CARRERA: MECÁNICO DE MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA PESADA
MECÁNICA BÁSICA
MANUAL DE APRENDIZAJE
Nº
ORDEN DE EJECUCIÓN
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
01 02
Sujete la pieza Lime la superficie plana
• •
Lima bastarda 12’’ Brocha 3’’
03
Verifique superficie plana limada
•
Carda para limpiar limas
•
Regla biselada
01
01
PZA.
CANT.
PLACA
15,8 mm x 76 mm x 105 mm
St 37
DENOMINACIÓN - NORMA / DIMENSIONES
MATERIAL
PLACA CON UNA CARA LIMADA
HT 01 A TIEMPO:
MEC. MANT. MAQ.PESADA
ESCALA: 1 : 1
OBSERVACIONES REF. HOJA: 1 / 1 2005
MECÁNICA BÁSICA
OPERACIÓN: LIMAR SUPERFICIE PLANA Limar es desbastar o dar acabado con la ayuda de una herramienta llamada lima. Limar superficie plana es la operación que se realiza con la finalidad de obtener un plano con un grado de precisión determinado (Figura 1). El mecánico ajustador ejecuta esta operación frecuentemente en la reparación de máquinas y en ajustes diversos.
PROCESO DE EJECUCIÓN 1er Paso Sujete la pieza conservando la superficie a limar en posición horizontal, de manera que quede más alta que las mordazas del tornillo de banco ( Figura 2 ).
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
HO
01
A
MECÁNICA BÁSICA
OBSERVACIONES 1.
Antes de sujetar la pieza, verifique si el tornillo de banco está a la altura recomendada A (Figura 3 o Figura 4); si fuera necesario, busque otro lugar de trabajo o use una tarima (Plataforma de madera).
2.
Los mordazas del tornillo de banco deben cubrirse con material más blando que el de la pieza, para proteger las caras acabadas.
2do Paso Lime la superficie. a.
Tome la lima conforme la Figura 1.
PRECAUCIÓN ASEGÚRESE OUE EL MANGO DE LA LIMA ESTÉ BIEN SUJETO PARA EVITAR ACCIDENTES.
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
HO
01 A 2/4
MECÁNICA BÁSICA
b.
Apoye la lima sobre la pieza, observando la posición de los pies ( Figura 4 ).
c.
Inicie el limado, en movimiento hacia adelante, presionando sobre la pieza. En el retorno, la lima debe correr libremente sobre la pieza.
OBSERVACIONES
MECÁNICO
1.
El limado puede ser transversal u oblicuo (Figuras 5 y 6).
2.
La lima tiene que ser usada en toda su longitud.
3.
El ritmo del limado debe ser de 60 golpes por minuto, aproximadamente.
AUTOMOTRIZ
REF.
HO
01 A 3/4
MECÁNICA BÁSICA
4.
El movimiento de la lima debe darse solamente con los brazos.
5.
La limpieza de la lima se hace con la carda (Figura 7).
3er Paso Verifique si la superficie está plana con la regla de control, según las posiciones señaladas (Figura 8).
OBSERVACIONES •
Durante la verificación, el contacto de lo regla debe ser suave y sin deslizar el filo rectificado sobre la superficie.
VOCABULARIO TÉCNICO MANGO CARDA MORDAZAS TARIMA
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
= = = =
Cabo Cepillo de acero Quijadas Plataforma de madera
REF.
HO
01 A 4/4
MECÁNICA BÁSICA
TECNOLOGÍA ESPECÍFICA: PUESTO DE TRABAJO En el taller de aprendizaje es donde se puede garantizar la formación más completa y racional. Allí, el participante no sólo es orientado y capacitado por el Instructor, especialmente calificado para ello y con amplia experiencia, sino dedicado casi exclusivamente a esta misión. Además, el taller de aprendizaje es más independiente que el taller de fabricación. En el taller también puede observarse, en mejores condiciones, el desarrollo conductual y profesional del aprendiz; así como ejercer influencia sobre él mismo y comparar su rendimiento con el de sus compañeros de aprendizaje. PUESTO DE TRABAJO El puesto de trabajo debe estar ordenado y limpio cuando se le entrega al participante. Se recomienda que dicho puesto debe conservar siempre este aspecto (Figura 1).
•
Mostrar el orden y cuidado que debe tener en el banco de trabajo.
•
Ubicar los instrumentos a un costado del tornillo de banco y las herramientas al otro.
EL LUGAR PARA LA ROPA DE VESTIR Al participante se le asigna un lugar (Armario) para dejar su ropa de vestir. Este armario debe hallarse siempre ordenado.
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
HTE
01
MECÁNICA BÁSICA
El participante entra y abandona el lugar de trabajo bien lavado y con el traje limpio. Cada semana trae ropa de trabajo limpia. Los objetos de valor, como reloj, dinero, etc., no deben dejarse en el armario. EL BANCO DE TRABAJO El participante hace la mayor parte de su trabajo sobre una masa denominado banco de ajuste o de trabajo, provista de un dispositivo para sujetar fuertemente las piezas, llamado tornillo de banco (Figura 2).
El banco debe tener una altura adecuada: Ni demasiado baja que obligaría o agacharse al operario, ni demasiado alta que obligaría a tener los brazos en posición forzada, lo que disminuye la fuerza que se hace al trabajar y aumenta el cansancio. Una buena altura para los bancos de trabajo es de 85 centímetros, medidos desde la parte de arriba del tablero hasta el suelo.
Será también lo suficientemente ancho y largo para que en él no falte espacio para el trabajo y las herramientas. Buenas medidas son de 60 a 70 centímetros para el ancho, y de 1 metro con 40 centímetros, para el largo (Figura 3).
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
HTE
01
MECÁNICA BÁSICA
Cuando el banco es para que trabajen varios aprendices a la vez, estas medidas consideran cada uno de los puestos de trabajo. Por ejemplo, en la figura 3 se indican las medidas de un banco para que trabajen cuatro operarios a la vez, dos a cada lado del banco. Como puede observarse, en el centro y sobre el banco, separando un lado del otro, se ha puesto un marco de tela metálico. Ésta se utiliza para evitar que puedan saltar trozos de metal, arrancados de la pieza por un aprendiz, y que pueden dañar al que trabaja al frente. DISPOSICIÓN DEL BANCO DE TRABAJO Los bancos deben instalarse procurando aprovechar la luz natural. Por ejemplo, en los talleres donde no hay tragaluces, el lugar más adecuado para instalar el banco es al pie de las ventanas. En los talleres donde hay mucha luz natural, lo mejor es colocarlos en los lugares que más la aprovechan y, particularmente, a lo largo de las hileras de columnas, si las hay. En estos casos, es muy ventajoso disponer de bancos dobles, en los que se puede trabajar por los dos lados. EL CAJÓN DE HERRAMIENTAS El banco de trabajo debe tener un lugar adecuado paro guardar en él, y a mano cuando se está usando, la gran cantidad y variedad de herramientas que se utilizan en los trabajos. Lo corriente es que haya en los bancos un cajón por cada puesto de trabajo. Lo mejor, en estos casos, es disponer el inferior del cajón con divisiones o compartimientos para mantener las herramientas ordenadas, extendidas, en el fondo, y no unas encima de las otros. (Figura 4).
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
HTE
01
MECÁNICA BÁSICA
•
Ubicar cada herramienta en su sitio.
•
Mostrar un rápido control de la existencia de las herramientas.
•
Tener un Inventario de todas las herramientas e instrumentos.
LIMPIAR ÁREA DE TRABAJO •
Indicar que, al finalizar la labor, se debe dejar limpio el piso,lo mismo que el lugar de trabajo.
•
Guardar en su sitio escobas,trapos y guaipe.
SEGURIDAD Nunca debe guardarse herramientas o instrumentos superpuestos cuando no estén protegidos en un estuche. Se debe tener los cilindros de trapos y guaipes cubiertos con una tapa, debido al peligro de incendio.
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
HTE
01
MECÁNICA BÁSICA
TECNOLOGÍA ESPECÍFICA: TORNILLO DE BANCO Es un dispositivo de fijación, formado por dos mandíbulas, una fija y otra móvil, que se desplaza por medio de un tornillo y tuerca (Figura 1).
Las mandíbulas están provistas de mordazas estriadas para asegurar una mayor fijación de las piezas. En ciertos casos, estas mordazas deben cubrirse con mordazas de protección, de material blando paro evitar que marquen los caras acabadas de las piezas. Los tornillos de banco pueden construirse de acero o hierro fundido, en diversos tipos y tamaños. Los hay de base fija (Figura 2) y de base giratoria (Figura 3).
MECÁNICO
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REF.
HTE
02
MECÁNICA BÁSICA
Los tamaños encontrados en el comercio se identifican con un número y su equivalencia en mm corresponde al ancho de las mandíbulas.
TABLA Nº
Ancho de las mandíbulas (mm)
1
80
2
90
3
105
4
115
5
130
CONDICIONES DE USO El tornillo de banco debe estar fijo en el banco y a la altura conveniente. CONSERVACIÓN Se debe montar lubricado para el mejor movimiento de la mandíbula y del tornillo y siempre debe quedar limpio al final del trabajo. MORDAZAS DE PROTECCIÓN Son de material más blando que el de la pieza por fijar. Este material puede ser plomo, aluminio, cobre o madera (Figura 4).
MECÁNICO
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REF.
HTE
02
MECÁNICA BÁSICA
TECNOLOGÍA ESPECÍFICA: TÉCNICAS DE LIMADO A pesar de lo creación de maquinarias modernas,el trabajo manual sigue siendo indispensable. ¿Qué significa “limar”? El limado es un procedimiento utilizado paro dar forma a los metales por medio del arranque de viruta. EFECTO La lima tiene dientes cuneiformes con filos. •
Acción de lo fuerza sobre la cuña:
•
Acción de separación (Por ejemplo al cortar leño) (Figura 1).
• Acción de arranque de viruta (Por ejemplo al cepillar) (Figura 2). ÁNGULO DE FILO BETA
MECÁNICO
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REF.
HTE
04
MECÁNICA BÁSICA
(Figura 3a, b y c). ACCIÓN DE LOS DIENTES DE LA LIMA •
Las limas talladas actúan rascando (Figura 4).
• Las limas fresadas actúan cortando ( Figura 5 ). La lima tiene dos formas de picado •
Ángulo de picadura inferior (54º).
•
Ángulo de picadura superior (71º).
(Figura 6). EL MANGO DE LA LIMA •
Debe perforarse en forma escalonada (Figura 7).
MECÁNICO
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HTE
04
MECÁNICA BÁSICA
•
Debe ser golpeando con un mazo de madera (Figura 8).
•
Forma de desmontar el mango de una lima (Figura 9) .
ALTURA DEL TORNILLO DE BANCO •
Hacer pasar el antebrazo cerca del tornillo de banco y plegar ligeramente el antebrazo (Figura 10).
MECÁNICO
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HTE
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MECÁNICA BÁSICA
•
Mostrar qué medios se utilizan para personas altas (11a) o de baja estatura (Figura 11b).
LIMAR PLANO En el limado plano, el arranque de la viruta debe hacerse de tal manera que la superficie trabajada no llegue a ser ni cóncava ni convexa (Figura 12a, b y c).
SUJECIÓN DE LA PIEZA Sujetar la pieza fijamente en el centro (Figura 13).
MECÁNICO
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HTE
04
MECÁNICA BÁSICA
SUJECIÓN DE LA LIMA La mano derecha agarra el mango de la lima, de tal manera que la extremidad del mango dé contra la palma de la mano. La palma de la mano izquierda presiona sobre la hoja de la lima (Figura 14 a y b).
POSICIÓN DE LOS PIES Al limar, los pies deben encontrarse en una posición sólida (Figura 15).
MECÁNICO
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REF.
HTE
04
MECÁNICA BÁSICA
POSICIÓN DEL CUERPO El cuerpo hace movimientos rápidos y uniformes (Figura 16 a, b, c, y d).
CONDUCCIÓN DE LA LIMA A lo largo de su eje longitudinal para que se evite la formación de estrías. Ejercer una presión sobre la lima: •
La mano derecha empuja y aprieta.
•
La mano izquierda se limita a apretar.
Avance con presión. Retroceso sin presión. (Aprovechar la longitud de la lima figura 17 a y b ).
MECÁNICO
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MECÁNICA BÁSICA
Los movimientos uniformes en ambas direcciones provocan un arranque de viruta homogéneo. Compensar las diferencias de altura entre ambas alas por un cambio repetido de la sujeción (Figura 18) .
PRESIÓN DE CORTE Ejercer la presión de corte, que actúa sobre la pieza, con ambas manos. Gracias a la presión variable de la mano, mientras se efectúa el movimiento de corte, queda asegurada una conducción rectilínea de la lima (Figura 19 a, b, c y d). Ejemplo:
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CARDA PARA LIMAS Es indispensable limpiar la lima, puesto. que las limas sucias dan superficies mal acabadas (huellas). La carda debe moverse tan sólo en dirección de la picadura superior. Las virutillos que se adhieren en limas pequeñas se limpian con una lámina de latón o de cobre
MECÁNICA BÁSICA
TECNOLOGÍA ESPECÍFICA: CONTROL DE PLANITUD CONTROL DE SUPERFICIES PLANAS CON REGLILLA La plenitud se verifica en varias direcciones y en seis posiciones (Figura 1a). La reglilla se coloca formando un ángulo recto (Ángulo de 90º) con la superficie de la pieza que se verifica (Figura 1b y c).
CON REGLILLA DEL AJUSTADOR Cuando se emplea la reglilla del ajustador se debe proceder a inclinarla en el sentido que se observa para facilitar la verificación, en contra luz, de las irregularidades de la superficie. (Figura 2). Al igual que cuando se usa la reglilla, debe verificarse la superficie en las direcciones indicadas en la verificación con reglilla simple.
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05
MECÁNICA BÁSICA
OBSERVACIÓN DE LOS DEFECTOS PRINCIPALES Los puntos sobresalientes se marcan con tiza para que sirvan de referencia en el limado (Figura 3).
Las superficies con una planitud del 75%, aproximadamente, se consideran buenas (Figura 4). La parte sombreada de la figura 4 representa el 75 de la superficie considerada como buena.
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MECÁNICA BÁSICA
TECNOLOGÍA ESPECÍFICA: LIMAS Es una herramienta de acero templado, cuyo objeto es desprender pequeñas virutas para dar forma, dimensión y acabado a las piezas de trabajo. El desprendimiento se debe a una gran cantidad de dientes, similares a pequeños cinceles que, al ser presionados y desplazados sobre la superficie del material a rebajar, provocan una acción de corte que es el limado (Figura 1).
LOS DIENTES DE LA LIMA Y EL DESPRENDIMIENTO DE VIRUTA El movimiento de la lima, conducido con la mano bajo una cierta presión, hace penetrar el cortante del diente, en forma de cuña, en la pieza de trabajo. El desprendimiento o arranque de viruta se efectúa por una serie de pequeños dientes con forma de cincel, uno detrás de otro. Estos dientes se tallan por medio del cincel o de la fresa en la superficie de la hoja de la lima. La forma ideal del diente, para obtener un perfecto arranque de viruta, es la representada en la figura 2. Pero, es difícil obtener esta forma del diente por el método más usual,el tallado, debido a que la presión del cincel produce deformaciones y abultamientos debajo de la superficie (Figura 3). El diente de lima tallado por medio de una fresa (Fresado) tampoco alcanza la forma ideal (Figura 4 en Ia página siguiente), formaciones y abultamientos debajo de la superficie (Figura 3).
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MECÁNICA BÁSICA
El diente de lima tallado por medio de una fresa (Fresado) tampoco alcanza la forma ideal (Figura 4). Los dientes fresados tienen el fondo redondeado, para evitar que la viruta se quede incrustada. El ángulo de corte del diente de lima, tallado con cincel, es mayor de 90º; el ángulo de salida es negativo. Las limas talladas con fresa operan por cariado.
CLASIFICACIÓN DE LAS LIMAS Las limas se clasifican: POR SU FORMA De acuerdo ala figura geométrica de su sección transversal, las formas normales de la lima (Figura 5 a, b, c, d, e y f) son:
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MECÁNICA BÁSICA
POR EL PICADO Y EL FRESADO En la fabricación del picado y fresado de los dientes de limas, existen normas referentes a la inclinación que deben tener con respecto al eje del cuerpo y la distancia entre unos y otros. Estas normas permiten la fabricación de herramientas de máximo rendimiento en los múltiples casos de trabajo. LIMA CON PICADO SIMPLE (Picado inferior) Es aquella en Ia que el perfil del diente se proyecta sobre todo el ancho del cuerpo de la lima, con un ángulo de aproximadamente 54º con respecto ala dirección de corte. Esto facilita la expulsión de la viruta (Figura 6).
El picado se repite en toda la longitud del cuerpo, con espacios llamados división de picadura. Este tipo de limas tiene el inconveniente de arrancar viruta ancha, lo que significa maryor esfuerzo: LIMA CON PICADO DOBLE En ella, sobre el picado simple, se hoce un segundo picado, menos profundo, que subdivide los dientes anchos en dientes pequeños que requieren menos energía al limar. El segundo picado tiene un ángulo de aproximadamente 71º con respecto a la dirección de corte. Debida a esta diferencia de ángulos, los dientes se sitúan en diagonal y no uno detrás del otro; de no ser así, al mover la lima en dirección de corte se producirían ranuras en la superficie de trabajo (Figura 7). Esta lima se presta mejor para los materiales duros. MECÁNICO
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LIMA FRESADA Es la que tiene ranuras rompeviruta para evitar la formación de viruta larga, difícil de expulsar (Figura 8a y b).
Hay dos tipos principales de limas fresadas: 1.
De Dentado Inclinado, para materiales blandos, como termoplastos, aluminio puro, etc.;
2.
De Dentado en Arco Circular, para materiales semiduros, tales como el duraluminio.
POR SU GRADO DE CORTE O número de dientes por centímetro de longitud picada, se distinguen tres tipos de limas: •
Lima Bastarda,
•
Lima Semifina y
•
Lima Fina.
Aun para la misma denominación de bastarda, semifina y fina, el grado de corte es distinto según el tamaño de la lima. Ejemplo, una lima bastarda de 12" (300 mm) tiene menos dientes que otra bastarda de 4" (100 mm) (Figura 9a, b y c).
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MECÁNICA BÁSICA
POR SU LONGITUD O tamaño del cuerpo, del talón a la punta de la lima, expresado en pulgadas o en milímetros. Los tamaños más corrientes de las limas son: EN PULGADAS
EN MILÍMETROS
3 4 5 6 8 10 12 14
75 100 125 150 200 250 300 350
OBSERVACIÓN Según la calidad de la superficie exigida, se escogerá una lima cuya división de.picadura permita cumplir con la meta. Una superficie de acabado fino debe limarse con una de dientes y divisiones más pequeñas que una superficie basta. Con el fin de denominar una lima correctamente, fue normalizada la división de las picaduras llamada también grado de corte. LA DIVISIÓN DE LAS PICADURAS El tamaño de la división de las picaduras se expresa por el número de picados por cm de longitud de la lima. Con la longitud del cuerpo de la lima varía también el número de picaduras por cm (Figura 10). En las normas de picaduras se han agrupado, por números determinados, escalas del número de picaduras por cm. Por esto, las limas con el mismo número poseen diferentes finuras, según su longitud.
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MECÁNICA BÁSICA
Las limas de la figura 11 que aparecen con el Nº 5 presentan 50 y 65 picaduras por cm. Cuanto más larga es la lima, más grande será la distancia entre cada división de picado (Figura 12).
TABLA SIMPLIFICADA DE CLASIFICACIÓN DE LIMAS
CLASE DE LIMA
MECÁNICO
Nº DE PICADO
PROMEDIO DE DIENTES POR CM
gruesa
0
8
bastarda
1
12
semifina
2
22
fina
3
32
muy fina
4
42
extra fina
5
62
super fina
6
92
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MECÁNICA BÁSICA
CONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS: SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES DE MEDIDAS SI El primer indicio de un sistema de medidas lo da Simón Stevin en 1584. En su libro "The Thiende", intentó proponer un sistema decimalizado de unidades y de la moneda. En 1790, después de 2 siglos de incertidumbre y caos en las unidades de medidas, la Academia Francesa de Ciencias estableció un sistema de unidades de medidas para usarse a nivel mundial, todas las unidades se derivarían de las tres unidades base (Longitud, masa y tiempo), los múltiplos y submúltiplos deberían ser decimales y estos mismos postulados sirvieron para establecer el sistema métrico decimal. Posteriormente en, 1875 fue creado el "Bureu Internacional de Pesos y Medidas" (BIPM) al firmarse en París la convención del "Metro". En 1960 la XI Conferencia Internacional de Pesas y Medidas amplió y perfeccionó el antiguo sistema métrico, basado en tres unidades fundamentoles (metro, kilogramo y segundo), creando un sistema de siete unidades básicas llamado Sistema Internacional de Unidades (SI). UNIDADES DE BASE SI
MAGNITUD
UNIDAD
SÍMBOLO
longitud
metro
m
masa
kilometro
kg
tiempo
segundo
s
intensidad de la corriente eléctrica
ampere
A
temperatura termodinámica
kelvin
K
intensidad luminosa
candela
cd
cantidad de sustancia
mol
mol
DEFINICIONES DE LAS UNIDADES SI •
metro Es la longitud del trayecto recorrido en el vacío por un rayo de luz en un tiempo de 1 / 299 792 458 segundos.
•
kilogramo Es la unidad de masa igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo.
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06
MECÁNICA BÁSICA
•
segundo Es la duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo cesio 133.
•
ampere Es la intensidad de corriente constante que, mantenida en dos conductores paralelos rectilíneos de longitud infinita, de sección circular despreciable y estando en el vacío a una distancia de un metro, el uno del otro, produce entre estos conductores una fuerzo igual a 2 x 10-7 newton por metro de longitud.
•
candela Es la intensidad luminosa en una dirección dada, de una fuente que emite radiación monocromática de frecuencia 540 x 1012 hertz y de la que la intensidad radiante en esa dirección es 1 / 683 watt por estereorradian.
•
kelvin Unidad de temperatura termodinámica, es la fracción 1 / 273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.
•
mol Es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12.
APLICACIÓN EN EL PERÚ Teniendo como base el SI, el Perú adopta a nuestras necesidades y posibilidades técnicas un modelo propio que lo denomino "SISTEMA LEGAL DE UNIDADES DE MEDIDAS DEL PERU" SLUMP, el que está conformado por unidades de dentro y fuera del SI. Mediante lo Ley 23560 (Ley de Metrología) del 31 de diciembre de 1982, este sistema se hace legal, debiendo ser progresiva su adaptación y obligatoria su enseñanza en todos los niveles educativos del país.
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CONOCIMEINTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS: MEDICIONES La medición es la comparación de magnitudes de la misma especie; por ejemplo: Longitudes con longitudes, pesas con pesas, atc., y tiene por objeto determinar lo diferencia de estas magnitudes entre sí. Una medición exacta es muy importante para el mecánico. La labor que desempeña requiere, a menudo, una precisión que sólo se consigue con la ayuda de aparatos de medición adecuados. Requisito necesario para lograr exactitud en la medida es tener un buen instrumento y leer con precisión el valor medido. Para alcanzarla, se requiere práctica y por eso es necesario familiarizarse con la medición. Es educativo el medir exactamente, pero, sin caer en la exageración; en este caso no se capta el verdadero sentido de la precisión necesaria o económica. La exactitud cuesta dinero; por lo tanto debe aplicarse cuando es absolutamente necesaria. En algunos casos, como la fabricación de piezas intercambiables, sí se debe tomar en cuenta.
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MEDIR Es comprobar la verdadera magnitud, mediante la lectura de un valor, en los útiles de medición. Por ejemplo: La comprobación de la longitud de una mesa ( en m ) o la comprobación del peso de una pieza de trabajo (en kg). En muchos casos, basta la diferencia de un valor de medición fijado. La comprobación de esa diferencia puede hacerse, entonces, según los procedimientos siguientes: a)
Por cálculos en base al valor de medicibnobtenido (Figura 1).
b)
Directamente, por lectura en un reloj comparador (Figura2).
c)
Por calibres (Útiles para medir valores constantes) con diferencia conocida pero admitida (Figura 3).
En el caso c), las mediciones con calibres serán consideradas, en general, también como verificación.
Verificar, en sentido riguroso, es la comprobación de cualidades que no pueden expresarse por valores de medición (Figura 4).
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PRECISIÓN DE MEDICIONES El fin de la aplicación determina la elección y el grado de precisión del instrumento de medición. Así, por ejemplo, para la medición de un alambre delgado se necesita un instrumento de medición de otro grado de precisión, distinto al utilizado paro medir el largo de un trozo de mural (Figura 1).
Las temperaturas ascendentes producen en todos los materiales una dilatación; las temperaturas descendentes, en cambio, una contracción. Los instrumentos de medición de un alto grado de precisión deben tener una temperatura de más o menos 20º C (Temperatura de referencia, según DIN 102, figura 2).
En altas precisiones de medición tanto el instrumento de medir como la pieza de trabajo han de indicar la temperatura de más o menos 20º C. Cuanto más alto sea el grado de precisión de un instrumentode medición,será más sensible y deberá ser tratado con mucho más cuidado (Figura 3).
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MECÁNICA BÁSICA
CONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS: MATERIALES INDUSTRIALES MATERIALES METÁLICOS Son los que reunen las siguientes características: a)
Buenos conductores de la electricidad y del calor.
b)
Poseen un brillo característico.
c)
Forman óxido en contacto con el oxígeno.
d)
Son atacados por los ácidos.
MATERIALES NO METÁLICOS Tienen las siguientes características: a)
Malos conductores del calor y de la electricidad.
b)
No poseen brillo característico.
c)
Son resistentes a la corrosión.
Los materiales metálicos se subdividen en: FERROSOS Son los que en su composición contienen fierro y son los más importantes de la industria. NO FERROSOS Son aquellos los que no poseen fierro en su composición; si lo tienen es en poca escala. Son más costosos que los metales ferrosos. Entre los metales ferrosos más importantes están el hierro y el acero. HIERRO Se procesa en los altos hornos.
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METALES FERROSOS Son aleaciones o combinaciones químicas cuyo integrante principal es el hierro (Acero, fundición de hierro y otros). Son los materiales más importantes de la industrio Metal Mecánica y fáciles de trabajar. Se aplican a usos diversos y son económicos. Forman parte de este grupo de materiales el acero y el hierro. El acero es un metal ferroso, compuesto principalmente de hierro y carbono en mayor o menor proporción. Precisamente este elemento (carbono ) le da ciertas características y clasifica al acero.
EL HIERRO Es un metal que no se encuentra solo en la naturaleza, sino aleado con.otros elementos. Los minerales industriales explotados para obtener el hierro y formar sus aleaciones (Aceros y fundición ) son, entre los más importantes, los siguientes: MAGNETITA Es un óxido de hierro (Combinación de hierro y oxígeno) de estructura cristalina, color pardo y propiedades magnéticas. Su porcentaje de hierro es aproximadamente de un 70%, lo que indica que es un mineral rico, de hierro puro. HEMATITES Es otro óxido de hierro, de color rojizo, pero más pobre que la magnetita.
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MECÁNICA BÁSICA
LIMONITA Es un hidróxido de hierro que contiene el 60% del metal como máximo. Se distingue por su color amarillo y su forma terrosa . SIDEROSA / SIDERITA Es un carbonato de hierro (Hierro, oxígeno y carbono) de color blanco amarillo y estructura cristalina, que puede contener un 50% de hierro. Se denomina también hierro espático. El hierro, de símbolo Fe, es un metal blondo, dúctil y maleable. Su peso específico es 7,86 y su punto de Fusión 1 530 ºC pero, si contiene carbono puede bajar hasta meros de 1 200 ºC. Antes de fundirse puede ablandarse y trabajarse fácilmente en caliente. Conduce medianamente la electricidad y puede imanarse y desimanarse fácilmente. El hierro empleado en la industria suele contener carbono en mayor o menor porcitin, entonces sus propiedades varían. El Hierro Como producto siderúrgico se denomina así cuando no contiene más que el elemento químico de este nombre o, aun conteniendo otros elementos, éstos solamente tienen caracteres de impurezas. Llamamos hierro puro cuando la cantidad de impurezas es insignificante. Observaciones El acero común no se denomina hierro, aunque por su escaso contenido de carbono, prácticamente despreciable, pudiera ser incluido en esta clasificación . Sin embargo, tanto al acero común como al hierra se les da vulgarmente el nombre de hierro dulce, denominación que tiende a desaparecer. El hierro sólo tiene aplicaciones especiales muy particulares. EL ACERO El acero es una aleación de hierro y carbono en la que la proporción de este elemento es menor que en la fundición. En el acero nunca se encuentra libre el carbono sino combinado. CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS Según su composición: a)
Aceros al carbono y
b)
Aceros especiales o aleados .
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MECÁNICA BÁSICA
Los aceros al carbono son los que no contienen otros elementos combinados . Los aceros especiales son ternarios, cuaternarios, etc., según contengan 3, 4 o más elementos, además del hierrro y el carbono. Los elementos de aleación más frecuentemente utilizados son el níquel, cromo, manganeso, molibdeno, wolframio, vanadio y silicio; pero, también se emplean el cobre, plomo, etc. (Figuras 1a, b y c).
Entre los aceros comerciales más conocidos de esta categoría, tenemos: Boehler
H
Boehler
HH
Assab
745
Assab
760
Según el método de obtención a)
Aceros comunes y
b)
Aceros finos.
Se llaman aceros comunes a los obtenidas en el convertidor Bessemer o Thomas (Figura 2).
Figura 2
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02
MECÁNICA BÁSICA
Se llaman aceros finos a los que se obtienen por otros procedimientos,en los hornos Siemens Martin, horno eléctricos y de crisol (Figuras 3 a y b).
Figura 3
Los aceros comunes se destinan a cubrir las necesidades generales de la ingenieria, como en la construcción de edificios, estructuras, puentes, minas, industria naval, calderas, material fino y móvil de ferrocarriles, carriles, bridas, vagonetas, ejes, ruedas, etc., y, en general, para todos aquellos usos que no requieren las altas características que se exigen de los aceros finos. Por lo general, estos aceros son al carbono. Los aceros al carbono son más duros cuanto más carbono tengan. En cambio, son más soldables y más resistentes a los choques los que poseen menos carbono. Los de poco carbono, menos del 0,2 %, se denominan aceros blandos y extrablandos.
Los aceros finos de construcción se destinan a la fabricación de elementos y piezas que exijan materiales de alta calidad. Pueden ser al carbono o especiales. Entre los más utilizados están: •
El acero semiduro al carbono, que vale para todos los usos y requiere bastante resistencia, pero sin características especiales; por ejemplo : ejes, elementos de maquinarias, transmisiones, etc.
•
Los aceros de gran resistencia, con aleación de cromo y níquel, para piezas de máquinas
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02
MECÁNICA BÁSICA
CONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS: METALES NO FERROSOS (METALES DUROS) Se llaman metales no ferrosos a los materiales metálicos que no contienen hierro. Entre estos metales tenemos al cobre, plomo, zinc, estaño, aluminio, manganeso, magnesio, antimonio y sus aleaciones respectivas. COBRE Es un material metálico no ferroso de color rojo, encontrado en la naturaleza en forma de mineral. Propiedades Después de fundido al cobre es buen conductor de calor y electricidad. Puede ser laminado, trefilado y forjado. Estas propiedades hacen que sea utilizado en la fabricación de cables eléctricos, tubos para vapor y gas y láminas en general. Su empleo es fundamental en las aleaciones no ferrosas. El cobre, por ser bastante blando, exige que las herramientas de corte tengan las superficies bien pulidas para evitar que las virutas se agarren. Este metal puede ser endurecido, para ciertos trabajos, por medio de golpes. Puede ser ablandado calentándolo y, en seguida, enfriándolo.en agua. Además, el cobre se utiliza en el recubrimiento base de las piezas sometidas a procesos de galvanoplastia ( Niquelado, cromado y otros ). Formas comerciales: El cobre se fabrica en forma de barras cuadradas, rectangulares, redondas y otros perfiles. Las redondas pueden ser: Agujereadas (tubos) o macizos (alambres y cables). El cobre se utiliza industrialmente en forma de alambres, láminas y barras rectangulares, de distintas dimensiones. En la fabricación del tubos de cobre, las normas establecen el diámetro interno y el espesor de la pared, de acuerdo con la tabla siguiente:
Diametro interior del tubo (mm)
Espesores de pared (mm)
10 a 15
1
1,5
2
-
-
-
20 a 55
1
1,5
2
2,5
-
-
60 a 120
1
1,5
2
2,5
3
4
130 a 140
-
-
-
2,5
3
4
150 a 180
-
-
-
-
3
4
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AUTOMOTRIZ
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30
MECÁNICA BÁSICA
PLOMO Es un material metálico no ferroso muy blando, de color gris azulado. Es empleado para mordazas de protección, juntas, tubos, revestimientos de conductores eléctricos, recipientes para ácidos, bujes de fricción y aleaciones con otros metales. Propiedades El plomo puede ser transformado en chapas, hilos y tubos. Las chapas se fabrican generalmente en 34 espesores diferentes y varían de 0,1 a 12 mm, con un ancho hasta 3m y un largo hasta 10m. El plomo no es resistente a rozaduras. Luego del trabajar con plomo es necesario lavarse bien las manos, pues sus partículas penetran en el organismo, provocando intoxicaciones. Es recomendable trabajar en ambiente ventilado cuando se tiene contacto con vapores o polvo de plomo. El plomo puede mecanizarse fácilmente; sin embargo, al ser limado, ofrece cierta dificultad, porque se adhiere a la lima llenando su picado. ZINC Es un metal blanco azulado, brillante al ser fracturado, pero, que se oscurece rápidamente en contacto con el aire. Propiedades El zinc es resistente a los detergentes y al tiempo. Se altera con amoníaco; por eso puede limpiarse con ese líquido. El zinc es atacado por ácidos y por sales. Este material no sirve para recipientes de alimentos que contienen sal. El zinc se presenta en forma de hilos, chapas, barros y tubos, siendo empleado en la construcción de canales y ductos (Bajadas de agua), en recubrimientos del acero (Galvanizado) y aleaciones con otros metales. ESTAÑO Es un metal brillante de color de plata clara. Es empleado para soldar recipientes, en papel de estaño y aleaciones con otros metales. Propiedades: Se adhiere bien al acero, cobre y otros metales similares. Es de fácil fusión y aleación con otros metales, mejorando sus propiedades. El estaño se presenta en chapas, barras, tubos e hilos. El estaño puro raramente es empleado en la construcción de piezas debido a su poca resistencia. No se altera con el tiempo ni con los ácidos.
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30
MECÁNICA BÁSICA
ALUMINIO Es un material no ferroso muy blando y ligero: Su color es blanco plata. Propiedades Es resistente a lo corrosión, en contacto con el aire. Es buen conductor de calor y electricidad. Tiene facilidad para alearse con otros metales. Tiene poca resistencia y poca dureza. Puede mecanizarse a grandes velocidades. Se daña fácilmente a causa de golpes o rozaduras. Se presta, con facilidad, al laminado, trefilado, estirado, plegado, martillado, repujado, prensado y embutido profundo. Por las propiedades antes expuestas, el aluminio se aplica en: Recipientes de chapa; chapas de revestimiento, piezas repujadas, estampado y embutición, tuberías, conducciones eléctricas y aleaciones con otros metales. MAGNESIO Es un material metálico no ferroso. Su color es blanco plata. Propiedades: El magnesio puro no se puede emplear para construcciones. Es bueno para aleaciones y posee una gran resistencia a la corrosión. Por estas propiedades, el magnesio se emplea en aleaciones con otros metales y en la pirotecnia. ANTIMONIO Es un material metálico no ferroso. Su colores gris, similar al plomo. Propiedades El antimonio puro no se puede emplear en las construcciones. Es bueno para aleaciones y es muy resistente. MANGANESO Es un material metálico no ferroso. Su color es rojo amarillo. Propiedades El manganeso puro no se puede emplear para construcciones metálicas. Es muy resistente al choque y bueno para aleaciones.
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MECÁNICA BÁSICA
RESUMEN METALES
PROPIEDADES
APLICACIONES
COBRE (Blando, color rojo)
Buen conductor del calor y electricidad. Puede ser laminado, terfilado y forjado
Cables eléctricos. Rubos para vapor y gas. Aleaciones con otros metales. Recubrimiento de piezas (Galvanoplastía).
PLOMO (Blando, color gris azulado)
No es resistente a rozaduras. Provoca intoxicaciones. Ofrece dificultad al limar.
Mordazas. Juntas. Tubos. Revestimiento de conductores eléctricos. Recipientes para çacidos. Aleaciones con otros metales.
ZINC (color blanco azulado y brillante al ser fracturado)
Oscurece al contacto con el aire. Resistente a los detergentes y al tiempo. Se altera con amoníaco. Es atacado por ácidos y sales.
Canales y ductos (Bajadas de agua). Recubrimientos del acero (Galvanizado). Aleaciones con otros metales.
ESTAÑO (Brillante, color de plata clara)
Se adhiere bien al acero, cobre y otros metales similares. Es de fácil fusión y aleación. Poco resistente. No se altera con el tiempo ni con los ácidos.
Soldaduras. Aleaciones con otros metales.
ALUMINIO (Blando, ligero, color blanco de plata)
Resistente a la corrosión en contacto con el aire. Es buen conductor de calor y de electricidad. Tiene poca resistencia y poca dureza. Puede ser mecanizado a grandes velocidades. Puede ser trefilado, laminado, estirado, martillado, repujado, prensado y estampado.
Recipientes de chapas. Chapas de revestimiento. Piezas repujadas. Estampado. Tuberías y conductores. Aleaciones con otros metales.
MAGNESIO (Color blanco de plata)
No puede ser empleado puro en construcciones. Muy resistente a la corrosión.
Aleaciones con otros metales. Piroctenia.
ANTIMONIO (Color gris, similar al plomo)
No puede ser empleado puro en construcciones. Muy resistente.
Aleaciones con otros metales.
MAGNESO (Color rojo amarillo)
No puede ser empleado puro en construcciones. Muy resistente al choque.
Aleaciones con otros metales.
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MECÁNICA BÁSICA
PROPIEDADES DE LOS METALES PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS METALES Entre las principales propiedades mecánicas de los metales, tenemos: RESISTENCIA Capacidad de un metal paro soportar determinado esfuerzo sin romperse, es decir, resistir tensiones, golpes, presiones, torceduras, abatimientos, etc. O sea, que el metal tiene resistencia a la tensión, al impacto, o la fracción, a la compresión, a la torsión, o la flexión, al cizallamiento, etc. Se mide en kilos o libras, llamándose a esta medida carga (Figura 1a, b, c, d, e y f). TIPOS DE RESISTENCIA
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MECÁNICA BÁSICA
DUCTIBILIDAD Propiedad que tiene el metal de alargarse o deformarse por acción de los golpes, sin romperse ni agrietarse. El acero dúctil es utilizado en la fabricación de automóviles y en muchas industrias que elaboran barras y alambres (Figura 2a y b)
DUREZA Resistencia que un material opone al ser penetrado por otro cuerpo. Los útiles deben ser duros para que no se desgasten y puedan penetrar en un material menos duro. Existen varias escalas para determinar la dureza de los cuerpos; por ejemplo, las pruebas de Brinell y Rockwell. Un ejemplo de la dureza de los cuerpos lo observamos en los talleres : Un metal no ferroso es menos duro que un metal ferroso; y, a su vez, un metal ferroso es menos duro que un diamante ( Figura 3 a y b ).
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FRAGILIDAD Facilidad con la que un material se quiebra si está sometido a un esfuerzo de choque, de golpe o de flexión. Aun cuando la fragilidad es una propiedad casi negativa, debe ser tomada en cuenta debido a otros propiedades ventajosas. Ejemplos sobre esta propiedad las tenemos en la fundición de planchas delgadas o en las platinas y varillas de acero templadas, materiales que, al sufrir un golpe o flexión, se quiebran fácilmente. MALEABILIDAD Propiedad de los metales de convertirse en láminas mediante la acción de herramientas (Martillos) o de máquinas (Laminadores). La maleabilidad de los metales aumenta con la temperatura. El oro es uno de los metales más maleables, pues, aun en frío puede reducirse a hojas delgadas de espesor (Figura 4a y b).
TENACIDAD Propiedad de los cuerpos de resistir a los esfuerzos de tracción, deformándose o estirándose, antes de romperse. Si un material es resistente y posee buenas características de alargamiento para soportar un esfuerzo considerable de fracción o de flexión, sin romperse, se dice que es tenaz.
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MECÁNICA BÁSICA
ELASTICIDAD Propiedad que tienen los metales, deformados por una fuerzo exterior, de recobrar su forma primitiva cuando ceso de obrar aquélla. Lo elasticidad es muy diferente de un metal a otro. Poro cada metal existe un límite de elasticidad, a partir del cual, por ser excesiva la fuerza que le ha sido aplicada, la deformación persiste total o parcialmente (Figura 5).
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MECÁNICA BÁSICA
ALEACIONES DE ACERO Son materiales ferrosos formados por la fusión del acero al carbono con otros elementos que les proporcionan condiciones especiales. Los principales elementos que componen las aleaciones de acero son: níquel
( Ni )
cromo
( Cr )
manganeso
( Mn )
tungsteno
(W)
molibdeno
( Mo )
vanadio
(V)
silicio
( Si )
cobalto
( Co )
aluminio
( Al )
Las alecciones de acero sirven para fabricación de piezas y herramientas que, por su aplicación, requieren la presencia en su composición de uno o varios elementos que la componen. Cada uno de estos elementos da al acero las siguientes propiedades: NÍQUEL ( Ni ) Uno de los primeros metales utilizados con éxito para dar determinadas cualidades al acero. El níquel aumenta su resistencia y tenacidad , eleva su límite de elasticidad, da buena conductibilidad y resistencia a la corrosión. El acero al níquel contiene del 2 al 5% de Ni y de 0,1 al 0,59'° de carbono. Los porcentajes del 12 al 21% de Ni y 0,1% de carbono producen ACEROS INOXIDABLES, presentando gran dureza y alta resistencia. CROMO ( Cr ) Da al acero alta resistencia y dureza, elevado límite de elasticidad y buena resistencia a la corrosión. El acero al cromo contiene del 0,5 al 2% de cromo y de 0,1 al 1,5% de C. EI acero al cromo especial, tipo inoxidable, contiene del 1 1 a 17% de cromo.
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MECÁNICA BÁSICA
MANGANESO ( Mn ) Los aceros con 1,5 al 5% de manganeso son frógiles. El manganeso, sin embargo, cuando se adiciona en cantidad conveniente, aumenta la resistencia del acero al desgaste y a los choques, manteniéndolo dúctil. El acero al manganeso contiene usualmente del 11 al 14% de Mn y de 0,8 a 1,5% de carbono. TUNGSTENO ( W ) Aparece adicionado a los aceros con otros elementos. El tungsteno aumenta la resistencia al calor y a la ruptura, la dureza y el límite de elasticidad. Los aceros con 3 al 18% de W y 0,2 al 1,5% de C presentan gran resistencia. MOLIBDENO ( Mo ) Su acción en los aceros es similar a la del tungsteno. Se emplea adicionado con el cromo, produciendo los aceros al cromo - molibdeno, de gran resistencia a los esfuerzos repetidos. VANADIO ( V ) Mejora, en los aceros, la resistencia a la tracción, sin pérdida de ductibilidad, y eleva los limites de elasticidad y de fatiga. Los aceros al cromo-vanadio contienen, generalmente, de 0,5 al 1,5% de Cr, de 0,15 a10,3% de Vanadio y de 0,13011,1% de C. SILICIO ( Si ) Aumenta la elasticidad y la resistencia de los aceros. Los aceros al silicio contienen del 1 al 2% de Si y de 0,1 a 0,4% de C . El silicio tiene el efecto de aislar o suprimir el magnetismo. COBALTO ( Co ) Influye favorablemente en las propiedades mágneticas de los aceros.Además, el cobalto, en asociación con el tungsteno, aumenta la resistencia de los aceros al calor. ALUMINIO ( Al ) Desoxida el acero . En el proceso de nitruración, frotamiento termoquímico,se combina con el nitrógeno favoreciendo la formación de una capa superficial durísima.
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MECÁNICA BÁSICA
TIPOS DE ALEACIÓN
PORCENTAJES DE ADICIÓN
CARACTERÍSTICAS DEL ACERO
USOS INDUSTRIALES
ACEROS AL SICLICIO
1 al 3% de Si
Resistencia a ruptura Elevado límite de elasticidad. Propiedad de anular el magnetismo.
Resortes - chapas de inducidos de motores eléctricos. Núcleos de bobinas eléctricas.
ACEROS AL SILICIO MAGNESO
1% de Si 1% de Mn
Gran resistencia a ruptura. Elevado límite de elasticidad
Resortes diversos. Resortes de vehículos.
ACEROS AL TUGSTENO
1 al 9% de W
Dureza - Resistencia a ruptura - Resistencia al calor . Propiedades magnéticas.
Herramientas de corte para altas velocidades. Matrices. Fabricación de imanes.
Dureza - Resistencia a ruptura. Resistencia al calor por abrasión
No son comúnes los aceros al molibdeno y al vanadio simple. Estos se asocian a otros elementos.
Propiedades magnéticas. Dureza - Resistencia a ruptura. Alta resistencia a abrasión
Imanes permanentes. Chapas de inducidos. No es usual el acero al cobalto simple.
ACEROS AL MOLIBDENO Y ACEROS AL VANADIO ACEROS AL COBALTO
-
( Co )
ACEROS RÁPIDOS
8 al 20% de W 1 al 5% de Va Hasta 8% de Mo 3 al 4% de Cr
Excepcional dureza. Resistencia al corte, aún con la herramienta caliente por alta velocidad. La herramienta de acero rápido que contiene Co consigue maquinar el acero al manganeso de gran dureza.
Herramientas de corte de todo tipo para altas velocidades. Cilindros de laminadores Matrices. Calibres. Granetes.
ACEROS AL ALUMINIO CROMO
0,85% al 1,20% de Al 0,9% al 1,8% de Cr
Posibilita gran dureza superficial por tratamiento de nitruración (Termo químico).
Piezas para motores a explosión de combustión interna. Ejes de manivela. Ejes. Calibres de medidas con dimensiones fijas.
MECÁNICO
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MECÁNICA BÁSICA
TIPOS DE ALEACIÓN
ACEROS AL NÍQUEL
ACEROS AL CROMO
ACEROS AL CROMO NÍQUEL
ACEROS AL MANGANESO
MECÁNICO
PORCENTAJES DE ADICIÓN
CARACTERÍSTICAS DEL ACERO
1 al 10% de Ni
Resistencia a la ruptura y al choque, cuando son templados y revenidos
Piezas de automóviles. Piezas de máquinas. Herramientas.
10% al 20% de Ni
Resisten bien a la tracción. Muy duros. Templables en chorro de aire.
Blindaje de barcos. Ejes - Varas de frenos. Proyectiles.
20 al 50% de Ni
Inoxidables. Resistenctes a choques. Resistentes a la electricidad.
Válvulas de motores térmicos. Resistencias eléctricas. Cuchillos - Instrumentos de medición.
Hasta 6% de Cr
Resisten bien a la ruptura. Duros. No resisten a choques.
Rodamientos. Herramientas Proyectiles. Blindajes.
11 al 17% de Cr
Inoxidables
Aparatos e instrumentos de medida. Cuchillos.
20 al 30% de Cr
Resisten a la oxidación.
Válvulas de motores a explosión. Calibres - matrices.
0,5 al 1,5% de Cr 1,5 al 5% de Ni
Gran resistencia. Gran dureza. Mucha resistencia a los choques, a torsión y a flexión
Ejes de manivelas Engranajes. Ejes - Piezas de motores de gran veloidad. Bielas.
8 al 25% de Cr 18 al 25% de Ni
Inoxidables. Resistentes a la acción del calor. Resistentes a la corrosión de elementos químicos.
Puertas de hornos Retortas. Cañerías para agua salina y gas. Ejes de bombas. Válvulas - Turbinas.
7 al 20% de Mn
Extrema dureza. Gran resistencia a los choques y al desgaste
Mandíbulas de tritura. Ejes de válvulas en general. Agujas, cruzamientos y curvas de rieles. Piezas de dragas.
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USOS INDUSTRIALES
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25
MECÁNICA BÁSICA
ACEROS SEGÚN NORMA DIN SUBDIVISIÓN DE LOS TIPOS DE ACERO En la EURONORM se hace la subdivisión de los tipos de acero según su composición química y propiedades. Aceros no aleados El porcentaje de aleación 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 DE USO Los aceros básicos son de escasa pureza y homogenéidad de textura. No están aleados ni son adecuados para tratamiento térmico (Bonificado, temple superficial). Los aceros de calidad presentan una pureza mayor y mejores características superficiales que 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 alambres laminados para estirado y chapas para embutición profunda, 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, chapas, bandas, 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, los aleados, aceros de construcción de grano fino con un límite de fluencia garantizado, de 420 N/mm2 como mínimo. Se emplean en aceros de construcción, aceros para herramientas y aceros con propiedades especiales. DESIGNACIÓN DE LOS TIPOS DE ACERO La designación se hacía 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 los partes de fabricación, composición y tratamiento. En la porte de fabricación hay sólo letras que indican el tipo de fusión, así como las propiedades que resultan de la misma.
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MECÁNICA BÁSICA
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 tratamiento figuran cifras y letras que indican el tipo de conformación, tratamiento térmico y ámbito de la garantía.
ACEROS BÁSICOS Clases de aceros básicos Rm mayor que 690 N/mm2 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 Rm ≤ 500 N / mm2 Otros con ≤ 0,10% C Contenido de P y/o S hasta 0,045%
ACEROS FINOS No aleados Acero fino Aceros de construcción Acero de construcción 1º a 3º calidad
Aleados Acero fino Acero de construcción con acero resistente al desgaste, con acero de rodamientos, 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%
Cuadro 1 Subdivisión de las clases de acero según las exigencias de utilización por sus propiedades.
DESIGNACIÓN DE LOS 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 por 9,81 y redondeado, da como resultado la resistencia garantizada mínima a la tracción, en N/mm2), así como la cifra característica del grupo de calidad. Excepciones: St2, St3 y St4 según DIN 1624. Ejemplos: St 37-z Es un acero corriente de construcción con 37 x 9,81 N/mm2 ≈ 360 N/mm2 de resistencia a la tracción y grupo de calidad 2.
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MECÁNICA BÁSICA
StE 36 Si en los 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. C 55 A los aceros de calidad no aleados, adecuados para el tratamiento térmico, se les 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: K
=
Aceros finos con bajo contenido en fósforo y azufre.
f
=
Acero para temple a la llama y por inducción.
m
=
Aceros finos con indicación del contenido máximo y mínimo de azufre.
q
=
Aceros de cementación y bonificación adecuados para recalcado en frío.
Designación
Número del material
Material
Soporte
1.0038
R St 37 - 2
Engranaje cónico
1.1141
Ck 15
Carcasa
0.7040
GGG - 40
Figura 4 Con la normaliazción puede designarse abreviada y claramente los materiales.
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MECÁNICA BÁSICA
ACEROS AL CARBONO (CLASIFICACIÓN) El elemento que hace más duro a los aceros, a unos más que otros, es el carbono. Por esta razón, los aceros se clasifican según el porcntaje de carbono.
CLASIFICACIÓN DE ACEROS AL CARBONO PORCENTAJE DE CARBONO (%)
TIPO EN CUANTO A DUREZA
0,05 a 0,15
MECÁNICO
TEMPLE
USOS
Extra blando
No adquiere temple
Chapas - Alambres Tornillos - Tubos estirados - Productos de calderería
0,15 a 0,30
Blando
No adquiere temple
Barras laminadas y perfiladas - Piezas comunes de mecánica
0,30 a 0,45
Medio blando
Presenta inicio de temple
Piezas especiales de máquinas y motores Herramientas para la agricultura.
0,45 a 0,65
Medio duro
Adquiere buen temple
Piezas de gran dureza. Herramientas de corte. Resortes - Tornillos
0,65 a 1,50
Duro a Extra duro
Adquiere temple fácil
Piezas de gran dureza yresistencia - Resortes - Cables - Cuchillos
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MECÁNICA BÁSICA
En los aceros al carbono, no sólo la calidad está normalizada sino !as distintas secciones o formas. Estas secciones o formas suelen ser: Barras, perfilados, chapas, tubos, alambres. En la figura 1 se observan fas diferentes secciones o formas de los aceros al carbono.
Las barras, en general, tienen 6 ó 12 m de largo (Figura 2) y pueden ser:
Las chapas, generalmente, son fabricadas en los tamaños: •
1 m x 2m
•
1 m x 3m
•
0,60 m x 1,20 m
Según el espesor, son consideradas: •
finas
de 0 a 3 mm
•
medias
de 3 a 5 mm
•
gruesas
de 5 mm en adelante
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MECÁNICA BÁSICA
Las medidas de los espesores de las chapas pueden ser en mm, en pulgadas o números patrones denominados calibres. la tabla de abajo indica los números " U. S. G." y sus equivalencias. Calibre U.S.G.
Espesor aproximado pul.
mm.
Calibre U.S.G.
0000000
1/2
12,7
000000
15/32
00000
Espesor aproximado pul.
mm.
17
9/160
1,428
11,906
18
1/20
1,270
7/16
11,112
19
7/160
1,111
0000
13/32
10,318
20
3/80
0,952
000
3/8
9,525
21
11/320
0,873
00
11/32
8,731
22
1/32
0,793
0
5/16
7,937
23
9/320
0,714
1
9/32
7,143
24
1/40
0,635
2
17/64
6,746
25
7/320
0,555
3
1/4
6,350
26
3/160
0,476
4
15/64
5,953
27
11/640
0,436
5
7/32
5,556
28
1/64
0,397
6
13/64
5,159
29
9/640
0,357
7
3/16
4,762
30
1/80
0,317
8
11/64
4,365
31
7/640
0,278
9
5/32
3,968
32
13/1280
0,258
10
9/64
3,571
33
3/320
0,238
11
1/8
3,175
34
11/1280
0,218
12
7/64
2,778
35
5/640
0,198
13
3/32
2,381
36
9/1280
0,178
14
5/64
1,984
37
17/2560
0,168
15
9/128
1,786
38
1/160
0,158
16
1/16
1,587
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
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16
Nº
ORDEN DE EJECUCIÓN
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
01 02
Sujete la pieza en el tornillo de banco Lime las superficies planas en ángulo
• •
Lima plana bastarda 12’’ Brocha 3’’
03
Verifique el escuadrado de superficie de referencia
•
Carda limpia lima
04
Prepare la superficie a trazar
•
Rayador
05
Trace rectas en el plano
•
Granete
06 07
Granetee las intersecciones del trazo indicado Controle la precisión del graneteado
• •
Martillo Escuadra biselada
•
Escuadra de tope
•
Regla graduada 30 cm
01
01
PZA.
CANT.
PLACA
15,8 mm x 76 mm x 105 mm
DENOMINACIÓN - NORMA / DIMENSIONES
PLACA DE TRAZADO PLANO
MEC. MANT. MAQ. PESADA
St 37 MATERIAL HT 02 A TIEMPO: ESCALA: 1 : 1
Viene de Tarea 1 OBSERVACIONES REF. HOJA: 1 / 1 2005
MECÁNICA BÁSICA
CONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS: SUSTANCIAS PARA CUBRIR SUPERFICIES POR TRAZAR Son soluciones colorantes tales como: Barniz de zinc, blanco de zinc, yeso diluido, yeso seco, sulfato de cobre y finta negra especial. Estas soluciones se usan para pintar las superficies de las piezas que deben ser trazadas y con la finalidad de que el trazado sea más nítido. El tipo de solución a utilizar depende de la superficie del material, y de la presición del trazado. CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES BARNIZ Es una solución de goma laca y alcohol en la que se agrega anilina para darle color; se emplea para trazados de precisión en superficies lisas o pulidas. SOLUCIÓN DE BLANCO DE ZINC Es una solución obtenida diluyendo el óxido de zinc en agua. Se empleo cuando se cubren piezas en bruto para trazados de poca precisión. YESO DILUIDO Es una solución de yeso, agua y cola común de madera. Para cada quilogramo de yeso se agregan 8 litros de agua. Esta mezcla debe ser hervida, agregándole, después, 50 gramos de cola. La cola debe ser disuelta aparte. Para evitar que se deteriore se lo agrega un poco de aceite de linaza y secante. Se aplica en piezas en bruto con pincel. Para lograr mayor rendimiento, existen pulverizadores con la solución preparada. YESO SECO Es utilizado en forma de tiza. Se aplica friccionándolo sobre lo superficie por trazar, en piezas en bruto y en trazados de poca precisión. SULFATO DE COBRE Es preparado diluyendo en el contenido de un vaso de agua, tres cucharaditas, tamaño de las de café, llenas de sulfato de cobre triturado . Se aplica con un pincel en piezas lisas de acero o hierro fundido, en trazados de precisión. Con esta solución, es necesario tomar las siguientes precauciones: a)
Evitar que se derrame sobre los herramientas, pues esta solución produce oxidaciones.
b)
Lavarse las manos cada vez que use la solución.
PRECAUCIÓN ¡NO OLVIDE QUE EL SULFATO DE COBRE ES VENENOSO! MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
HCTA
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MECÁNICA BÁSICA
TNTA NEGRA ESPECIAL Se encuentra en el comerdio ya preparada y es utilizada en metales de color claro, como el aluminio.
RESUMEN
SUSTANCIA Barniz
COMPOSICIÓN
SUPERFICIES
TRAZADO
Goma laca Alcohol Anilina
Lisas o pulida
Preciso
Solución de blanco de zinc
Óxido de Zinc Agua
En bruto
Sin precisión
Yeso diluído
Yeso Agua Cola común de madera Aceite de linaza Secante
En bruto
Sin precisión
Yeso común (Tiza)
En bruto
Poca precisión
Sulfato de cobre triturado Agua
Lisas de acero o hierro fundido
Preciso
Ya preparada en el comercio
Metales de color claro
Cualquier
Yeso seco
Solución de sulfato de cobre (Venenosa) Tinta negra especial
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
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MECÁNICA BÁSICA
OPERACIÓN: TRAZAR RECTAS EN EL PLANO Consiste en trazar, en un plano, rectas en diversas posiciones, tomando como base una línea o cara de referencia y puntos previamente determinados, utilizando diferentes instrumentas (Figuras de abajo). Esta operación se hace como paso previo a la ejecución de la mayoría de las operaciones, en la construcción de piezas mecánicas, porque sirve de guía o referencia. PROCESO DE EJECUCIÓN 1er Paso Pinte la cara de la pieza. OBSERVACIONES 1.
La cara debe estar limpia, lisa y libre de grasas.
2.
La cara se puede pintar con tiza, pintura, etc.
PRECAUCIÓN ¡CUIDADO! EL SULFATO DE COBRE ES VENENOSO. 2do Paso Marque los puntos, por donde van a pasar las rectas ( Figura 1 ).
3er Paso Apoye la escuadra de tope en la cara de referencia (Figura 2 ).
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
HO
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A
MECÁNICA BÁSICA
TECNOLOGÍA ESPECÍFICA:TÉCNICAS DE TRAZADO ¿Qué significa “trazar”? Es el traslado a la pieza de trabajo de las cotas de dibujos o de los datos indicados por medio del trazado de líneas. Permite: •
Fabricar piezas de trabajo con medida justa.
•
Comprobar durante el trabajo.
Una superficie de referencia Es la superficie de la pieza de trabajo a la que se refieren las medidas. Medio de Trabajo Regla de acero Al medir: •
La regla debe aplicarse directamente a la longitud a medir o, en posición perpendicular, a la superficie de referencia.
•
En lo posible, debe utilizarse un tope y mirar el punto de lectura en dirección vertical (Figura 1a y b).
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
HTE
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MECÁNICA BÁSICA
¿Qué significa “medir”? Es la determinación de un valor de medición, comparando una magnitud dada con una unidad de medida legal. Aguja de trazar (Rayador): Aguja de acero con punta templada que sirve para trazar materiales duros (Figura 2). Aguja de latón (Rayador): Sirve para trazar en materiales blandos cuya superficie no debe rayarse (Figura 3).
Escuadra Escuadra con espaldón de 90º (Figura 4).
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
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MECÁNICA BÁSICA
Trazado con una superficie de referencia. Marcar las cotas de trazado dos veces con la regla de acero desde la superficie de referencla "a" marcando puntos, lo más alejado posible el uno del otro (Figura 5a y b). Aplicar la regla de acero al trazado y marcar con el rayador.
Trazado con dos superficies de referencia. Marcar una vez las cotas de trazado con el metro de acero desde la superficie de referencia "a" (Figura 6). Aplicar la escuadra con espaldón a la superficie de referencia "b" (Figura 7). Acercar la escuadra hasta la marca. Trazar la línea con el rayador.
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
HTE
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MECÁNICA BÁSICA
Conducción de la aguja de trazar. Colocar la punta del rayador en la pieza de trabajo y apoyada a la regla. Mantener el rayador paralelo a la regla e inclinado en la dirección de trazado. Trazar la línea una sola vez ( Figura 8a y b).
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
HTE
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MECÁNICA BÁSICA
INSTRUMENTOS DE TRAZAR (REGLA - RAYADOR - ESCUADRA) Estos instrumentos se usan exclusivamente para trazar; por eso, se estudian juntos aunque tienen características diferentes. Se fabrican generalmente de acero al carbono y la punta de trazar lleva sus extremos templados y afilados. La regla de trazar tiene uno de los bordes o cantos biselados (Figura 1). Sirve de guía para la punta cuando se trazan líneas rectas. La escuadra se caracteriza por tener una pestaña o borde de apoyo (Figura 2). Sirve de guía
a la punta cuando se trazan perpendiculares. El rayador tiene generalmente el cuerpo moleteado. Los hay de varias de formas, como por
ejemplo los indicados en las figuras 3 y 4. Se usa para hacer trazos sobre los materiales.
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
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MECÁNICA BÁSICA
Estos instrumentos son fabricados en diversos tamaños. La longitud de la regla normalmente varía de 150 a 1000 mm. La lámina de la escuadra varía de 75 a 2000 mm. La longitud de la punta de trazar varía de 120 a 150 mm. CONSERVACIÓN Al terminar de utilizarlos se deben limpiar, lubricar y guardar en lugar adecuado para cada uno, protegidos contra golpes.
OBSERVACIÓN Al rayador es conveniente insertarle en la punta que no se utiliza, o al guardarlo, un trozo de corcho o goma para evitar lesionarse con ella y tambien para evitar que se deteriore. RESUMEN
Instrumentos de trazar
regla escuadra punta
Guía para trazar rectas Guía para trazar perpendiculares Para hacer trazos sobre materiales
regla escuadra punta
150 a 1000 75 a 2000 120 a 150
Tamaños en milímetros
CONSERVACIÓN Limpios, lubricados y guardados en lugar adecuado para protegerlos contra golpes.
VOCABULARIO TÉCNICO PUNTA DE TRAZAR
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
=
Rayador
REF.
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MECÁNICA BÁSICA
4to Paso Trace con rayador las rectas haciéndolas pasar por los puntos marcados.
OBSERVACIONES 1.
Los trazos deben ser finos, nítidos y hechos de una sola vez.
2.
Para trazar rectas oblicuas se procede de la misma manera, utilizando el goniómetro (Figura 4).
3.
Para efectuar operaciones de desbaste en piezas de fundición, los trazos deben ser punteados con granete (Figura 5).
VOCABULARIO TÉCNICO GRANETE = RAYADOR = ESCUADRA CON BASE =
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
Punta para marcar Punta para trazar Escuadra de sombrero
REF.
HO
03 A 2/2
MECÁNICA BÁSICA
OPERACIÓN: GRANETEAR Consiste en marcar puntos de referencia o guía en el material, sobre líneas o puntos previamente determinados y mediante la penetración de la punta del granete. Se utiliza para conservar las huellas de líneas trazadas, para base del compás y como guía de la broca para el taladrado (Figura 1).
PROCESO DE EJECUCIÓN 1er Paso Pinte la cara de la pieza. 2do Paso Trace líneas de referencia intersectadas en el punto en que se necesite el graneteado. 3er Paso Coloque el granete en la intersección de las líneas, inclinándolo hacia atrás (Figura 2).
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
HO
04 A 1/2
MECÁNICA BÁSICA
1.
Coloque el granete en forma vertical (Figura 3).
2.
Golpee suavemente y controle que la marca del graneteado coincida en el punto hozado.
3.
Coloque de nuevo el granete sobre la marca y golpee con el martillo la cabeza del granete, dándole un solo golpe.
OBSERVACIONES 1.
Al dar el golpe con el martillo, la vista debe mantenerse sobre la pieza a granetear.
2.
Al dar el golpe, el eje de simetría del martillo debe coincidir con el eje de simetría del granele (Figura 4).
PRECAUCIÓN NUNCA USE EL GRANETE CON REBABAS, PUEDEN CAUSARLE DAÑO AL DESPRENDERSE LAS ESQUIRLAS DISPARADAS A GRAN VELOCIDAD.
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
HO
04 A 2/2
MECÁNICA BÁSICA
TECNOLOGÍA ESPECÍFICA: TÉCNICAS DE GRANETEADO TÉCNICA DE TRABAJO Para granetear hay que colocar la pieza de trabajo sobre un apoyo de acero. Forma de sujetar el granele (Figura 1).
Iniciar el graneteado apoyando la mano en la pieza de trabajo (Figura 2).
Ubicar verticalmente el granete (Figura 3).
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
HTE
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MECÁNICA BÁSICA
GOLPEAR EL GRANETE Debe golpearse con el martillo en dirección del eje del granete. Al granetear, la vista debe dirigirse hacia la punta del granete para poder controlar el trabajo (Figura 4): La exactitud del graneteado depende de la: •
Precisión del trazado.
•
Aplicación del granete.
•
Punta afilada del granele.
•
Correcta conducción del martillo.
PRECAUCIÓN La cabeza del granete y el mango del martillo deben estar siempre exentos de rebabas y de grasa. El mango del martillo debe estar fijado sólidamente. Proteger la punta del rayador con un corcho (Figura 1) Peligro de corte en las manos por cantos de la chapa.
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
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MECÁNICA BÁSICA
¿Qué significa "granetear"? Es la aplicación de concavidades mediante una herramienta cónica con punta, el granete, en líneas o puntos de intersección determinados (Figura 2a, b, c y d). Gracias al granete se determinan, de manera duradera, las líneas de trazado y sus puntos de intersección, con lo que se asegura un control eficaz del trabajo. Se usa también con fines de control.
MECÁNICO
AUTOMOTRIZ
REF.
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MECÁNICA BÁSICA
TECNOLOGÍA ESPECÍFICA: GRANETE Es una herramienta de acero al carbono, con punta cónica templada y cuerpo generalmente octogonal (Figura 1) o con cuerpo cilíndrico moleteado (Figura 2).
Se clasifican por el ángulo de la punta. Por el ángulo Hay de 30º, 60º, 90º y 120º. Los de 30º se utilizan para marcar el centro donde se apoya el compás de trazar; los de 60º para puntear trazos de referencia (Figura 3).
Los de 90º y 120º (Figura 4) son utilizados para marcar el centro que sirve de guía a las brocas en la ejecución del taladrado.
MECÁNICO
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MECÁNICA BÁSICA
CONDICIONES DE USO Debe usarse con la punta bien afilada para asegurar las marcas a realizar. Conservación Mantenerlo bien afilado y no dejarlo caer. RESUMEN Granete: Herramienta de acero al carbono con punta cónica templada.
30º - marcar centro de apoyo del compás Tipos:
60º - marcar trazos 90º y 120º - marcar centros para guía de brocas
Tamaño:
100 a 125 mm
Bien afilado Conservación: Evitar caídas
VOCABULARIO TÉCNICO GRANETE
MECÁNICO
=
Centro-punta - punto para marcar.
AUTOMOTRIZ
REF.
HTE
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