc., el método de fabricación utilizado es la estampación, y solamente se realizará el mecanizado en las superficies de la pieza que sea necesario un ajuste. Por el contrario, en piezas como ejes, árboles de levas, piñones,
PARA PRACTICAR Limado manual de superficies metálicas
cigüeñales, etc., el mecanizado es imprescindible. Las máquinas que se emplean en el mecanizado son: limadoras, tornos, rectificadoras y fresadoras. En las reparaciones del taller estas máquinas se emplean poco usándose en cambio otros útiles manuales para realizar los pequeños retoques que sean precisos. En esta unidad estudiaremos los útiles y las máquinas que se emplean en el limado a través de las técnicas de limado manual y con limadora, así como los procesos de lijado, los abrasivos y las herramientas empleadas.
qué sabes de... 1. ¿Qué tipos de limas conoces según su forma? 2. ¿Qué es el picado de una lima? 3. ¿Qué es un abrasivo? 4. ¿Para qué sirve una limadora? 5. ¿Cuál es la utilidad de una carda?
y al finalizar... ❚
Conocerás las técnicas de limado y lijado.
❚
Sabrás elegir entre los distintos tipos de limas que existen.
❚
Aprenderás de qué materiales están fabricadas las lijas y cómo se utilizan.
❚
Realizarás prácticas de limado y lijado de superficies. Y
Unidad 10
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1. Introducción a las técnicas de limado y lijado El limado se realiza arrancando el material en forma de virutas. Para este procedimiento se emplea un útil (lima) de un material más duro (acero templado) que el material a limar. El proceso normalmente es manual (figura 10.1), pudiéndose utilizar una máquina (limadora).
Limaduras
a
Partículas de polvo
a
Figura 10.2. Lijado.
Figura 10.1. Limado manual.
El lijado se realiza por fricción de un material abrasivo contra la pieza a lijar. En este caso no se desprende el material en forma de virutas, sino en partículas de polvo (figura 10.2).
2. Técnica del limado La técnica de limado tiene como finalidad rebajar las superficies en las que sea necesario eliminar el material mediante el arranque de viruta. La operación de limado puede realizarse de forma manual, por medio de limas de diferentes tipos, o de forma mecánica, a través del uso de la limadora. Para el ajuste de piezas o el retoque de las mismas se utiliza el limado manual (lima). En la fabricación o producción de nuevas piezas se utiliza el limado mecánico (limadora).
2.1. Limado manual La lima Las limas son pletinas fabricadas en acero templado extraduro. Están talladas en su superficie de tal manera que facilitan el arranque de virutas en el sentido del avance de la lima. El tallado que presentan en el cuerpo está formado por una serie de dientes cortantes que arrastran la viruta hacia el exterior de la lima. Las principales partes son: el mango, la cola, el talón, el cuerpo y la cabeza (figura 10.3). Mango
Cola
Talón
Cuerpo
Longitud comercial a
Figura 10.3. Partes de la lima.
Cabeza
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Técnicas de limado y abrasión
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Características de las limas Las diferentes características de las limas determinan el tipo de trabajo a reali zar con las mismas. Estas características son: el tamaño, la forma, el picado y el grado de corte. Tamaño. La longitud del cuerpo de las limas
es llamada longitud comercial. Esta longitud es la distancia entre el extremo de la lima y el talón. La longitud de la lima está expresada en pulgadas, siendo las más habituales de 6”, 7”, 8”, etc. Las limas vienen definidas por la forma geométrica que presentan en la sección transversal de su cuerpo. Esta forma geométrica determinará su utilización en los distintos tipos de superficies. A continuación se presentan los tipos de lima según su forma.
Forma.
FORMA
a
Designación
a
Figura 10.4. Juego de limas.
Aplicaciones
Plana
Superficies planas
Triangulares
Superficies con ángulos superiores a 60 º, y superficies planas, etc.
Cuadradas
Superficies cuadradas, ángulos de 90º chaveteros, ranuras, etc.
Media caña
Superficies curvas, cóncavas o circulares de gran tamaño y superficies planas
Redondas
Superficies cóncavas con poco radio o limado de agujeros
De cuchillo
Superficies angulares de menos de 60º, acabados de esquinas, etc.
Equivalencia de la pulgada Una pulgada equivale a 25,4 mm.
Tabla 10.1.
El picado es el grado de rugosidad que presenta el cuerpo de la lima. En la siguiente tabla aparecen los diferentes tipos de lima según su picado. Picado.
Tipo de picado
a
Designación
Características
Empleo
Lima sencilla recta
Se emboza con facilidad y es apta para igualar superficies
Limado de metales blandos (aluminio, plomo, cinc.)
Lima sencilla recta
El tallado es inclinado y paralelo de entre 55 a 75º
Lima picado doble
El picado dispone de dos tallas: una de entre 35 y 45º y otra de entre 70 y 80º
Limado de metales duros (aceros , fundiciones...)
Lima picado para madera, escofina
Los dientes están separados y son independientes unos de otros
Limado de madera y plásticos
Lima picado especial
Las ranuras en forma de curva permiten desprender fácilmente la viruta
Pequeños ajustes
Tabla 10.2. Y
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Grado de corte El grado de corte de una lima viene determinado por el número de dientes que tiene por unidad de superficie, número de dientes por cm 2. De este depende en gran medida la capacidad de arranque de material. Cuantos más dientes tenga la lima por cm 2 menos irregular será la superficie trabajada, más fino será el arranque de material y mejor acabado superficial. Grado de corte
a
Designación
Número dientes/cm2
Extrafinas
+ 16 dientes
Finas
16 dientes
Semi-finas
12 dientes
Bastas
8 dientes
Ásperas
6 dientes
Características
Arranque de material inferior a 0,2 mm (Acabado de superficies) Arranque de material: entre 0,5 y 0,2 mm. (alisar o preparar una superficie) Arranque de material superior a 0,5 mm (Comienzo del proceso de limado)
Tabla 10.3.
Proceso de limado Para realizar un trabajo de limado correcto deben tenerse en cuenta una serie de operaciones previas al propio limado. Fijación de la pieza La pieza debe estar correctamente centrada y fijada, de manera que se evite el movimiento de vaivén en el limado. Siempre que sea posible se sujetará en un tornillo de banco, y se colocará a una algura en la que el operario trabaje con comodidad. Figura 10.5. Movimiento de la lima. a
Elección del tipo de lima Según el trabajo a realizar utilizaremos la lima adecuada en función de la dureza del material de la pieza y del acabado superficial. Debemos utilizar limas en perfectas condiciones, que no tengan un picado defectuoso o estén embozadas no emplear limas sucias por aceites o grasas. Situación del operario y forma de sujetar la lima
Limas especiales de ajuste
También son conocidas con el nombre de limas de cola de ratón, limas de relojero o de aguja. Se utilizan para trabajos de ajuste con gran precisión.
El operario se deberá colocar en una posición cómoda y adecuada. El tronco permanecerá inmóvil en el mecanizado aunque para trabajos de desbaste puede moverse ligeramente ajustándose al movimiento de vaivén de l a lima (figura 10.5). El ritmo se adecuará a las características del trabajo siendo aproximadamente de 50 a 60 golpes por minuto. La lima se sujetará con la mano derecha (diestros) apoyándose el mango en el centro de la mano y situándose el dedo pulgar por encima del mismo y los demás rodeando. Con la mano izquierda se sujetará el extremo de la lima evitándose el balanceo (figura 10.8). Realización del limado
a
Figura 10.6. Lima de ajuste.
El limado se realizará teniendo en cuenta la superficie a trabajar, pero antes debemos tener en cuenta una serie de consideraciones:
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• Elegir el tamaño correcto de la lima y comprobar que esté en perfecto estado.
• Simplificar el trabajo siempre que sea posible. • Utilizar las limas en toda su longitud. • No tocar con las manos la superficie limada, ni la lima para evitar que se ensucien de aceite y resbalen.
Forma de montar una lima Al montar una lima debes tener precaución con la cola. En ocasiones un descuido puede provocar un accidente.
Bien
a
Mal
Figura 10.8. Posición correcta del limado. 10.7. Montaje correcto e incorrecto de una lima. a Figura
Limado de superficies Para un trabajo correcto, la lima se debe apoyar perfectamente sobre la superficie. El limado debe realizarse presionando suavemente la lima en su el sentido de avance; por lo tanto, en el de retroceso simplemente se apoyará la ligeramente. Debemos observar en todo momento la zona limada de la pieza para obtener una referencia clara del proceso. En superficies planas, siempre que se pueda se cruzarán los trazos o rayaduras de los dientes de la lima con el fin de que el limado sea más uniforme (figura 10.9.1). Para realizar un buen aplanado se recomienda utilizar una lima de media caña por su parte plana. En superficies cóncavas se utiliza la lima de mediacaña (por su parte curvada), o la lima redonda dependiendo del radio de curvatura de la pieza (figura 10.9.2). En superficies convexas, las caras redondeadas se liman siguiendo perpendicularmente el trazado de l a pieza (figura 10.9.3).
Limpieza de la lima Para limpiar las virutas incrustadas en la lima se utiliza un cepillo metálico denominado la carda.
90
a
Figura 10.9. Limado de superficies.
a
Figura 10.10. Cepillo metálico. Y
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2.2. Limado mecánico
La limadora Monofilo Herramienta de corte utilizada por la limadora, el torno y la mortajadora formada por un solo filo.
Es una máquina-herramienta cuyo movimiento principal es el de traslación. Permite el mecanizado de superficies planas (figura 10.12 y figura 10.13). El desplazamiento se realiza en sucesivos ciclos de avance y retroceso de la herramienta sobre la superficie. En el avance la herramienta arranca el material, mientras que en el retroceso vuelve a su posición inicial de ciclo sin eliminar material (figura 10.11). La velocidad de la cuchilla varia, siendo más lenta en el avance o corte y más rápida en el retroceso (trabaja en vacío). El acabado final de la pieza depende de la velocidad de corte, del tipo de cuchilla, y del material a limar.
Avance del monofilo
Carnero
Figura 10.11. Avance de la herramienta de corte. a
Monofilo Pieza Mesa
a
Figura 10.12. Limadora
a
Figura 10.13. Esquema de la limadora.
ACTIVIDADES PROPUESTAS 1. ¿Qué tipo de lima utilizarías en las siguientes operaciones? Operación
Rebajar la falda de un pistón Repasar una soldadura en una superficie plana Ensanchar la lumbrera de escape de un cilindro de moto Repasar las cajas de los segmentos en un pistón Desbastar una soldadura de un paragolpes de plástico Eliminar los escalones realizados por una cadena en el piñón de ataque de una moto a
Tabla 10.4.
Tipos de lima
¿Por qué?
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Técnicas de limado y abrasión
3. Técnica del lijado
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Ligante del revestimento
Abrasivo
El lijado tiene como finalidad ajustar, acabar o afinar las superficies eliminando parte del material mediante abrasión. La operación de lijado se realiza de forma manual por medio de abrasivos (lijas). Soporte
3.1. Abrasivos o lijas Están formados principalmente por tres elementos; un soporte (papel, tela), un mineral (grano) y un ligante (adhesivo) (figura 10.14).
a
Ligante base
Figura 10.14. Composición de
una lija.
Soporte Es la base sobre la que se fijan los granos abrasivos. Los soportes que podemos encontrar en la actualidad son de papel, tela, papel y tela, fibra o de compuestos plásticos. El soporte dependerá de la utilización del abrasivo y de la temperatura que se alcance en el proceso. Los pliegos de lija son de papel, los discos de tela y los discos de radial de materiales plásticos.
a
Figura 10.15. Ejemplos de lijas.
El mineral o abrasivo Los abrasivos son minerales (granos) de diferentes tamaños y de gran dureza. Pueden ser de origen natural, esmeril, silex, granate, diamante o sintéticos, carburo de silicio, óxido de aluminio, etc.
FEPA Federación Europea de Productores de Abrasivos.
Ligante o adhesivo Es el compuesto utilizado para adherir los granos abrasivos (minerales) al soporte. Los principales adhesivos son las colas orgánicas y las resinas sintéticas (Epoxi).
Abrasivos en suspensión (pasta esmeril) Son abrasivos que están sin aglutinar, no tienen un soporte fijo y rígido donde anclarse (tela, papel, etc.) el grano del abrasivo se encuentra en suspensión en un adhesivo pastoso de base al agua.
Figura 10.16. Cartucho de silicio. Carborundun. a
Se emplean para esmerilar asientos de válvulas. Se comercializan en varios tamaños: gruesa, media y de acabado o superfina.
3.2. Granulometría Los abrasivos tienen marcado en el reverso el tamaño del grano y, por lo tanto, el poder de abrasión, por ejemplo, P 80. La letra P indica que el abrasivo está normalizado, y el número indica el tamaño del grano. Cuanto mayor sea el tamaño del grano, mayor será el poder de abrasión y dejará mayor surco en la superficie a lijar. Cuanto mayor sea el número de la lija, más pequeño será el grano y, por lo tanto, más fina será la lija, por ejemplo, la lija P 100 es más basta que la P 1.200. También podemos encontrar lijas en las que no aparezca el indicativo P, en este caso significa que no está normalizada. El número podría corresponder a la norma americana.
a
Figura 10.17. Óxido de alumi-
nio. Corindón.
Esmerilado de válvulas En la unidad 10 del libro de Motores de la Editorial Editex, puedes ampliar tus conocimientos sobre el esmerilado de válvulas. Y
Unidad 10
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Tabla de granos normalizados (norma FEPA) Tipo de grano Aplicaciones De Hasta De Hasta De Hasta
P 16 P 36 P 60
Discos de plástico (sobre radial) desbarbado de cordones de soldadura
P 80 P 220 P 500
Discos y pliegos para trabajos de pintura a mano o con lijadora
P 400 P 1.000 P 2.000
Pliegos de lija al agua. El trabajo se realiza manualmente
a Tabla 10.5.
3.3. Herramientas y útiles de lijado Pliegos de lija al agua Las indicaciones Wetardy Production diferencian los pliegos de lija al agua.
En función de las características del lijado puede realizarse de forma manual (a base de lija y taco) o mecánicamente, por medio de máquinas-herramientas, lijadoras, radiales, etc. Veamos en el siguiente cuadro las herramientas y útiles más empleados.
Útiles o herramientas de lijado
Denominación
Tipo de lijado
Lijas: Lijado, mateado a mano de todo tipo de superficies
• Papel, tela • Discos abrasivos • Almohadillas Taco de lijar (útil o soporte de la lija) Lijadoras:
Lijado a mano de superficies planas
Lijado a mano de superficies planas y curvas con poca inclinación
• Vibratorias • Excéntrico-rotativas
Discos clean’N Strip
Lijado y desbarbado en máquina de gran profundidad. Limpieza y eliminación de óxido
Piedra de esmeril
Afilado de herramientas
Radiales
a Tabla 10.6.
Clasificación de granos entre el P240 y el 1200 Los granos más finos, a partir del P 240 y hasta el P 1.200 se clasifican por decantación en un líquido viscoso.
3.4. Proceso de lijado A mano Lijado A máquina a Tabla 10.7.
En seco Al agua Máquinas vibradoras Máquinas rotativas
Y
Técnicas de limado y abrasión
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Antes de iniciar el lijado debemos tener la superficie limpia. Para ello utilizaremos limpiadores que no dañen la superficie a tratar. El lijado se debe realizar en una sola dirección y sin realizar una presión excesiva. Al principio de la operación se comenzará con una lija de grano grueso, y paulatinamente se irá reduciendo el grano hasta conseguir el acabado adecuado. Es importante seguir un proceso gradual de degradación del lijado, ya que si este no es correcto, aparecerán surcos en el acabado.
Abrasivo P 100 Un abrasivo P 100 indica que los granos abrasivos han pasado por un tamiz de una pulgada cuadrada que tenga 100 aberturas. Esta denominación se emplea en abrasivos hasta P 240.
Debemos tener en cuenta que en el lijado de cualquier pieza la lija pierde su poder abrasivo y se emboza; por lo tanto, eliminaremos a menudo los restos de material depositados sobre ella.
4. Protección y seguridad en las operaciones de limado y abrasión
1 Pulgada
a d a g l u P 1
Tanto en las operaciones de limado como en las de lijado se deben tener en cuenta una serie de precauciones: • Utilizar guantes.
Tamiz para lija P100 Figura 10.18. Tamiz parta lija P 100. a
• La lima es relativamente frágil, por lo tanto: – Debe estar introducida en el mango suficientemente y alineada con su eje. – No se debe utilizar para apalancar, corre el peligro de que se rompa. – Se debe conservar limpia de grasas y limaduras. En el lijado y en el esmerilado se deberá utilizar como equipo de protección individual, las gafas en el caso de que se proyecten partículas (figura 10.19), y mascarilla, si se produce polvo, el cual es perjudicial para las vías respiratorias.
Figura 10.19. Gafas de protección ocular. a
ACTIVIDADES PROPUESTAS 2. Busca las definiciones de los siguientes términos. • Sílex. • Sintético. • Aglutinante.
• Esmeril. • Granate. • Escala Mohs.
ACTIVIDADES RESUELTAS Proceso de lijado de una masilla 2k. Solución • Limpieza con limpiador básico, antisiliconas, etc. • Lijado inicial de la masilla con lija P 80 con máquina (rotorbital). • Lijado posterior de la masilla y bordes con lija P 120 con máquina (rotorbital). • Lijado final de la masilla y bordes con lija P 180 con máquina (rotorbital). • Limpieza. • Aplicar imprimación y aparejos. Y
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ACTIVIDADES
FINALES
1. Enumera de mayor a menor el grado de abrasión de las siguientes lijas. P 1200
P 800
P 80
P 220
P 100
P 320
P 150
P 60
2. ¿Qué diferencia existe entre un acabado con lima y otro con abrasivo? 3. ¿Cómo se debe colocar un operario para realizar una operación de limado? 4. Como sabes, las limas están fabricadas en acero. Investiga de qué tipo de acero se trata, si están aleadas o no y el tanto por ciento en carbono que contienen. Puedes ayudarte utilizando el bloque II del libro. 5. Con ayuda de revistas técnicas, catálogos o manuales de herramientas, busca las diferencias que hay entre las lijadoras vibratorias y las lijadoras excéntrico-rotativas. 6. ¿Qué factores pueden disminuir la eficacia del limado? ¿Y del lijado? 7. ¿Qué es un ligante? 8. Enumera las partes de la lima.
c
Figura 10.20.
9. ¿Qué precauciones se deben tener en cuenta a la hora de realizar operaciones de limado? 10. ¿Qué es la pasta esmeril? ¿Para qué se utiliza?
Técnicas de limado y abrasión
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PARA PRACTICAR HERRAMIENTAS
Limado manual de superficies metálicas
• Lima fina plana. • Escuadra.
OBJETIVO
MATERIAL
Limar la cara de una pieza, rebajarla y planificarla.
• Pieza.
PRECAUCIONES
• Guantes.
Emplear guantes de cuero para protegerse de golpes y arañazos.
DESARROLLO 1. Tenemos una pieza torneada en la que es necesario planificar una de sus caras exteriores. 2. Colocar firmemente la pieza en las mordazas del tornillo del banco.
a
Figura 10.21. Pieza torneada.
Figura 10.22. Fijación de la pieza en el tornillo. a
3. Empleando una lima plana y semifina, limar la parte superior de la pieza para rebajarla y dejarla plana. 4. Comprobar la planitud con una escuadra.
a
Figura 10.23. Limado de la pieza.
Figura 10.22. Comprobación de la planitud. a
5. Repetir el proceso de limado manual hasta que la pieza se encuentre a la medida deseada.
Y
Técnicas de limado y abrasión
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EN RESUMEN TÉCNICAS DE LIMADO Y ABRASIÓN Forma Limado manual
• • • • • •
3 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8 , 10 , 12 , 14 , 16 ..
Tamaño
..
..
..
Grado de corte
• • • • •
Extrafinas Finas Semi-finas Bastas Ásperas
Limadora
Mineral o abrasivo Ligante o adhesivo
PROTECCIÓN
..
Picado
Soporte
TÉCNICA DE LIJADO
..
Sencillo recto Simple inclinado Doble Para madera Picado especial
De cola de ratón o de relojero Limado mecánico
..
..
• • • • •
Limas
TÉCNICA DE LIMADO
Planas Triangulares Cuadradas Mediacaña Redondas De cuchillo
Lijas Granulometría
Herramientas y útiles
..
..
16 d 16 d 12 d 8d 6d
Para trabajos especiales de ajuste Permite el mecanizado de superficies planas Papel - tela - fibra compuestos plásticos Grano de gran dureza • Colas orgánicas • Resinas sintéticas Más gruesas P 16 … Más finas P 2.000 Tacos de lijar, lijadoras, radiales, discos abrasivos, almohadillas
AMPLÍA CON… • • •
http://www.3M.es. http://www.norton.es. http://www.wurt.es.
Y
