FGITnéicrón Profesional .:' I'~ ':tC: / Prirner Curso
Fr¡in(~;-
5
Formas comerciales
5,.1
5.2
48
5. L 1 5.1,2
Desbaste Palanquilla
48 49
5.1.3
L1ant6n
49
49 49
Plano ancho
49
9,4
52"3
Viga de perfil normal (PN) Perfil en U normal (PN)
49 49
9"5
Viga de ala ancha Angular de lados iguales de per-
49
fil normal (PN)
50 50 50
Angular con nervio para construcciones móviles Angula camero Otros perfiles de acero
50 50 50
Productos de acero laminado en calidad especial Tubos
50 50
5.2.10 5,.2.11
5,4,,1
Tubos sin costuras para trabajos a presión Tubos de costura soldada
50 51
Perfiles conformados en fria Identificación por su forma y dimensiones
52 52
5.4.2
R3
69
69 69
Temple
71
Revenido
9,,7
Recocido
9.6.1 9.7.1 9.7.. 2 9.7,3 9..7.4 9.7,5
Martempering Temple superficial Temple-revenido isotérmico
71 71 71 72
72 Recocido de regeneración Recocido de ablandamiento Recocido contra acritud Recocido isotérmico Normalizado
72 72 72 72 72
Tlatamientos telmoqu!micos
72
9.8.1
72 73 73
RR2
9.8.3 R9
69
Clasificación de los tratamientos térmicos Fases en todo tratamiento térmico
R6
9~8
68
68
Caracterlsticas de los constituyentes
9.. 5,1 9.5,2
Angular de lados desiguales, de perfil normal (PN) Perfil en T normal (PN)
Teorla de los tratamientos térmicos Componentes y constituyentes de los aceros 9.2.1
Chapa
52"8 5,,2"9
5,5 5.6
9.. 1 9.2
Productos acabados
5.2.,7
54
9 Tratamientos térmicos
5"2,1 5,,2,2
5.2A 5,2,,5 5,,2,6
5.3
48
Productos semielaborados
Cementación Nitruración Cianuración
Influencia de los tratamientos térmicos en las propiedades de los acerOs
73
METROLOGIA
6
Piezas fundidas: su obtención
6.1 62
63 6A
Economla obtenida con las piezas fundidas Propiedades de los metales para fundir Metales y aleaciones empleados para obtener piezas fundidas Proceso para la obtención de piezas fUn~ didas 641 6.42
64.3 64.4
Preparación del modelo Preparación del molde La colada Acabado
53 53
54
10 Instrumentos de medida para magnitudes lineales
10-1
101..1 10.1,2
54 10.2
54 54 54 55 55
103 7
Piezas forjadas: su obtención
7.1
Fases del proceso 7 J ,,1 7 1..2 7.1.3
7.2 7,3
Preparación del material Caldeo de la pieza Operación de forjado
Ventajas pfÍncipales de las piezas forjadas Algunos procesos elementales de forjado
56 57 57 57 57 57
11
11,1
8.2
Medición de las temperaturas 8.2,.1 8,1,.2 8,,2.3 8.2.4 8,2..4,1
8.2..4.2 8.2.4,,3 8.2.4,4 8.. 3
Hornos R3.. 1
8.3.1..1 R3"1"2
8.3"13 R3,1A 8.3.2
6.4
Observación del color del metal Termómetros Lápices de contacto Pirómetros Termopares De radiación Pirómetro óptico Reguladores automáticos de temperatura Clasificación de los hornos Hornos de hogar abierto Hornos de cámara abierta Hornos de mufla Hornos de baños Efectos de la atmósfera de los hornos sobre los aceros
Medios de enfriamiento Precauciones en el enfriamiento 8A1 de las piezas 10
63 63 63 63 64 64 64 64 64 66
Medición con compases
Goniómetros y transportadores 11.1.1 11,1,2
11,1,3
11.2 8 Tratamientos térmicos: introducción 81 Introducción a las tratamientos térmicos
El metro arrollable La regla graduada Calibrador o pie de rey 10.21 Funcionamiento del nonio 10..22 Apreciación de los nonios 10.2.3 Medición con el pie de rey 10.2A Características del pie de rey 10.2.5 Empleo del calibre
Instrumentos de medida para magnitudes angulares
58 61 61 61 61 62 62 62 62 62 62
Metros y reglas
Goniómetros de precisión 11 . 2,1 11.2.2
11.3
Escuadra universal Goniómetro simple Falsa escuadra Nonio circular Lectura del nonio
Goniómetro óptico
12 Instrumentos de verificación de superficies planas
12,1 12.2
Verificación Verificación de superficies planas
76 77
77
78 78 78 79 80
81 81 82
83 84 84 84 84 84 85 85
86
87 87 88
Con reglas de precisión Con mármol de verificación Fntintado o colorante Normas de uso V conservación OtroS procedimientos
88 88
13 Instrumentos de verificación para ángulos
91 91 91 91
12.. 2,,1 12,2.. 2 122,,2.1 122,,2.2 12.2..3
13,1
Verificación de ángulos. Instrumentos fijos 131.1 13.1.2 13.1.3 13.. 1.4
Escuadras Plantillas de ángülós Normas para su empleo y conservación Verificación de escüadrasde
9.0°
89 89 89
91 92
13.1 .. 5
13.2
Verificación
de escuadras de
lW·
~
13.. 1.6 Cubos o dados Mesa óptica o cic/ómetro
92
17,3,,1 17.3.2 17,,3,3
93
17.4
17..4.. 2 17.4,3
17.5
14 Trazado plano 141 Objeto del trazado 142 Clases de trazado 14.,2.1 Trazado plano 14.22 Trazado al aire 14,,3 Barnices de trazar 14.4 Instrumentos de trazar 14.,4.,1 Punta de señalar o de trazar 14.42 Granete 14.4,,3 Compás de trazar 14,4,4 Escuadras 14..4.5 Escuadras de hallar centros
14.5
14.4.6
Reglas
14..4.,7
Regla angular
Práctica del trazado en el plano
94 94 95 95 95 95 95 95 95 95 96 96 96 96 96
18
19
1523
Calzos
15.2..4 15.25 15..26
Cuñas Gatos Escuadras de trazar y cubos o dados Mesas y escuadras orienta bies Aparatos divisores
15,27 1528 15,,3 154
Proceso del trazado Resumen de los instrumentos de tralado
gg 99 99 99 100
111
Objeto del limado Fijación de las piezas en el tornillo de banco
112
18,2.1 18.22 18.2.3 18..24
112 112 112 112
Taller mecánico y puesto de trabajo
16.1 162 163
¿Qué es un taller mecánico? Objetivos de un taller mecánico Funciones técnicas de un taller mecánico 16,3.. 1 16.. 3.. 1..1 16.. 3,12 16"3,1 . 3
16.. 3,,1..4
16.4
to Otras secciones 16A.l 16.4.2
165
17
Función fabricación Taller de preparación de utfllaje Almacén de herramientas Sección de mecanizado y mon~ taje Entretenimiento o mantenimien~
19 6 19 7 19 B
Almacén de materias primas La sección de verificación
Puestos de trabajo 16,5,,1
Puesto de trabajo del ajustador
16 5.1.1
Ajuste
16,,5.1,2
Elementos básicos del puesto del ajustador
limas Partes de una lima 17.1
172
Elementos caracterfsticos de la lima 17.2.. 1 17,,2.2 172,3 17.2,3.1 17..2.4
173
Forma Tamaño Picado Angula de los dientes Grado de corte
Limas especiales
101 101 101 102 102 102 102
20.4
Troceado con desprendimiento de virutas Sierra de mano Hoja de sierra Dimensiones Características Elección de la sierra Arco de sierra
Normas para aserrar a mano
21-2
104 21.4
Filo o extremo de corte
Partes de la cabeza de un
215
21,6 21..7
11
116 116 116 116
117 117
118
118 118 118
119 119 119 119 119 120 120
122 122
122 123 123 mar~
tillo Empleo Mango
2142 214"3 Mazas Modo de cincelar Trabajos caracterlsticos con el cincel dI o gubia
115 115 116 116
122 122 122 122
Buril y Gubia 213"1 8uril 21"32 GubIas Martillo 21.4.1
114 115 115 115 115
121
Cincelo cortafrfo 2L21 Cabeza 212"2 Cuerpo 21.,23
112
120
Burilado y cincelado 21,1 Objeto del burilado y cincelado
21.3 106 106 107 107 107 107 107 108 108
Casos particulares Superficies cilíndricas libres Superficies cónicas libres Superficies secantes, no libres, a superficies planas: Superficies tangentes a super~ ncies planas:
terial Elección del material Procedimientos empleados para cortar el material 20.32 20.3 3 20,3.3,,1 20.. 3,3..2 20.. 3,,3.3 20.3.4
21
superficies planas superficies paralelas ángulos convel
Limado de superficies cilíndricas cóncavas 19,,6c 1 Superficies libres Limado de superficies tangentes.. cóncavas y convexas Limado de perfiles complejos
20.3.1
103
de de de de de
Aserrado o troceado con desprendimiento de virutas 20 1 Formas en que puede presenti'1fse el ma-
20,,2 20.3
103 103 103 103 104 104 104
Limado Limado Limado Limado Limado
195,,1..4
20
Altura del tornillo Posición del operario Manera de agarrar la lima Dirección del limado
Operaciones de limado a mano
19.5.1 19.5.. 1,1 19.5 12 195,1..3
OPERACIONES A MANO 16
Normas para la elección de las limas
109 109 109 109
limado: generalidades
19.1 19.2 19.3 19.4
97 97 98 98 98 98 99 99
Colocación de los mangos en las limas Mangos especiales Limas flexibles
1So 1 18.2
19 5
15 Trazado al aire 15 1 Importancia del trazado al aire 15 2 Utiles empleados en el trazado al aire 1521 Mármol 15.2..2 Gramil
108 108 108 109
Mangos comunes para limas 17,,4,1
TRAZADO
Con mango de acero Urnas para máquinas Con picados especiales
lD 123 123 123
123 bu~
124
5
Formas comerciales
5,.1
5.2
48
5. L 1 5.1,2
Desbaste Palanquilla
48 49
5.1.3
L1ant6n
49
49 49
Plano ancho
49
9,4
52"3
Viga de perfil normal (PN) Perfil en U normal (PN)
49 49
9"5
Viga de ala ancha Angular de lados iguales de per-
49
fil normal (PN)
50 50 50
Angular con nervio para construcciones móviles Angula camero Otros perfiles de acero
50 50 50
Productos de acero laminado en calidad especial Tubos
50 50
5.2.10 5,.2.11
5,4,,1
Tubos sin costuras para trabajos a presión Tubos de costura soldada
50 51
Perfiles conformados en fria Identificación por su forma y dimensiones
52 52
5.4.2
R3
69
69 69
Temple
71
Revenido
9,,7
Recocido
9.6.1 9.7.1 9.7.. 2 9.7,3 9..7.4 9.7,5
Martempering Temple superficial Temple-revenido isotérmico
71 71 71 72
72 Recocido de regeneración Recocido de ablandamiento Recocido contra acritud Recocido isotérmico Normalizado
72 72 72 72 72
Tlatamientos telmoqu!micos
72
9.8.1
72 73 73
RR2
9.8.3 R9
69
Clasificación de los tratamientos térmicos Fases en todo tratamiento térmico
R6
9~8
68
68
Caracterlsticas de los constituyentes
9.. 5,1 9.5,2
Angular de lados desiguales, de perfil normal (PN) Perfil en T normal (PN)
Teorla de los tratamientos térmicos Componentes y constituyentes de los aceros 9.2.1
Chapa
52"8 5,,2"9
5,5 5.6
9.. 1 9.2
Productos acabados
5.2.,7
54
9 Tratamientos térmicos
5"2,1 5,,2,2
5.2A 5,2,,5 5,,2,6
5.3
48
Productos semielaborados
Cementación Nitruración Cianuración
Influencia de los tratamientos térmicos en las propiedades de los acerOs
73
METROLOGIA
6
Piezas fundidas: su obtención
6.1 62
63 6A
Economla obtenida con las piezas fundidas Propiedades de los metales para fundir Metales y aleaciones empleados para obtener piezas fundidas Proceso para la obtención de piezas fUn~ didas 641 6.42
64.3 64.4
Preparación del modelo Preparación del molde La colada Acabado
53 53
54
10 Instrumentos de medida para magnitudes lineales
10-1
101..1 10.1,2
54 10.2
54 54 54 55 55
103 7
Piezas forjadas: su obtención
7.1
Fases del proceso 7 J ,,1 7 1..2 7.1.3
7.2 7,3
Preparación del material Caldeo de la pieza Operación de forjado
Ventajas pfÍncipales de las piezas forjadas Algunos procesos elementales de forjado
56 57 57 57 57 57
11
11,1
8.2
Medición de las temperaturas 8.2,.1 8,1,.2 8,,2.3 8.2.4 8,2..4,1
8.2..4.2 8.2.4,,3 8.2.4,4 8.. 3
Hornos R3.. 1
8.3.1..1 R3"1"2
8.3"13 R3,1A 8.3.2
6.4
Observación del color del metal Termómetros Lápices de contacto Pirómetros Termopares De radiación Pirómetro óptico Reguladores automáticos de temperatura Clasificación de los hornos Hornos de hogar abierto Hornos de cámara abierta Hornos de mufla Hornos de baños Efectos de la atmósfera de los hornos sobre los aceros
Medios de enfriamiento Precauciones en el enfriamiento 8A1 de las piezas 10
63 63 63 63 64 64 64 64 64 66
Medición con compases
Goniómetros y transportadores 11.1.1 11,1,2
11,1,3
11.2 8 Tratamientos térmicos: introducción 81 Introducción a las tratamientos térmicos
El metro arrollable La regla graduada Calibrador o pie de rey 10.21 Funcionamiento del nonio 10..22 Apreciación de los nonios 10.2.3 Medición con el pie de rey 10.2A Características del pie de rey 10.2.5 Empleo del calibre
Instrumentos de medida para magnitudes angulares
58 61 61 61 61 62 62 62 62 62 62
Metros y reglas
Goniómetros de precisión 11 . 2,1 11.2.2
11.3
Escuadra universal Goniómetro simple Falsa escuadra Nonio circular Lectura del nonio
Goniómetro óptico
12 Instrumentos de verificación de superficies planas
12,1 12.2
Verificación Verificación de superficies planas
76 77
77
78 78 78 79 80
81 81 82
83 84 84 84 84 84 85 85
86
87 87 88
Con reglas de precisión Con mármol de verificación Fntintado o colorante Normas de uso V conservación OtroS procedimientos
88 88
13 Instrumentos de verificación para ángulos
91 91 91 91
12.. 2,,1 12,2.. 2 122,,2.1 122,,2.2 12.2..3
13,1
Verificación de ángulos. Instrumentos fijos 131.1 13.1.2 13.1.3 13.. 1.4
Escuadras Plantillas de ángülós Normas para su empleo y conservación Verificación de escüadrasde
9.0°
89 89 89
91 92
13.1 .. 5
13.2
Verificación
de escuadras de
lW·
~
13.. 1.6 Cubos o dados Mesa óptica o cic/ómetro
92
17,3,,1 17.3.2 17,,3,3
93
17.4
17..4.. 2 17.4,3
17.5
14 Trazado plano 141 Objeto del trazado 142 Clases de trazado 14.,2.1 Trazado plano 14.22 Trazado al aire 14,,3 Barnices de trazar 14.4 Instrumentos de trazar 14.,4.,1 Punta de señalar o de trazar 14.42 Granete 14.4,,3 Compás de trazar 14,4,4 Escuadras 14..4.5 Escuadras de hallar centros
14.5
14.4.6
Reglas
14..4.,7
Regla angular
Práctica del trazado en el plano
94 94 95 95 95 95 95 95 95 95 96 96 96 96 96
18
19
1523
Calzos
15.2..4 15.25 15..26
Cuñas Gatos Escuadras de trazar y cubos o dados Mesas y escuadras orienta bies Aparatos divisores
15,27 1528 15,,3 154
Proceso del trazado Resumen de los instrumentos de tralado
gg 99 99 99 100
111
Objeto del limado Fijación de las piezas en el tornillo de banco
112
18,2.1 18.22 18.2.3 18..24
112 112 112 112
Taller mecánico y puesto de trabajo
16.1 162 163
¿Qué es un taller mecánico? Objetivos de un taller mecánico Funciones técnicas de un taller mecánico 16,3.. 1 16.. 3.. 1..1 16.. 3,12 16"3,1 . 3
16.. 3,,1..4
16.4
to Otras secciones 16A.l 16.4.2
165
17
Función fabricación Taller de preparación de utfllaje Almacén de herramientas Sección de mecanizado y mon~ taje Entretenimiento o mantenimien~
19 6 19 7 19 B
Almacén de materias primas La sección de verificación
Puestos de trabajo 16,5,,1
Puesto de trabajo del ajustador
16 5.1.1
Ajuste
16,,5.1,2
Elementos básicos del puesto del ajustador
limas Partes de una lima 17.1
172
Elementos caracterfsticos de la lima 17.2.. 1 17,,2.2 172,3 17.2,3.1 17..2.4
173
Forma Tamaño Picado Angula de los dientes Grado de corte
Limas especiales
101 101 101 102 102 102 102
20.4
Troceado con desprendimiento de virutas Sierra de mano Hoja de sierra Dimensiones Características Elección de la sierra Arco de sierra
Normas para aserrar a mano
21-2
104 21.4
Filo o extremo de corte
Partes de la cabeza de un
215
21,6 21..7
11
116 116 116 116
117 117
118
118 118 118
119 119 119 119 119 120 120
122 122
122 123 123 mar~
tillo Empleo Mango
2142 214"3 Mazas Modo de cincelar Trabajos caracterlsticos con el cincel dI o gubia
115 115 116 116
122 122 122 122
Buril y Gubia 213"1 8uril 21"32 GubIas Martillo 21.4.1
114 115 115 115 115
121
Cincelo cortafrfo 2L21 Cabeza 212"2 Cuerpo 21.,23
112
120
Burilado y cincelado 21,1 Objeto del burilado y cincelado
21.3 106 106 107 107 107 107 107 108 108
Casos particulares Superficies cilíndricas libres Superficies cónicas libres Superficies secantes, no libres, a superficies planas: Superficies tangentes a super~ ncies planas:
terial Elección del material Procedimientos empleados para cortar el material 20.32 20.3 3 20,3.3,,1 20.. 3,3..2 20.. 3,,3.3 20.3.4
21
superficies planas superficies paralelas ángulos convel
Limado de superficies cilíndricas cóncavas 19,,6c 1 Superficies libres Limado de superficies tangentes.. cóncavas y convexas Limado de perfiles complejos
20.3.1
103
de de de de de
Aserrado o troceado con desprendimiento de virutas 20 1 Formas en que puede presenti'1fse el ma-
20,,2 20.3
103 103 103 103 104 104 104
Limado Limado Limado Limado Limado
195,,1..4
20
Altura del tornillo Posición del operario Manera de agarrar la lima Dirección del limado
Operaciones de limado a mano
19.5.1 19.5.. 1,1 19.5 12 195,1..3
OPERACIONES A MANO 16
Normas para la elección de las limas
109 109 109 109
limado: generalidades
19.1 19.2 19.3 19.4
97 97 98 98 98 98 99 99
Colocación de los mangos en las limas Mangos especiales Limas flexibles
1So 1 18.2
19 5
15 Trazado al aire 15 1 Importancia del trazado al aire 15 2 Utiles empleados en el trazado al aire 1521 Mármol 15.2..2 Gramil
108 108 108 109
Mangos comunes para limas 17,,4,1
TRAZADO
Con mango de acero Urnas para máquinas Con picados especiales
lD 123 123 123
123 bu~
124
21.7.1 21.7.2 21.7.3 21.7.4 21.7.5 21.7.6 21.7.7
124 124 124 124 124
Acanalado
Desbastado Chaflanado
Troceado de chapa Troceado de chapa gruesa Troceado con auxilio de ladras Trabajos varios
ta~
22 Roscas
221
Tornillo y tuercas 22.1.1 Generación de una rosca
22.2
Clasificación de las rOScas 22,,2.1 Según el número de filetes
22.3 22..4
22.5 226 22.7 228
23
24
22,,2.2 22,,2,,3
Por la forma del filete Según su posición
22.2-4
Según el sentido de la hélice
Elementos de las roscas. Perfil
Dimensione.s fundamentales de una rosca 22.4.1 Paso - p 22.4,,2
Avance
22.4.3 22.4.4 22A.. 5 22.4.6
Diámetro exterior Diámetro interior Diámetro medio Profundidad de las roscas
22,,4..7
Diámetro nominal
-8-
Representación de las roscas Designación de las roscas Acotación de las roscas Sistemas de roscas 228,,1
Sistema Whitworth
22,,8.2
Sistema Sellers
22,8,,3
Sistema ISO
22.8.. 4
Sistema Whitworth para tubos
Roscado, herramientas de roscar 23,1 Machos y cojinetes de roscar 23,.1..1 Machos de roscar 23,,1.1.1 Partes de un macho 23.1 ,,1.2 Sección transversal 23,1,.1,3 Angulas de desprendimiento 23.. 1" 1..4 Forma de las ranuras 23.1 . 1.5 Destalonado 23.. 1.1..6 Juego de machos 23.. 1,2 Cojinetes de roscar 2312,,1 Partes de un cojinete 23,1.2.2 Formas 23.1,2.3 Angulas 231.2A Destalonado 23.2 Terrajas de peines 23,2,,1 Tipos de terrajas Roscado a mano 24,1 Práctica del roscado 24,2 Roscado de tuercas 24..2.1 Taladrado previo 24.2,,2 Achaflanado 24,2.3 Roscado propiamente dicho 24.2.3,1 Elección de los machos 24..2.3_2
24.2.3.3 24.23.4 242.3.. 5 Roscado 24.3.1 2432 24.321 243.2.2 24.32.3 24.32.4 2432.5
Elaccié;¡ de! b<::ndo<::do:- zprcpitido
Lubricantes Iniciación del roscado Roscado de tornillos Torneado previo Roscado propiamente dicho Elección de los cojinetes Elección del portacojinetes Lubricante Iniciación del roscado Roscado
12
124 124 126 126 126 126 126 126 126 127 127 127 127 127 128 128 128 128 128 128 128 131 131 131 131 131 131 133 133 133 133 133 134 134 134 134 134 134 134 135 135 135 135
HERRAMIENTAS AUXILIARES MANUALES
25 Herramientas auxiliares 25.1 Alicates 25.1.1 Alicates universales 25,,1,,2 Alicates de punta alargada 25.1.3 Alicates en punta con muelle 25.1.4 Alicates de boca curva 2502 Tenazas 25,,2.1 Tenazas de carpintero 25.2.2 Tenazas de sujeción 25.2,,3 Entenallas o tornillo de mano 25,,2,4 Gatos y sargentos 25,.3 Herramientas para cOltar 25..4 Herramientas para girar 25.4.1 Llaves 25.4.1.1 Llaves fijas Fija de una o dos bocas Hexagonal de tubo recta Hexagonal de tubo acodada Estrella plana Estrella acodada De vaso Dinamométrica Para tornillos de cabeza hexagonal interior 25.4,,1 . 2 Ajustables para caras planas 25.4.1.3 De uña articulada 25.4,,1.4 Ajustables para tubos 25.4.. 2 Destornilladores 25.4.2.1 Tipos de destornilladores 25..4.2,.2 Normas de conservación 25.. 5 Herramientas para golpear 25.5.1 Martillo 25.52 Mazas 25.5.3 Punzones o botadores 25,6 Extractor de poleas 25.7 Cajas de herramientas
143 143 143
143 143 144 144 144
144 144 144 144 144
144 144 144 145
145 145 146
146 146 146 146 146 147
147
NORMALlZACION 26
136 137 137 137 138 138 138 138 138 139 139 140 140 140 140 140 140 140 141
142 142 142 142 143 143 143 143
Normalización. tolerancia. acabado super~ ficial 2R 1 Definición y objeto de la normalización 26.. 2 Principios generales de normalización 262" 1 Etapas 26,3 Organismos nacionales e internacionales de normalización 26.4 Normas UNE Sus clases 26A.1 Grupos de nOrmas 26.5 Campos de aplicación de la normalización en la Mecánica 26,6 Tipificación 26,7 Normas de empresa 26,8 Identificación de elementos normalizados 26.9 Designación normalizada 26.10 Dibujos de taller 26,,10"1 Dibujo de conjunto 2i1 i 0,,2
Cibüj0 de do:::piece
148 148 149 149
149 149 150
150 150 150 150 151 151 152 152
ELEMENTOS DE UNION
27
Uniones fijas soldadas" Otras uniones 271 Soldadura 27,,1.1 Clasificación de los procedim¡en~ tos de soldadura 27,,1.2 Preparación de las piezas que se han de soldar
154 154 154 155
27,1.3 27" L4 27"1,5
27.2 27.3 27.4 28
Posiciones de la soldadura Defectos de la soldadura Identificación de las uniones sol~ dadas Otros sistemas de uniones fijas_· pega~ mentas Uniones prensadas 27,3J Prensado longitudinal 27c302 Prensado transversal Uniones por zunchado y anclajes
Soldadura blanda, fuerte y soldadura por fusión con soplete 281 Soldadura blanda 2802 Soldadura fuerte 282.1 Designación de la soldadura fuerte 28-.22 Soldadura con soplete 282 2.1 Elementos de que consta una instalación para soldadura oxia~ cetilénica 282.. 2,2 Acetileno 28..2.23 Válvula de seguridad 282.2A Botellas de acetileno disuelto 28..2,2.5 Botellas de oxIgeno 282,2.6 Reductores de presión y manómetros 28..2 2.7 Sopletes oxiacetilénicos 282,28 Metal de aportación . Desoxi~ dantes 2823 Normas generales para la eje~ cución de la soldadura con so~ plete 28.2.3,1 Soldadura continua hacia de~ lante 28.2 32 Soldadura al baño 28233 Soldadura continua hncia atrás 2824 Corte de acero mediante el soplete oxiacetiJénico
29 Soldadura eléctrica 291 Soldadura eléctrica por arco voltaico 29.1 1 Equipo para la soldadura por arco 29..1.2 Electrodos Su clasificación 29..1 .2.1 Constitución 29,1.,2.2 Designación
29123
Embalaje
29.. 1.3 29,,2
Cómo se suelda al arco voltaico 2R'L3,1 Posición del soldador 29,'1,3.2 Normas prácticas Métodos especiales de soldadura por arco 29.2,1 Sistema de gas inerte o siste-
ma WIG 29.2,2 292,3 2924
Sistema MAG Soldadura con plasma (PL) Sistema con protección de polvo (UP)
29.3
Soldadura por resistencia 29,3,1 Soldadura a tope 29.3,2 Soldadura continua 29,3,3 Soldadura por puntos
30 Roblonado 30.1 E!p,...,,,"tos de unión 30,2 Roblonado 30.2,1 30.2,.2 30.2,3
30,2,3.1 30.2.3.2
Roblones o remaches Dimensiones de los remaches Clases de roblonado Roblonado de chapas Según el fin a que se destinen los roblones
302.4 30,204,1
Práctica del roblonado Herramientas empleadas en el remachado a mano 30.2.5 Estanquidad del roblonado 30.2.6 Cabezas y dimensiones Remachados especiales Medios para abrir agujeros en las chapas y perfiles; punzonado 3004.1 Punzo nado a mano 30.4.2 Punzonado a máquina Proporciones del roblonado en las casos corrientes Ensayo de roblones Otros sistemaS para obtener uniones fijas 3007" 1 Ensamble por medio de chapas 30,7,2 Ensamble por grapas
175
Uniones desmontables Tomillo 31..1.'1 Desígnación de un tornillo 31,1 ..2 Clasificación de los tornillos 31.1.2.1 Tornillos de unión 31.1.2 2 Tornillo pasante 3112.3 Espárrago 31..12.4 Tornillos autorroscantes para chapas 3 L 1.2.5 Tornillo prisionero 31 1.2 6 PeMos de articulación 31.1.27 Pernos de anclaje 3L 1.3 Tuercas 31.1,4 Formas normalizadas de tuercas 31..1.5 Arandelas 311,5.1 Clases de arandelas 31.1,6 Dispositivos de seguridad 3101.6" 1 Por doble tuerca 31.16.2 Por rozamiento con tuercas especiales 31 163 Por retención mecánica 31,1.64 Por arandelas elásticas 31.1,7 Características de los tornillos 311..7.1 Forma de la cabeza 31.,17.2 Extremos de tornillos 31,1,7.. 3 Longitud de la rosca 31.L7A Salidas de roscas 31. 1.8 Pasadores 31.1.8.1 Cilíndricos 31,1,8,2 Cónicos 31,1,8.3 De seguridad 31.1.9 Chavetas 31. 1.91 Transversales 31,1,9,2 Longitudinales 311.10 Lengüetas 31,1 . 11 Aplicaciones de los elementos de unión
180 181 181 181 181 181 181
155 155 158 30.3 30,4
159 160 150 160 160
30.5
30.6 30,7
161 162 162 162 163
31
311
163 163 163 163 164 164 164 165 165 165 166 166 166 167 167 167 167 168 168 169 169 169 169 170 170 170 170 171 171 171 171 172
174 174 174 174 174 175 175 175
176 175 177 177 177
178 178
178 179 179 179 179
182 182 182 182 182 182 182 182 183 183 183 183 183 184 184 184 185 185 185 185 185 186 185 186 186 186 187
OPERACIONES A MAQUINA
32
Brocas 32,1 Taladrado 32.2 Broca 32.3 Brocas helicoidales 32.3,1 Cola o mango 32,3.2 Cuerpo 32,3,3 Boca o punta 32,4 Tipos de brocas he/Ícoidales 32.5 Afilado de las brocas helícoidales 32.5.1 Angula de punta 32,5.2 Angulo de incidencia y lonado 32,6 Brocas especiales 13
190 190 190 191 191 191 192 192 192 192 desta~
192 193
33
Máquinas de taladrar División de las taladradoras 331 33.1.1 Elementos de una taladradora 33.1.1.1 Soporte general o bancada 33.1.1.2 Soporte para fijación de las piezas 33.1.13 Cabezal 33.1.1 4 Dispositivos para fijar la broca
34 Taladrado 34,1 Estudio del plano o dibujo 34.2 Elección de la máquina 34.3 34.4 34,5
34.6 34,,7
Colocación de la broca Fijación de la pieza Operación de taladrar Casos especiales
Algunos defectos y accidentes que pueden presentarse en el taladrado y sus causas
194 195 195 195 196 196 198
Proceso de mecanizado 35,1 Finalidad de los procesos de trabajo 35.2 Ficha -de trahajo, hoja de proceso o gama
74
Preparación de la hoja de proceso
35.3.1
Estudio del plano de taller
35.3,2
Estudio de una superficie
35.3.3 35.3.4 35.3,5 35.3.6 35.3.7 35.3,8
Agrupación de superficies Agrupación de subfases Elección del proceso Conclusiones Ejemplo 1 Modelo de hoja del proceso
208 208 208 208 208 208 208 208 209
200 201 201 201 202 202
204
204
PROCESOS DE TRABAJO
35
35.3
207 207 207
NORMAS DE SEGURIDAD Y CONSERVACION
36 Seguridad y mantenimiento 36.1 Normas generales pala todos los puestos 36.2 Seguridad en el puesto de ajustador 36.3 Seguridad con las herramientas auxiliares 36.4 Seguridad en el puesto de taladrado 36.5 Seguridad en la esmeriladora 36,,6 Seguridad en la fragua y operaciones de forjado 36.7 Seguridad en el puesto de soldadura 36.8 Código del color 36.9 Reglas de conservación o mantenimiento
215 216 216 217 217 218
218 219 220 222
Objetivos generales
Con el conjunto de los textos de Tecnologia Mecanica, Prácticas de Taller y Técnicas Gráficas. se pretende que el alumno adquiera los Objetivos generales siguientes:
Objetivos de la Enseñanza General de la Profesión L 1 Asimilación y utilización de las nuevas técnicas de aprendizaje, estudio y trabajo personal y en grupo (
El Profesor informará progresivamente de estas técnicas y antes de comenzar la «unidad
didáctica) explicará la técnica del Método Didáctico que va a emplear
1.2
Desarrollo del pensamiento crítico y de la capacidad de evaluación, análisis, sin·
tesis y abstracción
13
Desarrollo de la capacidad de observación y experimentación
2 Objetivos Generales de conocimientos y destrezas 21 Desarrollar la capacidad para interpretar, sintetizar y aplicar los conocimientos ad~ qulridos sobre materiales, herramientas, maquinaria, planos. instalaciones, procesos de trabajo, mejora de métodos, nuevos medios de producción, seguridad en el trabajo contenido en ca· tálogos. folletos, manuales, formularios, revistas, exposiciones, demostraciones, visitas a fábricas y ferias, cursillos y cuadernos de prácticas.. 2,2 Saber aplicar lo aprendido a solucionar problemas típicos, propios de! desarrollo tecnológico de su profesión 23
Dominar el método
inductivo~deduct¡vo"
2.4 Desarrollar orden. precisión. intercambiabilidad, sentido estético, organización, vocación y gusto por el trabajo, 2,5
Dominar las fuentes de información para estar al dla profesionalmente,
2.6
Redactar memorias didácticas, procesos de fabricación. cálculos de tiempo .. , etc.
27 Desarrollar el ingenio para mejorar los métodos, tiempos de fabricación. solucionar problemas" 2.8
Desarrollar la habilidad manual para la ejecución de trabajos de precisión
o
29 Adquisición del vocabulario técnico para una adecuada expresión profesional. 2.10 Conocimiento del campo de aplicación y posibilidades de empleo del mecánico, 2.. 11 Conocimiento de la nomenclatura de herramientas, accesorios, máquinas y su denominación normalizada para facilitar los pedidos. 2,12 Conocimientos básicos de otras profesiones para facilitar la transferencia teniendo en cuenta la evolución y creación de nuevas profesiones. 201 3 Capacitar al alumno en la flexibilidad de una enseñanza globalizada en el área tecnológica. 2,14 Reflexión previa en el planteamiento teórico y práctico de cualquier trabajo; ¿qué se hace?; ¿por qué se hace?; ¿para qué se hace?; ¿cuándo se hace?; ¿quién lo hace?; ¿dónde lo hace?; ¿cómo se hace? 2.15 Adquisición de los conocimientos de las asignaturas que complementan el área tecnológica: Flsica aplicada, Matemáticas"
15
Orientación profesional
Objetivos: Conocer la profesión y las diversas posibilidades de empleo y ocupaciones, Conocer las categorlas profesionales Cómo se ha de preparar el aprendiz para dominar la profesión, Presente y futuro de la profesión mecánica
¿Cuál es tu futuro en el mundo del trabajo? ¿Has decidido dedicarte a la mecánica en alguna de sus profesiones? Es una buena elección, ya que cada día la industrialización necesita mas y mas personas para proyectar, dibujar, programar y fabricar: máquinas. vehículos, instrumentos,. etc Toda profesión requiere a la vez conocimientos y destrezas que no pueden improvisarse y que requieren de 2 a 5 años de estudio y entrenamiento especial. Naturalmente. para ser un simple operario especializado, no hará falta tal formación Antes de decidirte. puedes hacerte alguna pregunta semejante a éstas: ¿Dónde trabajaré? ¿Qué haré o qué me gustaria hacer? ¿Cuánto ganaré o me gustaria ganar? ¿Reúno las condiciones y aptitudes físicas o pslquicas necesarias? ¿Cuáles son las posibilidades de ascenso? ¿Dónde puedo aprender el oficio o profesión? ¿Cuánto tiempo necesitaré?
Ca/egorlas profesionales Veamos un poco las distintas posibilidades o niveles de una profesión: 1, a Un operario especializado es aquél que ha sido adiestrado para manejar una máquina, o hacer sólo unas operaciones concretas, Es un trabajo rutinario. Se practica una y otra vez lo mismo"
2.. Operario cualificado es el que puede preparar y manejar cualquier tipo de maquinaria. Ha de ser capaz de interpretar planos y utilizar herramientas de precisión, Dentro de esta categorfa. cabe cierta especialización, por ejemplo: Q
- Ajustador matricero y herramentista: prepara las matrices, dispositivos o utillajes para trabajos en serie. - Preparador de máquinas herramientas: hace los montajes de herramientas y los ajustes y reglajes de las máquinas automáticas o especiales; debe ser capaz de verificar las piezas para comprobar si su ejecución en las máquinas está conforme con lo previsto en el plano. -~ Verificador: realiza la comprobación de las máquinas y piezas fabricadas, para cerciorarse de si cumplen las especificaciones previstas.
- Encargado de secciÓn: suele ser aquel operario cualificado que, por sus cualidades personales y profesionales, sea capaz de asumir responsabilidades, tomar decisiones, mandar y supervisar a otras personas.
16
3,<1 Ingeniero técnico, Debe ser capaz de proyectar, construir y supervisar las opera~ ciones de las máquinas herramientas. Suele ser el responsable de la fabricación y es una de las personas clave y más importante en la Industria, En el departamento de oficina técnica tiene también una importancia fundamental para la preparación del trabajo, estudio de los procesos y utillajes e incluso para la programación y lanzamiento
Preparación para la profesión Dos han sido tradicionalmente las maneras de aprender una profesión: Cursar estudios en una escuela profesional; Ingresar en un taller como aprendiz, En la escuela aprenderá los fundamentos de la profesión y las ciencias complementarias a ella: las prácticas, la tecnol091a especifica de la profesión y las técnicas gráficas, además de continuar su formación integral.. Al salir de la escuela no será un mecánico completo, aún le quedarán muchas cosas por aprender, pero podrá adquirirlas rápidamente gracias a la formación básica adquirida en ella Muchas escuelas tienen cursos para capacitar a trabajadores con enseñanzas comple~ mentarias a fin de que puedan pasar de un grado a otro y llegar a técnicos. Pueden ampliar co~ nacimientos a base de cursos monográficos, como los que suelen darse en escuelas especiales de Ingeniería Técnica. No acaban aquí las posibilidades de la mecánica, Se van implantando nuevas técnicas y proceso de trabajo: máquinas completamente automatizadas, Trabajar en estas máquinas es fácil, pero se requiere saber programarlas. ponerlas a punto y mantenerlas en buenas condiciones de trabajo, Queda pues mucho camino por recorrer y hacen falta muchos y buenos mecánicos para ello
17
Indice general de materias
Conocimiento de materiales Tema 1 Aceros y fundición. Tema 2 Productos no férricos; el cobre y sus aleaciones Tema 3 Productos no férricos y sus aleacio~
nes: metales varios Tema 4 Identificación de materiales Tema Tema Tema Tema T 8ma
5 6 7 8 9
Tema Tema Tema Tema
21 22
23 24
Burilado y cincelado, Roscas Roscado. herramientas de roscar Roscado a mano
5 Herramientas auxiliares
Formas comerciales Piezas fundidas: su obtención Piezas forjadas: su obtención Tratamientos térmicos: introducción, Tratamientos térmicos,
Tema 25
Herramientas auxiliares,
6 Normalización Tema 26 Normalización bado superficial
2
de medida para de medida para
mag~ mag~
de verificación
de
de verificación para
Trazado
Tema 14 Trazado plano..
Tema 15 Trazado al aire..
4
Aca-
Metrología
Tema 10 Instrumentos nitudes lineales" Tema 11 Instrumentos nitudes angulares. Tema 12 Instrumentos superficies planas., Tema 13 Instrumentos ángulos,
3
Tolerancias
7 Elementos de unión Tema 27 Uniones fijas soldadas Otras uniones" Tema 28 Soldadura blanda, fuerte y soldadura por fusión con soplete Tema 29 Soldadura eléctrica, Tema 30 Roblonado Tema 3 t Uniones desmontables,
8
Operaciones a máquina
Tema 32 Brocas.. Tema 33 Máquinas de taladrar, Tema 34 Taladrado
Operaciones a mana
Tema 16 Taller mecánico y puestos de trabajo" Tema 17 Limas. Tema 18 Limado: Generalidades Tema 19 Operaciones de limado a mano, Tema 20 Aserrado o troceado con desprendimiento de virutas
9
Proceso de trabajo
Tema 35
Proceso de mecanizado"
10 Normas de seguridad y conservación Tema 36
Seguridad y mantenimiento,
19
1. Conocimiento die materiales
Tema 1. Aceros y fundiciones OBJETIVOS
-
Conocimiento elemental de los materiales principales empleados en
mecánica,
Clasificación de los productos siderúrgicos Conocer la clasificación de las fundiciones según el proceso de elaboración
Conocer la clasificación de las fundiciones según su composición y estructura, Saber clasificar los aceros según su composición y conocer los ele-
-
mentos de aleación más frecuentemente utilizados en la composición de aceros aleados - Conocer la clasificación de los aceros según el método de obtención y los procedimientos para obtenerlos Conocer la clasificación de los aceros según sus aplicaciones, Saber hacer un resumen esquemático de la obtención del hierro y del acero. GUiÓN -
Metales más empleados en la industria mecánica. El hierro,
-
Productos siderúrgicos.
-
Clasificación de los productos siderúrgicos, Forma comercial de la fundición del horno altoo Resumen de la obtención de hierro y aceroe Ferroaleaciones,
-
Fig. 1.0 Instalación de un alto horno
PUNTOS CLAVE -
Diferencia entre fundición y acero, Diferencia entre aceros al carbono y aleadoso
-
Conocer los aceros y saber el empleo correcto para la fabricación de piezas y herrBw
mientas_
EXPOSICiÓN DEL TEMA 1,1
Metales más empleados en la industria mecánica
En primer lugar, está el hierro, que en sus distintas formas entra en casi todas las construcciones metálicas, Le siguen, en menor escala, el cobre, empleado sobre todo en la industria eléctrica y en aleaciones, el aluminio, el plomo, estaño, cinc, níquel, etc,
21
Fig, 1.1 Diversas piezas obtenidas por fundición.
r.!,
P()-C'
cJj/
ct/
,¿¿t.<
et./E
IP ett'CÚ,t(
!(~ ti re/-() ,,-,f/ C¿¿é;?" ; 1'/ t4
If"r!:!"'_~-g,,,,
""9'""
zona de
deshidratación
zona de
reducción ".",
vientre 1200 0
piquera
á
Á
- - - -zona (fe fusión -.; 'bf9oú;¡'¡¡
:==Cj;~CJ cS~\Rria
·A,_
(;417 0 !
!l".l'c,(.-/é.,¿
/e6', C'é~ J.t.Lc' <7. 7¿kL/ ¿z¡J).?¿/o
1,2
El hierro El hierro -simbolo: Fe- es un metal blando, dúctil y maleable, cuyo peso especifico es de 7,86. Su punto de fusión es de 1 530 oC, pero si contiene carbono, puede bajar hasta menos de 1 200 oC. Ya antes de fundirse, se reblandece y puede trabajarse fácilmente en caliente. Conduce medianamente bien la electricidad y puede imanarse y desimanarse fácilmente. El hierro empleado en la industria contiene carbono en mayor o menor proporción y entonces varian sus propiedades Los minerales principales son óxidos y carbonatos: oligisto, hematites, magnetita y siderita. 1.3
Productos siderúrgicos
Se denominan productos siderúrgicos las sustancias férreas que han sufrido un proceso metalúrgico de elaboración (transparencia 16,3).
1.3,1
al taller de granula~¡6n o al escorial
la fábrica de acero
a la lunderl;'
1/ c: 0
zona de
carburación
toberas
aire caliento"':: .
q
¿e!CI
de un horno alto.
Clasificación de los productos siderúrgicos Los productos siderúrgicos son principalmente:
- Aleaciones de hierro con carbono, a saber: fundición, acero - Ferroaleaciones, o aleaciones con otros elementos y sin carbono. La fundición suele contener de 1,7 a 4 % de carbono y, vista al microscopio, presenta varios cuerpos distintos mezclados entre si El acero tiene de ordinario menos de 1,7 % de carbono, el cual está combinado completamente con el hierro Tanto la fundición como el acero pueden contener, además del carbono, otros elementos como el cromo, niquel, manganeso, etc., y, en este caso, se llaman fundiciones y aceros especiales.
1 .31 1 El hiena como producto siderúrgico Se llama hierro a un producto siderúrgico cuando no contiene más que el elemento químico de este nombre o si, aun conteniendo otros elementos, éstos solamente tienen carácter de impurezas Llamamos hierro puro cuando la cantidad de impurezas es insignificante. Observaciones importantes: al acero extrasuave, de que luego hablaremos, no se le denomina hierro, aunque, por su escaso contenido de carbono, prácticamente despreciable, pudiera ser incluido en esta clasificación Sin embargo, tanto al acero extrasuave como al hierro, se les da, aun vulgarmente, el nombre de hierro dulce, denominación que tiende a desaparecer. El hierro pu ro tiene aplicaciones especiales muy particulares.
Fig 13 Língotes
2_-+ •
,,
,
1 3 12 10
/"
"2523 26
" Fig 1AA Partes de un cubilote,' 1. par8chispas; 2.. chimenea,: 3.. boca de carga; 4. puerta de la boca de carga.:'
5.. plataforma de carga.: 6. coraza; 7.. cuba,:' 8, callar de .separación,:' 9., revestimiento (cdrJctado '(camisa), 10. caja de viento,:' 11, válvula de regulación del viento; 12, ventilador~' 13, tubo de viento,: 14, boca del encendido~' 15" puerta de la boca del encendido.: 16, crisol; 17, so/era," 18. puerta del vaciado~' 19, pies; 20. puntal:, 21. mirilla; 22, tobera:, 23.. caja de la tobera; 24, piquera de la escoria; 25, canal de la escoria;' 26., piquera de la colada; 27, canal de /a colada,
Fundiciones
Se llama fundiciones a las aleaciones de hierro y carbono que contienen de 1,7 a 4 % de carbono. Además pueden contener otros elementos Sin embargo, no es la cantidad de carbono lo que caracteriza a las fundiciones, sino la forma en que éste se encuentra, tal como se estudia en cursos superiores de conocimiento de materiales. La propiedad más importante de las fundiciones es ser fácilmente fusibles, hasta el punto de poder obtener piezas, a veces su mamente complicadas, por medio de moldes (fig 1 1). Ver Tema 6. 1.3.12 1
Clasilicación de las lundiciones según el proceso de elaboración
Según el proceso de elaboración, la fundición puede ser: de primera fusión, de segunda fusión, maleable y endurecida. - Fundición de plimera fusión o anabio, que es tal como sale de los hornos altos (fig.. '12), donde se obtiene (transparencias 16.1 y 16.2). Se la emplea en forma de lingotes (fig, '13), para refundir o bien para la fabricación del
acero.
- Fundición de segunda fusión. La fundición de segunda fusión, que es la que se obtiene fundiendo de nuevo el lingote de primera fusión, generalmente en un horno llamado cubilote (fig. 1 4A y 1.48) es de suma importancia en el taller mecánico. Se emplea la fundición de segunda fusión en la obtención de numerosisimas piezas de maquinaria, especialmente las que nO necesitan propiedades mecánicas en grado muy elevado, pero que son de formas complicadas, como
las bancadas de las máquinas herramientas, y aun en piezas más delicadas, como engranajes. - Fundición maleable. Se llama fundición maleable a una fundición de hierro en la cual se ha conseguido cierta ductilidad y maleabilidad por medio de un tratamiento térmico. En general se emplea en muchas piezas que han de ser tenaces y tener al mismo tiempo, formas complicadas. - Fundición endurecida o fundición templada. La fundición templada es la que a través de un enfriamiento rápido, ha adquirido una dureza mayor que la normaL
1.3.1..2.2 Clasificación de las fundiciones según su composición y estructura Según su composición y estructura, se pueden distinguir principalmente los siguientes tipos de fundiciones: gris, blanca y atruchada. - Fundición gris. La fundición gris Se caracteriza por el hecho de que la mayor parte del carbono que contiene se encuentra en forma de laminillas finas de grafito, apreciables al microscopio, repartidas dentro de la masa metálica Recibe el nombre de gris por el color que presenta la superficie de rotura La fundición gris no es muy dura y es la que se emplea en una segunda fusión para molderla, o sea, producción de piezas fundidas y también muchas veces para su conversión en acero -afinoFundición blanca. En la fundición blanca todo el carbono, o la mayor parte de él, queda disuelto o combinado con el hierro, de suerte que, vista al microscopio, ya no aparecen laminillas de grafito. Se llama asi porque el color de ia superficie de rotura es blanco La fundición blanca es más dura, pero más frágil que la gris.. No se suele emplear para hacer piezas de segunda fusión en molderia corriente, sino para conversión o afino y para fundir piezas que luego hayan de ser transformadas en fundición maleable - Fundición atruchada. Es intermedia entre la fundición blanca y la gris
Fig
1 48
Sangrado de un cubiJo!!
13 1 3 Acero
El acero es una aleación de hierro y carbono en la cual la proporclOn de este elemento es menor que en la fundición
En el acero nunca se encuentra
libre el carbono, sino combinado. También pueden contener los aceros otros elementos además del carbono. Generalmente se consideran aceros las aleaciones de hierro y carbono que contienen menos del. 7 % de carbono, aunque de ordinario no pase del 1 % En ciertos aceros especiales puede llegar a alcanzar el 2 %.
Clasificación según su composición Los aceros se pueden clasificar segun su composición en:
- aceros al carbono; - aceros especiales o aleados. Los aceros al carbono son aquéllos que no contienen otros elementos combinados como níquel, cromo, etc. Los aceros aleados son ternarios, cuaternarios, etc" si contienen 3, 4, etc.
elementos, además del hierro y el carbono. Los elementos de aleación más frecuentemente utilizados son: niquel, cromo, manganeso, molibdeno, wolframio, vanadio y silicio; pero también se emplean otros como el cobre, el plomo, etc.
Clasificación según el método de obtención Según el ·método de obtención, se clasifican los aceros en: -
aceros comunes;
- aceroS finos Se llaman aceros comunes los obtenidos en el convertidor Bessemer o Thomas. Aceros finos, los que se obtienen por los otros procedimientos: horno Siemens, horno eléctrico, convertidor LD y horno de crisoles (transparencia 164)
23
en funcionamiento
Fig. 15 Convertidor Bessemer
Los aceros comunes -llamados también de base- se obtienen en el convertidor Bessemer o Thomas (fig. 1.. 5) por reducción de parte del carbono con una corriente de aire. El convertidor es un recipiente basculante, revestido interiormente de material refractario, que recibe la colada de arrabio (no se trata de un horno) en posición horizontal; después, ya en posición de trabajo, recibe una corriente de aire a presión por su base que penetra a través de la maSa liquida y quema el carbono excedente. El proceso dura 15 ó 20 minutos y, como la reacción producida desprende calor, la temperatura se eleva hasta unos 1 600 oC Finalizado el proceso, el convertidor vierte el acero liquido en una cuchara y de allí pasa a las lingoteras donde es colado. Los tochos de acero asi obtenidos sufren después el correspondiente laminado que los convierte en perfiles y productos empleados en la construcción mecánica. Los aceros finos -de calidad y especiales- son, como su nombre indica, aceros de gran calidad cuya ajustada composición y fina estructura requiere procedimientos de fabricación muy cuidadosa. Entre ellos destaca el horno Martin-Siemens, el horno eléctrico en sus diversas variedades, el convertidor LD y el horno de cdsoles., El horno Martin-Siemens (fig. 1.6) emplea combustible gaseoso y aire precalentado en acumuladores de calor situados debajo del hogar. Es un procedimiento económico porque permite emplear chatarra junto al arrabio.
gus caliente aire caliente
Fig,
aire frio
1.6 Horno Maftin-Siemens.
combustión
bocas de fuego
humos enfllauos (a lu chimenea)
El horno eléctrico (fig 1.7) no sirve para producir acero directamente sino que es un medio de refinar el que procede del convertidor o del horno M8, Como carece de gases combustibles es posible controlar perfectamente la atmósfera del horno y eliminar el riesgo de impurezas. Se emplea para producir aceros de máxima calidad
electrodos
p:.:.;>,--
agua do rufrigorución
L Fig. 1.7 Horno eléctrico de arco,
Fig. 1"9 Horno de crisol
Fig. 1B
Convertidor LD
El convertidor LD (Linz-Donawitz) es parecido a los convertidores ordinarios aunque su fondo carece de aberturas (fig. 1.8). Por la boca superior penetra una lanza refrigerada por la que se insufla oxigeno puro sobre la masa liquida a una presión de 4 a 12 al que descarbura la colada. Junto al arrabio se añade chatarra y minerales de hierro.
24
El horno de crisoles (fig 1.9) es un procedimiento antiguo que aún se sigue utilizando porque da aceros de gran calidad El acero, junto con los metales de aleación, se introduce en crisoles refractarios que se calientan en hornos como el de la figura
Clasificación según sus aplicaciones Atendiendo principalmente a sus aplicaciones, los aceros se clasifican en:
1. Aceros para estructuras. -
Aceros Aceros Aceros Aceros
de uso generaL para calderas y recipientes. para tuberias. para hormigón..
2" Aceros para construcción mecánica, -
3
-
4
Aceros Aceros Aceros Aceros Aceros
no tratables. para temple y revenido. para endurecimiento superficial para muelles para rodamientos
Aceros para útiles y herramientas. Aceros Aceros Aceros Aceros Aceros Aceros
de herramientas al carbono. de herramientas para trabajos en fria. de herramientas para trabajos en caliente. de corte rápido.. para moldes para plásticos. para moldes para fundición.
Aceros con propiedades y aplicaciones especificas. Aceros para aplicaciones eléctricas y magnéticas Aceros para trabajar en condiciones de servicio especiales
Aceros con aptitudes especiales para ser trabajados Los aceros para estructuras se emplean esencialmente en construcciones
de Ingeniería (obras publicas, construcción naval, ferrocarriles, etc.); los aceros para la construcción mecánica se usan para la fabricación de maquinaria y equipo e incluyen aceros sin alear o aleados, los aceros para herramientas son aceros destinados a la construcción de utiles de toda clase; el ultimo grupo comprende una gama de acero de empleo muy especifico..
1.32 Designación de los aceros Cada acero normalizado recibe un numero característico que permite clasificarlo con rapidez, asl como una designación simbólica que expresa de forma abreviada su composición quimica; esta ultima se estudiará en su momento -más adelante- por lo que aqul nos limitamos a hacer mención de ella Es conveniente ir memorizando la designación de los aceros más importantes segun la nueva nomenclatura UNE e ir desechando la antigua numeración del INTA y del IHA por razones obvias; también hay que desechar a nivel general las denominaciones particulares que emplean las acerlas porque sólo introducen elementos de confusión. En este sentido el acero semiduro al carbono (C 0,45 %) para la construcción mecánica se designa por: F-'1 140; na son válidas las restantes: UNE F-1 140 (válida)
IHA F-114 (a eliminar)
INTA F-5
(~eliminar)
A continuación se incluyen dos tablas (tablas 1 10 Y 111) con la designación, composición y aplicaciones de diversos aceros de empleo común en el taller mecánico.
25
Tabla 1010
Aceros de caliClad y especiales para la construcción mecánica
Principales elementos de aleaci6n Clasificaci6n y denominaci6n común
Numeración UNE
Aplicaciones y observaciones %C
Aceros finos al carbono Acero extrasuave_
0,15
F-1120
Acero suave.
0,25
F-1130
Acero semisuave.
0,35
F-1 140
Acero semiduro.
0,45
F-1 150
Acero duro.
0,55
36-011-75 F-1 110
% Otros elementos Elementos de maquinaria que deben poseer gran tenacidad. Piezas que se han de obtener por deformación en fria, plegado, etc., de baja resistencia. Herrajes, piezas para soldar. - Fácilmente sol-
dable y muy deformable Piezas de resistencia media y buena tenacidad. Se pueden obtener por deformación en fria, embutición, plegado, etc. Herrajes, elementos auxiliares, etc. - Soldables, Ejes, elementos de maquinaria y otras piezas de buena resistencia y buena tenacidad, Bulonerla y herrajes. Ejes y elementos de maquinaria, piezas de bastante resistencia. transmisiones. cilindros de motor de explosión, etc" - Templan bien en pequeños es-
pesores. (Culdense las deformaciones.) Ejes._ transmisiones, tensores y piezas regularmente cargadas y de espesores no muy elevados. - Tem~
plan bien en agua y en aceite,
.---------1
Aceros para temple y revenido (aleados de gran resis~ tencia) Acero al cromo. Acero al cromo~molibdeno de 90 kgl
36-012-75 F-1 202 F-1 250 F-1 270
Acero al cromo-níquel-molibdeno de 120 kgf.
36-015-76 F-1 410
Aceros para muelles Acero al carbono para muelles de temple en aceite, Acero al cromo-vanadio para muelles Acero manganosiliciosos para muelles de temple en aceite.
F-1 430 F-1 440 36-013 1
F-1 510 F-1 523
Aceros para endurecimiento superficial (cementación) Acero al carbono para cementación, Acero al Cr-Ni para cementación de 100 kgf/mm'.
0,4 0,35
Cr 1 Cr 1; Mo 0,2
0,35
Cr 0,8; Ni 1,8; Mo 0,25
Piezas de resistencia media y gran tenacidad, Piezas de resistencia medía, Piezas de maquinaria y motores de no muy grandes espesores, pero buena tenacidad. Piezas de gran resistencia y máxima responsabí~ lidad" Cigüeñales, bielas. engranajes, etc, Piezas que trabajan en caliente i Flejes,. cuerdas de piano y piezas de pequeños
0,7
0,5
Cr 0.1; Va 0,18
0,55
Mn 0,85; Si 1,75
0,1
espesores. Necesitan cuidado especial para evitar la des~ carburación superficial y las grietas de forja, Muelles de ballesta y resortes de grandes dimensiones. Evitase la descarburuGión superficial.
Piezas cementadas de poca responsabilidad"
0,12
Cr 0,55; Ni 2,6
F-1 540
Acero al er-Ni para cementación de 95 kgf/mm'..
0,2
Cr 1; Ni 1
F-1 526
Acero al cromo~nlquel~molibde~ no de cementación de 135 kgfl mm 2 •
0,15
Cr 1; Ni 4; Mo 0,25
Piezas cementadas de gran resistencia en el núcleo y buena tenacidad con gran dureza superficiaL Engranajes, levas, etc, Piezas de gran dureza superficial, pero con menor resistencia" Piezas para automovilismo y maquinaria, engranajes, levas. etc. Piezas cementadas de grandes dimensiones y de la máxima responsabilidad, muy alta resistencia, dureza y templabilidad Engranajes, coronas, etc.
I------j---------+---j-------t------ -----------1 36-014~75
F~1
721
F-1740
i
Aceros para endurecimiento superficial (nitruración) Acero de n¡truración ai cromomolibdeno-voniJdio de 105 !~gf/ mm 2 • Acero de nitruración al cromoaluminio-molibdeno de 95 kgf/ mm 2 alta dureza.
26
0..3
er 2,55; Mo 0,4; Va 0,2.5
Piezas de elevada resistencia y gran dureza supc¡fici<:ll pmc rcsi:;rir ni desgasto"
OA
Cr 1,5; Al 1; Mo 0,3
Piezas de resistencia media. pero de la máxima dureza superficial posible.
Tabla 1.11 Aceros aleados y no aleados para útiles y herramientas .
Principales elementos de aleación Numeración
Clasificación y denominación común
%C
F-5103
Aceros al carbono para herra· mientas Acero al C para herramientas
0,75
F-5117
Acero al
F-5 118
Acero al C para herramientas
F-5127
Acero al
UNE 36-071-75
36-072-75
e
e
para herramientas
para herramientas
Aplicaciones % otros elementos
,
1
1.1
V 0,25
1,4
F-5212
Aceros aleados para herramientas Acero indeformable al Cr
2.05
Cr 12
F-5220 F-5241 F-5313
Acero indeformable al CrvMn Acero para trabajos de choque, Acero para trabajos en caliente
1 0,45 0.3
Cr 0.5: Mn 1,2: W 0,55 Cr 1.05: V 0.2: W 2 W 9: Cr 3: V 0,4
0,35
V 0,4; Cr 5; Mo 1,45
0,55
Cr 1,1; Ni 1,75; Mo 0.4
1,05
Cr 0,55; W 1,3; V 0,2
al W, F-5217 F-5307 F-5237 36-073-75 F-5520 F-5530
Acero para trabajos en caliente al Cr-Mo-V. Acero para matrices en caliente al Cr~Ni-Mo. Acero de herramientas de gran dureza.
0,75
Aceros extrarrápidos 5% Co.
0.8
Aceros extrarrápidos 10 % Ca..
Matrices cortantes de forma complicada, esca~ dadores. machos para roscar.. cuchiflas para ciza~ lIas, etc. UtHes para roscar, machos, matrices. escariadores, Buriles, punzones, buterolas. escoplos" Matrices y punzones para trabajo en caliente de alto rendimiento; moldes para fundición inyectada. etc. Como el anterior para temperaturas menores Matrices para estampado en serie y en caliente de todas clases. etc. Matrices para trabajar en frio. utiles de estira",.
-
Aceros rápidos Aceros rápidos 18 % W
Cr 4: W 18: V 1 Cr 4; W 18; V 1.35 CA 5; Mo 0,65
F-5540
Herramientas de carpintero, barrenas, brocas, cU v chillas, navajas, agujas de coser y de inyecciones, etc. Matrices para embutir, troqueles, cuchillas, brocas para hierros, aceros y metales; machos de roscar, troqueles, martillos para piedra, tipos de imprenta, punzones, escoplos, etc, Fresas, rasquetas, trépanos, brocas" terrajas, esca v riadores, galgas, instrumentos de cirugía, peines de roscar, navajas de afeitar, etc_ Cuchillas de torno. hojas de afeitar. limas para metales; pinzas, brocas, hileras, sierras,
0,8
Cr 4: W 18; V 1,55 Mo 1; Co 10
.---
Cuchillas y otros utiJes para tornear.. cepillar, fresar, taladrar, Utiles de corte de gran rendimiento y duración en materiales de gran resistencia.. Utiles de corte de máximo rendimiento,
1.3.3 Influencia de los materiales de aleación en los aceros Como se comprende fácilmente, la composición y las proporciones de los elementos de aleación tienen gran influencia sobre las caracteristicas resultantes de los aceros. Asi el carbono eleva la dureza, resistencia y templabilidad del acero y disminuye su tenacidad; el silicio mejora la elasticidad, mientras que el fósforo y el azufre pueden considerarse perjudiciales. Entre los metales, el nlquel incrementa la tenacidad, el cromo la resistencia y la dureza, el vanadio la resistencia al desgaste; el tungsteno y el cobalto la dureza a alta temperatura, etc. Estas cualidades se ven con frecuencia mejoradas por la asociación de diversos metales, tal como puede apreciarse en las tablas anteriores.
13.4 Resumen de la obtención de la fundición y del acero Un esquema de la fabricación de hierro y acero aparece en la figura 1.12 que resumido, da el gráfico con que empieza la página 28.
27
I
Horno alto
I
1 I Fund. liquida I 1
I
Arrabio
I
I
Mezclador
I
Chatana
¡[ I
Cubilote
Piezas
de fundición
I
I
I Horno M. Siemens I
convertidor]
Acero
I
Horno,
eléctrico
I I
Horno
¡
de crisoles
I
Acero
1 Aceros finos y especiales
¡ I
~.~ ~.
/'
/'
~
/
/
Fig, 1.12 Esquema general de la fabricación de la fundición y del acero, Fabricación de la fundición,: t minas~ 2.. mineral de hierro.~ 2a., carbón. 2b, fundente: 3, horno.. 3a, separador de polvo; 3c. compresor de aire;' 3b y 3d. estufas Cowper (La 3b está calentándose y la 3d calentando el aire. Cada cierto tiempo se cambian entre sl);' 4, lingotes de primera fusión.~ 4a. escoria;' 5, cubilote; 6, molde para fundición: 7, horno de fundición maleable~ Fabricación del acero" 4b, arrabio liquido: 8. mezclador; 9.. chatarra: 10, horno Martin-$iemen.s; 11, convertidor~ 12, molde para acero fundido;' 13, /ingoteras; 14. horno Pitt (para mantener calientes los tochos);' 15., laminadoro Fabricación de aceroslino$,," 16.. metales de aleación; 1.7, horno de crisoles: 18. horno eléctrico
MEDIOS DIDÁCTICOS
r
Audiovisuales Transparencias: 16.1 Horno alto. 16.2 Esquema de un horno alto.
16.3 16.4 16.5 Diapositivas: 16.1,1 1601.2
Proceso de los productos siderúrgicos. Hornos para la obtención del acero, Tren da laminación. Tren de laminaci60. Tren de laminaci60.
Pelleula: PrOceso de obtención del acero en los hornos altos.
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Proceso que sufre el arrabio hasta convertirse en un delgado alambre comerciaL
CUESTIONARIO -
¿Pueden utilizarse aceros finos para construir herramientas? ¿Qué acero es el mejor? Justifica tu respuesta. cualquiera que seBe
-
¿Por qué razón no se emplean aceros de gran calidad, por ejemplo para la construcción
de edificios? - ¿Es un cubilote un horno alto pequeño? - El acero extra suave y el hierro, ¿es lo mismo 7 - ¿Qué formas comerciales tiene la fundición? - Designa con letras y números los siguientes aceros; acero extraslJave, acero aleado para herramientas" - Qué nombre reciben los siguientes aceros: F~1120, F-1 510, F-1 250,
BIBLlOGRAFIA APRAIZ BARREIRü J,. Aceros especiales, Dossat. Madrid 1966, APRAIZ BARREIRü Je, Fundiciones,. Do'Ssat. Madrid 1963, E. P" S" Tecnologla Mecáníca,. Libreria Salesiana, Barcelona 1965, REMY A, Matériaux. Fédération des Ecoles Techniques de Suisse, NeuchiHeL WIECZOREK-LEBEN, Tecnologia fundamental para el trabajo de los metales. Gustavo Gili, Barcelona 1967. WRIGHT BAKER H", Materiales férreos" River. Madrid 1964.
Tema 2. Productos no férricos: el cobre y sus aleaciones OBJETIVOS
- Dar a conocer el cobre y sus aleaciones, como materiales notables en mecánica" - Definir el cobre, sus propiedades y aplicaciones, - Conocer los latones, su composici6n sus aplicaciones y tipos más importantes que se fabrican - Conocer los bronces, su composici6n sus diversas aplicaciones y tipos que se fabrican GUiÓN -
El cobreo Aleaciones de cobreo Latones. Bronces
PUNTOS CLAVE Aplicaciones correctas de estos metales en la fabricación de piezas,
29
'1-
2
3
EXPOSICIÚNDEL TEMA 2,1
El cobre
51mbolo del cobre: Cu; peso especIfIco = 8,9 kgf/dm'; punto de fusión = 1 083 oC; mineral: calcopirita.
2.1.1
1., sulfato de cobre
2, cobre en bruto 3. placa a cobrear
Propiedades
El cobre es un metal rojo, muy dúctil y maleable; de ahl que pueda forjarse y laminarse en frIa y en caliente. Puede ser prensado en caliente y adelgazarse mucho en frío. Son ventajas del cobre el ser sumamente flexibíe y resístir a los agentes atmosféricos y a la mayor parte de los IIquídos que se emplean en la industria. Otra propiedad muy importante es que, después de la plata, es el metal que conduce mejor el calor y la electricidad.
2.1.2 Aplicaciones El cobre se usa en estado puro en muchas aplicaciones, especialmente para aparatos eléctricos y para la construcción de algunas piezas. Antiguamente se utilizaba mucho para recipientes domésticos, pero cada vez se usa menos para ello por el peligro del cardenillo que se forma cuando se descuida su limpieza y que es sumamente venenoso. En su lugar se emplea cada vez más el aluminio. 22
Aleaciones de cobre
El cobre forma también parte de muchas aleaciones Las aleaciones del cobre tienen mucha importancia y son muy numerosas. Se dice que es una aleación de cobre cuando en ella entra el cobre con preponderancia sobre los demás elementos que la componen. Las aleaciones del cobre pueden ser las siguientes: latones, bronces y otras
aleaciones.
2.2.1
Latones (tablas 2.1 a 2.3) Los latones son aleaciones cuyos componentes principales son el cobre y el cinc Se emplean mucho en barras para tornilleria y en otras piezas de maquinaria; en plancha y tubos para quincalla, instrumentos de física y multitud de piezas de electricidad. Hay latones laminados y latones fundidos. Estos tienen menos cobre y suelen gozar de más tolerancias en su composición. Los tipos de latones más importantes son: la tumbaga -10 a 20 % de Zn-, el latón para chapas -45 % de Zn-, el latón para tornillos -40 % Zn-, el latón de soldadura -50 % de Zn-, etc. 2.2.2 Bronces (tablas 2.4, 2.5, 2.6) Las aleaciones de cobre y estaño en que predomina el cobre se llaman
bronces. También se llaman bronces las aleaciones con otros metales, siempre que predomine notablemente el cobre, como bronce de silicio, b/once de magnesio, etc. Se llaman bronces especiales aquéllos que contienen otros metales distintos del estaño. Dentro de esta clasificación hay muchos tipos de bronces, como el bronce de cañones, el bronce de campanas, que es muy duro y sonoro y dificil de trabajar, bronces para objetos artlsticos, fácilmente fundibles y que dan superficies muy limpias, de varias composiciones segün ios efectos que se desee obtener., Pero los que más nos interesan son los bronces que se utilizan en la construcción de maquinaria. Los tipos de bronces de maquinaria más corrientes son el bronce /osforoso laminado -5 a 10 % de cinc-, el bronce de aluminio -5 a 10 % AI-, el bronce fos/%so para cojinetes -de 15 % de Sn-, el bronce para engranajes, el bronce rojo o azófar, que contiene estaño y cinc, etc. EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLICACiÓN Ejercitarse hasta distinguir a primera vista y sin dudas, éstos y otros materiales,
30
Tabla 2.1
Aleaciones Cu-Zn para forja UNE
Designación Numérica
Cu Cu Cu Cu Cu Cu
(e>
Constituyentes principales %
Cu
Simbólica
C-6128 C-6130 C-6133 C-6135 C-6137 C-6140
37-103~75
Zn 2n Zn Zn Zn Zn
28 30
33 35 37 40
mín
máx
71 68.5 65.5 63.5 62 59
73 71.5 68.5 66.5 65.5 62
~b
Zn
Pb
Fe
Tota! otras
Resto
0.05 0,05 0.08 0.10 0,10 0,30
005 0.05 0.10 0.10 0.10 0.10
015 015 0.15 0.20 0.20 0.20
Aplicaciones C-6128
Cu Zn 28
C-6130
Cu Zn 30
C-6133
Cu Zn 33
Como Cu Zn 37 pero con mejor formabitidad en fria Telas metálicas. remaches huecos. cintas para radiadores. tornillos con exigencias especiales de recalcado en fria. casquillos para lámparas y embu· tición profunda tanto a maquina como a mano
C-6135
Cu Zn 35
Tubos para griferia y ornamentación
e6137
Cu Zn 37
Especial para dar forma en fria por estirado. compresión. recalcado_ laminado y roscado entre rodi· llos Tornillos y tirafondos. cilindros de presión. cintas para radiadores. chapas para grabar. cierres de cremallera. muelles de hoja. artículos huecos y bolas. casquHlos para lamparas y remaches
C-6140
Cu ZN 40
Para dar forma en caliente y en fria curvando. remachando, estampando y recalcando Piezas pren· sadas en caliente. tornillos y piezas torneadas en las que se realizan trabajos de recalcado. para he rrajes y cerraduras
Muy facil de trabajar en frío Tubos para cambiadores de calor. tubos para instrumentos. trabajos de embutición profunda. ornamentación. telas metaticas. cartucheria. casquittos de lamparas. radiadores de automóvil. remaches. 'puntas y tornillos
Tabla 2.2 Aleaciones Designación
1----Numérica
C·6415 C·6420 C·6425 C-6435 C-6440 C-6445
Cu~Zn-Pb
ppra forja UNE 37-103T75 (extracto)
Constituyentes principales %
----+---------.-------------,--------,-
Simbólica
Cu Zn 35 Pb2 Cu Zn 36 Pb1 Cu Zn 36 Pb3
Cu Zn 39 Pb2 Cu Zn 39 Pb3 Cu Zn 40 Pb
~
Cu
---_..... _--,---_.- - - { - - _. . _-¡
min
máx
610
64.0 64.0 63.0 60.0 59.0 61.0
61.0 60.0 570 56,0 59.0
Al
- _ . _ - - - _.._- ... -
m/n
15
2.5 1.5
2,5 0,3
r~·'·--·-
Zn
Fe
Resto
02 02 0.35 0.35 0,35 0.2
m
05 2'.5 1.5
._-
Impurezas max ~¡.o
3.7 2,5 3.5 0.8
,] Toral
O{r:,
0.3 0.3 05 0.7 0.7 0.5
Aplicaciones C6415
Cu Zn 35 Pb2
Piñones. ruedas_ placas para grabar. llaves. cojinetes. chapas para relajerla, vastagos para valvulas piezas para mecanizar en tornos automáticos y que necesiten una moderada deformación en fria. y para grabado en estampe
C-6420
Cu-Zn 36 Pbl
Piezas con necesidad de una buena deformación en frío y de mecanización, tuercas. remaches. tor· nillos y otras piezas recalcadas. piezas para instrumental, relojeria y llaves
C-6425
Cu Zn 36 Pb3
Una amplia variedad de artículos mecanizados en tornos de alta velocidad. tuercas, tornillos. cojinetes, clavos y productos tubulares con extremos abiertos o cerrados Piezas mecanizadas y ligeramente remachadas
I-----I-------f-----------------------------·C-6435
C-6440
C-6445
Cu Zn 39 Pb 2
Una amplia variedad de piezas forjadas en caliente y prensadas Articulos sanitarios para puertas. ventanas, camillas. válvulas y accesorios. Piezas para automóviles. decoración, transporte mecánico, repisas. pinzas, cubiertas, engranajes, llaves. levas, tuercas, juntas y otros accesorios de máquinas Elementos para relojes e instrumentos. especialmente para engranajes y placas con un alto grado de precisión en el mecanizado.
Cu Zn 39 Pb 3
Una amplia variedad de piezas mecanizadas, por lo general, en tornos de alta velocidad. tuercas. pernos, tornillos. casquillos. cojinetes. clavos. arandelas y productos tubulares con extremos cerrados o abiertos. extrusiones huecas, bisagras y charnelas, cerraduras, perfiles extruidos. estruc· turas de ventanas. ornamentación Clavijas en instalaciones eléctricas y terminales de conexión
Cu Zn 40 Pb
Placas para condensadores e intercambiadores de calor, piezas forjadas en caliente y productos recalcados con maquinabmd~d moderada y con necesidad de un ligero doblado o remachado. rema· ches para frenos, piezas para decoración que necesiten doblado o conformación. perfiles extruidos. ángulos y canales
31
I
Tabla 2.3
Aleaciones Cu~Zn para forja de alta resistencia UNE 37~103~15
Designación
C·6620 C-6640 C-6660 C-6680
Fe
Cu
Simbólica
Numérica
%
Constituyentes principalfls
Cu Zn 25 Al 5 Fe 1 Mn Cu ZO 34 Mn 4 AI3 Fe Ni CuZn36Mn3Al2Si 1 Fe Cu Zo 39 Al Fe Mn
A/
Mn
m/n
máx
m/n
máx
m/n
máx
m/n
máx
m/n
máx
67.0 58.0 57.0 56
69,0 60,0 59,0 61
1,2 0,3 O 0,2
1,8 0,7 0,35 1,5
4.5 2.0 1,2 0,2
5.3 3,0 2,1 1.5
0,1 3,0 2.0 0,2
0,4 4,0 3,0 2.0
-
-
-
mfn.
máx
--
1,2
O
Ni
Si
Sn
m/n
Zn máx
-
-
-
-
0,3
0.8 -
1,5 -
O
0.5 2,0
-
-
Resto
Aplicaciones Partes sometidas a grandes esfuerzos, Deslizaderas y casquillos muy cargados Fuertemente resistente
C-6620
CuZn25Al5Fe1 Mn
C-6S40
Cu Zo 34 Mn 4 AI3 Fe Ni
Anillos sincrónizadores de cajas de cambio .para camiones y eventualmente para turismos Piezas alta resistencia a la corrosión y desgaste can buena deformación en caliente,
C-6660
CuZn36Mn3AI2Si 1 Fe
Válvulas, ejes.. piñones, ruedas dentadas, etc Piezas de vehrculos que exijan caractedsticas mecánicas garantizadas, Contactares, Embolas
C-6660
Cu Zo 39 Al Fe Mn
Segmentos de pistones, Vástagos de bombas y válvulas, Ejes para aplicaciones marinas,
a la corrosión qu(mica, especialmente al ácido acético
Tabla 2.4 Designación Numédca
Aleaciones Cu-Sn para forja UNE 37-103-75 ConstUuyentes pdndpales %
Sn
SimbólJ'ca m/n
C-7ll0 C-7120 C-7130 C-714O C-7150 C-7160
Cu Cu Cu Cu Cu Cu
Sn Sn Sn Sn Sn Sn
2P 4P 5P 6P 8P 10 P
P máx
1.0 3,0 4,5 5,5 7,5 9,0
2.5 4,5 5,5 7,5 9,0 11,0
Impurezas máx Pb
Fe
Zn
Ni
Total
0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0.05
O, 10 0,10 0,10 0.10 0,10 0,10
0.3 0,3 0,3 0,3 0,3 0.3
0,3 0,3 0.3 0.3 0.3 0,3
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0.5
Cu
m/n
máx
0,01 0,01 0.01 0.01 0.01 0.01
0,40 0.40 0,40 0,40 0,40 0,40
Resto
%
Aplicaciones
C-7110
Cu Sn 2 P
Tornlllos, muelles para contactos, tubos para intercambiadores de calor, equipos de comunicación, tubos flexibles, remaches y clavijas, varilla de soldar
C-7120
Cu Sn 4P
Tornlllos, muelles, clips, piezas cje interruptores y contactos, fuelles y membranas, remaches y clavijas, tuercas, hilos para cepillos,
C-7130
Cu Sn 5P
Tubos para aguas ácidas de minas, muelles, clips, piezas de interruptores, fuelles y membranas, re· maches y clavijas, tuercas.. hilos para cepillos, tubos Bourdon, varillas de soldar y electrodos para soldadura por arco,.
C-7140
Cu Sn 6P
Muelles de toda clase, clips, piezas de interruptores, tubos Bourdon, membranas. hilos para cepillos, telas metálicas, piñones, forros para engranajes y manguitos. varillas de soldar y electrodos para sol· dadura por arco
C-7150
Cu Sv 8 P
Muelles de toda clase. clips, piezas de interrupiores, membranas, hilos para cepillos, tubos Bourdon. piñones, forros para engranajes y manguitos, órganos de deslizamiento, telas metálicas y piezas para la industria química
C-7160
Cu Sn 10 P
Piez?s para la industria del papel Placas y barras gruesas sometidas a grandes esfuerzos de compre· sión, con buena resistencia al desgaste y a la corrosión, Placas de dilatacíón y accesorios
Tabla 2.5 Aleaciones Des::qn::ción Numérica
C-8l10 C-8120
37-103-75
Constitu}'entes princl:"ales %
Cu
Simbólica
Cu AI'5 Cu AI8
Cu~AI para forja UNE
Al
mln.
máx
mln
93.5 91
96 93
4 7
Impurezas máx %
Ni
Mn
As
máx
mln.
máx
mln
máx
m/n
máx,
6,5 9
°
0,5 0,5
O O
0.8 0,8
O
0,4
-
-
O
Fe
Pb
Zn
Total
0,5 0,5
0,1 0,1
0,5 O.S
0,8 0,8
Aplicaciones
C-8ll0
Cu AI5
Flejes y alambres para muelles y resortes, ruedas dentadas, camisas, tornillos y mandriles de forma, casquillos. piezas resistentes al calor en la industria qulmica, láminas, flejes y resortes conductores" contactos para bujias y bronces dorados en decoración
C-8120
Cu AI8
Placas de tubos para condensadores, evaporadores y cambiadores de calor. Componentes en contacto con soluciones salinas V aguas ácidas Equipos criogénicos Diafragmas Electrodos,
Tabla 2,,6 Aleaciones
Cu~AI
Al
Simbólica
Fe máx
rpin
máx
8 8,5
11 11,5
1,5 2
5 6
CuAIlOFe5N5
Impurezas máx
Mn
NI
mln CuAI9Fe4Mn4
C-8260 C-8270
(e>ctracto)
Constituyentes principales %
Designación Numérica
37~103~75
para forja especiales UNE
min
má>:
mín
O 4
0.25 6
1,5
O
SI
má>:
mín
O
5 2
-
%
Cu
Pb
Zn
Total
Resto
0.02 0.05
1 05
0,5
máx
--
2.25
-
1
Aplicaciones C-8260
CuAI9Fe4Mn4
Para grandes exigencias en las propiedades de rozamientos, como tornillos sin fin y sus coronas. casquillos y camisas. mandriles de forma. membranas bajo agua salada y piezas de válvulas
C-8270
CuAllOFe5Ni5
De aplicación en aviación en plezas tales como piñones y engranajes en trenes de aterrizaje retráctiles. grandes asientos de válvulas. espaciadores de cojinetes de motores. guias de válvulas. conos de bujes de hélice y casquillos de bujfas,
CUESTIONARIO -
¿Qué propiedades mecánicas principales tiene el cobre? ldem el latón ldem el bronce, ¿Qué defectos presenta el cobre puro? ¿Qué es una aleación? ¿Existe el mineral de bronce? ¿Existe el cobre libre en la naturaleza?
BIBLlOGRAFIA E P S.• Tecnologfa Mecánica. Libreria Salesiana. Barcelona 1965 REMY A, Matériaux. Fédération des Ecoles Techniques de Suisse. Neuchatel. WIECZOREK~LEBEN, Tecnologfa fundamental para el trabajo de los metales., Gustavo Gilí, Barcelona 1967,
Tema 3.
Productos no férricos y sus aleaciones: metales varios
OBJETIVOS
-
Conocer otros materiales empleados con frecuencia en mecanlca. Conocer el aluminio, estaño, plomo, aleaciones de plomo y estaño, cinc con sus propiedades y aplicaciones principalmente en el taller mecánico_ - Saber la forma de obtener los conglomerados metálicos y las aplicaciones en la fabricación de cojinetes porosos, metales duros, filamentos de lámparas y herramientas de diamantes - Conocer los productos y procedimientos existentes para proteger de la oxidación o para conservar y embellecer las piezas mecanizadas.
]--IH ,_-H-M'
GUIÓN o:--
-
Aluminio. Estaño.. Plomo. Aleaciones de plomo y estaño, Cinc, Conglomerados metálicos Protección de metales
Horno Sistema Haglund: 1. bastidor de híerro 2,. ánodo de carbón 3, cátodo de carbón 4, mezcla fundente 5, aluminio
PUNTOS CLAVE Aplicaciones de estos materiales
33 2
Tecnologia del Meral/1
n
EXPOSICIÓN DEL TEMA 3.1
Aluminio (tablas 3.1 a 3.4)
Simbolo del aluminio: Al; peso especifico = 2,7; punto de fusión = 658 oC, mineral: bauxita. El aluminio es un metal blando, muy dúctil y maleable, muy ligero, casi inalterable al aire y buen conductor de la electricidad No existe en estado libre, pero combinado abundantemente en la naturaleza, forma parte de muchos minerales y tierras.
3.1.1
Propiedades
Sus propiedades mecánicas dependen de su pureza . Cuanto más puro es el metal, tanto mayor es su resistencia y su dureza. Puede soldarse por varios procedimientos -por soplete de gas, por resistencia eléctrica o por arco voltaico-, pero la soldadura del aluminio es difícil por la capa de óxido que se forma Se trabaja bien con herramientas de corte, a grandes velocidades.
3.1.2 Aplicaciones
Fig. 3 5
Perfiles para montajes
de escaparates de aluminio,
Por su ligereza, unida a suficiente tenacidad y a su inalterabilidad a los agentes atmosféricos, alcanza el aluminio cada vez mayores aplicaciones, Sin embargo, excepto para usos eléctricos y de recubrimiento, rara vez se usa el aluminio puro sino que se mejoran sus cualidades en aleaciones apropiadas Las aplicaciones principales del aluminio y sus aleaciones se encuentran en aviación, construcción naval. ferrocarriles, automóviles, bicicletas, maquinaria, electricidad, aplicaciones domésticas y, en general, siempre que se necesite un metal ligero, inoxidable y de suficiente resistencia
Tabla 3.1 Designación Numérica
Simbólica
UNE
Al 10 Cu Mg Al 7 Cu Si Al4 Cu Mg Ti
Al4 Cu 2 Ni Mg
3B 211 1~ R 38213 F R 38214 F R 382151~ R
,-
Constituyentes principales %
Norma ,,-
L-2110 L-2130 L-2140 L-2150
Aleaciones AI-Cu para moldeo
Al
SI
Base Base Base Base
0-1 3-4 0-0,2 0-0,6
Fe
Cu
Mn
0-1.5 0-1.4 0-0,35 0-0,6
9,2-10,8 6 -8 4,2-5 3,5-4,5
0,0,5 0-0.5 O-O 1 0,0,3
- - - - - C-.
Mg
Ni
Zn
Ti
Pb
Sn
Otros
0-0,3 0-0,3 Q'04 0-0,2 0-0,1 0-0,1 0-0,1 0-0,3 0-0,2 0-0.5 0-0,2 015·035 0-0,05 o-o 1 0,1-0,3 0-0,05 0-0,05 0-0,2 12-1,8 1.7-2,3 0-0,1 0-0.2 0-0,05 0-0,05 0-0,2 0,15·0,35
Aplicaciones
L-2110
Al 10 Cu Mg
Piezas moldeadas en arena y t:oquilla. con buena resistencia mecánica a temperatura y al desgaste tales como émbolos, culatas. casquillos. cuerpos de guia, etc
L-2130
Al7 Cu Si
Piezas moldeadas en arena y coquilla para usos generales cuando se requieran buenas características de moldeo. estanquidad y maquinabiJid~d
L-2140
Al4 Cu Mg Ti
Piezas moldeadas en arena y coqullla ~ara exigencias mecánicas elevadas
L-2150
AI4 Cu 2 Ni Mg
Piezas moldeadas en arena y coquilla que requieran elevada resistencia mecánica a temperaturas de hasta 300 oC. tales como émbolos de motores. culatas y otras piezas similares
Tabla 3.2
Designación Numerica L-2310 L,233 I L-2332 L-2341
Simbólica Al 10 Mg Al6 Mg
AI6MgFe AI3 Mg Si
Aleaciones
AI~Mg
para moldeo
Constituyentes. principales %
Norma UNE
Al
Si
Fe
382311? R 38233 38234 38235
Base Base 8ase Base
0-0.3 0-0,5 0-0,5 1-1,3
0-0,3 0-0,5 0-1,3 0-0,5
Cu
Mn
Mg
Ni
Zn
Ti
lo
0-0,1 -02 O-O 1 O-O 3 95·105 0-0.1 5-7 0-0,05 0-0.2 O -0,2 0-0,1 0-0,5 5-8 0-0,2 0-0,6 0-0,1 0-0,2 O -0,2 2-4 0-0,05 0-0,2 0,1-0,2 0-0,1 0-0,5
Pb
0-0,05 0'0,05 0-0,1 0-0,05
Sn
Be
Otros
0-0,05 0-0,05 0-0,05 0-0,05 er 0-0,2 0-0,1 - erO-O,l 0-0,05
Aplicaciones L-2310
All0 Mg
Piezas moldeadas en arena y coquilla que precisan gran resistencia a la corrosión junto con elevadas caracteristicas mecánicas Requiere técnicas especiales de fundición
L-2331
AI6 Mg
Piezas moldeadas en arena y coquilla con muy buena resistencia a la corrosión. incluso en ambiente salino
L-2332
A16MgFe
Piezas inyectadas con resistencia a la corrosión incluso en ambiente salino
L-2341
AI3 Mil Si
Piezas moldeadas en arena y cóquilla con excelente resistencia a la corrosión y buena resistencia mecánica
Tabla 3"3
Designación
Aleaciones Al-Si para moldeo
Constituyentes principales %
Norma
Numérica
Simbólica
UNE
L-2520 L-2550 L-2560 L-2610 L-2640 L-2551 L-2521
AI12 Si AI12 Si 2 Ni Al 10 Si Mg Al 5 Si 3 Cu Al12 Si 2 Cu Al 12 Si Ni Al 12 Si Fe
382521?R 382551?R 382561?R 38261 38264 38 265 38 269
Al
Si
Base 11-13.5 Base 11-13 Base 9-10,5 Base 4-6 Base 11-13 8ase 11-13 Base 11-13,5
Fe
Cu
0-0,6 0-0.8 0-0.6 0-0,8 0-1 0-0.8 0-1.3
O -0.1 0,5-1.5 O -0,1 2 -4 1,7-2.5 0.5-1,5 O -1
Mn
Mg
Ni
Ti
Pb
Sn
Otros
0-0,1 0-0.2 0-0.1 0-0.2 0-0.1 0-0.2 0-0.2
0-0.1 0-0,1 0-0,05 0-0.1 0-0,15 0-0.1 0-0.15
0-0,05 0-0.1 0-0,05 0-0,05 0-0.1 0-0,1 0-0.1
0-0.2 0-0.2 0-0.2
Zn
O -0,5 O -0.1 O -0.1 0-0.. 1 0-0,2 O -0.3 0.8-1,5 2 -3 0.3-0,5 0.2-0A O -0.1 0-0,1 0,3-0,7 O -0,150 -0.3 0-0.5 O -0.5 O -0,3 O -0,3 0-1.5 O -0,3 0.7-1,5 0.5-1,5 0-0,2 -0.2 O -0.5 0-0,5 O -0.5
Aplicaciones L-2520
AI12 Si
Piezas de uso general moldeadas en arena y coquilla; formas complicadas y secciones delgadas
L-2550
AI12 Si 2 Ni
Piezas moldeadas en coquilla; resistencia mecánica en caliente. al desgaste y baja dilatación
L-2560
Al 10 Si Mg
Piezas moldeadas en arena y coquilla con buena resistencia mecánica. a la corrosión y buena estanquidad
L-2610
AI5Si3Cu
Piezas moldeadas en arena y coquilla. incluso de forma complic buena resistencia y estanquidad
L-2640
Al 12 Si 2 Cu
Piezas de diseño complicado y secciones delgadas moldeadas por inyección
L-2551
Al12 Si Ni
Piezas moldeadas en coquilla para trabajos que requieran resistencia en caliente y al desgaste (émbolos)
L-2521
Al 12 Si Fe
Piezas de uso general moldeadas por inyección
Tabla 3.4
Aleaciones Al-Cu para forja (e>ctracto)
Designación Numérica L-3120 L-3121 L-3130 L-3160 L-3191 L-3192
Constituyentes principales %
Simbólica Al 4 AI4 Al4 Al 2 Al 6 Al 6
Cu Cu Cu Cu Cu Cu
Al
Mg Mg Pb Si Mg Ni
Base Base Base Base Base Base
Pb
Si
Fe
0.2-08 O .1 0.5-1.2 0.5-1.3 O -0.2 O -0.4
O ·0.7 O ·1 0-0,7 06-1.2 O ·0.3 O ·07
Cu Mn --- --3.5-4,7 3.5-4.9 3.9-4.9 1.8-25 5.5-6.5 5 -6
OA-l 0.4-1 04 1.2 O -0.2 02-0.3
Mg
Ci
Zn
0A-l 0-0.1 0-0.2 OA-1.5 0-0.3 0-1 0-0,1 0.2-0.8 0-0,2 0.6-1.2 Ni 0.6-1A - Ti 0,05·0.15 V 005·0 15 0-0.3
Otros
----Ti + Zr 0-0.2 Ti + Zr 0-0.2 Ti + 2r 0-02 Ti + Zr 0-0,3 Zr 0,1-0,25 Pb 0.2-0.6 Bi 0.2-0.6
0-0.15 Pb+ '·3 0·0.15 0·0.15 0-0.15 O-O 15
Aplicaciones L-3120
------L-3121
Elementos eslructWilles de elevadas características mecanicas en aviación y construcción general he· rrajes, tornillos pernos. remaches -----,. ..• _---.--""- ..- ._-AI4 Cu Mg Pb Piezas de altas caracteristicas mecán·lcas pero de fácil mecanizado .. .. "" ... .- - - - --Al4 Cu Si Mg Elementos estructurales de afta resistencia --_._---Piezas forjadas. en general, cuando se requiera elevada resistencia mecánica a temperaturas altas Al2 Cu Ni (hasta 200 "Cl (motores. hélices. válvulas I
Al <1 Cu MfJ
-_."-,~_._---
-~.~--------"~.".
-~"~-------~~~'"
L-313D L·316D
-"_.~
_~---~.~~~",._-~---_.~,,,.,,.,,
--'-'~-
'~"""~"""
._---------
L-3191
AI6 Cu
L·3192
AI6CuPb
Piezas con elevada resistencia mecimica a alias temperaturas (hasta 300 "Cl (piezas de motores. álabes misiles y material aerospacialJ Estructuras soldadas (resistencia o gas inerte) . .-Piezas de altas caracteristicas mecánicas que requieran fácil mecanizado --~,,~-"'_."-
3 1.3 Aleaciones del aluminio Llamadas ordinariamente aleaciones ligeras, se clasifican en aleaciones para fundir -generalmente con cobre-, aleaciones maleables para laminación y forja . Entre estas últimas, la más conocida es el duraluminio, que tiene una gran resistencia, además de ligereza, por cuyo motivo se emplea mucho en aviación En las figuras 3.5 y 36 vemos diferentes aplicaciones del aluminio, 32
Estaño
51mbolo del estaño: Sn; peso especifico mineral: casiterita .
32.1
7,3; punto de fusión
832 oC;
Propiedades
El estaño puro tiene un color blanco muy brillante. Es medianamente blando, flexible y maleable en fria, pero agrio y quebradizo en caliente A la temperatura ordinaria, es inalterable al aire, pero se oxida fácilmente fundido Las impurezas le afectan muy desfavorablemente y lo hacen quebradizo. El plomo y el cobre, en cambio, aumentan su resistencia.
35
Fig, 3.6
Bisagra de aluminio.
3.22 Aplicaciones El estaño se emplea en forma de chapa de poco espesor y en hojas de hasta 0,01 mm de espesor llamadas papel de estaño, que sirven para envolver alimentos y otras sustancias. Pero las principales aplicaciones del estaño son sus aleaciones, de las que luego hablaremos, y los recubrimientos de otros metales para evitar su corrosión, especialmente del cobre y del hierro. El estaño es absolutamente indispensable para recubrir los utensilios de cocina de cobre y evitar así la formación del cardenillo, sumamente venenoso. La estañadura del hierro se emplea principalmente en la hojalata, para proteger al hierro contra la oxidación, La hojalata consiste en una chapa muy fina de acero dulce recubierta con una delgada capa de estaño. Tiene muchas aplicaciones, especialmente en trabajos de embutido y fabricación de latas para conservas.
Plomo
3.3
Símbolo del plomo: Pb; peso especifico: 11,34; punto de fusión, 327 oC; mineral: galena.
33.1
Plopiedades
El plomo es un metal blando grisáceo, brillante cuando está recién cortado, aunque pierde este brillo al oxidarse su superficie. Es muy pesado, muy blando, hasta el punto de dejarse rayar por la uña; flexible, algo dúctil y muy maleable Es, en cambio, poco resistente y se deforma fácilmente, aun con pequeños esfuerzos. Se funde muy fácilmente ~"""~~
Máquina para fabricar
3.3.2 Aplicaciones Por su cualidad de resistir muy bien a los agentes atmosféricos y quimicos, se emplea para tuberías de agua y otros líquidos y para revestimiento interior de aparatos de Quimica. El plomo se puede emplear puro -plomo blando- o aleado con 10 % de antimonio -plomo duro-o Los óxidos de plomo -minio, albayalde- se emplean como pinturas protectoras para impedir la oxidación de las construcciones metálicas,
tubos de plomo
34
Aleaciones de plomo y estaño
El plomo y el estaño forman parte de numerosas aleaciones en las que a menudo interviene también el antimonio Los principales tipos de dichas aleaciones son las siguientes:
34,1
SoldadUla blanda
La soldadura blanda o soldadura de estaño es una aleación de estaño y plomo, con una proporción de estaño que varía del 25 al 90 % según los usos a que se destine: soldadura de tuberia de plomo, de cinc, de la hojalata, de aparatos eléctricos, etc
342 Metal antifticción Se llaman asi ciertas aleaciones utilizadas para los cojinetes que deben tener: resistencia suficiente a la carga;
pequeño rozamiento con el metal del eje; - poco desgaste al roce; - poca dilatabilidad; - buena plasticidad para que se adapte pronto a la forma del eje. En estas aleaciones vistas al microscopio se observan cristales de aleación dura sumergidos en una masa de aieacián bianda. Se venden en general en el cornercio en barras o pequeños lingotes paia
fundirlas o colocarlas directamente sobre el soporte del cojinete en muchos casos,
En general tienen un punto de fusión más bien bajo y, en caso de agarrotamiento por falta de engrase, funden antes de estropear los ejes 34 3
Metal de imprenta
Son aleaciones que se emplean para los tipos de imprenta o las máquinas de componer.
36
3.4.4 Plomo duro El plomo duro, como antes dijimos, es una aleación con un 10 % de antimonio Se emplea en multitud de objetos: juguetes, imágenes, cubiertos económicos, etc, 3,5
Cinc
51mbolo: Zn; peso especifico = 7,5; punto de fusión blenda y calamita
3,5,1
419 oC; minerales:
Propiedades
El cinc o zinc es un metal blanco azulado, aunque se cubre pronto de una pátina gris que lo protege contra el ataque de los agentes atmosféricos Fundido y frío, es frágil y poco resistente y no es maleable, En cambio, en caliente -entre 120 yi50 °C- se puede laminar y asl, además de poderle dar la forma conveniente, adquiere mayor resistencia Es un metal más bien blando"
3 52 Aplicaciones El cinc se emplea para la fabricación de muchas aleaciones de otros metales -latón, tumbaga, azófar, etc,- y para proteger otros metales Como metal puro fundido, rara vez se emplea, por su poca resistencia, Tiene, en cambio, grandísima aplicación el cinc laminado en forma de chapa -lisa u ondulada-, para recubrimiento de tejados, canalones, tubos, etc El hierro recubierto de cinc se llama hierro galvanizado, Las chapas y alambres de hierro galvanizado resisten muy bien la oxidación producida por los agentes atmosféricos 36
Conglomerados metálicos
Los metales además de emplearse fundidos o laminados, puros o en aleaciones, se usan hoy dia sinterízados o conglomerados La sinterización de los metales consiste en preparar masas sólidas a partir del polvo de dichos metales Esto se hace generalmente por medio de un tratamiento a altas temperaturas precedido de una compresíón en moldes de acero, sin alcanzar la temperatura
de fusión de todos los materiales
3,61
Aplicaciones
Se emplea este procedimiento principalmente en estos casos: a) cuando se desee obtener metales o aleaciones porosas; b) cuando los metales tengan un alto punto de fusión; e) cuando no sean aleables los cuerpos que se desee unir; d) cuando interese unir dos o más metales pero sin que formen aleaciones, Entre las aplicaciones más importantes de los conglomerados metálicos se encuentran:
co¡inetes porosos en estos cojinetes el aceite pasa a través de los poros, o bien, queda impregnándolos y lo van cediendo a medida que hace falta -cojinetes autolubricados-; metales duros: las herramientas de torno y otras máquinas están a veces dotadas de una pastilla de carburo de tungsteno y otros materiales muy duros, que se preparan con frecuencia conglomerando el polvo de dichos materiales con cobalto u otros metales; -
filamentos de lámparas eléctricas; obtención de herramientas de diamante, conglomerando el polvo de
diamante con metales o carburos metálicos, 37
Protección de metales
Los metales expuestos a los agentes atmosféricos y en muchos casos a los agentes qulmicos sufren los efectos de la corrosión Por la corrosión, los metales se van combinando con el oxigeno con pérdida, por tanto, de peso y resistencia, y deterioro de su superficie, No todos los metales sufren de igual modo la corrosión, ya que mientras los hay prácticamente inoxidables, como el oro, otros, en cambio, se oxidan con gran facilidad, como el manganeso De las aleaciones cabe decir otro tanto Sin embargo hay metales, que se oxidan sólo superficialmente, porque el óxido formado produce una capa compacta que preserva de la oxidación al resto del metal, como sucede con el plomo, el cobre y el aluminio
87
ISO S
ISO 5
ISO 7
O/N ¿977
W{(fl81)
OIN aa/
Se presenta muchas veces el problema de proteger la superficie de un metal contra la corrosión, Esto se puede conseguir de varias maneras:
3,7,1 r---cJ__fuente de + - tensión e~terior
chapa.~. de acero illo~idab(~:
tubería
'de hiérro
Por recubrimiento metálico
Se emplea principalmente para proteger los demás metales, el cinc, el estaño, el cadmio, el cobre, el aluminio, el niquel, el plomo, el cobalto y el cromo, Para aplicar la capa de metal se pueden emplear varios procedimientos, tales como: recubrimiento con chapa y hojas del metal inoxidable; galvanizando por inmersión en metal fundido, pulverización del metal fundido con aire comprimido, etc, Sobre la técnica a aplicar, consúltense los tratados especializados; sólo indicaremos aqul que el éxito de la operación depende principalmente de la preparación de la superficie que hay que recubriL
3,72 Modificando quimicamente la superficie que se ha de protegel Para ello se ataca la superficie del metal -con diversas sustancias según el procedimiento- para formar óxidos o sales que la recubran y la preserven de la ulterior oxidación, Así se hace, por ejemplo, con el pavonado y la parkerízación. En el pavonado, se produce sobre el hierro, por el calor, una delgada capa de óxido que luego se frota con aceite, También se emplean las aleaciones superficiales que consisten en atacar químicamente la superfície de un metal con otro metal distinto para que se forme una aleación de poco espesor que proteja el resto de la masa Los metales más empleados para esto son el cinc -procedimiento de sherardización- y el aluminio, procedimiento de calorización,
37,3 Por recubrimientos no metálicos En primer lugar, se emplean las pinturas -al aceite, lacas, bituminosos, etcétera- Es preciso que las partes que se pinten estén completamente libres de óxido y de cascarilla, para lo cual hay que limpiarlas COn cepillos de alambre o chorro de arena Después se aplica la pintura a propósito Son muy conocidas las pinturas a base de minio: pero se expenden en el comercio pinturas de muchos tipos y marcas, según las condiciones de las piezas metálicas que se desee proteger Para proteger durante corto tiempo los objetos de hierro contra la oxidación, se emplean las grasas protectoras; grasa vegetal, sebo o mejor grasas minerales -vaselina o grasas consistentesLas grasas que se emplean han de ser neutras; ya que si fuesen ácidas, a la larga sería contraproducente
3,1,4 Aleaciones inoxidables níquel
capo de óxidos de cromo y níquel
En vez de proteger la superficie del metal, lo que muchas veces se hace es no emplear el metal puro, sino algunas de sus aleaciones resistentes a la corrosión, Este es el caso de los aceros inoxidables. TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Estudiar el fenómeno de la corrosión, como factor influyente en la economía
cromo
CUESTIONARIO -
Propiedades mecánicas de cada material, Empleos o aplicaciones de las aleaciones plomo~estaño, ¿Cuáles son dichas alea-
ciones? -
-
Hacer una lista de las aplicaciones del estaño y del plomo. PiGC6SC de obtcnc:ón de p!'0d!.Jt:tos s¡nt~rÍ7~d(lO:: ¿Out ü:; In hojnlnt::l? Enumera las distintas formas de proteger de la corrosión a los metales.
BIBLlOGRAFIA E. P, S., Tecnologla Mecánica, Librerla Salesiana, Barcelona 1965. REMY A., Matériaw<.. Fédération des Ecoles Techniques de Suisse, NeuchateL WIECZDREK-LEBEN, Tecnologla fundamental para el trabajo de los metales. Gustavo Gili, Barcelona 1967"
38
Tema 4. Identificación de materiales OBJETIVOS
- Facilitar el conocimiento e identificación de los materiales más' empleados en mecánica. - Conocer los materiales, de una manera aproximada, por su aspecto. Conocer los ensayos mecánicos y tecnológicos más importantes. - Interpretar datos referentes a caracterlsticas de los metales en los planos y en los manuales de materiales. Tener una idea de los materiales empleados ordinariamente en los objetos de más frecuente uso. GUiÓN -
Identificación por las apariencias, Identificación por las características,
-
Identificación por características mecánicas
-
Ensayos tecnológicos Identificación por sus aplicaciones.
PUNTOS CLAVE Conocer las características de materiales fundamentales en la industria: acero, fundición
de hierro, bronces, latones. aleaciones de aluminio, plásticos Interpretación de planos y manuales respecto a los materiales y sus características
EXPOSICiÓN DEL TEMA 4 1
Identificación por las apariencias
El color, la terminación superficial, la forma exterior pueden darnos una idea del material que conforma una pieza, pero sólo de una manera general y aproximada Podremos decir si es de acero o de fundición; de aluminio o de
aleaciones ligeras; de cobre o de sus aleaciones; si la pieza está niquelada o pintada; si se ha obtenido por elaboración mecánica, por fusión o por forja, etc Pero esta información no es suficiente para indicar el material de que está hecha la referida pieza
Para conocer las características de una pieza hay que recurrir a ensayos más serios que los de la simple observación La elección del material más adecuado para un fin determinado exige el conocimiento de sus propiedades técnicas Estas se refieren: loA sus características físicas y químicas 2° A la aptitud que posean para su deformación en frío o en caliente, para su' maquinabilidad, templabilidad, soldabilidad, etc
3.,0 A su resistencia o capacidad para soportar solicitaciones mecánicas 4.2
Identificación por las caracteristicas
Los ensayos de materiales suministran toda esta información Estos ensayos se hacen con probetas normalizadas, con productos semiacabados o incluso con piezas o elementos ya terminados Pueden ser destructivos o no. Se basan en principios quimicos, físicos, físíco-quimicos, metalográficos y
mecánicos,
4.21
Ensayos qUlmlcos
Son los empleados para a los agentes quimicos
conocer la composición química y su resistencia
4.22 Ensayos físicos los que se emplean para determinar las caracteristicas físicas de densídad, conductibilidad, propiedades magnéticas, etc También sirven los ensayos físicos para determinar grietas, rechupes, impu-
rezas, etc,
39
4023 Ensayos metalográficos Son los realizados, a través del microscopio, para determinar la estructura del material y también conocer los efectos producidos por los tratamientos térmicos.
4.2.4 Ensayos mecánicos Los empleados para conocer las caracteristicas de elasticidad y resistencia de los metales y el comportamiento en operaciones mecánicas Suelen ser de tipo destructivo, estáticos (con cargas progresivamente crecientes) o dinámicos (con cargas instantáneas o de choque).
43
Identificación por las características mecánicas
Para conocer las características mecánicas se emplean principalmente los ensayos de tlacción, resiliencia, dureza y los tecnológicoso
431
Ensayo de tIacción Se hace este ensayo con probetas (trozos de material preparado). que se
someten a tensiones crecientes para averiguar su resistencia.
Las probetas tienen la forma de la figura 41 Pueden ser largas: Lo = 10 o cortas: Lo = 5 do
81-
=d:
b =:Jf3-
o~ Lo
d
do
Fig 41. Plobeta pata ensayos de tracCión
Se emplean máquinas como las de las figuras 4.2 y 403, con las que se estira lentamente la probeta hasta su roturao La tensión que soporta la probeta es igual a la carga que actúa por unidad de sección
Fig 4.2 Esquema de máquina de ensayo de tracción R
Fig. 44 Gráfico obtenido en el ensayo de tracción. Aspectos de la probeta en distintos momentos: 1. antes del ensaYO;' 2.. en el limite
Recogidos en un gráfico' los valores simultáneos de las cargas y de los alargamientos, se obtienen curvas semejantes a las de la figura 4.4, cuyo estudio o análisis proporciona, entre otras, las características siguientes:
431 1 Limite de elasticidad ((JE) Es la tensión, más allá de la cual, la probeta no recobra su longitud primitiva
crE Tensión en el límite elástico en kgf/mm' FE Fuerza en kgL Ao = Sección de la probeta en mm'
431 2
Resistencia a la tracción (GR)
Es la tensión máxima que aguanta la probeta durante el ensayo
FR
43 1 3
=
Fuerza máxima que actúa sobre la probeta en kgf
Carga de rotura (cru)
Es la carga con la que se rompe el material (jU
=-
Fuo A
I ,
Fu = Fuerza en el momento de romperse la probeta en kgf
431 4 Alargamiento (3) Alargamiento unitario (E) Es la longitud 3 en que aumenta la probeta hasta llegar a la rotura El alargamiento unitario z se expresa en tanto por uno referido a la longitud inicial
IS
=
Lu -
Lo
I
Lo = Longitud inicial de la probeta antes del ensayo en mm Lu = Longitud de la probeta estirada en el momento de la rotura expresada en mm.
432 Ensayo de resiliencia Se emplea este ensayo para saber la tenacidad del material sujeto a esfuerzos bruscos o choques violentos y para comprobar el comportamiento de los materiales con entalladuras que producen concentración de esfuerzos En las figuras 45 Y 4 6 se ve una probeta normal y una de las máquinas más empleadas, llamada péndulo de Charpy, respectivamente
m
Ao· 1
10
I
ro
o' ~
Fig. 4.5 Probeta de resiliencia y esquema de ensayo_
41
Fig, 4..6' Péndulo de Charpy
p
El valor
To
T,
-
kgf/cm'
Ao
I
sólo es informativo y, en igualdad de condiciones, comparativo, Es un ensayo muy importante para saber el efecto de los tratamientos térmicos Este ensayo nos da el valor de la resiliencia,
4,3,3 Ensayo de dureza Fig, 4.7A Ensayo de dureza Brine//.: O = diámetro de la bola.: d =: diámetro
de la huella,: P =: carga del ensayo.: f = flecha o profundidad de /iJ huelljJ,
En sentido amplio, dureza es la resistencia superficial a la penetración, A continuación se exponen cinco ensayos de dureza,
4,3,3,1
Con lima
Es un ensayo basado en la resistencia al rayado, Se emplea para ello una lima fina que se aplica contra la pieza, observando, a la par, si resbala fácilmente, o si por el contrario arranca virutas,
4,3,3,2 Srinell Es un ensayo basado en la lesistencia a la penetración, Una bola de 10 mm se oprime contra el material a ensayar, con una fuerza progresiva hasta llegar a los 3 000 kgf, la cual produce una huella, en forma de casquete esférico (figura 4,7A) tanto mayor cuanto menos duro sea el material La dureza se expresa por un número, cuyo valor es:
012345678910
HB
=
caIga de ensayo superficie casquete
kgf/mm'
Fig, 4.78 Medición del diámetro de la huella (con lupa de aumento)
Tabla 4_9 Cargas,. diámetros de la bola para el ensayo Brinel!. Campos de dureza de los diversos mater-iales y constante de ensayo. l'" ...,,,~ ,1 .. 00,"\'0
1
00 ,
(uo",
l'
:'~;o
d,Jmol'O do 1.1 bol.
()
~
; '.1'
Cte. de ensayo Q
",."
I CARGA EN
30
10
du'"'" a,inoli nO do
Fig 48
Significado
de los simb%s en la designación de la dureza 8rinell
2,5
kgf
« .-J
10
3000
1 000
500
250
O
al
5
750
250
125
62,5
«
2,5
187,5
62,5
31,2
15,6
.-J
p
5
w O
1,25
46,9
15,6
7,81
3,91
&
0.625
11,7
3,91
1,953
0,977
900 800 700 600 500 400
..........
ACEROS
300 --'
.-J
w Z
oc
""
diagonales de la huella~' P =: carga de ensayo
!
720HV 30 "
150
« N
lOO
oc
70 60 50
w
:o O
__' l I
>
al
Fig. 410 Ensayo de dureza Vickers.'
d 1 y d2
200
aü
==
Y
LATONES
30 20
Fig 411 Significado de los sImb%s en la designación
de la dureza Vickers
lO
42
ALEACIONES LIGERAS ANTI FRICCION
dureza Vickers
- - - - - - n a de dureza
I
BRONCES
40 r",no 30 kgl
»
<
90
-
< •••••
Las fórmulas empleadas son;
I
HB =
rr
b- I f
o
-D-(D--2-~-D-'--d-')-
Ir-H-B-=-,,-,
con los valores que aparecen en la figura 4.7A, en figura 47B medida de la huella. La designación de este ensayo se hace escribiendo el número de dureza seguido de las letras H B Y de las características del ensayo bola/carga/tíempo; 110 HB 5/250/30 (fíg. 4.8) Se pueden emplear penetradores varios según los materíales. (Véase la ",tabla 4.9) Pero guardando síempre una relacíón constante entre la carga de ensayo P y el cuadrado del díámetro de la bola, que llamamos
tlZ':?L2zL_ B
A
Fig 412 Esquema del ensayo Rockwell: A
Para la práctíca del ensayo y detalles, véase la Norma UNE 7017
precarga de
Vickers
4 3 33
10
kgf puesta a ce· lO. B. carga prin· cipa/ 140 kgf. penetración mijo
Es similar al ensayo Brinell pero con penetrador de diamante piramídal y con cargas más pequeñas (fig 4 10) Suple al Brinell para piezas delgadas y materiales muy duros La dureza se expresa con un número, seguido de las letras HV y la carga en kgl; 720 HV 30 (Iig. 4 11 ) Para detalles del ensayo véase la Norma UNE 7054
"¡(Ima. C. retirada de /a carga prin-
cipal- retroceso de la aguja y lec· tura del número
HR.
e
4334 Rockwell Es otro ensayo que se ideó para conocer la dureza más rápidamente que
con los ensayos Brinell y Vickers (Iig
412).
Tabla 4,13
,,~""
~-
>~
~-
Superfíc!<1/
Normal
~~cala --_._Carga kgf
e
o
B
150
100
100
A
60
_ _
Penetrador
Escalas de dureza Rockwell
diam 120 0
Denomi· nación
e
diam
bola
120 0
1/16
o
S
díam 120 0
o
o
E
F
G
K
100
60
150
150
N
-
bola 1/ B'
E
N
- - ----15 30 --
N
T
T
T
45
15
30
45
bola
bofa
bola
1/16-
1/16-
1/16"
15T
30T
45T
bola
bola
bola
diam
diam.,
1/16 "
1/16-
l/S"
120 0
120 0
diam. 120 0
F
G
K
15N
30N
45N
El penetrador puede ser un cono de diamante o una bola. La dureza se mide directamente con un reloj comparador incorporado a la máquina. Pueden emplearse varias escalas, que corresponden a penetradores y cargas distintas. En la tabla 413 quedan resumidas Véase la Norma UNE 7053, para detalles del ensayo.. Se designa la dureza con un número (el leído en el reloj) seguido de las letras HRC, (C = cono) o HRB (B = bola) seguido de la carga total de ensayo; 54HCR 150 Ó 43HRB 100 (ligo 4.14). En la figura 4.15 se muestra una máquina para este ensayo.
5~
HRc 150
I~L f",~' ~
43
lO,"'
, 50 kg!
P
cono de diamante
dUreza RockwoH n n de dUfOZi!
4.3.35 Shore En este ensayo se mide la dureza por la altura de rebote de una pequeña pesa, dejada caer desde cierta altura lija (Iigs. 401 6 Y 4.17). La tabla 418 presenta la dureza de algunos materiales en diversos estados de acuerdo con los ensayos arriba explicados. En la tabla 4.19 se reproduce una hoja de características relerídas al acero F-l 140. En ella aparecen las características y las aplicaciones de este acero.
--
fucrztl lolal
P
bota
01 1 G
, 00 k'l
dUfOza Rockwcll
n," de durez¡]
Fig, 4.14
Significado
de los slmbolo$ en la designación de la dureza Rockwel/
Estos valores pueden servirtantopara elegir el material destinado a un uso determinado, como para comprobar si una pieza, o material, es o no es lo que se dice ser, haciendo los ensayos correspondientes, Tabla 4.18
o~
Dureza de algunos materiales" Durezas aproximadas
__
Rockwell
Materiales F
Brinell
e
B
Vickers
HB
Cono de diamante
Bola de 1116"
HV
de 120"
Shore
G
Fig. 4.15 Máquina de ensayo de du~ reza Rockwell (durómetro),:' A, indicador de medida; B, dispositivo de puesta cero,: e, palanca de aplicación de carga;' D, pisador y mecanismo de penetración.: E, puerta,:' F, regulador de velocidad,:' G, mecanismo de SUM jeción; H. mando de maniobra rápida,: 1, dispositivo aplicador de cargas~
a
': lr
mm
j
"
Acero rápido 9 % Ca recocido Acero rápido 9 % Ca templado Acero indeformable 13 % Cr templado y revenido Acero indeformable 13 % Cr recocido Acero cromo~n¡quel 1,25 % Cr - 4,25 % Ni templado Acero cromo-níquel 1,25 % Cr • 4,25 % Ni recocido Acero cromo-níquel 1 % Cr - 4 % Ni 0..25 % Mo recocido Acero cromo-nlquel 1 % Cr - 4 % Ni 0.25 % Mo templado para cementación Bronce 90 % Cu 10 % Sn Bronce B4 % Cu 16 % Sn Latón 90 % Cu 10 % Sn Bronce-aluminio 90 % Cu 10 % Al Cuproníquel 80 % Cu 20 % Ni
260
26 65
103
271 820
37
63 18
-
220
96
760 217
31
461
47
116
471
63
250
24
102
257
36
240
22
99
246
34
600 80 117 52 120 47
59
-
675 60 117 52 120 47
-
-
-
-
-
-
47 69 70
-
-
-
-
m,""'o de caldo
I
44
Ensayos tecnológicos
Tienen por objeto estos ensayos dar a conocer el comportamiento que tendrán los materiales ante ciertas operaciones y tratamientos He aqui algunos de los más usados Fig. 416
Esquema de ensayo Sf10re
4.4.1
De plegado
Sirve para determinar la plasticidad de los materiales. Puede hacerse de distintos modos: 1. ° Se dobla en ángulo la probeta a prueba hasta que aparecen las primeras grietas y se mide el ángulo de plegado hasta ese momento (fig. 4.20) 2 ° Se pliega la probeta hasta un ángulo determinado y se comprueba si aparecen grietas o no, pudiendo llegar al plegado completo (fig. 421), o dejando las ramas paralelas con cierta separación (fig.. 4.22) Véase la Norma UNE 7051 para probetas y detalles
4.4.1.1
Plegado alternativo
Se emplea este ensayo para láminas delgadas Consiste en doblarlas en un ángulo de 90°, de uno y otro lado, contando el número de veces necesario para romperla (fig 4.23).
4 . 4 .2
Emhutición
Es un ensayo muy importante. Se hace con punzones de varios diámetros, según los espesores de la capa Se mide la profundidad del embutido en el momento de aparecer las primeras grietas (fig, 4..24). Véase la Norma UNE 7258 para los detalles de ensayo y valores.
4.43 FOljado Fig 417 Aparato de ensayo de dureza Shore.
con lectura en cuadrante
Hay varías tipos de ensayos de forjado. Indicarnos algunos de ellos en las figuras adjuntas: Ensayo de aplanado, figura 4.25..
44
Tabla 4.19
Características de un acero
F~ 1140.
Reproducción de la página de un manual de aceros"
DESIGNACION: ACERO AL CARBONO-DURO F-1140
LHA F-l 140
.:> o:
CATEGORíA ESPAÑOLA
Echevarría «Heval'
w
Serie
Tipo
IHA antiguo
Aceros al carbono
145
Grupo
F-l 100
S
o: w
U
<>:
Echevarrla «Bellota»
EC 4 EC 5
w 1-
zw
TRATAMIENTOS TÉRMICOS
o: w
Forja
Temple
Recocido
oC
oC
oC
Enfriamiento
u.
Cementación
Revenido
o
oC
oC
o
Enfriamiento
Hamsa
F 5
w
z
710 730
1 100 B50
B25 B45
Al aire
·0 Ü
550 550
Al agua
Lfodio
LC 4
<>:
z :::; o zw o
Normalizado: 860°.880 oC Recocido de regeneración: 835°.855 oC Nitrtlración
Reinosa o Naval
R
Otros datos:
Forjas alavesas
Forcabo 45
CARACTERíSTICAS MECÁNICAS A Elasticidad Alargamiento
R Resistencia
Observaciones
E
kgflmm 2 I
kgllmm'
%
Durezas
2:
p
Estricción
Resistencia kgt/cm'J.
Brinell
10-7
165-185
%
I
Rockwell
Vickers
C
I
Templado y revenido
65-70
40-45
16-13
Con acritud
70
42
13
6
190-210
14-12
10-7
185-210
65-70
Normalización
40-45
! i
COMPOSICiÓN QUíMICA C
Si
Mn
Ni
%
%
%
%
0,40 0,50
0.15 0,30
0,40 0,70
Cr %
Mo
Va
W
Co
S
P
Al
Pb
Cu
Ti
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
<: 0,05
<: 0.05
APLICACIONES Ejes y elementos de máquina Transmisiones cilindros de motores de explosión. piezas de bastante resistencia sin gran responsabi-
lidad, Es más templable que el tipo 't 130,
Ensayo de recalcado, figura 426 Ensayo de mandrinado, figura 427
4.4.4 Ensayo de chispas Sirve para clasificar algunos aceros por su compOSIClon, examinando las chispas que saltan al poner el material en contacto con una muela de esmeril, que gira a gra" velocidad. Al estudiar las chispas hay que observar con gran detalle su figura y su color, atendiendo a las zonas y elementos caracteiisticos Las caracteristicas más importantes que pueden aparecer en las chispas están en la figura 428, figura 4.29 y tabla 4.30 Conviene operar siempre en un departamento obscuro o con muy poca i1u-
45
Figo 4.20 Ensayo de plegado hasta la aparición de grietas.
Fig. 421 Ensayo de plegado completo,
Fig 422 Ensayo de plegado com~ pleto con ramas separadas,
Fig, 4.23 Ensayo de plegado alter~ nativo
Fig 4,25 Ensayo de aplanado
1.- zona
Fig. 426 Ensayo de recalcado,
2.- zona
Fig 427 Ensayo de mandrinado
3." zona
-- -Fig, 428 Ensayo de chispas 1" zona" rayos rectillneos. se observa el color caracterfstico.: 2,a zona: se conservan los rayos y aparecen las primeras bifur~ caciones y algunas explosiones.: 3 " zona~ eJl.plosiones y formas caracter!sticas
Fig 4. 24 Ensaya de embutición A, principio de ensayo. puesta a cero; B, fin del ensayo, lectura de la flecha
Tabla 4,,30
minaclon para apreciar mejor la coloración y detalles particulares; es siempre conveniente el empleo de barras de control, de caracterlsticas conocidas. Estas barras de control se deben tener clasificadas y marcadas; por comparación entre las chispas de la barra patrón y las de la pieza ensayada se conocen las caracterlsticas de ésta.
Ensayo de chispa: características de las chispas y algunos materiales (H EVA).
Clase de material
Volumen del reguero
Color del reguero Color de 105 rayos hacia el final junto del reguero a la muela
Cantidad del chisporroteo
Naturaleza del chisporroteo
Grande
Amarillo oscuro
Amarillo claro
Muy poco
Bifurcado
Grande
Amarillo oscuro
Blanco
Poco
Bifurcado
Regular
Amarillo vivo
Amarillo claro
Regular
Muy bifurcado
4 Aceros de herramientas (0.7; 0.9; 1; 1.3 % de C)
Pequeño
Amarillo vivo
Blanco
Mucho
Muy bifurcado
5
Aceros con molibdeno (Elaslic)
Regular
Amarillo
Rojo
Regular
Trozos incandescentes
6
Aceros con molibdeno (Acrom)
Regular
Amarillo
Rojo
Regular
Trozos incandescentes bifurcados
7
Aceros con tungsteno (Excelso)
Normal
Rojo
Rojo oscuro
Regular
Trozos incandescentes
3
Aceros de 4 % 'vV y 1.25 % (Diamantino)
e
Regular
Rojo
Amarillo
Grande
Con bifurcaciones en 3," fase
9
Aceros de 1,2 % C y 1 % W (Pesfon)
Grande
Rojo
Blanca
Grande
Bifurcaciones brillantes en 3." fase
10 Aceros (0,55 % C; 2 % W y 1 % Cr)
Grande
Rojo claro
Rojo amarillento
Mucho
Explosiones en forma de lanza en el final
1
Acero al carbono (0.15 % de C)
2
Aceros del 0,25 a 0,35 % de
3
Aceros de 0,45 % de
e
e
46
I~I
__~...~
,, -
-
--0="
0 ,;<:--~ I ".',,,,. ~ ~ ~
~
7?11~¡1n -.;:-ifi L-" 'Ti'"
1'"
f{1
r'r
2
~-~ 'ti /' '~Rf!-'" -;,~ .,d, ~~---' 7-. "'f'\
*
._~:i?í
1'11
oO'
~.'r,
4
B
,o 45
Identificación por sus aplicaciones
Para algunas aplicaciones pueden emplearse indistintamente unos materiales u otros Sin embargo, su comportamiento ante ciertos agentes, su aspecto más o menos agradable, su facilidad de fabricación, o su costo, pueden motivar la preferencia de unos o de otros El tener una idea de los materiales usados más frecuentemente para ciertos objetos o piezas, puede ayudarnos a su identificación Así, para grifería se usa latón o acero inoxidable Para instrumentos quirúrgicos, aceros inoxidables Para bancadas de máquinas o piezas voluminosas y de formas complicadas, acero fundido o fundición de hierro Para herramientas de corte, aceros al carbono o rápidos Para recipientes, vidrio, plásticos u hojalata Para elementos conductores de calor o de electricidad, siempre se emplean metales Por el contrario, para materiales refractarios o aislantes, se emplean otros materiales como la porcelana, el vidrio, la madera, etc En las tablas de aceros, latones, bronces y aleaciones de aluminio de los temas 1-2-3, se pueden ver las aplicaciones más apropiadas de cada material
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Escribe una lista de piezas hechas con distintos materiales Di cuál es la característica más importante en cada una de esas piezas, Hallar el número de dureza según la figura 4.. 7B. para P ::::: 3000 lcgf Y O ::::: 10 mm
CUESTIONARIO -
¿Cuáles son las caracterlsticas mecánicas principales 7 ¿Con qué ensayo sabemos si un material es o no frágil? ¿Es interesante que un material se alargue antes de romperse? ¿Por qué?
BIBLlOGRAFfA APRA1Z BARREIRO.. Jo, Tratamientos térmícos de los aceros, Dossat, Madrid 1968. NEY J., Mecánica y metalurgia, Urmo, Bilbao 1968, E, P" S". Tecnologla Mecánica. Tomo primero, Librerla Salesiana, Barcelona 1965,
VOCABULARIO TÉCNICO Gráfico (o gráfica)' Es la representación de datos numéricos o resultados de proceso de cualquier clase, por medio de una o varias lineas que hacen visible la relación que esos datos guardan entre sI,
47
F/g 429 Formas de la chispa en cada tipo de material
Tabla 5.13 Producto
Dibujo del perfil
Cuadrado
D3
Pasamano
Medio redondo
Redondo
Llanta
Pletina
Fleje
9
g OJ ~
~
L-_L__lf
Perfiles varios.
Norma
Ejemplo de designación
UNE 36542
Cuadrado de acero de 18 mm de lado Cuadrado 1B UNE 36542.
UNE 36544
Pasamano de 35 mm ancho Y 8 mm espesor Pasamanos 35 x 8 UNE 36544
UNE 36545
Medio redondo de 30 mm de ancho Y 15 mm de alto o espesor Medio redondo 30 x 15 UNE 36 545.
UNE 36541
Redondo acero 8 mm de diámetro, Redondo B UNE 36541
UNE 36551
Llanta de 60 mm de ancho Y 22 mm de espesor Llanta 60 x 22 UNE 36551
UNE 36552
Pletina de 45 mm de ancho Y 8 mm de espesor Pletina 45 x 8 UN E 36 552
UNE 36553
Fleje de 25 mm de ancho Y 3 mm de espesor. Fleje 25 x 3 UNE 36553
Fig.. 514 Perfiles de aluminio_
cilindro de trabajo
cilindro de gula
cilindro da trabajo
Fig. 5 15 Laminación de tubos sin costura
Existen varios sistemas de fabricación: el Mannesman, en el que se hace pasar una barra entre cilindros girando a gran velocidad (fig 501 5); por estirado, previo un taladro inicial (fig" 5.,16),
5.42 Tubos de costura soldada Para conducir liquidas o gases a bajas presiones se emplean los tubos llamados de costura solda"da. Estos se hacen por conformación de chapa y en caliente, a través de una serie de rodillos (fig.. 5 17). Se sueldan los bordes con soplete o por soldadura eléctrica, después de la conformación y en ciclo automático, Solamente asi se alcanzará una perfecta estanquidad (calidad de los recipientes para no hacer agua por ninguna costura). Para trabajos ordinarios en los que la estanquidad no tiene importancia, se dejan sin soldar o se aprovecha el mismo calor de la laminación para obtener una soldadura por presión
51
Fig 5.16 Estirado de tubos,
5,1,2 Palanquilla Es el producto de sección aproximadamente cuadrada y sin aristas vivas, cuyo lado está comprendido entre 40 mm y 125 mm (fig.. 5,3) . La designación se hace con el nombre y las dimensiones y el n, o de la norma. Para una palanquilla de 80 mm, la designación será: Palanquilla 80 UNE 36513, 513
Fíg, 53
Palanquilla.
L/antán
Es el producto de sección aproximadamente rectangular, cuyo grueso está comprendido entre 11 mm y 125 mm y ancho entre 200 mm y 600 mm (fig,. 5.4), La designación se hace de manera similar al desbaste con su norma correspondiente, Asi para un lIanlón de 250 x 40 mm, la designación será: L/antán 250 x 40 UNE 36513, Fig, 54 L/antón
52
Productos acabados Los más usados son:
52,1
Chapa
Es el producto plano de ancho superior a 600 mm La chapa se clasifica por su espesor en: Chapa gruesa, que es la de 6 mm o más de grueso Chapa media, la de grueso comprendido entre 3 mm y 6 mm Chapa fina, la de grueso inferior a 3 mm . La chapa es generalmente lisa, pero puede ser estriada y aún de otras formas También se puede clasificar 1" chapa por el revestimiento superficial, por el tratamiento recibido o por el uso a que se destina . La Norma UNE 36086 especifica las clases de chapa fina, así como su designación normalizada, Esta se hace a través de la palabra chapa seguida de letra y números de calidad, letra de su estado y acabado superficial y la referencia a la norma UNE 36086 Ejemplo: Chapa A02 XM UNE 36086 522
Fíg
55
Viga de perfil normal
Plano ancho
Es un producto de secclon rectangular, cuyo grueso está comprendido entre 6 mm y 20 mm y el ancho entre 200 mm y 600 mm La designación se hace indicando el ancho y el grueso del plano del que se trata, seguidos de la norma UNE correspondiente, Por ejemplo, un plano ancho de 300 mm y 8 mm de grueso, se designa asi: Plano ancho 300 x 8 UNE 36561, 523
f!]El.14%
_
I-_~~h
Fíg 56
Perfil en U normal
Viga de perfil normal (PN)
Es el producto cuya sección tiene la formaI (denominada doble T, fig 5,5), La designación de una viga, o doble T de perfil normal, de una altura h = 160 mm, se indica asi: Viga (PN) 16 UNE 36521, El nombre viga puede sustituirse por el símboloI:1i'PN) 16 UNE 36521.
Incl.9%
524 Perfil en U normal (PN) Se denomina perfil en U al producto cuya sección tiene la forma de U (fig. 5,6) La designación para un perfil en U, que tenga una altura h = 120 mm es: Perfil en U (PN) 12 UNE 36522. El nombre perfil en U puede sustituirse por el símbolo U: U (PN) 12 UNE 36522.
5,2,5
Figc 5.7A
Viga de ala ancha
Se llama viga de ala ancha a la viga doble T, cuya altura es igual a la anchura de las alas (fig. 57A), La designación para una viga de ala ancha de 180 mm de altura es: viga de ala ancha 180 UNE 36523, Cada dia se emplea más la viga de ala ancha, con alas paralelas (fig.. 5,7B),
Viga de ala anchtl
-- -- '" I
b=h
Fig 578
I Viga de ala ancha.
de alas paralelas
49
5.2;6 Angular de lados iguales de perfil normal (PN) Es el producto cuya sección se caracteriza por dos alas de igual longitud que forman un ángulo de 90° (fig. 5.8) La designación de un angular de lados iguales, de perfil normal, con una longitud de alas de 50 mm y su grueso de 7 mm es: Angulal (PN) 50 x 50 x 7 UNE 36531. El nombre angular se puede sustituir por el simbolo L: L (PN) 50 x 50 x 7 UNE 36531.
h
Fig. 5,8 Angular de lados iguales (PN).
5.2.7
Angular de lados desiguales, de perfil nO/mal (PN)
Es un angular caracterizado por dos alas de diferente longitud (fig. 5.9) . La designación de un angular de lados desiguales, de perfil normal y de una longitud de alas de 60 y 40 mm y un espesor de 6 mm, es asi: Angul81 (PN) 60 x 40 x 6 UNE 36532 Y también: L (PN) 60 x 40 x 6 UNE 36532
5.28 Pedil en T nOlmal (PN) Es La grueso O b
el producto comercial cuya seccron tiene forma de T (fig. 510). designación de un perfil en T normal de 40 mm de altura y 5 mm de es: Pedil T (PN) 40 x 40 x 5 UNE 36533. también: T (PN) 40 x 40 x 5 UNE 36533
5 2 9 Angulal con nelvio pala construcciones móviles
Fig, 5.9 Angular de lados desiguales (PN)
Es un perfil como el de la figura 5 11. La designación de un angular con nervio, cuya longitud de ala mayor sea h = 177,8 mm, es: Angular con nervio 177,8 UNE 36534
52 10 Angula camero Se denomina asi al producto con perfil en ángulo con alas de igual longitud y aristas vivas (fig. 512) La designación de un ángulo camero con una longitud de alas de 25 mm y un grueso de 3 mm, se hace asi: Angula camero 30 x 3 UNE 36535
e
¡nel. 2%
52.11
OtlOS perfiles de acelo
En la tabla 513 se indican las caracteristicas y designación de otros perfiles corrientes
b
Fig. 510 Perlil en T (PN).
53
b
'1JP' b,l~
Fig. 511 Angular con nervio.
Productos de acero laminado en calidad especial
Se denomina asi a los laminados con aceros especiales La designación se hace en estos casos con la doble denominación del perfil y de la calidad Ejemplos: 1° Un perfil laminado redondo de acero inoxidable al cromo y diámetro de 12 mm, se designa asi: Redondo 12 UNE 36615. Acelo F 312 UNE 36016, y también: 0 12 UNE 36615 F 312 UNE 36016 2. ° Una pletina de 28 x 10 mm y acero indeformable, asi: Pletina 28 x 10 UNE 36626 acero F 522 UNE 36072 También se encuentran en el comercio perfiles de otros materiales: latones, aleaciones ligeras, etc En la figura 514 se ven algunos perfiles de aluminio Para otros productos habrá que consultar las normas correspondientes en que se especifican las calidades y medidas 5.4
Tt:bcs
El tubo, pieza hueca, por lo común de forma cilindrica y generalmente abierta por ambos extremos, es uno de los perfiles más tipicos. Su obtención puede ser diversa según el fin a que se destine. Hay, por tanto, una gran variedad de tubos
b
I
Fig. 5,12 Angular camelo.
5.4.1
Tubos sin costUlas p8la trabajos a presión
Asi se llaman aquellos tubos cuya parte hueca ha sido producida por desplazamiento de la masa del núcleo interior hacia afuera
50
Tabla 5.13 Producto
Dibujo del perfil
Cuadrado
D3
Pasamano
Medio redondo
Redondo
Llanta
Pletina
Fleje
9
g OJ ~
~
L-_L__lf
Perfiles varios.
Norma
Ejemplo de designación
UNE 36542
Cuadrado de acero de 18 mm de lado Cuadrado 1B UNE 36542.
UNE 36544
Pasamano de 35 mm ancho Y 8 mm espesor Pasamanos 35 x 8 UNE 36544
UNE 36545
Medio redondo de 30 mm de ancho Y 15 mm de alto o espesor Medio redondo 30 x 15 UNE 36 545.
UNE 36541
Redondo acero 8 mm de diámetro, Redondo B UNE 36541
UNE 36551
Llanta de 60 mm de ancho Y 22 mm de espesor Llanta 60 x 22 UNE 36551
UNE 36552
Pletina de 45 mm de ancho Y 8 mm de espesor Pletina 45 x 8 UN E 36 552
UNE 36553
Fleje de 25 mm de ancho Y 3 mm de espesor. Fleje 25 x 3 UNE 36553
Fig.. 514 Perfiles de aluminio_
cilindro de trabajo
cilindro de gula
cilindro da trabajo
Fig. 5 15 Laminación de tubos sin costura
Existen varios sistemas de fabricación: el Mannesman, en el que se hace pasar una barra entre cilindros girando a gran velocidad (fig 501 5); por estirado, previo un taladro inicial (fig" 5.,16),
5.42 Tubos de costura soldada Para conducir liquidas o gases a bajas presiones se emplean los tubos llamados de costura solda"da. Estos se hacen por conformación de chapa y en caliente, a través de una serie de rodillos (fig.. 5 17). Se sueldan los bordes con soplete o por soldadura eléctrica, después de la conformación y en ciclo automático, Solamente asi se alcanzará una perfecta estanquidad (calidad de los recipientes para no hacer agua por ninguna costura). Para trabajos ordinarios en los que la estanquidad no tiene importancia, se dejan sin soldar o se aprovecha el mismo calor de la laminación para obtener una soldadura por presión
51
Fig 5.16 Estirado de tubos,
rodillo soldador cuchilla repasadoras
Fig. 517 Proceso pala obtener tubos de costura soldada (soldadura eléctrica),
La denominación de los tubos suele hacerse por las medidas de sus diámetros seguido de las características mínimas exigidas. También suele darse uno de los diámetros y el espesor de la pared Los tubos para conducciones normales de agua se denominan por su díámetro interior en pulgadas.. El espesor está normalizado y el diámetro exterior corresponde a la rosca de gas Whitworth, de ígual denominación que el tubo Para una mayor resistencia a la corrosión suele darse a estos tubos un tratamiento de galvanizado 5.5
I
UJ
Perfiles conformados en frío
Hoy día se emplean mucho los llamados perfiles en frío, tanto para construcción de muebles como para estructuras ligeras y elementos de construcción. En la fígura 5.18 aparecen algunos de los perfiles más comunes, y en la figura 519 una aplicación para barandillas
(jJ ~
:'
:' ~_J:
,_ Jl
Fig
5 19 Aplicación de los perfiles en frlo, barandilla
Estos perfiles se obtienen por conformación en frío de chapas finas, por doblado o curvado, pero sin lamínación propiamente dicha. Quíere esto decir que la sección transversal es ígual a la de la chapa inicial. En la figura 5.20 se presenta un tren conformador Estos trenes conformadores suelen Hevar incorporado un sistema de soidadura para jos perfiles cerrados (tubos) Estos trenes pueden trabajar a velocidades de 70 m/min Para casos especíales se recurre a un recocído posteríor en atmósferas inertes. 5.6
Fig, 518
Perfiles laminados en fria
Identificación por su forma y dimensiones
La identificación de los perfiles no'males se hace por su designación de acuerdo con la norma correspondiente. En casos de perfiles especiales, y sobre todo para los perfiles en frío, lo más práctíco es acudir a las casas productoras
52
• 5
e •
La observación se debe hacer con luz ambiente suave y difusa, ya que el color observado depende mucho de las circunstancias de observación, Por supuesto, también es importante la experiencia del observador.
822 2
Termómetros
Se basan en gran variedad de principios: dilatación de liquidas o metales, variación de la resistencia eléctrica con la temperatura, presión de los gases. Se emplean poco por su pequeña capacidad: corno máximo hasta 900 oC (fig. 81)
8.2 3 Lápices de contacto Son unas barritas de sustancias que se funden a diversas temperaturas, al contacto con la pieza caliente (lig. 8.2). Sirven para temperaturas comprendidas entre 60 y 700 oC. Fig,. 8, 1
Termómelro
de dilatación de liquidas,
8 24 Pirómetros
fila monto del pirómetro ocular
,
b
Fig, 8] Detalle del pirómetro óptico' a, filamento demasiado brillante; b, filamento demasiado oscuro; c. filamento y foco equilibrados (lectura)
objetivo
Fíg 8,,6 Pirómetro óptico
interruptor
cubierta
filamento
rendija
intensidad conocida, por ejemplo, el de un filamento de tungsteno. En las figuras 8 6 Y 87 se muestra un pirómetro de este tipo y en la figura 88 el esquema del mismo. En la tabla 8.9 se ven los intervalos entre los que pueden utilizarse los diversos instrumentos. Tabla 89 - 258 oC
o oC
Campo de utilización de los diversos instrumentose 1 000 oC
-'-_-j-
2000 oC
-¡.
3000 oC Pirómetro de radiación -IláPic~-s--?-~
contacto
1
Pir6mides 5ager Termómetros (liquidas) Termómetro bimetfllico Term de res. el¡~cl,
-----_ ..
Teml0p?r cromel-alumen
2
3
4
3
5
_,,~~\~\
Termopar Cn-consHlnte
----
Termopar PI· PI, Rh
6
'¡¡=!=Iit'=¡
// I \"-.:::::: -12zzzzz!!z=J!1l~=----l
Pirómetro óptico
8244 Reguladores automáticos de temperatura Son aparatos que sirven para regular automáticamente la temperatura de los hornos Llevan un pirómetro, cuyas indicaciones hacen que se encienda o se apague automáticamente el horno. al llegar a unas temperaturas predeter-
minadas Pueden llevar un mecanismo grabador. en el cual quedan registradas las temperaturas del horno a lo largo de toda la operación 83
Hornos
Los hornos empleados para los tratamientos térmicos son muy diferentes en cuanto a su construcción y tamaño según el medio de calefacción empleado, el tratamiento a que se destinen y también la producción que se desee alcanzar. En general, las condiciones que debe reunir un horno son: 1" Posibilidad de alcanzar fácilmente la temperatura máxima. 2" Regulación fácil de temperatura 3." Que al introducir la pieza no baje mucho la temperatura, o
v Fig. 88 Esquema de pirómetro óptico 1, foco luminoso. 2. lente objetivo. 3, rendl/as. 4, filamentos . .5 lente ocular. 6, galvanómetro: 7. pila. B.. potenciómetro
Fig. 9] Acero de 0.05 % e Cristales de ferrita limitados por laminillas de cementita. x 750
92
Fig. 98 Acero de 1.2 % de C: caletanda a 780 oC y enfriado lentamente hasta 600 oC, Microestruetura de eementita globular. x 1 000
Componentes y constituyentes de los aceros
Se llaman componentes del acero a los distintos elementos qUlmlcos que tiene una aleación Así, el hierro, el carbono, el silicio, etc, son componentes del acero, Se llaman constítuyentes del acero a los distintos tipos de granos o cristales que tienen forma, tamaño, composición y características distintas Así, la ferrita (hierro puro). la cementita (carburo de hierro: Fe, C), la perlita (cristales mixtos de ferrita y cementita). son constituyentes del acero Otros constituyentes muy importantes son: la austenita y la martensita
Características de los constituyentes Ferrita Es el más blando de los constituyentes y tiene una buena resi-
9 2.1
Iiencia y alargamiento. Véase su aspecto en la figura 97 Cementita Es el más duro de los constituyentes y muy frágil (fig 9.8). Perlita Es un constituyente formado por finas laminillas de ferrita y cementita; tiene propiedades intermedias a esos dos constituyentes Los cristales de perlita tienen aproximadamente 0,9 % de carbono y una gran resistencia al desgaste (fig 99) . La perlita recibe distintos nombres segun la finura de las laminillas de ferrita y cementita Austenita Es una solución sólida de cementita en hierro gamma (fig 9 10) Martensita Es una solución sólida de cementita en hierro alfa (fig. 911) Es un constituyente que sólo es posible obtenerlo en los aceros que desde altas temperaturas (en estado de austenita) sé enfrian rápidamente. (Véase el párrafo referido al temple y revenido.) Es muy dura y resistente a esfuerzos estáticos, pero muy frágil En la fígura 9,12 vemos el diagrama' hierro-carbono en la zona de los aceros En él se muestran los constituyentes que tienen los aceros, seglJn la composición y segun la temperatura, cuando los calentamientos y enfriamientos se han hecho a velocidades pequeñas Las lineas que limitan las zonas son las temperaturas a las que se verifican las transformaciones y se conocen con el
Fig, 99 Acero de 0,87 % de C calentado hasta 800 oC y enfriado lentamente Microes/ruc/ura perlltica. x 500,
MEDIOS DIDÁCTICOS Convendrá afianzar lo expuesto en este tema por medio de proyecciones, de diapositivas
o
peliculas~concepto.
La visita a fábricas o talleres de fundición, bien dotadas y organizadas, es muy ¡otere· sante y útiL
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO -
Visitar un taller o fábrica de fundición y hacer una memorla de lo visto en ella. Hacer un resumen de los distintos medios de moldeo que se emplean en la industria.
-
Dado el dibujo de una pieza sencilla. proponer el proceso de obtención.
CUESTIONARIO -
-
¿Qué es un noyo? Diferencia entre modelo y caja de noyos. Por qué los noyos se arman con alambres o almas metálicas.
-
Por qué se secan los noyos antes de colocarlos en los moldes
- ¿Sabes cómo se llaman las partes de los modelos que suelen pintarse de negro y que hacen parecer a los modelos algo distinto a las piezas que queremos obtener? - ¿Qué diferencia hay entre molde temporal y permanente? ¿Son de la misma materia? - ¿En qué consiste el moldeo mecánico?
BIBLlOGRAFIA APRAIZ BARREIRü .j,., Fundiciones, Dossat. Madrid 1963, E. P, S., Tecnologla Mecánica.. Tomos primero y segundo. Librería Salesiana, Barcelona 1965 SYNDICAT GENERAL DES FONDEURS DE FRANCE, Commission Nation,le de la Formation Professionelle, Parls
Tema 7.
"- -
Piezas forjadas: su obtención
OBJETIVOS - Hacel complender la impoltancla de la faifa desde el punto de resistencia de las piezas y de economia en material y en mano de obla - Dar una idea de los plOcedimientos y procesos de faifa.
GUiÓN -
Fases del proceso Ventajas principales de las piezas forjadas Algunos procesos elementales de forjado
PUNTOS CLAVE El estudio del proceso para lograr la orientación de la fibra La seguridad en todo el taller de forja: fuego. herramientas adecuadas, etc
EXPOSICiÓN DEL TEMA La forja o estampado en caliente es un procedimiento para obtener piezas por deformación plástica de un material Hay que tener en cuenta que no todos los materiales, ni siquiera todos los metales, son aptos para forjar En la figura 7"1 puede verse de una manera gráfica la importancia de la temperatura para la eficacia del golpe
Fig 7. 1 Influencia de la temperatura en la defolmac;Ón.
Fig, 7.3 Prensa de husillo roscado.
56
SEGURIDAD E HIGIENE Dada la importancia de los accidentes. molestias y lesiones a que puede dar lugar la prác-
tica de los tratamientos térmicos, se insiste en las siguientes normas: La No tocar piezas calientes. Hay que asegurarse antes: no es suficiente el color, ni el haberlas sacado recientemente del baño de enfriamiento; si no lIeg6 el equilibrio a toda la pieza, el calor interior puede ser suficiente para producir quemaduras. 2,a En el manejo de liquidas o sales fundidas, hay que evitar salpicaduras y el aspirar
las emanaciones de gases y humos molestos o tóxicos. Debe preverse una ventilación natural o artificial abundante evitando, por otra parte, las corrientes molestas, y aún peligrosas, dados los focos localizados de calor 3, D No hay que tocar con las manos las piezas que han estado en contacto con las sales, sobre todo si contienen cianuros, hasta tanto no se hayan sometido a un lavado perfecto"
NORMALlZACION Se deben consultar las tablas de aceros normalizados para saber los tratamientos más adecuados y los efectos obtenibles
MEDIOS DIDÁCTICOS En toda escuela bien organizada debe existir una buena colección de aceros. en los di~ versos estados, recocidos, templados. etc" Sería muy conveniente que los mismos alumnos en oportunas prácticas, realizaran estos tratamientos para as! poder comprobar los efectos correspondientes Una colección de diapositivas es casi indispensable para obtener una idea de los varías constituyentes,
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO - Hacer una lista de piezas que estén templadas - Hacer un estudio con un acero determinado. un F~1 140 o F~ 1 150, preparando unas probetas de tracción y resiliencia y examinando los resultados de dureza, resiliencia y resistencia a la tracción y alargamiento. después de recocidos. después de templadas en agua, des~ pués de templadas en aceite. después de templadas y revenidas. Puede ser un estudio hecho en equipo o incluso por todos los alumnos_
CUESTIONARIO ¿Es Jo mismo carbono que cementita? ¿Por qué? ¿Qué importancia tiene la temperatura rnaxima alcanzada en el temple? ¿Cómo se llaman Jos tratamientos con cambio de componentes? Para lograr la estructura martensltica, es necesario llegar al equilibrio térmico por cima de A3c ¿Por qué?
en~
BIBLlOGRAFIA APRAIZ J", Tratamientos térmicos de los aceros. Editorial Dossat, Madrid 1968, HEVA, Catálogo de aceros especiales. S. A Echevarria, Bilbao. E P, S, Tecnologfa mecánica. tomo primero, Ediciones Don Basca, Barcelona 1970.
VOCABULARIO TÉCNICO Diagrama.: Dibujo geométrico que sirve para demostrar una proposición, resolver un problema o figurar de una manera gráfica la ley de variación de un fenómeno (Equivale a gráficoc) Bainftic8.: Estructura del acero que se obtiene en transformaciones a temperatura cons~ tante. Fue BAI N, el primero en clasificarla y le dio su nombre" Acritud. la propiedad que adquieren ciertos metales al ser deformados en frio. Con la acritud se vuelven más frágiles y difíciles de deformar
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75
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estampa. superior
11I ,
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pjo2a
"..
el proceso, esto no sucede (fig. 77) Por ello, es muy importante el proceso de forjado para evitar la rotura de estas fibras y lograr su forma más adecuada También tiene gran importancia desde el punto de vista de economla de material (fig 7.9). Y supone también en muchas ocasiones gran ahorro de mano de obra (fig 7.10).
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Fig. 76 Forjado con moldes o
estampas: 1. pieza en bruto,: 2, p~eza en fase de estampacIón;
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Fig 77
Orientación
de las fibras en piezas forjadas.
1-
Fig 710 Economfa de mano de obra, A. tiempo para tornear 1000 tornillos de barra,: 150 horas de máquina.: B, tiempo necesario para 1000 tomillos forjados~ 50 horas de máquina 150 - 50 =: 100 horas de máquina ahorradas
7.3
Algunos procesos elementales de forjado
Los procesos de forjado suponen el estudio previo de las formas que de· ben ser lo más sencillas posible con tal de que la pieza pueda cumplir los fines previstos Deben evitarse los cambios bruscos de sección y de dirección. En las normas se dan valores referentes a los espesores y a los radios mlnimos. Analicemos unos procesos sencillos:
En la figura 711 presentarnos un proceso de estirado; a, b y c son variantes para los casos de estirado descentrado; d para los casos en que el estirado debe ser simétrico respecto al eje Para no romper la fibra, la herramienta debe tener la punta redondeada Se termina aplanando directamente con el martillo e, o con la ayuda de la plana o estampa, f y g. Es un proceso válido para forjar a mano
o a máquina"
Fig
78 Corte de las fibras en piezas laminadas
a
~~~'BB j ,i IJ ¡. j' i i B
~
SO kg de materlal cara 1 000 tornillos do 10 mm
160 -
50 "" 110 kg
do millarial ahorrado
Fig. 79 Economla de material: A. piezas torneadas de barra. B, piezas farjadas
a =:B:=E:efr ~emos
pos~bles r:a;i~a:r::e::c::c:::ad:1
En 1: figura 7 .12 las ;aneras :: éxito de la operación depende, en gran manera, de la localización del calor en la zona adecuada. A veces habrá que proceder a enfriar alguna parte de las zonas calentadas, por ser dificil de localizar el caldeo sólo en el lugar preciso En la figura 713 mostramos también un recalcado pero con estampas, partiendo de un tocho totalmente destinado a recalcar Se termina la operación eliminando las rebabas con un troquel a propósito; estos troqueles sólo se emplean para grandes series.
58
A
$ D
B
e
B
FíO 713 Proceso de recalcado con estampas' A, pieza en barra.
e,
recalcado; C, corte de
rebabas con troquel: D, pieza forjada terminada
Ú=
En la figura 7.14 vemos cómo se procede para doblar a escuadra. Hace falta un recalcado previo para evitar el degollado y la rotura de las fibras En la figura 7.15 se presenta el proceso ya más complejo para la obtención de una pieza como la del dibujo. l ' Fase: degollado, con radios adecuados, de la parte a estirar y a trocear. 2.' Fase: estirado a las dimensiones de la espiga mayor. 3' y 4.' Fases: estirado poligonal de la espiga menor en poligonos de caras progresivamente crecientes: 8, 16, etc 5.' Fase: acabado de la espiga con estampas redondas. 6.' Fase: troceado de la cabeza 7' Fase: acabado de la cabeza
e
D
illli
E
Fig 712 Proceso de recalcado
Fig
e
A
715 Proceso de forjado complejo
(;:
PROBLEMAS 1, 2, 3. 4, 5, 5, 7 Y 8)
2
1
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I
Fig 714 Proceso de doblado con ángulo vivo
,
C-- W~ ~~3 _L,1Ja [_933fJ
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--;f-;',1-:-':21-_
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7
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Fig, 7.16
~;(i1' ~\\ 4lLJo o,,!
Determinar las dimensiones de los materiales de partida para obtener las piezas s¡guien~ tes, teniendo en cuenta las creces para mermas y las demasias para mecanizar (figuras 716
"
~.
- - s-
¿'-'OQ~
Problemas
59
MAL
~:: BIEN
Fig. 7.17 Elección de tenazas según la forma y el tamaño de las piezas.,
Cada grado sexagesimal se divide en 60 partes iguales, cada una -de las cuales se llama minuto sexagesimal, que se abrevia con una comilla: 43'_ Cada minuto se divide en 60 partes iguales cada una de las cuales es un segundo sexagesimal, que se abrevia con dos comillas: 22"_ Asi un ángulo de 27 grados, 43 minutos y 22 segundos sexagesimales se escribe: 27° 43' 22"_ La circunferencia se dividirá, pues, en 360 partes iguales o grados sexagesimales.. 11.1
Goniómetros y transportadores
Para medir magnitudes angulares, se emplean unos instrumentos llamados goniómetros (fig 11..1) Fig 11,1
Goniómetro
1111
Escuadra universal
El goniómetro de la figura 11 2 se llama escuadra universal o escuadra combinada. Tiene muchas aplicaciones, no sólo para medir, sino también para trasportar ángulos y en trazados Pueden comprobarse directamente ángulos de 45° y 90° Y hallar los centros de perfiles redondos. Lleva incorporado un nivel que puede emplearse para medir la pendiente de planos inclinados
Fig. 11.3 Goniómetro o transportador sencillo. Fig 11,2 Escuadra universal o combinada
11 _1 2
GoniómellO simple
El goniómetro más simple eS el de brazo móvil (fig 11.3). que se emplea, tanto para medir, corno para trazar y transportar ángulos Está formado por un semicirculo dividido en 180° Un brazo-regla gira alrededor de un eje en el centro del semicirculo (transparencia 5.. 6) Por medio de un tornillo, puede fijarse en cualquier posición
11.1 . 3 Falsa escuadra Como transportadores, se emplean también los llamados falsas escuadras (fig 11 5)_ Sirven para comprobar ángulos y para trazado 90°+90°=180° 1800-750= 104° Fig. 11.4 Forma de medir con el goniómetro simple
Fig. 115 Falsa escuadra,
11.2 Goniómetros de precisión En la figura 11.6, se muestra uno de los goniómetros de precisión más usados: puede apreciar hasta 5' Consta de los elementos siguientes: 1 ° regleta; 2° tornillo de fijación de la regleta: 3° tornillo de inmovilización; 4° limbo; 5 o nonio; 6. 0 cuerpo principal El cuerpo principal lleva la superficie de referencia o apoyo y el limbo fijo, con divisiones en grados El nonio va incorporado al disco central giratorio y puede inmovilizarse en cualquier posición por medio de una robusta tuerca unida al eje central La regleta tiene una ranura que permite desplazarse longitudinalmente Un tornillo y brida la hacen solidaria del disco giratorio en posición siempre precisa respecto a la linea de referencia del nonio Sus extremos forman ángulos de 45° y 60°, muy útiles para mediciones especiales (fig.. 11.7).
84
Fig. 11 6 Goniómetro de precisión
Fig 117 Detalle del goniómetro nonio
Nonio circular
11 2,1
Según detalle de la figura 117, tiene el mismo fundamento que el lineal, con 12 divisiones y está repetido en los dos sentidos a partir del O central, lo mismo que la escala del limbo La lectura la haremos siempre en el nonio que tiene la numeración en el mismo sentido que la escala del limbo en el que estamos trabajando, La apreciación la hallaremos aplicando la regla general:
a =
n
donde: a d
apreciaclon del nonio; menor división de la regla principal -del limbo en este caso-; n = numero de divisiones del nonio
En el goniómetro de la figura tenemos:
a
=
n
60°
12
= 5'
Fíg 118 Detalle del goniómetro de precisión .2. 30·'
En la figura 118 representamos un nonio de apreciación 2'30" 11 22
Lectura del nonio
Al hacer la lectura, se pueden representar dos casos: a) que el cero del nonio coincida con una división del limbo; b) que no coincida,
Lectura exacta en grados Si coincide el cero con una división del limbo, esa división coincidente con el cero será la lectura en grados,
Lectura en grados V minutos - Si el cero está entre dos trazos del limbo, el trazo más cercano al cero del limbo señalará los grados y el trazo del nonio que coincida con una del limbo nos indicará los minutos,
Ejemplos,: en la figura 11,7, la lectura será: 60° En la figura 1 L9, leeremos asi: 1.° el trazo del limbo anterior al cero del nonio es 8°; 2, ° en el nonio -el de la derecha por tener el mismo sentido que la escala dellimbo-, coincide la segunda raya con una del limbo y, por tanto, leeremos 20' La lectura completa será 8° 20',.
85
• 5
e •
La observación se debe hacer con luz ambiente suave y difusa, ya que el color observado depende mucho de las circunstancias de observación, Por supuesto, también es importante la experiencia del observador.
822 2
Termómetros
Se basan en gran variedad de principios: dilatación de liquidas o metales, variación de la resistencia eléctrica con la temperatura, presión de los gases. Se emplean poco por su pequeña capacidad: corno máximo hasta 900 oC (fig. 81)
8.2 3 Lápices de contacto Son unas barritas de sustancias que se funden a diversas temperaturas, al contacto con la pieza caliente (lig. 8.2). Sirven para temperaturas comprendidas entre 60 y 700 oC. Fig,. 8, 1
Termómelro
de dilatación de liquidas,
8 24 Pirómetros
fila monto del pirómetro ocular
,
b
Fig, 8] Detalle del pirómetro óptico' a, filamento demasiado brillante; b, filamento demasiado oscuro; c. filamento y foco equilibrados (lectura)
objetivo
Fíg 8,,6 Pirómetro óptico
interruptor
cubierta
filamento
rendija
intensidad conocida, por ejemplo, el de un filamento de tungsteno. En las figuras 8 6 Y 87 se muestra un pirómetro de este tipo y en la figura 88 el esquema del mismo. En la tabla 8.9 se ven los intervalos entre los que pueden utilizarse los diversos instrumentos. Tabla 89 - 258 oC
o oC
Campo de utilización de los diversos instrumentose 1 000 oC
-'-_-j-
2000 oC
-¡.
3000 oC Pirómetro de radiación -IláPic~-s--?-~
contacto
1
Pir6mides 5ager Termómetros (liquidas) Termómetro bimetfllico Term de res. el¡~cl,
-----_ ..
Teml0p?r cromel-alumen
2
3
4
3
5
_,,~~\~\
Termopar Cn-consHlnte
----
Termopar PI· PI, Rh
6
'¡¡=!=Iit'=¡
// I \"-.:::::: -12zzzzz!!z=J!1l~=----l
Pirómetro óptico
8244 Reguladores automáticos de temperatura Son aparatos que sirven para regular automáticamente la temperatura de los hornos Llevan un pirómetro, cuyas indicaciones hacen que se encienda o se apague automáticamente el horno. al llegar a unas temperaturas predeter-
minadas Pueden llevar un mecanismo grabador. en el cual quedan registradas las temperaturas del horno a lo largo de toda la operación 83
Hornos
Los hornos empleados para los tratamientos térmicos son muy diferentes en cuanto a su construcción y tamaño según el medio de calefacción empleado, el tratamiento a que se destinen y también la producción que se desee alcanzar. En general, las condiciones que debe reunir un horno son: 1" Posibilidad de alcanzar fácilmente la temperatura máxima. 2" Regulación fácil de temperatura 3." Que al introducir la pieza no baje mucho la temperatura, o
v Fig. 88 Esquema de pirómetro óptico 1, foco luminoso. 2. lente objetivo. 3, rendl/as. 4, filamentos . .5 lente ocular. 6, galvanómetro: 7. pila. B.. potenciómetro
Es frecuente efectuar la verificación a pie de máquina sólo con algunas piezas, cosa que efectúa el propio operario, En cambio, las otras verificaciones se suelen hacer con todas las piezas y por personal distinto, al menos en las grandes factorlas, Hay, además, las verificaciones referentes a montajes y de relaciones de superficies, Son muchas las verificaciones que se presentan en las fabricaciones mecánicas, asi como de los aparatos empleados en ellas Como seria imposible describirlas todas, vamos a explicar las que nos parecen de mayor utilidad y los aparatos empleados para ello, si no han quedado ya reseñados en los temas anteriores, 122
Verificación de superficies planas Para verificar superficies planas se emplean varios procedimientos:
12,2,1 Fíg, 12,1
Reglas o guardaplanos y su utilización
De/alfe Y
Fíg,
12.2
Verificación correcta
Estas reglas son de acero templado y estabilizadas", El filo se hace por rectificado y posterior rodado sobre mármoles de precisión con abrasivos finlsimos y un redondeado de 0,1 mm de radio, Con ello se logra que el contacto tenga lugar prácticamente sobre una linea, La verificación es correcta aun con inclinaciones de 50° respecto al plano (fig 122) y pueden apreciarse magnitudes de 0,01 mm perfectamente por la rendija de luz que pasa entre la pieza y el filo de la regla Se construyen en tamaños desde 30 a 300 mm de longitud de una o varias aristas Para poder verificar lugares angostos, suelen tener uno o ambos extremos biselados, como se ve en la figura 12,1 Al verificar no debe deslizarse la regla sobre la superficie, sino dejarla descansar con suavidad, Una superficie plana se verifica en varias direcciones, levantando la regla cada vez, Asl se prolonga la vida y exactitud de la regla (fig 12,3), Durante el trabajo, deben dejarse sobre un tablero o bayeta sin rozar con otras herramientas Al terminar, dejarlos limpios, engrasarlos con vaselina neutra y guardarlos en estuche apropiado, Para que resulten más agradables al tacto y evitar su oxidación por el sudor de la mano, algunos llevan unos mangos de plástico (fig 123)
122,2
Fig 12,3 Verificación de superficies planas
Fig" 12,4 Mármoles de verificación
Con reglas de precisión -guardaplanos o reglas de pelo o hilo(fig, 121)
Con málmo/ de velificación
Llamamos mármol de verificación a un plano de fundición de la mejor calidad, ordinariamente perlitica", de grano fino, perfectamente estabilizado y de una gran exactitud y finura en el plano, Llevan unos nervios en la parte inferior, perfectamente distribuidos con la finalidad de que resulten ligeros a la vez que robustos y rigidos (fig 124); los pequeños y medianos llevan unos mangos o asas para su manipulación Todos se apoyan en tres puntos no alineados y en robustas mesas. Para lograr un perfecto apoyo, una de los puntos suele ser regulable, Se emplean para verificación de otras superficies, comprobación de útiles y para apoyo de otros aparatos de verificación, cuando se requieren verificaciones precisas Hoy dla se emplean también mármoles de un material natural llamado diabasa -es una variedad de granito negro- (fig. 12,5) Es un material aparecido en la primera era geológica, cuyo envejecimiento natural de millones de años garantiza la ausencia absoluta de tensiones y una A~t~bi!iz8dón perfecta ,/1. esta gr~m estabilidad natura!, GC U;lC la ca¡actei'Ísticéi de que, aun bajo grandes cargas, no se deforma en absoluto No sucede así con los mármoles de fundición, Otra pequeña ventaja es que, si reciben algún golpe -cosa que no deberia suceder-, puede saltar una esquirla, mas no producirse abultamientos como sucede con los metálicos (fig, 12m Para la fabricación, tanto en los de fundición corno en los de diabasa, se suele autocontrolar con tres mármoles a la vez (fig, 12,7), Otras ventajas no pequeñas presentan los mármoles de diabasa: admitir un acabado de mayor finura; - no ser atacados por ácidos -excepto el fluorhldrico-, ni por álcalis;
88
Fig. 125 Mármol de diabasa
- no estar expuestos a la corrosión, por lo cual no necesitan ser engrasados después de usarlos; - no son magnéticos ni conductores de la electricidad Además de los mármoles normales, existen otros en forma de reglas, tanto metálicos como de diabasa Se usan para la verificación de largas superficies donde no pueden emplearse otros mármoles (fig 128)
Fig, 12.6 Efecto de los golpes en los mármoles." A, en los de fundición. B, en los de diabasa
Entintado o colorante Para comprobar las piezas que se han de planear, se esparce una ligera
122.2,1
capa de material colorante sobre el mármoL Pueden usarse para ello estos colores: negro de humo, azul de prusia o minia, con aceite También tinta de imprenta con gasolina Para esparcir el color uniformemente se empapa un paño, que luego se envuelve en otro -exento de pelo- para formar una muñequilla de 3 ó 4 cm de diámetro; luego se pasa sobre el mármol de manera que deje una finisima capa de unas 5 micras Esta muñequilla deberá guardarse en una caja cerrada, para evitar que recoja polvo o virutas, que luego podrian raspar el mármol y las piezas y deteriorarlas La pieza que se deba comprobar se deslizará suavemente en todas las direcciones sobre el mármol (fig 12.. 9) . La pieza estará tanto mejor cuantos más puntos queden marcados (fig 12 10) Y más uniformemente distribuidos 12 2 2 2
Fig. 127 Verificación de mármoles
' ,,,' .' .', ~"-"::: ,' ,,,"",'-& . .
1,
,
'
'.
g~c:,¿..;.~,~~ Fig 128 Mármoles reglas
Normas de uso y conservación
Al usar el mármol, hay que evitar el desgaste desigual que se produce si siempre se pasan las piezas por el mismo sitio No colocar piezas encima del mármol que no estén perfectamente pulidas y limpias No basta un simple desbastado, que estropearía la superficie del mármol, Los mármoles, una vez terminado su uso, deben ser cuidadosamente limpiados y los de fundición además engrasados con vaselina o aceites de buena calidad. Todos deben estar protegidos con cubierta apropiada cuando no se utilicen
12.2.3 Otros procedimientos Fig 129 Verificación de superficies en el mármol con colorante,
Se emplean otros muchos medios de verificación por ejemplo:
12231
Por medio de regla y bloques patrón
Se apoya la regla sobre dos bloques iguales y con un tercer bloque igual; se tantea para ver si pasa por debajo la regla (fig 1211): si pasa con hoígura, indica superficie cóncava, - si no pasa, superficie convexa, - si pasa de manera uniforme y sin holgura la superficie está bien Esta comprobación debe hacerse en varias direcciones,
12,232 Por medio de regla, bloques patrón y comparador de relo/ (fig, 12,12) Es una variante de la anterior, con la ventaja de que nos da el valor numé-
rico de las irregularidades, Puede hacerse asi el mapa topográfico de la superficie (fig" 12,13)" Hay que disponer de una regla perfectamente paralela y de un soporte apropiado para el comparador" Deslizando a lo largo de la regla soporte y comparador, éste nos dará la medida de cada punto (fig 1212),
89
Fig, 12.10 Puntos marcados
comparador do reloj
bloq1,le
Fig..
12~
11
Verificación con regla y bloques patrón
Fig. 12.12 Verificación con regla, bloques y comparador de reloj
Fig 12.13 Mapa topográfico de la superficie.
En la figura 1214 indicamos la forma ordinaria de verificar una superficie plana con regla de precisión y el orden que debe seguirse para colocar la regla MEDIOS DIDÁCTICOS Audiovisuales Diapositivas: 6.1,1 Verificación con guardaplanos. 6~1.2 Verificación con mármol y color. 6.13 Verificación con mármol y color
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Haz una relación de procedimientos que conozcas e instrumentos empleados para verificar superficies planas.
EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLlCACION Comprobación de superficies varias, con los diversos instrumentos disponibles. Cita qué instrumento es el más apto para cada caso y los errores que puedan
tJ
pro~
ducirse Ver carpeta de prácticas
2
--o--
CUESTIONARIO
colocación de la regla • punto de apoyo
-
Instrumentos empleados para verificar superficies planas ¿Por qué las reglas r1gidas tienen sus aristas templadas? ¿Qué es un guardaplanos? ¿Por qué los guardaplanos están provistos de una empuñadura aislante? ¿Qué quiere decir material estabilizado? ¿Qué entiendes por rodado? ¿Qué ventajas tiene el mármol de diabasa respecto a los de fundición?
BIBLlOGRAFfA BESANCET F,,~MEROZ R., Outillage et Métrologie.. Fédération des Ecoles de Mécanique et d'Electricité de Suisse, NeuchiHel. COMPAIN L, Metrologla de taller. Urmo, Bilbao 1970" DANOWSKY H., Manual práctico de Tecnolagla Mecánica._ Gustavo GiIi, Barcelona 1971 E. P. S., Tecnologla Mecánica, Librería Salesiana, Barcelona 1965. SCHROCK ,J" Montaje. ajuste. verificación de elementos de máquinas.. Reverté, Barce~ lona 1965, VARELA F., Control de calidad.. Ediciones Don Bosco, Barcelona 1973, >
VOCABULARIO TÉCNICO Fíg 12,14 Orden a seguÍ! en la comprobacÍón de una superíicie planü"
Estabililación~ Tratamiento por el cual se eliminan las tensiones internas del material y se evita la posibilidad de deformaciones Fundición perlíLica Fundición de cstructUnl pcrlíticn
90
Tema 13. Instrumentos de verificación para ángulos OBJETIVOS
- Adquirir los conocimientos necesarios para verificar ángulos, así como la información de los instrumentos empleados para este fin, - Conocer las normas para el manejo V conservación correcta de las escuadras - Conocer el empleo del cubo de precisión para verificar la escuadra con el mármol
I
GUiÓN -
Verificación de ángulos.. Instrumentos fijos
-
Otros instrumentos: mesas ópticas o cicló metros
PUNTOS CLAVE -
Antes de verificar el ángulo de dos superficies, asegurarse de que están planas..
EXPOSICiÓN DEL TEMA Fig
13 1 Escuadras de 90°
Fíg
132 Escuadm de 120 0
13 1 Verificación de ángulos, Instrumentos fijos Comprobar ángulos con Sin embargo, para los casos suficientes las escuadras fijas Antes de comprobar un caras que lo forman
13,11
exactitud es difícil y requiere aparatos costosos más corrientes que se presenten en el taller, son y sus variantes: escuadras guia y dados o cubos ángulo, habrá que verificar la planicidad de las
Escuadras
Son instrumentos que tienen un ángulo fijo entre dos superficies planas Se fabrican de acero de alta calidad, templado y estabilizado y de alto grado de precisión El vértice del ángulo interior suele estar degollado, lo cual facilita la comprobación de las piezas que tienen aristas vivas 13,1 ,2
Plantillas de ángulos
las escuadras fijas empleadas con más frecuencia son las de 90°,120°, 135°, 60° Y 45° (figs, 131 a 13,5) También son empleadas plantillas de ángulos fijos para diversas aplicaciones (figs" 13,6 a 13.8) En la figura 139 se presenta una plantilla para verificar superficies curvas" 13,1 ,3
Normas para su empleo V conservación
No debe comprobarse con una escuadra pequeña una superficie grande por el riesgo de que haya un error más allá del campo de contacto de la escuadra (fig, 13,11), No se debe deslizar la escuadra sobre la cara a verifíca" Para el buen manejo de la escuadra, es recomendable seguir las siguientes
Fig, 133 Escuadra de 135°,
instrucciones: - quitar todas las rebabas que pueda presentar la superficie de la pieza a comprobar" Con un paño eliminar virutas, aceite y suciedad; - limpiar la escuadra con un paño o gamuza; - colocar la pieza a contraluz para que su perfil se destaque con claridad
Figo 13-4 Escuadra de 60 0 •
Fig 13B Plantillas para verificación de ánguloS',
Fíg- 135 Escuadra de 45°,
Fig. 137 Plantilla de ángulos
91
o
pioza
plantilla
Fig. 139 Plantilla de velificaci6n de superficies curvas, Fig 138 Plantilla de ángulos para herramientas.
13"1""4
Verificación de escuadras de 90°
Para la verificación de las escuadras de 90°, pueden seguirse varios métodos:
13"1A1 Caso de disponer de tres escuadras, procederemos de la siguiente forma (fig" 13"12): - se toman las escuadras 1 y 2 y, apoyándolas en un mármol de verificación, se hace que se toquen los otros dos lados; - se toman de igual modo las escuadras 1 y 3 y se hace la misma operación; - se comparan la 2 y 3 de igual manera" Si en estas tres operaciones coinciden perfectamente las escuadras, es que el ángulo de 90° es perfecto
AAA
Fig 1310 Plantillas de medición de longitudes
Fig 1312 Verificaci6n de escuadra de 90 0
13142
l'==='¡//
Sobre un mármol de verificación se apoyará un cilindro perfectamente ,ectificado, de base también rectificada y perfectamente a escuadra, apoyando la escuadra en el mármol y haciéndola resbalar sobre él con suavidad hasta que toque la generatriz del cilindro; asi tendremos una de las maneras más sencillas y exactas de comprobar escuadras y otras piezas de ángulo recto (fig, 13"13)
13 15
Fig 13,11
Comprobaci6n incorrecta.
Verificación de escuadras de 120°
Para verificar escuadras de 120° podrá seguirse el mismo procedimiento que el empleado en el apartado 13,1 A1 para la de 90°" Aqul será preciso disponer de cuatro escuadras (fig 13,14)" Para la verificación de escuadras de distintos ángulos se emplearán goniómetros de precisión, escuadras patrón o elementos de laboratorio adecuados, Si se desea comparar ángulos de cualquier medida, se emplearán las falsas escuadras, para lo cual se ajustará la abertura por medio de escuadras patrón,
13"1"6
Cubos o dados
Son paralelepípedos con caras muy lisas y ángulos muy exactos (fig" 13 15) Los defectos de escuadría y planitud de las caras de la pieza a comprobar, se aprecian con la ayuda de colorantes, y de mármoles de verificar {figs 13 16 "'1
Fig, 13 13 Verificaci6n con columna.
1':l 1 '7\ • v, •• I '
Fig. 1314 Verificaci6n de escuadras de 120 0
92
Fig. 9] Acero de 0.05 % e Cristales de ferrita limitados por laminillas de cementita. x 750
92
Fig. 98 Acero de 1.2 % de C: caletanda a 780 oC y enfriado lentamente hasta 600 oC, Microestruetura de eementita globular. x 1 000
Componentes y constituyentes de los aceros
Se llaman componentes del acero a los distintos elementos qUlmlcos que tiene una aleación Así, el hierro, el carbono, el silicio, etc, son componentes del acero, Se llaman constítuyentes del acero a los distintos tipos de granos o cristales que tienen forma, tamaño, composición y características distintas Así, la ferrita (hierro puro). la cementita (carburo de hierro: Fe, C), la perlita (cristales mixtos de ferrita y cementita). son constituyentes del acero Otros constituyentes muy importantes son: la austenita y la martensita
Características de los constituyentes Ferrita Es el más blando de los constituyentes y tiene una buena resi-
9 2.1
Iiencia y alargamiento. Véase su aspecto en la figura 97 Cementita Es el más duro de los constituyentes y muy frágil (fig 9.8). Perlita Es un constituyente formado por finas laminillas de ferrita y cementita; tiene propiedades intermedias a esos dos constituyentes Los cristales de perlita tienen aproximadamente 0,9 % de carbono y una gran resistencia al desgaste (fig 99) . La perlita recibe distintos nombres segun la finura de las laminillas de ferrita y cementita Austenita Es una solución sólida de cementita en hierro gamma (fig 9 10) Martensita Es una solución sólida de cementita en hierro alfa (fig. 911) Es un constituyente que sólo es posible obtenerlo en los aceros que desde altas temperaturas (en estado de austenita) sé enfrian rápidamente. (Véase el párrafo referido al temple y revenido.) Es muy dura y resistente a esfuerzos estáticos, pero muy frágil En la fígura 9,12 vemos el diagrama' hierro-carbono en la zona de los aceros En él se muestran los constituyentes que tienen los aceros, seglJn la composición y segun la temperatura, cuando los calentamientos y enfriamientos se han hecho a velocidades pequeñas Las lineas que limitan las zonas son las temperaturas a las que se verifican las transformaciones y se conocen con el
Fig, 99 Acero de 0,87 % de C calentado hasta 800 oC y enfriado lentamente Microes/ruc/ura perlltica. x 500,
14.2
Clases de trazado El trazado puede ser en el plano o al aire (figs. 141 y 142).
Fig, 14.3 Pintado con barniz blanco,
Fig, 142
14 2.1
Trazado al aire,
Trazado plano
El primero se llama asi porque todas las líneas señaladas están sobre una única superficie plana, en la cual se dibujan los contornos y detalles de una pieza. Por ejemplo: trazado de plantillas de chapa, desarrollo de recipientes, situación de taladros, etc.
1422 Trazado al aire Si se traza sobre piezas en tres dimensiones, se llamará trazado al aire o en el espacio
14.3
Barnices de trazar
Cuando hay que trazar una pieza, es preciso que tenga un fondo de color apropiado para que destaquen las lineas Para ello se pintan las piezas con bar-
nices de trazar. Para piezas de fundición y forjadas, se suelen emplear pinturas blancas a base de yeso en polvo y alcohol (fig. 143). Las piezas fundidas de metal ligero, como aluminio, se pintan con un barniz o pintura de coior oscuro que adhiera bien Las piezas de acero, pulidas y brillantes, se humedecen con una solución de sullato de cobre, que deposita en la superficie del acero una delgada capa de cobre, sobre la cual resultan muy visibles los trazos y los puntos de granete El precipitado de cobre se produce sólo sobre superficies metálicas limpias y exclusivamente sobre acero y cinc Pueden emplearse también, para piezas pequeñas y pulidas, rotuladores de los existentes en el mercado, que den distintas tonalidades; tienen la ventaja de que secan con rapidez.
144 Instrumentos de trazar Los útiles más empleados para el trazado son:
14.41
Punta de señalar o de trazar (fig 14.4)
Es una varilla de acero terminada en punta cónica templada y muy afilada. Debe conservarse afilada y no emplearla para otros usos Para conservar la punta en buen estado y evitar accidentes, se la protege con tapones de corcho.
14.4.2 Granete Es un cilindro de acero terminado en punta. Se emplea para señalar o marcar puntos de apoyo y guia, para el compás O la punta de la broca (fig. 14.5) El ángulo de la punta suele ser de 60° a 70° y debe conservarse perfectamente afilado. Los granetes automáticos dan golpes muy uniformes sin necesidad de martillo (fig 14.6). A veces se emplean granetes de doble punta para marcar agujeros equidistantes (fig. 14.7).
14.43 Compás de trazar El más empleado es el compás de puntas, sencillo o con un muelle (figura 14.8) . Se emplea para trazar arcos de circulo, determinar perpendiculares, trasportar distancias y marcar divisiones equidistantes..
95
Fíg. 14.6
Granete automáticoc
~ 11 rr 11 lI¡rt'IIII/o
lI---'
Fig, 14] Granete para agujeros
Fig
14. 9 Compases
Fig. 14,10
Compases
para grandes radios.
para paralelas"
equidistantes
Fig 148 Compás de muelle
En la figura 14.9 se presenta un compás para trazar paralelas y en la figura 14.10 un compás de varas para trazar grandes radios.
144.4 Escuadlas Se emplean también en el trazado de las escuadras lisas y, sobre todo, las de solapa (lig 14.11). Para transportar ángulos, se emplean mucho las falsas escuadras y la escuadra universal ya estudiada anteriormente (fig. 14.12).
14.4.5 Escuadras de hallar cenltos Se emplean también las escuadras de centros (fig
14.13) .
144.6 Reglas Fig 14. 11 Escuadra de solapa para trazado
Para tornar medidas, se emplean preferentemente las reglas flexibles graduadas (fig 1414). Para el trazado propiamente dicho, se emplean más las reglas rlgidas, graduadas o no (fig 14.15).
14.4.7 Regla angular Para el trazado sobre cilindros, es muy práctica la regla angular (fig 1416). 145
Fig, 14 12 r,azado con goniómetro simple
Práctica del trazado en el plano
Ante todo, hay que estudiar bien el plano o documento técnico que dé los datos para el trazado Determinar bien el proceso de trazado, a fin de que resulte completo Asegurarse de que la pieza tenga las dimensiones suficientes A ser posible, conviene partir, para el trazado, de una linea o superficie de referencia. - Resolver antes sobre el papel los problemas geométricos complicados, para asegurar una solución adecuada MEDIOS DIDÁCTICOS Audiovisuales Diapositivas:
8 @ 7 ' 1 ' 1 T r a zadoeneI Plano 7 1,2 Trazado en el plano con compás, 71,3
O
A
A
Empleo de barnices de
tfa~aL
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Describir el proceso para marcar la pieza de la figura 14" 17 Hacer una relación de los instrumentos y accesorios utilizados en el trazado plano.
Fig, 14.13 Escuadra universal
so
para hallar centros
¡-~-~t'~ ¡·--¡1j-D 1
Fig 14.14 Regla flexible
!
1ii>\\¡\\í¡lit~k\~~':§,~1\~~lL~~t' Fig. 1415 Regla r/gida.
Fig. 14.16 Regla angular~
96
Fig. 1417
I
"1
,!
.....
EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLICACiÓN Proceder al afilado de una punta de señalar y de un granete, bajo las indicaciones del profesor. Ver carpeta de prácticas
CUESTIONARIO -
¿Para qué se emplea el trazado 7 ¿Qué substancias se suelen emplear para la coloración de las piezas a marcar? ¿Cómo se afila la punta de señalar?
-
¿Qué ángulo debe tener la punta de un granete? Ventajas que tienen los granetes automáticos,
-
¿Qué es una escuadra de centrar?
¿Qué diferencia hay entre un trazado plano y uno al aire 7
BIBLlOGRAFIA E, P.. So, Teeno/agla Mecánica, Libreda Salesiana. Barcelona 19650 PEClfiJA .L Rama del metal. Teeno/agla. curso primero. Centro Nacional de Formación del Profesorado y Monitores, Madrid 1968, RODRIGUEZ E" El trazado en el taller mecánico, Ceae, Barcelona 1965, VAN GELDER T .J, Curso de Formación Profesional, Urmo, Bilbao 1971.
Tema 15. Trazado al aire OBJETIVOS
- Conocimiento del procedimiento del trazado al aire, de los instrumentos empleados y manera de realizarlo en la práctica, - Diferenciar las piezas que se deban trazar y las que no, de acuerdo con el origen del material y el proceso de mecanizado Describir el orden y proceso a seguir para efectuar un correcto trazado al aire
GUiÓN -
Importancia del trazado al aire Utiles empleados en el trazado al aire Proceso del trazado Resumen de los instrumentos de trazado
PUNTOS CLAVE -
Cuándo debe hacerse el trazado y cuándo no Responsabilidad del trazador
EXPOSICIÓN DEL TEMA
El trazado al aire o en el espacio, es el que se efectlÍa cuando las líneas a trazar estén en distinto plano o superficie unos respecto a los otros; es decir, que se efectlÍa en las tres dimensiones de una pieza, 151
Importancia del trazado al aire Muchas piezas pueden mecanizarse sin trazado, por ejemplo: en la mayoria de piezas torneadas; - piezas en serie; - piezas sencillas, con planos de referencia bien determinados y exactos En otras piezas resulta imprescindible o conveniente, asi: - como auxiliar para colocación de piezas en las máquinas-herramienta; - en el desbaste de piezas, para tener la seguridad de que hay material suficiente; - cuando no hay otro medio de guiarse en el mecanizado: en este caso, deberá hacerse con la mayor precisión posible, ya que de él dependerá el resultado finaL A pesar de todo, cabe hacer notar que, aun en los casos en que resulte 97 4
Tecnología del Metal! ,
imprescindible, no suple en manera alguna a" las operaciones de "verificación, sobre todo en el acabado. Sólo en trabajos de muy poca precisión, podrá uno guiarse únicamente por el trazado Todo esto tiene su explicación porque en el trazado, nunca podremos lograr grandes precisiones Como máximo, podremos lograr con un trazado muy bien hecho, precisiones de décimas de mm cuando hoy dla en Mecánica esta precisión resulta muchas veces insuficiente. También cuanto más perfecta es la máquina, menos necesario es el trazado. Para trabajos en serie, se trabaja con plantillas, que hacen innecesario el trazado que, por otra parte, resultaría antieconómico. El trazado será necesario en estos casos, para hacer esas plantillas; y entonces deberá hacerse con gran responsabilidad, ya que de resultar mal, no es una sola pieza, sino muchas las que podrían malograrse. En muchos casos, el trazado sirve para poder mecanizar una o dos superficies de referencia, que luego servirán para el resto de las verificaciones y mecanizados. Fig 15 1 Mármol de trazar
15 2
Utiles empleados en el trazado al aire
Además de los explicados en el tema anterior, para el trazado al aire se emplean:
1521
Mármol
El mármol, tiene función de soporte y gula, por cuyo motivo es el útil fundamental del trazado al aire La forma de un mármol de trazado es semejante a la de los mármoles de verificación, pero se diferencia de ellos en que suele ser mayor su superficie y no está tan perfectamente acabada como en aquéllos Según el tipo de trazado a que se destine, podrá ser rasqueteado o simplemente acabado en la cepilladora. Para el mejor apoyo de las piezas, conviene que estén surcados en una o dos direcciones por ranuras equidistantes Deben colocarse sólidamente asentados y bien nivelados (flg. 15 1) corredera
"
tuerca
1522 Gramil (figs. 152 y 156) Es un instrumento muy utilizado en el trazado al aire, sirve para marcar
vástago
lineas paralelas entre si y a una base de apoyo o referencia Generalmente, la superficie de referencia es la del mármol de trazado El gramil consta de los siguientes elementos: - una base, torneada o cepillada y perfectamente planeada en su asiento Aigunas veces lleva rebajos en forma de V para poderlos apoyar sobre árboles
o guías;
articulación
basa
/ Fig 152 Gramil sencillo articulado
un vástago o barra vertical -fija o articulada-; - una corredera que se desliza por el vástago; - una punta o rayador de acero afilado por sus dos extremos; uno de ellos suele ir doblado (fig 152)
Otras aplicaciones del gramil Si bien el fin principal del gramil es el trazado, se usa también para verificar superficies paralelas y como auxiliar para comprobar la colocación de las piezas en las máquinas herramientas. Al usar el gramil, hay que tener en cuenta: que el rayador debe pasarse una sola vez para hacer un trazado; evitar la flexión del rayador, con el empleo de varillas cortas; la punta del rayador afilese de forma cónica, nunca en forma de cuchilla; preséntese la punta normal a la superficie que se va a rayar y ligeramente indinado según !e dirección r:lp.1 r::tyrlCin (fig. 15,,4) .
-
OlIos tipos de gramiles
En la figura 15.4 se muestra un gramil especial para trazado de paralelas en sentido horizontal y en la figura 155 otro tipo para trazado de paralelas en sentido horizontaL
15.2.3 Calzos B
Fig 153 Aplicaciones
Son unos prismas de fundición, de formas muy variadas; tienen siempre uno o más rebajos en forma de V, para que puedan colocarse en ellos piezas redondas (fig. 15.8) .
98
SEGURIDAD E HIGIENE Dada la importancia de los accidentes. molestias y lesiones a que puede dar lugar la prác-
tica de los tratamientos térmicos, se insiste en las siguientes normas: La No tocar piezas calientes. Hay que asegurarse antes: no es suficiente el color, ni el haberlas sacado recientemente del baño de enfriamiento; si no lIeg6 el equilibrio a toda la pieza, el calor interior puede ser suficiente para producir quemaduras. 2,a En el manejo de liquidas o sales fundidas, hay que evitar salpicaduras y el aspirar
las emanaciones de gases y humos molestos o tóxicos. Debe preverse una ventilación natural o artificial abundante evitando, por otra parte, las corrientes molestas, y aún peligrosas, dados los focos localizados de calor 3, D No hay que tocar con las manos las piezas que han estado en contacto con las sales, sobre todo si contienen cianuros, hasta tanto no se hayan sometido a un lavado perfecto"
NORMALlZACION Se deben consultar las tablas de aceros normalizados para saber los tratamientos más adecuados y los efectos obtenibles
MEDIOS DIDÁCTICOS En toda escuela bien organizada debe existir una buena colección de aceros. en los di~ versos estados, recocidos, templados. etc" Sería muy conveniente que los mismos alumnos en oportunas prácticas, realizaran estos tratamientos para as! poder comprobar los efectos correspondientes Una colección de diapositivas es casi indispensable para obtener una idea de los varías constituyentes,
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO - Hacer una lista de piezas que estén templadas - Hacer un estudio con un acero determinado. un F~1 140 o F~ 1 150, preparando unas probetas de tracción y resiliencia y examinando los resultados de dureza, resiliencia y resistencia a la tracción y alargamiento. después de recocidos. después de templadas en agua, des~ pués de templadas en aceite. después de templadas y revenidas. Puede ser un estudio hecho en equipo o incluso por todos los alumnos_
CUESTIONARIO ¿Es Jo mismo carbono que cementita? ¿Por qué? ¿Qué importancia tiene la temperatura rnaxima alcanzada en el temple? ¿Cómo se llaman Jos tratamientos con cambio de componentes? Para lograr la estructura martensltica, es necesario llegar al equilibrio térmico por cima de A3c ¿Por qué?
en~
BIBLlOGRAFIA APRAIZ J", Tratamientos térmicos de los aceros. Editorial Dossat, Madrid 1968, HEVA, Catálogo de aceros especiales. S. A Echevarria, Bilbao. E P, S, Tecnologfa mecánica. tomo primero, Ediciones Don Basca, Barcelona 1970.
VOCABULARIO TÉCNICO Diagrama.: Dibujo geométrico que sirve para demostrar una proposición, resolver un problema o figurar de una manera gráfica la ley de variación de un fenómeno (Equivale a gráficoc) Bainftic8.: Estructura del acero que se obtiene en transformaciones a temperatura cons~ tante. Fue BAI N, el primero en clasificarla y le dio su nombre" Acritud. la propiedad que adquieren ciertos metales al ser deformados en frio. Con la acritud se vuelven más frágiles y difíciles de deformar
r
II
¡ !
75
Fig 1511
Escuadra de trazar.
Fig. 15.10 Gatos graduables Fig, 15.9 Cuñas graduables
Fig. 15 12 Cubo de trazar,
4 ° Estudiar el proceso de trazado, para que podamos llegar al final sin contratiempos y sin repetir operaciones y posturas. 5.° Si precisa hacerse algún cálculo, por ejemplo, para transformar distancias dadas por ángulos, debe repasarlos y comprobarlos por el encargado responsable, El orden del trazado propiamente dicho puede ser tan variado como el número de piezas; pero, como norma general, podemos señalar el orden siguiente: 1.0 trazado de un plano principal; 2° trazado de los planos paralelos a él; 3,° repetir las dos operaciones anteriores con el segundo plano; 4,° repetir igualmente con el tercer plano; 5 ° trazado de puntos o planos singulares, si los hay; 6,° trazado de agujeros, en caso de necesidad. 15.4
Resumen de los instrumentos de trazado
En el esquema de la página anterior se presentan todos los instrumentos empleados en el trazado plano y al aire
Fig 15,13 Escuadra orlentable,
Fig, 15.15 Aparato divisor
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Fig, 15,14 Mesa orientable.
Describe el empleo de los instrumentos de trazado más importantes.
EJERCICIOS PRACTICOS DE APLlCACIÚN -
Dados los planos de una pieza, estudiar su trazado,. Hacer el trazado de alguna pieza sencilla.
CUESTIONARIO -
Fig, 15.16 Taponado de agujeros
100
¿Qué es el mármol de trazar? Describir sus particularidades. ¿Qué es un gramil? ¿Por qué la punta del gramil debe afilarse cónica y no plana? ¿Qué son los barnices de trazar? ¿Cómo se empieza el trazado cuando hay agujeros que deban mecanizarse?
4.
Operaciones a mano
Tema 16. Taller mecánico y puesto de trabajo OBJETIVOS
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.
~h ,¡
- Conocer la orgamzaclOn y funciones del centro de trabaja donde desa'N,o::·J ((aliará su actividad al acabar el aprendizaje. _, .~ I - Conocer la organización de un taller mecánico t~,: ( ¿Ji{!fRt..· ~ - Conocimiento detallado de las secciones y departamentos más carac",; ~"- :/ [~ terísticos de un taller mecánico 11' ~ fi, - ",
W
Conocer los obj'etivos y organización del servicio de fabricación
-
Ilr
- Tener idea clara de lo que es un puesto de trabajo e identilicar los más importantes GUION -
¿Qué es un taller mecánico? Objetivos de un taller mecánico.. Funciones técnicas de un taller mecánico,
-
Otras secciones Puesto de trabajo,
PUNTOS CLAVE -
Finalidad de cada una de las funciones técnicas
-
Saber diferenciar cada una de las secciones de un taller.
EXPoSlcrON DEL TEMA
16.,1
¿Qué es un taller mecánico? Taller mecánico es el conjunto de instalaciones, maquinaria, dependencias y puestos de trabajo -con el personal directivo y productor adecuado- organizados de tal manera que puedan cumplir su objetivo y obtener el máximo rendimiento. 162 Objetivos de un taller mecánico la finalidad de un taller mecánico, como empresa, es realizar un trabajo o prestar un servicio a cambio de una retribución y de un margen de beneficio Para lograr esta finalidad, hacen falta unos organismos que desarrollen servicios o funciones determinadas. 101
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- . --- . .
y:~ ~~",'0'!~
Funciones técnicas de un taller mecanlco La realización del trabajo comprende cierto número de cometidos indispensables, tales como: estudio del proyecto que se va a ejecutar; establecimiento del proceso de trabajo; preparación de las herramientas y materias primas; distribución del trabajo; control o comprobación" A estos cometidos, para los cuales hay que contar con los organismos competentes, se les designa con el nombre de funciones técnicas o servicios técnicos y son: - Dirección técnica: previsión y coordinación; - Oficina técnica: preparación de planos y documentos técnicos; - Función métodos: analizar los trabajos, preparar fichas de trabajo, prever el utillaje" que se va a utilizar; - Función preparación: establecer instrucciones y estudiar tiempos; - Función estudios utillaje: proyecto y realización de utillaje; - Función distribución: distribución de los trabajos, planos e instrucciones, material, herramientas; - Función fabricación: mecanizado y montaje; - Función verificación: comprobación de la calidad; - Entretenimiento: conservación de maquinaria, utillaje e instalaciones Todas estas funciones técnicas son de gran importancia" Por razón de brevedad, y dada la indole de la presente obra, sólo daremos una idea de las que más nos conciernen, dejando para otros cursos las restantes" 16"3
16"3"1 Función Fabricación Aqui vienen a converger los trabajos realizados en las otras funciones" De su eficacia depende que el trabajo realizado por aquéllas no se malogre Por otra parte, deberá organizarse el trabajo de tal manera, que no se produzcan paros o se malogren piezas, por defectos en la interpretación de los planos, retrasos en servir las herramientas o materiales Esta es la función realizadora por esencia: la que, por asi decirlo, caracteriza un taller mecánico" En principio, un taller de fabricación comprende: taller de preparación de utillaje; uno o varios almacenes de herramientas y utillaje; - secciones de mecanizado y montaje; - sección de entretenimiento y conservación 16,3,U Taller de preparación de utillaje Es una sección para la preparación del trabajo, con inclusión, algunas veces, de la ejecución de prototipos"" Se construyen en él: - los portapiezas: que deben fijar con rapidez, facilidad y precisión la pieza a la máquina; - los portaherramientas, las herramientas y los (¡ti les cortantes normales y especiales; - las matrices', estampas" y moldes"; - en casos particulares, los aparatos de control y montaje El taller de utillaje debe disponer de las mejores máquinas y de los mejores operarios, puesto que la mayor o menor precisión de los productos fabricados depende en gran parte de la precisión que posean los útiles y herramientas que hay que emplear. Este taller estará dotado de máquinas clásicas universales y especiales: tornos, fresadoras, taladradoras, mandrinadoras, punteadoras, cepilladoias, rectificadoras, pamógrafos, ~ü;. üi'Ja 5B'cci6n ¡rnpufi:ante de esto tallei de ut¡lI~jc es la de afilado de herramientas.
16,3" 1.2 Almacén de herramientas En el almacén de herramientas, -puede haber varios distribuidos por todo el taller, según su capacidad-: - se reciben las herramientas de los proveedores o del taller de utillaje; - se comprueba su perfección o calidad y se las clasifica y ordena para distribuirlas según las necesidades programadas; - se reciben las herramientas o útiles desgastados o deteriorados y se mandan reparar al taller de utillaje o se encargan otras nuevas a la sección de compras"
102
- Ahora hagamos coincidir la 1 y l' Y la distancia entre O y O' será exactamente 1/10; si coinciden 2 y 2', la separación entre
~~
y la apreciación del aparato será:
1"
~' '~--'
=
8 x 16
8 - 7 8 ' 16
=
1" 128
también podrlamos hacer:
\
a = Fig
T
a = 16 -
1013 Lectura de un nonio
_1_ 16
.L
1
16
16
-8-
8
l
8
-
8
16
-8-
l
L
-'.1",-6__8~-'C16,,-- = _1_68
Vemos que siempre nos resulta un quebrado en el cual el numerador es el valor de la división de la regla, y el denominador el número de divisiones del nonio, de donde podremos deducir la siguiente regla: la apreciación del no-
nio es igual al valor de la menor división de la regla dividido por el número de divisiones del nonio; esto se puede expresar por medio de la fórmula: a
-
-ºn
=
Ejemplos.
1.0 Hallar la apreciación de un nonio que tenga 20 divisiones y cuya regla esté dividida en 0,5 mm.
~~ = 2~0 =
a = Fig~
0,025 mm
1014 Calibre con tornillo de fijación y aproximado!
2.° Hallar la apreciación de un nonio de 25 divisiones si cada pulgada de la regla está dividida en 40 partes
..J.::.. a =
1"
40
25
40
25
1" 1 000
=
3 o ¿Cuántas divisiones debe tener un nonio para que aprecie 0,05 si la regla está dividida en medios milimetros? n
= a
0,5 0,05
10 divisiones
4, o ¿Cuántas divisiones deberá tener un nonio para apreciar 0,01"' si en la regla cada pulgada está dividida en 25 divisiones?
n = Fig, 1015
-ºa
x:.
25 0,01"
1 25 x 0,01
4 divisiones
Medición de e)(teriores.
Detalle
10,2,3
Medición con el pie de rey
Al medir con el calibre, se nos pueden presentar dos casos: a) que el cero del nonio coincida con una división de la regla; b) que no coincida
Medición exacta en milimetros Si el cero del nonio coincide con un trazo de la regla, nos indicará su valor
exacto, Por ejemplo: 6 mm,
Medición en décimas
Fig. 1016 Medición de interiores
Si el cero del nonio está entre dos trazos de la regla (fig. 10.13). por ejemplo uno y dos, el trazo de la regla situado a la izquierda del cero del nonio representará la parte entera, 1 mm; el trazo del nonio que coincida con una división cualquiera de la regla indicará la parte decimal, por ejemplo, 9, Su lectura será 1,9 mm
80
Debajo de la mesa, se dispone de uno o dos cajones por tornillo para guardar en ellos las herramientas. Deben tener los bancos algún dispositivo o sistema para sostener los dibujos, de manera que no se deterioren. En los bancos dobles es recomendable que haya en el centro una pequeña repisa, a manera de separación, no más alta de 20 cm. La separación representada en la figura 16.5 es muy práctica, pues sirve no sólo para proteger a los operarios que trabajen uno frente al otro, sino también para poder colgar en ellos unos marcos o tableros con los dibujos En la figura 16.6 se muestra un moderno banco de ajuste hecho de palastro, plegado y soldado. Los bancos de pocos puestos de trabajo tienen el inconveniente que, por su poco peso, deben sujetarse al suelo.. Tienen la ventaja de que pueden orientarse bien a la luz y adaptarse al espacio disponible Si el trabajo no es muy duro, tampoco será necesario fijarlos al suelo Los bancos de la figura 166 trabajan perfectamente sin fijarlos 16 5.1 22
6 7
3
¡Ji
Tornillo de banco
ji
Es un instrumento que sirve para sujetar las piezas que se han de trabajar Hay dos tipos principales de tornillos, a saber: tornillos articulados y tornillos
Fig
16c8
Tornillo articulado
paralelos. - Tornillos
artículados~ (fig 16..8) Estos tornillos se construyen de acero forjado y resultan muy resistentes, por lo que son indicados para trabajos de cerrajeria y de forja; no son apropiados para trabajos de ajuste, porque sus mandibulas no se conservan paralelas al abrirse, (lig 16.9) por cuyo motivo no sujetan bien las piezas o las deforman si se aprietan demasiado El tornillo articulado se compone de un brazo fijo (1) Y otro (2) que puede oscilar sobre el perno (3) El tornillo (4) se enrosca en una tuerca (5) encajada al brazo fijo (1) El resorte (6) hace que el brazo móvil se mantenga siempre lo más abierto posible, según se lo permita el tornillo (4) La barra (7) sirve para hacer girar el tornillo (4) y así. separar o juntar las mandibulas del tornillo, que asi se llaman las partes superiores de ambos brazos (transparencia 2 1) - Tornillos paralelos, (fig 1610) Al igual que los articulados, los tornillos paralelos constan de una mandíbula fija (1) Y de otra móvil (2) Se construyen
de hierro colado o de acero fundido (transparencia 22) Estos ultimas son más caros, pero resultan más resistentes" En la parte superior de ras mandíbulas, llevan
Fig 169 Detalle de la forma de sujeción en un torndlo articulado
unas piezas. (3) llamadas mordazas, las cuales están estriadas para que puedan sujetar las piezas sin necesidad de ejercer sobre ellas demasiada presión La diferencia esencial entre estos tornillos y los articulados es que, sea cual fuere la abertura de las mandibulas, las mordazas quedan siempre paralelas y sujetan asi en perfectas condiciones las piezas de cualquier tamaño La apertura y cierre del tornillo se efectúa, igual que en el tornillo articulado, por medio de la barra (4) y del tornillo (5) que se enrosca en una tuerca alojada en la mandibula fija La mandibula móvil se ajusta. por deslizamiento suave, a la fija Conviene que no tenga demasiada holgura y que estén protegidas contra las limaduras Para la utilización y conservación del tornillo de banco y del puesto de trabajo en general ver la carpeta de prácticas 165.. 1 2.3
Herramientas
Las herramientas de trabajo, las de verificación y las auxiliares se estudian en temas aparte. MEDIOS DIDACTICOS Transparencías 2.. 1 Tornillo articulado, 2,2 Tornillo paralelo,
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO -
Estudia detalladamente uno cualquiera de los puestos de trabajo de tu taller Visita un taller o talleres y comenta su organización. principalmente la función de
Fabricación,
- Haz un informe de la distribución de las secciones o cadena para fabricar un elemento mecánico, según un plano concreto.. Puedes visitar algún taller de la localidad. - Ver carpeta de prácticas
105
Fig. 16,1 O Tornillo paralelo
CUESTIONARIO -
¿Qué entendemos por Fabricación?
-
¿Qué secciones comprende Fabricación? Cita algunos de los trabajos que realiza Preparación de utillajes. ¿Qué debe hacer el almacén de herramientas?
-
¿Qué diferencia hay entre un taller de fabricaciones generales y otro de fabricación
en serie?
-
Verificación._ ¿depende de Producción? ¿Por qué? ¿Qué es lo esencial o caracterlstico de un puesto de trabajo?
-
¿Qué es una fase? ¿Qué es una subfase? ¿Qué es una operación?
-
Explica con algún caso práctico los conceptos: fase, subfase, operación, preparación
de máquinas y maniobra.
BIBLlOGRAFfA CHEVALlER A, Análisis y métodos de /05 trabajos. Tecnología de las fabricaciones mecánicas.. fasclculo 16. Ediciones TEA. Madrid 1966 FEIRER J, L-TATRO Eo E., Maquinado de metales en máquinas herramientas,. CompañIa Editorial Continental, México 1965. HEURLEY A., Organización de tal/eres,. Tecnologfa de las fabricaciones mecánicas, fas~ c1culo 15, Ediciones TEA, Madrid 1961
VOCABULARIO TÉCNICO Util/aje,: Conjunto de dispositivos que acompañan a una máquina-herramienta para una fabricación determinada, Prototipos.: Máquina original que se fabrica como modelo Matrices Conjunto mecánico que sirve para producir piezas de chapa en serie Estampas' Conjunto mecánico que sirve para cortar y doblar piezas en serie Moldes,: Modelos mecánicos que sirven para la confección en serie de piezas con forma corpórea determinada en frío o en caliente.
Tema 17. Urnas OBJETIVOS
Conocimiento de la lima como hellamienta básica de la profesión. Determinar las caracteristicas de una lima por su forma y tamaño Definición de picado y clases de picado en una lima Seleccionar las distintas clases de picado según el material a trabaja,. Conocimientos de limas especiales. FOIma, tamaño, material y colocación de los mangos de las limas Determinar las normas pa,a la correcta elección de las limaSe GUiÓN -
Partes de una lima Elementos característicos de una lima Limas especiales Mangos comunes para limas. Normas para la elección de las limas,
PUNTOS CLAVE Diferenciación de las limas por su forma, tamaño y picado. Colocación de mangos Normas de seguridad en el manejo de las limas Elección correcta de la lima según las operaciones y el material a emplear
EXPOSiCiO¡" DEL TEMA La lima es una barra de acero templado, de superficie áspera, cuyo objeto es rebajar y pulir metales Partes de una lima Las partes principales de una lima son: cuerpo, punta y espiga o cola, (figura 17.1).e Cuerpo. Es la parte central de la lima con la aspereza que sirve para limar.
171
106
g
moo
Fig, 17.,1 Partes de una lima
-
t¡¡maño o longitud on pulgadas
o
~
07
~~. osp¡ga\
' "
cucrpo\
punta
~
n
Punta. Es la parte opuesta al mango. Espiga.. Es de sección poligonal, generalmente rectangular, cónica y
en ella se coloca el mango 17.2
Elementos característicos de la lima Los elementos característicos de la lima son: la forma, el tamaño, el picado,
ángulos del diente y el grado de corte. Fig
17..2.1
172 Formas de limas
Forma
Por la forma de una linea se obtiene la figura geométrica de su sección transversaL Las formas normales de las limas son (fig 172): - plana.' La sección transversal es rectangular. Si tiene punta se llama carleta o plana de punta; y si no la tiene, carrada o plana paralela Las limas planas son las de uso más general en el taller - cuadrada' Se emplean para agujeros, chaveteros, superficies planas,
Fig. 173 Formas especiales.
etcétera - redonda Se emplea para superficies cóncavas, agujeros, etc - media caña La sección es de un segmento circular Con la cara plana. se pueden ejecutar los mismos trabajos que con las limas planas. Se emplean para ángulos cóncavos de menos de 60° La parte circular se emplea para superficies curvas cóncavas, y para grandes agujeros circulares u ovalados - triangular La sección es un triángulo equilátero Se presta muy bien para ángulos mayores de 60° y para limar superficies planas de precisión. - formas especiales. Además de las formas normales que acabamos de enumerar, se fabrican limas de hoja de cuchillo, (fig 173), de hoja de salvia, lengua de pájaro o almendrada, de doble cuchillo o rómbica, para superficies cóncavas o convexas de difícil factura, para repasar roscas, rotativas para moldes y otras aplicaciones (Iig 174)
1722
Tamaño
A
Se entiende por tamaño de una lima la longitud del cuerpo expresada en ""=.=.,,"'~'~+ pulgadas inglesas' (figl7 1) Los tamaños más corrientes de las limas son: 3", 4", 5", 6', 8", 10",12" " Y 14". En general, la lima debe ser más larga que la superficie que se ha de limar
. [;:i!ft~m~~-= B
17..23 Picado Se llama picado a la rugosidad de la lima El picado puede ser (transparencia 31): - sencíllo. El producido por una serie de entallas o ranuras paralelas. Tiene una inclinación respecto al eje de la lima de 70° (fig. 17 5) Las limas con este picado se emplean ordinaríamente para trabajar metales blandos como plomo, cobre, estaño, aluminio, etc. - doble Es aquél en el cual, encima de un picado sencillo, se hace otro de menor profundidad y transversal al primero. El ángulo de este segundo picado respecto al eje de la lima es de unoS 450(fig..176). Las limas con picado doble son las más adecuadas para el trabajo de ajuste.. Las ranuras del picado se hacen por medio de unos cinceles y máquinas especiales con distintos ángulos, (fig. 17.7), según los materiales que se hayan de trabajar.
17.231
c Fig., 174 Formas especiales: A limas para superficies cóncavas y convexas. B. lima para repasar roscas, e, limas rotativas
Ángulos de los dientes
Cada diente de la lima se comporta como una auténtica herramienta de corte con sus ángulos característicos (fig 178): C( = ángulo de incidencia; , Una pulgada inglesa equivale a 25,4 mm. Las medidas en pulgadas inglesas se escriben con dos comillas" As! 3" significa tres pulgadas
107
Fig. 175 Picado sencillo
Cada grado sexagesimal se divide en 60 partes iguales, cada una -de las cuales se llama minuto sexagesimal, que se abrevia con una comilla: 43'_ Cada minuto se divide en 60 partes iguales cada una de las cuales es un segundo sexagesimal, que se abrevia con dos comillas: 22"_ Asi un ángulo de 27 grados, 43 minutos y 22 segundos sexagesimales se escribe: 27° 43' 22"_ La circunferencia se dividirá, pues, en 360 partes iguales o grados sexagesimales.. 11.1
Goniómetros y transportadores
Para medir magnitudes angulares, se emplean unos instrumentos llamados goniómetros (fig 11..1) Fig 11,1
Goniómetro
1111
Escuadra universal
El goniómetro de la figura 11 2 se llama escuadra universal o escuadra combinada. Tiene muchas aplicaciones, no sólo para medir, sino también para trasportar ángulos y en trazados Pueden comprobarse directamente ángulos de 45° y 90° Y hallar los centros de perfiles redondos. Lleva incorporado un nivel que puede emplearse para medir la pendiente de planos inclinados
Fig. 11.3 Goniómetro o transportador sencillo. Fig 11,2 Escuadra universal o combinada
11 _1 2
GoniómellO simple
El goniómetro más simple eS el de brazo móvil (fig 11.3). que se emplea, tanto para medir, corno para trazar y transportar ángulos Está formado por un semicirculo dividido en 180° Un brazo-regla gira alrededor de un eje en el centro del semicirculo (transparencia 5.. 6) Por medio de un tornillo, puede fijarse en cualquier posición
11.1 . 3 Falsa escuadra Como transportadores, se emplean también los llamados falsas escuadras (fig 11 5)_ Sirven para comprobar ángulos y para trazado 90°+90°=180° 1800-750= 104° Fig. 11.4 Forma de medir con el goniómetro simple
Fig. 115 Falsa escuadra,
11.2 Goniómetros de precisión En la figura 11.6, se muestra uno de los goniómetros de precisión más usados: puede apreciar hasta 5' Consta de los elementos siguientes: 1 ° regleta; 2° tornillo de fijación de la regleta: 3° tornillo de inmovilización; 4° limbo; 5 o nonio; 6. 0 cuerpo principal El cuerpo principal lleva la superficie de referencia o apoyo y el limbo fijo, con divisiones en grados El nonio va incorporado al disco central giratorio y puede inmovilizarse en cualquier posición por medio de una robusta tuerca unida al eje central La regleta tiene una ranura que permite desplazarse longitudinalmente Un tornillo y brida la hacen solidaria del disco giratorio en posición siempre precisa respecto a la linea de referencia del nonio Sus extremos forman ángulos de 45° y 60°, muy útiles para mediciones especiales (fig.. 11.7).
84
Fig. 11 6 Goniómetro de precisión
Fig 117 Detalle del goniómetro nonio
Nonio circular
11 2,1
Según detalle de la figura 117, tiene el mismo fundamento que el lineal, con 12 divisiones y está repetido en los dos sentidos a partir del O central, lo mismo que la escala del limbo La lectura la haremos siempre en el nonio que tiene la numeración en el mismo sentido que la escala del limbo en el que estamos trabajando, La apreciación la hallaremos aplicando la regla general:
a =
n
donde: a d
apreciaclon del nonio; menor división de la regla principal -del limbo en este caso-; n = numero de divisiones del nonio
En el goniómetro de la figura tenemos:
a
=
n
60°
12
= 5'
Fíg 118 Detalle del goniómetro de precisión .2. 30·'
En la figura 118 representamos un nonio de apreciación 2'30" 11 22
Lectura del nonio
Al hacer la lectura, se pueden representar dos casos: a) que el cero del nonio coincida con una división del limbo; b) que no coincida,
Lectura exacta en grados Si coincide el cero con una división del limbo, esa división coincidente con el cero será la lectura en grados,
Lectura en grados V minutos - Si el cero está entre dos trazos del limbo, el trazo más cercano al cero del limbo señalará los grados y el trazo del nonio que coincida con una del limbo nos indicará los minutos,
Ejemplos,: en la figura 11,7, la lectura será: 60° En la figura 1 L9, leeremos asi: 1.° el trazo del limbo anterior al cero del nonio es 8°; 2, ° en el nonio -el de la derecha por tener el mismo sentido que la escala dellimbo-, coincide la segunda raya con una del limbo y, por tanto, leeremos 20' La lectura completa será 8° 20',.
85
En la figura 11.10, leeremos asi: L° en el limbo leeremos 13°; 2.° en el nonio -de la izquierda-, leeremos 30' . La lectura completa será 13° 30'. 8° ,
1"""--
20'
sentido de la ascala principal
-
f!
•
m
¡......-... .... sentido de giro
del nonio
Fig, 11.10 Lectura: el nonio gira hacia la izquierda
Fig, 11. 9 Lectura: el nonio gira hacia la derecha
Al medir con estos instrumentos, hay que comprobar si la lectura corresponde al ángulo que queremos medir o bien se trata de su complemento o suplemento (fig. 11.11). Fig 11. 11 Lectura de ángulos complementarios y suplementarios,
11 3 Goniómetro óptico Para mediciones de precisión se emplean goniómetros ópticos En la figura
1112 vemos uno de estos y, en el detalle, la escala tal como se ve a través del ocular (fig. 11.13) PROBLEMAS RESUELTOS 1.0
Reducir a segundos sexagesimales 20° 30' 45·
Solución: 20" = 20
¿J
Flg
1112
Goniómetro óptico
2,0
=
\\\\\l\\IIIIWI'I~¡¡IIIIII"'I'1I1
\'
':1;'
!"r
20'
t¡
Fig, 11,13 Detalle del visor en el goniómetro óptico
60 60
72 000" 1 800" 45"' 73 845"
14400 60
=
240'
240'
""60
Reducir a grados sexagesimales 35 0 20 16'
Solución: 16" '\\,\\\ \
1 200 30 = 30
Reducir a grados sexagesirnates 14400
Solución: 14400" = 3,°
60 = 1 200"
16 3 600
=
0,0044"
20 6()
=
0,3333" 35,0000" 35.3377"
MEDIOS DIDAcTICOS Audiovisuales Transparencia: 5
f)
Gt:miómBtro
Diapositiva:
5301
Utilización del goniómetro óptico.
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO -
Deduce la fórmula de apreciación del nonio circular y explica su construcción, Explica el porqué los goniómetros llevan nonio doble.
EJERCICIOS PRAcTICOS DE APLICACiÓN Mide varias piezas con instrumentos de medición directa -goniómetros-" Ver libro de prácticas.
86
CUESTIONARIO -
¿Qué sistemas conoces para medir ángulos? ¿Se puede medir con el goniómetro cualquier ángulo sin tomar ninguna precaución? ¿Todos los instrumentos tienen la misma precisión?
-
PROBLEMAS 1. o
Un goniómetro tiene la escala principal graduada en medios grados, ¿Cuántos aprecia
el aparato si el nonio tiene 5 divisiones? 2,,° El limbo de un goniómetro está graduado en grados. ¿cuántas divisiones tiene el nonio
si aprecia 12'? 3,,0 Si construimos un nonio con 24 divisiones dobles a izquierda y derecha del nonio y las hacemos coincidir con 23 divisiones del limbo ¿qué apreciación tiene el aparato. si la regla está dividida en grados?
BIBLlOGRAFIA BE5ANCET F,~MEROZ R, Outillage el Métrologie. Fédératíon des Ecoles de Mécanique et d'Electricité de Suisse, Neuchatel
COMPAIN L, Metrologla de Taller. Urmo. Bilbao 1970. Po S" Tecnologla Mecánica. Librerla Salesiana; Barcelona 1965" HENRY FORD TRADE SCHOOL, Teorla del taller. Gustavo Gili, Barcelona 1966 OTI·EPS, Problemas l. Familia mecánica. Módulo A. Ediciones Don Bosco, Barcelona 1973. VAN GELDER T ,,1, Curso de Formación Profesional, Urmo. Bilbao 1971 E,
Tema 12. instrumentos de verificación de superficies planas OBJETIVOS - Seleccionar los instrumentos adecuados para /a verificación de superficies y manera de usarlos - Adquirir conocimientos y destreza para /a verificación de una superficie plana con reglas de precisión V guardap/anos
GUiÓN -
Verificación. Verificación de superficies planas
PUNTOS CLAVE Elección del instrumento adecuado para la verificación prevista.
EXPOSICiÓN DEL TEMA 12 1 Verificación En ajuste y en mecánica, en general, entendemos por verificar la operación que se lleva a cabo para comprobar si las piezas o las máquinas y aparatos se ajustan exactamente a las indicaciones del plano o exigencias del pedido. El fin de la verificación es, pues, conseguir que los productos obtenidos resulten de buena calidad y evitar operaciones con piezas que ya estén inutilizadas por algún error anterior La verificación puede ser: a) verificación de las materias primas, o ensayo de materiales; no se hace en el taller, sino en laboratorios a propósito; b) verificación a pie de máquina. Cada fase u operación se verifica para evitar seguir trabajando con piezas ya inútiles; c) verificación global. Se verifican piezas completamente terminadas, ordinariamente en el laboratorio o sección de control; d) verificación de grupo. Esta verificación se lleva a cabo una vez montadas todas las piezas que forman un grupo y después que todos los grupos están acoplados; es decir, la máquina completa
87
Es frecuente efectuar la verificación a pie de máquina sólo con algunas piezas, cosa que efectúa el propio operario, En cambio, las otras verificaciones se suelen hacer con todas las piezas y por personal distinto, al menos en las grandes factorlas, Hay, además, las verificaciones referentes a montajes y de relaciones de superficies, Son muchas las verificaciones que se presentan en las fabricaciones mecánicas, asi como de los aparatos empleados en ellas Como seria imposible describirlas todas, vamos a explicar las que nos parecen de mayor utilidad y los aparatos empleados para ello, si no han quedado ya reseñados en los temas anteriores, 122
Verificación de superficies planas Para verificar superficies planas se emplean varios procedimientos:
12,2,1 Fíg, 12,1
Reglas o guardaplanos y su utilización
De/alfe Y
Fíg,
12.2
Verificación correcta
Estas reglas son de acero templado y estabilizadas", El filo se hace por rectificado y posterior rodado sobre mármoles de precisión con abrasivos finlsimos y un redondeado de 0,1 mm de radio, Con ello se logra que el contacto tenga lugar prácticamente sobre una linea, La verificación es correcta aun con inclinaciones de 50° respecto al plano (fig 122) y pueden apreciarse magnitudes de 0,01 mm perfectamente por la rendija de luz que pasa entre la pieza y el filo de la regla Se construyen en tamaños desde 30 a 300 mm de longitud de una o varias aristas Para poder verificar lugares angostos, suelen tener uno o ambos extremos biselados, como se ve en la figura 12,1 Al verificar no debe deslizarse la regla sobre la superficie, sino dejarla descansar con suavidad, Una superficie plana se verifica en varias direcciones, levantando la regla cada vez, Asl se prolonga la vida y exactitud de la regla (fig 12,3), Durante el trabajo, deben dejarse sobre un tablero o bayeta sin rozar con otras herramientas Al terminar, dejarlos limpios, engrasarlos con vaselina neutra y guardarlos en estuche apropiado, Para que resulten más agradables al tacto y evitar su oxidación por el sudor de la mano, algunos llevan unos mangos de plástico (fig 123)
122,2
Fig 12,3 Verificación de superficies planas
Fig" 12,4 Mármoles de verificación
Con reglas de precisión -guardaplanos o reglas de pelo o hilo(fig, 121)
Con málmo/ de velificación
Llamamos mármol de verificación a un plano de fundición de la mejor calidad, ordinariamente perlitica", de grano fino, perfectamente estabilizado y de una gran exactitud y finura en el plano, Llevan unos nervios en la parte inferior, perfectamente distribuidos con la finalidad de que resulten ligeros a la vez que robustos y rigidos (fig 124); los pequeños y medianos llevan unos mangos o asas para su manipulación Todos se apoyan en tres puntos no alineados y en robustas mesas. Para lograr un perfecto apoyo, una de los puntos suele ser regulable, Se emplean para verificación de otras superficies, comprobación de útiles y para apoyo de otros aparatos de verificación, cuando se requieren verificaciones precisas Hoy dla se emplean también mármoles de un material natural llamado diabasa -es una variedad de granito negro- (fig. 12,5) Es un material aparecido en la primera era geológica, cuyo envejecimiento natural de millones de años garantiza la ausencia absoluta de tensiones y una A~t~bi!iz8dón perfecta ,/1. esta gr~m estabilidad natura!, GC U;lC la ca¡actei'Ísticéi de que, aun bajo grandes cargas, no se deforma en absoluto No sucede así con los mármoles de fundición, Otra pequeña ventaja es que, si reciben algún golpe -cosa que no deberia suceder-, puede saltar una esquirla, mas no producirse abultamientos como sucede con los metálicos (fig, 12m Para la fabricación, tanto en los de fundición corno en los de diabasa, se suele autocontrolar con tres mármoles a la vez (fig, 12,7), Otras ventajas no pequeñas presentan los mármoles de diabasa: admitir un acabado de mayor finura; - no ser atacados por ácidos -excepto el fluorhldrico-, ni por álcalis;
88
Fig. 125 Mármol de diabasa
- no estar expuestos a la corrosión, por lo cual no necesitan ser engrasados después de usarlos; - no son magnéticos ni conductores de la electricidad Además de los mármoles normales, existen otros en forma de reglas, tanto metálicos como de diabasa Se usan para la verificación de largas superficies donde no pueden emplearse otros mármoles (fig 128)
Fig, 12.6 Efecto de los golpes en los mármoles." A, en los de fundición. B, en los de diabasa
Entintado o colorante Para comprobar las piezas que se han de planear, se esparce una ligera
122.2,1
capa de material colorante sobre el mármoL Pueden usarse para ello estos colores: negro de humo, azul de prusia o minia, con aceite También tinta de imprenta con gasolina Para esparcir el color uniformemente se empapa un paño, que luego se envuelve en otro -exento de pelo- para formar una muñequilla de 3 ó 4 cm de diámetro; luego se pasa sobre el mármol de manera que deje una finisima capa de unas 5 micras Esta muñequilla deberá guardarse en una caja cerrada, para evitar que recoja polvo o virutas, que luego podrian raspar el mármol y las piezas y deteriorarlas La pieza que se deba comprobar se deslizará suavemente en todas las direcciones sobre el mármol (fig 12.. 9) . La pieza estará tanto mejor cuantos más puntos queden marcados (fig 12 10) Y más uniformemente distribuidos 12 2 2 2
Fig. 127 Verificación de mármoles
' ,,,' .' .', ~"-"::: ,' ,,,"",'-& . .
1,
,
'
'.
g~c:,¿..;.~,~~ Fig 128 Mármoles reglas
Normas de uso y conservación
Al usar el mármol, hay que evitar el desgaste desigual que se produce si siempre se pasan las piezas por el mismo sitio No colocar piezas encima del mármol que no estén perfectamente pulidas y limpias No basta un simple desbastado, que estropearía la superficie del mármol, Los mármoles, una vez terminado su uso, deben ser cuidadosamente limpiados y los de fundición además engrasados con vaselina o aceites de buena calidad. Todos deben estar protegidos con cubierta apropiada cuando no se utilicen
12.2.3 Otros procedimientos Fig 129 Verificación de superficies en el mármol con colorante,
Se emplean otros muchos medios de verificación por ejemplo:
12231
Por medio de regla y bloques patrón
Se apoya la regla sobre dos bloques iguales y con un tercer bloque igual; se tantea para ver si pasa por debajo la regla (fig 1211): si pasa con hoígura, indica superficie cóncava, - si no pasa, superficie convexa, - si pasa de manera uniforme y sin holgura la superficie está bien Esta comprobación debe hacerse en varias direcciones,
12,232 Por medio de regla, bloques patrón y comparador de relo/ (fig, 12,12) Es una variante de la anterior, con la ventaja de que nos da el valor numé-
rico de las irregularidades, Puede hacerse asi el mapa topográfico de la superficie (fig" 12,13)" Hay que disponer de una regla perfectamente paralela y de un soporte apropiado para el comparador" Deslizando a lo largo de la regla soporte y comparador, éste nos dará la medida de cada punto (fig 1212),
89
Fig, 12.10 Puntos marcados
comparador do reloj
bloq1,le
Fig..
12~
11
Verificación con regla y bloques patrón
Fig. 12.12 Verificación con regla, bloques y comparador de reloj
Fig 12.13 Mapa topográfico de la superficie.
En la figura 1214 indicamos la forma ordinaria de verificar una superficie plana con regla de precisión y el orden que debe seguirse para colocar la regla MEDIOS DIDÁCTICOS Audiovisuales Diapositivas: 6.1,1 Verificación con guardaplanos. 6~1.2 Verificación con mármol y color. 6.13 Verificación con mármol y color
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Haz una relación de procedimientos que conozcas e instrumentos empleados para verificar superficies planas.
EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLlCACION Comprobación de superficies varias, con los diversos instrumentos disponibles. Cita qué instrumento es el más apto para cada caso y los errores que puedan
tJ
pro~
ducirse Ver carpeta de prácticas
2
--o--
CUESTIONARIO
colocación de la regla • punto de apoyo
-
Instrumentos empleados para verificar superficies planas ¿Por qué las reglas r1gidas tienen sus aristas templadas? ¿Qué es un guardaplanos? ¿Por qué los guardaplanos están provistos de una empuñadura aislante? ¿Qué quiere decir material estabilizado? ¿Qué entiendes por rodado? ¿Qué ventajas tiene el mármol de diabasa respecto a los de fundición?
BIBLlOGRAFfA BESANCET F,,~MEROZ R., Outillage et Métrologie.. Fédération des Ecoles de Mécanique et d'Electricité de Suisse, NeuchiHel. COMPAIN L, Metrologla de taller. Urmo, Bilbao 1970" DANOWSKY H., Manual práctico de Tecnolagla Mecánica._ Gustavo GiIi, Barcelona 1971 E. P. S., Tecnologla Mecánica, Librería Salesiana, Barcelona 1965. SCHROCK ,J" Montaje. ajuste. verificación de elementos de máquinas.. Reverté, Barce~ lona 1965, VARELA F., Control de calidad.. Ediciones Don Bosco, Barcelona 1973, >
VOCABULARIO TÉCNICO Fíg 12,14 Orden a seguÍ! en la comprobacÍón de una superíicie planü"
Estabililación~ Tratamiento por el cual se eliminan las tensiones internas del material y se evita la posibilidad de deformaciones Fundición perlíLica Fundición de cstructUnl pcrlíticn
90
Tema 13. Instrumentos de verificación para ángulos OBJETIVOS
- Adquirir los conocimientos necesarios para verificar ángulos, así como la información de los instrumentos empleados para este fin, - Conocer las normas para el manejo V conservación correcta de las escuadras - Conocer el empleo del cubo de precisión para verificar la escuadra con el mármol
I
GUiÓN -
Verificación de ángulos.. Instrumentos fijos
-
Otros instrumentos: mesas ópticas o cicló metros
PUNTOS CLAVE -
Antes de verificar el ángulo de dos superficies, asegurarse de que están planas..
EXPOSICiÓN DEL TEMA Fig
13 1 Escuadras de 90°
Fíg
132 Escuadm de 120 0
13 1 Verificación de ángulos, Instrumentos fijos Comprobar ángulos con Sin embargo, para los casos suficientes las escuadras fijas Antes de comprobar un caras que lo forman
13,11
exactitud es difícil y requiere aparatos costosos más corrientes que se presenten en el taller, son y sus variantes: escuadras guia y dados o cubos ángulo, habrá que verificar la planicidad de las
Escuadras
Son instrumentos que tienen un ángulo fijo entre dos superficies planas Se fabrican de acero de alta calidad, templado y estabilizado y de alto grado de precisión El vértice del ángulo interior suele estar degollado, lo cual facilita la comprobación de las piezas que tienen aristas vivas 13,1 ,2
Plantillas de ángulos
las escuadras fijas empleadas con más frecuencia son las de 90°,120°, 135°, 60° Y 45° (figs, 131 a 13,5) También son empleadas plantillas de ángulos fijos para diversas aplicaciones (figs" 13,6 a 13.8) En la figura 139 se presenta una plantilla para verificar superficies curvas" 13,1 ,3
Normas para su empleo V conservación
No debe comprobarse con una escuadra pequeña una superficie grande por el riesgo de que haya un error más allá del campo de contacto de la escuadra (fig, 13,11), No se debe deslizar la escuadra sobre la cara a verifíca" Para el buen manejo de la escuadra, es recomendable seguir las siguientes
Fig, 133 Escuadra de 135°,
instrucciones: - quitar todas las rebabas que pueda presentar la superficie de la pieza a comprobar" Con un paño eliminar virutas, aceite y suciedad; - limpiar la escuadra con un paño o gamuza; - colocar la pieza a contraluz para que su perfil se destaque con claridad
Figo 13-4 Escuadra de 60 0 •
Fig 13B Plantillas para verificación de ánguloS',
Fíg- 135 Escuadra de 45°,
Fig. 137 Plantilla de ángulos
91
o
pioza
plantilla
Fig. 139 Plantilla de velificaci6n de superficies curvas, Fig 138 Plantilla de ángulos para herramientas.
13"1""4
Verificación de escuadras de 90°
Para la verificación de las escuadras de 90°, pueden seguirse varios métodos:
13"1A1 Caso de disponer de tres escuadras, procederemos de la siguiente forma (fig" 13"12): - se toman las escuadras 1 y 2 y, apoyándolas en un mármol de verificación, se hace que se toquen los otros dos lados; - se toman de igual modo las escuadras 1 y 3 y se hace la misma operación; - se comparan la 2 y 3 de igual manera" Si en estas tres operaciones coinciden perfectamente las escuadras, es que el ángulo de 90° es perfecto
AAA
Fig 1310 Plantillas de medición de longitudes
Fig 1312 Verificaci6n de escuadra de 90 0
13142
l'==='¡//
Sobre un mármol de verificación se apoyará un cilindro perfectamente ,ectificado, de base también rectificada y perfectamente a escuadra, apoyando la escuadra en el mármol y haciéndola resbalar sobre él con suavidad hasta que toque la generatriz del cilindro; asi tendremos una de las maneras más sencillas y exactas de comprobar escuadras y otras piezas de ángulo recto (fig, 13"13)
13 15
Fig 13,11
Comprobaci6n incorrecta.
Verificación de escuadras de 120°
Para verificar escuadras de 120° podrá seguirse el mismo procedimiento que el empleado en el apartado 13,1 A1 para la de 90°" Aqul será preciso disponer de cuatro escuadras (fig 13,14)" Para la verificación de escuadras de distintos ángulos se emplearán goniómetros de precisión, escuadras patrón o elementos de laboratorio adecuados, Si se desea comparar ángulos de cualquier medida, se emplearán las falsas escuadras, para lo cual se ajustará la abertura por medio de escuadras patrón,
13"1"6
Cubos o dados
Son paralelepípedos con caras muy lisas y ángulos muy exactos (fig" 13 15) Los defectos de escuadría y planitud de las caras de la pieza a comprobar, se aprecian con la ayuda de colorantes, y de mármoles de verificar {figs 13 16 "'1
Fig, 13 13 Verificaci6n con columna.
1':l 1 '7\ • v, •• I '
Fig. 1314 Verificaci6n de escuadras de 120 0
92
mármol
Fíg. 13.17 Marmoleado de una pieza con la ayuda de un mármol·regla triangular,
Fig. 13.15 Marmoleado de una pieza Fig. 1316 Escuadra mármol,
132
Mesa óptica o ciclómetro (fig
1318)
Sirven también para colocar piezas en máquinas y para medir; se colocará la pieza con un ángulo previo leido por el visor óptico o se medirá el paralelismo respecto a un plano de referencia Los hay que llevan un niveL En algunas de estas mesas puede lograrse una preclSlon de segundos En la figura 13 19 puede verse la manera de empleo con ayuda de un guardaplanos
MEDIOS DIDÁCTICOS Audiovisuales Diapositivas: 6.31 Escuadras fijas de 90 0 " 63.2 Comprobación de la colocación de piezas en máquinas herramientas,
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO
7378 Mesa 6ptica o ciclómetro
Fig
- Tipos de escuadras empleadas en mecánica. material, forma de construirlas y emplearlas - Medios de verificación de ángulos
EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLICACiÓN tradas. -
Haz comprobaciones de ángulos: en piezas y en máquinas. Describe el procedimiento previsto y el adoptado, así como las dificultades encon· Ver carpeta de prácticas
CUESTIONARIO -
¿A qué se llama escuadra 7 ¿Qué misión tiene el pequeño orificio situado en el ángulo interior de las escuadras? Describe la forma de emplear un dado para la comprobación de ángulos rectos ¿Por qué una escuadra biselada tiene mayor precisión que una que no lo esté? Describe varios casos en los que se empleen las falsas escuadras,
81BLlOGRAFfA BESANCET Fc-MEROZ R, Outillage et Métrologie. Fédération des Ecoles de Mécanique et d'Electricité de Suisse, Neuchatel COMPAIN L, Metrologla de taller.. Urmo, Bilbao 1970. E. P. S., reenologla Mecánica.. Ubrerra Salesiana, Barcelona 1965. GERLlNG H.. , Alrededor de las Máquinas Herramientas.. Reverté, Barcelona 1964.. VAN GELDER T, .J., Curso de Formación Profesional, Urmo, Bilbao 1971 VARELA F., Control de calidad, Ediciones Don Bosco, Barcelona 1973.
93
Fig. 13.19 Aplicaciones de la mesa óptica,
3.
Trazado'
Tema 14. Trazado plano OBJETIVOS
- Estudiar los principios del trazado, los instrumentos empleados y su manejo y utilización en la práctica del trazado. - Conocer el objeto del trazado y sobre qué tipos de piezas se realiza. GUiÓN -
Objeto del trazado Clases de trazado Barnices de trazar,. Instrumentos de trazar Prácticas del trazado en el plano,
PUNTOS CLAVE ¿Cuándo debe hacerse el trazado y cuándo no?
25
25
CONOCIMIENTOS PREVIOS -
Principios geométricos y trazado de construcciones geométricas" Lectura e interpretación de documentos técnicos.
EXPOSICiÓN DEl TEMA 141 20
20 80
Objeto del trazado
El trazado consiste en marcar, sobre la superficie exterior de una pieza de metal, el contorno, las líneas que indican el límite de desbaste, o bien, los ejes de simetria de los agujeros o ranuras Puede ser una operación previa al ajuste y mecanizado.
Se hace:
Fig, 141
Trazado en el plano,
sobre piezas fundidas; - sobre piezas forjadas o estampadas; - sobre perfiles laminados. De su correcta realización, depende algunas veces la exactitud de las restantes operaciones; de ahí, la responsabilidad del trazador. Para muchas operaciones, hasta hace pocos años, era muy importante; hoy, sin embargo, ya no lo es tanto, porque las modernas máquinas y técnicas de trabajo lo hacen innecesario, o, a lo sumo, sirve de orientación. El trazado no elimina las operaciones finales de verificación.
94
14.2
Clases de trazado El trazado puede ser en el plano o al aire (figs. 141 y 142).
Fig, 14.3 Pintado con barniz blanco,
Fig, 142
14 2.1
Trazado al aire,
Trazado plano
El primero se llama asi porque todas las líneas señaladas están sobre una única superficie plana, en la cual se dibujan los contornos y detalles de una pieza. Por ejemplo: trazado de plantillas de chapa, desarrollo de recipientes, situación de taladros, etc.
1422 Trazado al aire Si se traza sobre piezas en tres dimensiones, se llamará trazado al aire o en el espacio
14.3
Barnices de trazar
Cuando hay que trazar una pieza, es preciso que tenga un fondo de color apropiado para que destaquen las lineas Para ello se pintan las piezas con bar-
nices de trazar. Para piezas de fundición y forjadas, se suelen emplear pinturas blancas a base de yeso en polvo y alcohol (fig. 143). Las piezas fundidas de metal ligero, como aluminio, se pintan con un barniz o pintura de coior oscuro que adhiera bien Las piezas de acero, pulidas y brillantes, se humedecen con una solución de sullato de cobre, que deposita en la superficie del acero una delgada capa de cobre, sobre la cual resultan muy visibles los trazos y los puntos de granete El precipitado de cobre se produce sólo sobre superficies metálicas limpias y exclusivamente sobre acero y cinc Pueden emplearse también, para piezas pequeñas y pulidas, rotuladores de los existentes en el mercado, que den distintas tonalidades; tienen la ventaja de que secan con rapidez.
144 Instrumentos de trazar Los útiles más empleados para el trazado son:
14.41
Punta de señalar o de trazar (fig 14.4)
Es una varilla de acero terminada en punta cónica templada y muy afilada. Debe conservarse afilada y no emplearla para otros usos Para conservar la punta en buen estado y evitar accidentes, se la protege con tapones de corcho.
14.4.2 Granete Es un cilindro de acero terminado en punta. Se emplea para señalar o marcar puntos de apoyo y guia, para el compás O la punta de la broca (fig. 14.5) El ángulo de la punta suele ser de 60° a 70° y debe conservarse perfectamente afilado. Los granetes automáticos dan golpes muy uniformes sin necesidad de martillo (fig 14.6). A veces se emplean granetes de doble punta para marcar agujeros equidistantes (fig. 14.7).
14.43 Compás de trazar El más empleado es el compás de puntas, sencillo o con un muelle (figura 14.8) . Se emplea para trazar arcos de circulo, determinar perpendiculares, trasportar distancias y marcar divisiones equidistantes..
95
Fíg. 14.6
Granete automáticoc
~ 11 rr 11 lI¡rt'IIII/o
lI---'
Fig, 14] Granete para agujeros
Fig
14. 9 Compases
Fig. 14,10
Compases
para grandes radios.
para paralelas"
equidistantes
Fig 148 Compás de muelle
En la figura 14.9 se presenta un compás para trazar paralelas y en la figura 14.10 un compás de varas para trazar grandes radios.
144.4 Escuadlas Se emplean también en el trazado de las escuadras lisas y, sobre todo, las de solapa (lig 14.11). Para transportar ángulos, se emplean mucho las falsas escuadras y la escuadra universal ya estudiada anteriormente (fig. 14.12).
14.4.5 Escuadras de hallar cenltos Se emplean también las escuadras de centros (fig
14.13) .
144.6 Reglas Fig 14. 11 Escuadra de solapa para trazado
Para tornar medidas, se emplean preferentemente las reglas flexibles graduadas (fig 1414). Para el trazado propiamente dicho, se emplean más las reglas rlgidas, graduadas o no (fig 14.15).
14.4.7 Regla angular Para el trazado sobre cilindros, es muy práctica la regla angular (fig 1416). 145
Fig, 14 12 r,azado con goniómetro simple
Práctica del trazado en el plano
Ante todo, hay que estudiar bien el plano o documento técnico que dé los datos para el trazado Determinar bien el proceso de trazado, a fin de que resulte completo Asegurarse de que la pieza tenga las dimensiones suficientes A ser posible, conviene partir, para el trazado, de una linea o superficie de referencia. - Resolver antes sobre el papel los problemas geométricos complicados, para asegurar una solución adecuada MEDIOS DIDÁCTICOS Audiovisuales Diapositivas:
8 @ 7 ' 1 ' 1 T r a zadoeneI Plano 7 1,2 Trazado en el plano con compás, 71,3
O
A
A
Empleo de barnices de
tfa~aL
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Describir el proceso para marcar la pieza de la figura 14" 17 Hacer una relación de los instrumentos y accesorios utilizados en el trazado plano.
Fig, 14.13 Escuadra universal
so
para hallar centros
¡-~-~t'~ ¡·--¡1j-D 1
Fig 14.14 Regla flexible
!
1ii>\\¡\\í¡lit~k\~~':§,~1\~~lL~~t' Fig. 1415 Regla r/gida.
Fig. 14.16 Regla angular~
96
Fig. 1417
I
"1
,!
.....
EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLICACiÓN Proceder al afilado de una punta de señalar y de un granete, bajo las indicaciones del profesor. Ver carpeta de prácticas
CUESTIONARIO -
¿Para qué se emplea el trazado 7 ¿Qué substancias se suelen emplear para la coloración de las piezas a marcar? ¿Cómo se afila la punta de señalar?
-
¿Qué ángulo debe tener la punta de un granete? Ventajas que tienen los granetes automáticos,
-
¿Qué es una escuadra de centrar?
¿Qué diferencia hay entre un trazado plano y uno al aire 7
BIBLlOGRAFIA E, P.. So, Teeno/agla Mecánica, Libreda Salesiana. Barcelona 19650 PEClfiJA .L Rama del metal. Teeno/agla. curso primero. Centro Nacional de Formación del Profesorado y Monitores, Madrid 1968, RODRIGUEZ E" El trazado en el taller mecánico, Ceae, Barcelona 1965, VAN GELDER T .J, Curso de Formación Profesional, Urmo, Bilbao 1971.
Tema 15. Trazado al aire OBJETIVOS
- Conocimiento del procedimiento del trazado al aire, de los instrumentos empleados y manera de realizarlo en la práctica, - Diferenciar las piezas que se deban trazar y las que no, de acuerdo con el origen del material y el proceso de mecanizado Describir el orden y proceso a seguir para efectuar un correcto trazado al aire
GUiÓN -
Importancia del trazado al aire Utiles empleados en el trazado al aire Proceso del trazado Resumen de los instrumentos de trazado
PUNTOS CLAVE -
Cuándo debe hacerse el trazado y cuándo no Responsabilidad del trazador
EXPOSICIÓN DEL TEMA
El trazado al aire o en el espacio, es el que se efectlÍa cuando las líneas a trazar estén en distinto plano o superficie unos respecto a los otros; es decir, que se efectlÍa en las tres dimensiones de una pieza, 151
Importancia del trazado al aire Muchas piezas pueden mecanizarse sin trazado, por ejemplo: en la mayoria de piezas torneadas; - piezas en serie; - piezas sencillas, con planos de referencia bien determinados y exactos En otras piezas resulta imprescindible o conveniente, asi: - como auxiliar para colocación de piezas en las máquinas-herramienta; - en el desbaste de piezas, para tener la seguridad de que hay material suficiente; - cuando no hay otro medio de guiarse en el mecanizado: en este caso, deberá hacerse con la mayor precisión posible, ya que de él dependerá el resultado finaL A pesar de todo, cabe hacer notar que, aun en los casos en que resulte 97 4
Tecnología del Metal! ,
imprescindible, no suple en manera alguna a" las operaciones de "verificación, sobre todo en el acabado. Sólo en trabajos de muy poca precisión, podrá uno guiarse únicamente por el trazado Todo esto tiene su explicación porque en el trazado, nunca podremos lograr grandes precisiones Como máximo, podremos lograr con un trazado muy bien hecho, precisiones de décimas de mm cuando hoy dla en Mecánica esta precisión resulta muchas veces insuficiente. También cuanto más perfecta es la máquina, menos necesario es el trazado. Para trabajos en serie, se trabaja con plantillas, que hacen innecesario el trazado que, por otra parte, resultaría antieconómico. El trazado será necesario en estos casos, para hacer esas plantillas; y entonces deberá hacerse con gran responsabilidad, ya que de resultar mal, no es una sola pieza, sino muchas las que podrían malograrse. En muchos casos, el trazado sirve para poder mecanizar una o dos superficies de referencia, que luego servirán para el resto de las verificaciones y mecanizados. Fig 15 1 Mármol de trazar
15 2
Utiles empleados en el trazado al aire
Además de los explicados en el tema anterior, para el trazado al aire se emplean:
1521
Mármol
El mármol, tiene función de soporte y gula, por cuyo motivo es el útil fundamental del trazado al aire La forma de un mármol de trazado es semejante a la de los mármoles de verificación, pero se diferencia de ellos en que suele ser mayor su superficie y no está tan perfectamente acabada como en aquéllos Según el tipo de trazado a que se destine, podrá ser rasqueteado o simplemente acabado en la cepilladora. Para el mejor apoyo de las piezas, conviene que estén surcados en una o dos direcciones por ranuras equidistantes Deben colocarse sólidamente asentados y bien nivelados (flg. 15 1) corredera
"
tuerca
1522 Gramil (figs. 152 y 156) Es un instrumento muy utilizado en el trazado al aire, sirve para marcar
vástago
lineas paralelas entre si y a una base de apoyo o referencia Generalmente, la superficie de referencia es la del mármol de trazado El gramil consta de los siguientes elementos: - una base, torneada o cepillada y perfectamente planeada en su asiento Aigunas veces lleva rebajos en forma de V para poderlos apoyar sobre árboles
o guías;
articulación
basa
/ Fig 152 Gramil sencillo articulado
un vástago o barra vertical -fija o articulada-; - una corredera que se desliza por el vástago; - una punta o rayador de acero afilado por sus dos extremos; uno de ellos suele ir doblado (fig 152)
Otras aplicaciones del gramil Si bien el fin principal del gramil es el trazado, se usa también para verificar superficies paralelas y como auxiliar para comprobar la colocación de las piezas en las máquinas herramientas. Al usar el gramil, hay que tener en cuenta: que el rayador debe pasarse una sola vez para hacer un trazado; evitar la flexión del rayador, con el empleo de varillas cortas; la punta del rayador afilese de forma cónica, nunca en forma de cuchilla; preséntese la punta normal a la superficie que se va a rayar y ligeramente indinado según !e dirección r:lp.1 r::tyrlCin (fig. 15,,4) .
-
OlIos tipos de gramiles
En la figura 15.4 se muestra un gramil especial para trazado de paralelas en sentido horizontal y en la figura 155 otro tipo para trazado de paralelas en sentido horizontaL
15.2.3 Calzos B
Fig 153 Aplicaciones
Son unos prismas de fundición, de formas muy variadas; tienen siempre uno o más rebajos en forma de V, para que puedan colocarse en ellos piezas redondas (fig. 15.8) .
98
15,24 Cuñas Sirven para apoyar y nivelar las piezas (fig. 15.9); pueden ser de regulación a saltos -cuñas con dientes-, o sin saltos, a tacto o por tornillo. 15.2 5
Gatos
Tienen el mismo objeto que las cuñas, pero se utilizan para alturas mayores (fig15.1 O) .
15.2.6 Escuadras de trazar y cubos o dados Son de fundición y tienen superficies bastante grandes. Colocadas encima del mármol, forman con él un ángulo de 90° y sirven para apoyarse en ellos el gramil y trazar líneas perpendiculares. Suelen llevar ranuras para poder fijar, si fuese preciso, las piezas que hay que trazar (figs.. 15 11 y 1512)
Fig, 15,4 Gramil horizontal
152.7 Mesas y escuadras orientables (figs.. 15.13 y 1514) Pueden inclinarse y formar con el mármol un ángulo cualquiera. Fig 155 Gramil para trazar paralelas
1528 Aparatos divisores (fig. 15 15) Tienen un mecanismo para variar la posición de la pieza logrando desplazamientos angulares equidistantes o no 153
Proceso del trazado
1.° Pintar, como se dijo en el tema 14, las partes necesarias 2 ° Si hay agujeros en bruto, y debe localizarse el centro . se taponan con una madera que lleve una chapa metálíca (fig 15.16). 3.° Estudiar detenidamente el plano e instrucciones ,MármOles
Soportes o apoyos
Escuadras de trazado Mesa orientable [ Aparato d¡visor
Cubas o dados [SinlPles Calzos en V
[ Calzos
Multiples
Fig, 156 Gramil con regla graduada fija y nonios
Fijos [ Regulables
Gatos
Reglas
Auxiliares Guías
Simples [ Angulares
Simples Escuadras
Con solapa [ En T
Machos
De medida
Instrumentos y accesorios de trazado
Metros metálicos Calibre pie de rey Transportador de ángulo Regla graduada Regla graduada vertical Gramil de altura graduada Aparato divisor
Fig, 15.7 Aplicación de un gramil de precisión
Punta de trazar Gramiles
Activos
Vástago fijo [ Vástago inclinable
oe Granetes
trazar De agujeros Automático
L
De puntas Compases
Con muelle y tornillo Con pata y punta [ De varas
Fig. 15..8 Calzos en V,
99
Fig 1511
Escuadra de trazar.
Fig. 15.10 Gatos graduables Fig, 15.9 Cuñas graduables
Fig. 15 12 Cubo de trazar,
4 ° Estudiar el proceso de trazado, para que podamos llegar al final sin contratiempos y sin repetir operaciones y posturas. 5.° Si precisa hacerse algún cálculo, por ejemplo, para transformar distancias dadas por ángulos, debe repasarlos y comprobarlos por el encargado responsable, El orden del trazado propiamente dicho puede ser tan variado como el número de piezas; pero, como norma general, podemos señalar el orden siguiente: 1.0 trazado de un plano principal; 2° trazado de los planos paralelos a él; 3,° repetir las dos operaciones anteriores con el segundo plano; 4,° repetir igualmente con el tercer plano; 5 ° trazado de puntos o planos singulares, si los hay; 6,° trazado de agujeros, en caso de necesidad. 15.4
Resumen de los instrumentos de trazado
En el esquema de la página anterior se presentan todos los instrumentos empleados en el trazado plano y al aire
Fig 15,13 Escuadra orlentable,
Fig, 15.15 Aparato divisor
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Fig, 15,14 Mesa orientable.
Describe el empleo de los instrumentos de trazado más importantes.
EJERCICIOS PRACTICOS DE APLlCACIÚN -
Dados los planos de una pieza, estudiar su trazado,. Hacer el trazado de alguna pieza sencilla.
CUESTIONARIO -
Fig, 15.16 Taponado de agujeros
100
¿Qué es el mármol de trazar? Describir sus particularidades. ¿Qué es un gramil? ¿Por qué la punta del gramil debe afilarse cónica y no plana? ¿Qué son los barnices de trazar? ¿Cómo se empieza el trazado cuando hay agujeros que deban mecanizarse?
4.
Operaciones a mano
Tema 16. Taller mecánico y puesto de trabajo OBJETIVOS
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.
~h ,¡
- Conocer la orgamzaclOn y funciones del centro de trabaja donde desa'N,o::·J ((aliará su actividad al acabar el aprendizaje. _, .~ I - Conocer la organización de un taller mecánico t~,: ( ¿Ji{!fRt..· ~ - Conocimiento detallado de las secciones y departamentos más carac",; ~"- :/ [~ terísticos de un taller mecánico 11' ~ fi, - ",
W
Conocer los obj'etivos y organización del servicio de fabricación
-
Ilr
- Tener idea clara de lo que es un puesto de trabajo e identilicar los más importantes GUION -
¿Qué es un taller mecánico? Objetivos de un taller mecánico.. Funciones técnicas de un taller mecánico,
-
Otras secciones Puesto de trabajo,
PUNTOS CLAVE -
Finalidad de cada una de las funciones técnicas
-
Saber diferenciar cada una de las secciones de un taller.
EXPoSlcrON DEL TEMA
16.,1
¿Qué es un taller mecánico? Taller mecánico es el conjunto de instalaciones, maquinaria, dependencias y puestos de trabajo -con el personal directivo y productor adecuado- organizados de tal manera que puedan cumplir su objetivo y obtener el máximo rendimiento. 162 Objetivos de un taller mecánico la finalidad de un taller mecánico, como empresa, es realizar un trabajo o prestar un servicio a cambio de una retribución y de un margen de beneficio Para lograr esta finalidad, hacen falta unos organismos que desarrollen servicios o funciones determinadas. 101
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Funciones técnicas de un taller mecanlco La realización del trabajo comprende cierto número de cometidos indispensables, tales como: estudio del proyecto que se va a ejecutar; establecimiento del proceso de trabajo; preparación de las herramientas y materias primas; distribución del trabajo; control o comprobación" A estos cometidos, para los cuales hay que contar con los organismos competentes, se les designa con el nombre de funciones técnicas o servicios técnicos y son: - Dirección técnica: previsión y coordinación; - Oficina técnica: preparación de planos y documentos técnicos; - Función métodos: analizar los trabajos, preparar fichas de trabajo, prever el utillaje" que se va a utilizar; - Función preparación: establecer instrucciones y estudiar tiempos; - Función estudios utillaje: proyecto y realización de utillaje; - Función distribución: distribución de los trabajos, planos e instrucciones, material, herramientas; - Función fabricación: mecanizado y montaje; - Función verificación: comprobación de la calidad; - Entretenimiento: conservación de maquinaria, utillaje e instalaciones Todas estas funciones técnicas son de gran importancia" Por razón de brevedad, y dada la indole de la presente obra, sólo daremos una idea de las que más nos conciernen, dejando para otros cursos las restantes" 16"3
16"3"1 Función Fabricación Aqui vienen a converger los trabajos realizados en las otras funciones" De su eficacia depende que el trabajo realizado por aquéllas no se malogre Por otra parte, deberá organizarse el trabajo de tal manera, que no se produzcan paros o se malogren piezas, por defectos en la interpretación de los planos, retrasos en servir las herramientas o materiales Esta es la función realizadora por esencia: la que, por asi decirlo, caracteriza un taller mecánico" En principio, un taller de fabricación comprende: taller de preparación de utillaje; uno o varios almacenes de herramientas y utillaje; - secciones de mecanizado y montaje; - sección de entretenimiento y conservación 16,3,U Taller de preparación de utillaje Es una sección para la preparación del trabajo, con inclusión, algunas veces, de la ejecución de prototipos"" Se construyen en él: - los portapiezas: que deben fijar con rapidez, facilidad y precisión la pieza a la máquina; - los portaherramientas, las herramientas y los (¡ti les cortantes normales y especiales; - las matrices', estampas" y moldes"; - en casos particulares, los aparatos de control y montaje El taller de utillaje debe disponer de las mejores máquinas y de los mejores operarios, puesto que la mayor o menor precisión de los productos fabricados depende en gran parte de la precisión que posean los útiles y herramientas que hay que emplear. Este taller estará dotado de máquinas clásicas universales y especiales: tornos, fresadoras, taladradoras, mandrinadoras, punteadoras, cepilladoias, rectificadoras, pamógrafos, ~ü;. üi'Ja 5B'cci6n ¡rnpufi:ante de esto tallei de ut¡lI~jc es la de afilado de herramientas.
16,3" 1.2 Almacén de herramientas En el almacén de herramientas, -puede haber varios distribuidos por todo el taller, según su capacidad-: - se reciben las herramientas de los proveedores o del taller de utillaje; - se comprueba su perfección o calidad y se las clasifica y ordena para distribuirlas según las necesidades programadas; - se reciben las herramientas o útiles desgastados o deteriorados y se mandan reparar al taller de utillaje o se encargan otras nuevas a la sección de compras"
102
16.3.13 Sección de mecanizado y montaje
CONJUNToS FABRICADOS JL ALHACEH . .
Su número puede variar mucho según el tipo de taller y los procesos de mecanizado Podemos dividir los tipos de taller en dos grandes grupos: taller de mecánica general; - taller de fabricación en serie.
I
I
LINEA, DE HONTAJE
•
I
I
I
I
PIEZAS FABRICADAS
J •J •J §
J
E
1. o Talleres de mecánica general Se agrupan las máquinas en secciones, según la clase de trabajo que realizan; tornos, taladradoras, cepilladoras, fresadoras, mandrinadoras, rectificadoras, etc_ Este tipo de distribución facilita la comprobación del trabajo realizado, por parte de los contramaestres o jefes de sección. Las piezas pasan de una sección a otra para someterse a las diversas fases de trabajo También puede destinarse una parte de las máquinas al desbaste y otra parte al acabado, particularmente para las piezas que requieran un tratamiento intermedio Otras veces se agrupan las máquinas grandes con el fin de que puedan servirse de gnjas-puente La sección de ajuste o montaje deberá situarse en el lugar idóneo, según el proceso de fabricación.
2. 0
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LINEA DE APROV/S/ONAMIENrol
t
t DE ALMACENES
Fig.. 161 Esquema de las lIneas de fabricación en serie
Talleres de fabricación en serie
En estos talleres, se instalan las máquinas en el mismo orden de las fases u operaciones de mecanizado, es decir, formando linea de mecanizado Algunos talleres sólo hacen un tipo de piezas, otros hacen varias piezas que puedan agruparse o montarse formando un conjunto En estos casos, una linea transversal al final de las de fabricación constituye la linea de montaje Habrá otra linea al principio para el aprovisionamiento (fig. 16.1).
163 1 4 Entretenimiento o mantenimiento No hace falta ponderar la importancia de esta función, ya que resulta evidente que no se podrá llevar a cabo una fabricación en buenas condiciones si no se mantiene en perfecto estado el conjunto de edificios, instalaciones y maquinaria
Habrá que prever revisiones periódicas y sistemáticas, y estar preparados para realizar rápidamente y con eficacia las reparaciones imprevistas Será un medio eficaz, en beneficio tanto de la empresa como del cliente
16,4
Otras secciones
Almacén de materias primas, cuya misión consiste en: recibir los materiales; controlar su calidad y cantidad; clasificarlos; distribuirlos a quien los solicite Para atender las necesidades de fabricación, puede disponerse de un taller de troceado y preparación de material. 1641
Figc 16.2 Puesto de trabajo de taladrado
16.4.2 La sección de verificación Es muy amplia la función de verificación o control. Nos limitaremos aqul al: control de materiales; - control de productos fabricados.
Los materiales se comprueban o verifican:
16.4.2.1 -
cualitativamente en los laboratorios; cuantitativamente en el almacén.
16.4.22 -
La verificación de los productos fabricados puede hacerse:
por el propio operario en su puesto de trabajo -autocontrol-; por la propia máquina con medios automáticos;
Fig. 16,3 Puesto del almacenistao
103
- por verificadores que pasan por los puestos de trabajo y que utilizan sus propios calibres, distintos a los de los operarios -control ambulante-; - por un servicio de control central: se comprueban en él las piezas una vez terminadas, o bien, al pasar de una operación a otra. Otras veces los clientes mandarán a los talleres sus propios verificadores. 165
Puestos de trabajo
Cada una de estas secciones consta de una serie de puestos o lug8fes de trabajo, con espacio, herramientas, máquinas, etc., suficientes y adecuadas para la realización del trabajo . Cada trabajo o tarea se puede dividir en: Fase. es el trabajo realizado en un puesto de trabajo, por el operario responsable del mismo. Si la sucesión de operaciones en la misma máquina exige desmontar la pieza, la fase se descompondrá en tantas subfases como nuevos montajes de la pieza se requieran. Llamarnos operación a todo lo que suponga un paso adelante en la mecanización o tarea, de suerte que, si se suspendiese el trabajo, no habria necesidad de repetir el trabajo hecho. Preparar la máquina, ponerla en marcha, sujetar la pieza, no son operaciones en este sentido Dar una pasada, trazar un punto de granete, hacer un pequeño taladro, si son operaciones.
Fig. 16. 4 Puesto
OtlOS puestos de trabajo. En el taller mecánico, hay gran variedad de puestos de trabajo, a tenor de las varias fases que en él puedan realizarse En algunos temas explicamos cada una de las operaciones que en cada puesto de trabajo podernos realizar. En la figura 16.2, aparece el puesto de taladrado, y en la 16.3 el puesto del almacenista
=
16.5 1 5endllo Fig~ 16.5
Banco de ajustador
Puesto de trabajo del ajustador (lig. 16.4)
Antes de pasar a describir el puesto del ajustador mecánico hagamos unas aclaraciones:
1 6 5 1 1 Ajuste Esta palabra comprende acepciones tales corno: -
elaborar completamente una pieza metálica a mano, según unas formas
y medidas fijadas de antemano: hacer una chaveta, una llave, etc.; - acabar y retocar piezas trabajadas previamente a máquina: rasquetear un mármol o bancada que se haya planeado en una cepilladora; - adaptar dos o más piezas que deban trabajar una dentro de la otra: rasquetear y ajustar la cabeza de una biela a un cigüeñal, ajustar un punzón en Fig 166 Banco metálico de ajustador
una matriz o estampa; - montar un mecanismo o máquina haciendo las operaciones necesa-
rias para ello
16.51 . 2 Elementos básicos del puesto del ajustador Segun el trabajo especifico del ajustador, el puesto de trabajo puede presentar ciertas peculiaridades pero los elementos básicos de todos ellos son: el banco de ajustador; el tornillo de banco; las herramientas de trabajo y verificación; las herramientas auxiliares. 16 . 5,.1.2 . 1
Fig, 167 Limas ordenadas
en cajones
Banco de ajustador
Consta esencialmente de una robusta mesa donde se fija el tornillo de banco, que a su vez sirve para lijar las piezas que deban trabajarse. Es ordinariamente de madera o de madera y metal combinados. También se hacen totalmente metálicos. Su construcción debe ser sólida, su altura de 80 a 90 cm y su ancho de 70 a 80 cm. Puede ser sencillo o doble (fig. 165) . En este banco se fijan los llamados tornillos de banco, los cuales no deben estar demasiado juntos unos con otros; de disponer de espacio suficiente, será conveniente colocarlos a 1,50 m de distancia; la mayor o menor separación dependerá del tipo de trabajo normal que deba realizarse en la sección de ajuste
104
Debajo de la mesa, se dispone de uno o dos cajones por tornillo para guardar en ellos las herramientas. Deben tener los bancos algún dispositivo o sistema para sostener los dibujos, de manera que no se deterioren. En los bancos dobles es recomendable que haya en el centro una pequeña repisa, a manera de separación, no más alta de 20 cm. La separación representada en la figura 16.5 es muy práctica, pues sirve no sólo para proteger a los operarios que trabajen uno frente al otro, sino también para poder colgar en ellos unos marcos o tableros con los dibujos En la figura 16.6 se muestra un moderno banco de ajuste hecho de palastro, plegado y soldado. Los bancos de pocos puestos de trabajo tienen el inconveniente que, por su poco peso, deben sujetarse al suelo.. Tienen la ventaja de que pueden orientarse bien a la luz y adaptarse al espacio disponible Si el trabajo no es muy duro, tampoco será necesario fijarlos al suelo Los bancos de la figura 166 trabajan perfectamente sin fijarlos 16 5.1 22
6 7
3
¡Ji
Tornillo de banco
ji
Es un instrumento que sirve para sujetar las piezas que se han de trabajar Hay dos tipos principales de tornillos, a saber: tornillos articulados y tornillos
Fig
16c8
Tornillo articulado
paralelos. - Tornillos
artículados~ (fig 16..8) Estos tornillos se construyen de acero forjado y resultan muy resistentes, por lo que son indicados para trabajos de cerrajeria y de forja; no son apropiados para trabajos de ajuste, porque sus mandibulas no se conservan paralelas al abrirse, (lig 16.9) por cuyo motivo no sujetan bien las piezas o las deforman si se aprietan demasiado El tornillo articulado se compone de un brazo fijo (1) Y otro (2) que puede oscilar sobre el perno (3) El tornillo (4) se enrosca en una tuerca (5) encajada al brazo fijo (1) El resorte (6) hace que el brazo móvil se mantenga siempre lo más abierto posible, según se lo permita el tornillo (4) La barra (7) sirve para hacer girar el tornillo (4) y así. separar o juntar las mandibulas del tornillo, que asi se llaman las partes superiores de ambos brazos (transparencia 2 1) - Tornillos paralelos, (fig 1610) Al igual que los articulados, los tornillos paralelos constan de una mandíbula fija (1) Y de otra móvil (2) Se construyen
de hierro colado o de acero fundido (transparencia 22) Estos ultimas son más caros, pero resultan más resistentes" En la parte superior de ras mandíbulas, llevan
Fig 169 Detalle de la forma de sujeción en un torndlo articulado
unas piezas. (3) llamadas mordazas, las cuales están estriadas para que puedan sujetar las piezas sin necesidad de ejercer sobre ellas demasiada presión La diferencia esencial entre estos tornillos y los articulados es que, sea cual fuere la abertura de las mandibulas, las mordazas quedan siempre paralelas y sujetan asi en perfectas condiciones las piezas de cualquier tamaño La apertura y cierre del tornillo se efectúa, igual que en el tornillo articulado, por medio de la barra (4) y del tornillo (5) que se enrosca en una tuerca alojada en la mandibula fija La mandibula móvil se ajusta. por deslizamiento suave, a la fija Conviene que no tenga demasiada holgura y que estén protegidas contra las limaduras Para la utilización y conservación del tornillo de banco y del puesto de trabajo en general ver la carpeta de prácticas 165.. 1 2.3
Herramientas
Las herramientas de trabajo, las de verificación y las auxiliares se estudian en temas aparte. MEDIOS DIDACTICOS Transparencías 2.. 1 Tornillo articulado, 2,2 Tornillo paralelo,
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO -
Estudia detalladamente uno cualquiera de los puestos de trabajo de tu taller Visita un taller o talleres y comenta su organización. principalmente la función de
Fabricación,
- Haz un informe de la distribución de las secciones o cadena para fabricar un elemento mecánico, según un plano concreto.. Puedes visitar algún taller de la localidad. - Ver carpeta de prácticas
105
Fig. 16,1 O Tornillo paralelo
CUESTIONARIO -
¿Qué entendemos por Fabricación?
-
¿Qué secciones comprende Fabricación? Cita algunos de los trabajos que realiza Preparación de utillajes. ¿Qué debe hacer el almacén de herramientas?
-
¿Qué diferencia hay entre un taller de fabricaciones generales y otro de fabricación
en serie?
-
Verificación._ ¿depende de Producción? ¿Por qué? ¿Qué es lo esencial o caracterlstico de un puesto de trabajo?
-
¿Qué es una fase? ¿Qué es una subfase? ¿Qué es una operación?
-
Explica con algún caso práctico los conceptos: fase, subfase, operación, preparación
de máquinas y maniobra.
BIBLlOGRAFfA CHEVALlER A, Análisis y métodos de /05 trabajos. Tecnología de las fabricaciones mecánicas.. fasclculo 16. Ediciones TEA. Madrid 1966 FEIRER J, L-TATRO Eo E., Maquinado de metales en máquinas herramientas,. CompañIa Editorial Continental, México 1965. HEURLEY A., Organización de tal/eres,. Tecnologfa de las fabricaciones mecánicas, fas~ c1culo 15, Ediciones TEA, Madrid 1961
VOCABULARIO TÉCNICO Util/aje,: Conjunto de dispositivos que acompañan a una máquina-herramienta para una fabricación determinada, Prototipos.: Máquina original que se fabrica como modelo Matrices Conjunto mecánico que sirve para producir piezas de chapa en serie Estampas' Conjunto mecánico que sirve para cortar y doblar piezas en serie Moldes,: Modelos mecánicos que sirven para la confección en serie de piezas con forma corpórea determinada en frío o en caliente.
Tema 17. Urnas OBJETIVOS
Conocimiento de la lima como hellamienta básica de la profesión. Determinar las caracteristicas de una lima por su forma y tamaño Definición de picado y clases de picado en una lima Seleccionar las distintas clases de picado según el material a trabaja,. Conocimientos de limas especiales. FOIma, tamaño, material y colocación de los mangos de las limas Determinar las normas pa,a la correcta elección de las limaSe GUiÓN -
Partes de una lima Elementos característicos de una lima Limas especiales Mangos comunes para limas. Normas para la elección de las limas,
PUNTOS CLAVE Diferenciación de las limas por su forma, tamaño y picado. Colocación de mangos Normas de seguridad en el manejo de las limas Elección correcta de la lima según las operaciones y el material a emplear
EXPOSiCiO¡" DEL TEMA La lima es una barra de acero templado, de superficie áspera, cuyo objeto es rebajar y pulir metales Partes de una lima Las partes principales de una lima son: cuerpo, punta y espiga o cola, (figura 17.1).e Cuerpo. Es la parte central de la lima con la aspereza que sirve para limar.
171
106
g
moo
Fig, 17.,1 Partes de una lima
-
t¡¡maño o longitud on pulgadas
o
~
07
~~. osp¡ga\
' "
cucrpo\
punta
~
n
Punta. Es la parte opuesta al mango. Espiga.. Es de sección poligonal, generalmente rectangular, cónica y
en ella se coloca el mango 17.2
Elementos característicos de la lima Los elementos característicos de la lima son: la forma, el tamaño, el picado,
ángulos del diente y el grado de corte. Fig
17..2.1
172 Formas de limas
Forma
Por la forma de una linea se obtiene la figura geométrica de su sección transversaL Las formas normales de las limas son (fig 172): - plana.' La sección transversal es rectangular. Si tiene punta se llama carleta o plana de punta; y si no la tiene, carrada o plana paralela Las limas planas son las de uso más general en el taller - cuadrada' Se emplean para agujeros, chaveteros, superficies planas,
Fig. 173 Formas especiales.
etcétera - redonda Se emplea para superficies cóncavas, agujeros, etc - media caña La sección es de un segmento circular Con la cara plana. se pueden ejecutar los mismos trabajos que con las limas planas. Se emplean para ángulos cóncavos de menos de 60° La parte circular se emplea para superficies curvas cóncavas, y para grandes agujeros circulares u ovalados - triangular La sección es un triángulo equilátero Se presta muy bien para ángulos mayores de 60° y para limar superficies planas de precisión. - formas especiales. Además de las formas normales que acabamos de enumerar, se fabrican limas de hoja de cuchillo, (fig 173), de hoja de salvia, lengua de pájaro o almendrada, de doble cuchillo o rómbica, para superficies cóncavas o convexas de difícil factura, para repasar roscas, rotativas para moldes y otras aplicaciones (Iig 174)
1722
Tamaño
A
Se entiende por tamaño de una lima la longitud del cuerpo expresada en ""=.=.,,"'~'~+ pulgadas inglesas' (figl7 1) Los tamaños más corrientes de las limas son: 3", 4", 5", 6', 8", 10",12" " Y 14". En general, la lima debe ser más larga que la superficie que se ha de limar
. [;:i!ft~m~~-= B
17..23 Picado Se llama picado a la rugosidad de la lima El picado puede ser (transparencia 31): - sencíllo. El producido por una serie de entallas o ranuras paralelas. Tiene una inclinación respecto al eje de la lima de 70° (fig. 17 5) Las limas con este picado se emplean ordinaríamente para trabajar metales blandos como plomo, cobre, estaño, aluminio, etc. - doble Es aquél en el cual, encima de un picado sencillo, se hace otro de menor profundidad y transversal al primero. El ángulo de este segundo picado respecto al eje de la lima es de unoS 450(fig..176). Las limas con picado doble son las más adecuadas para el trabajo de ajuste.. Las ranuras del picado se hacen por medio de unos cinceles y máquinas especiales con distintos ángulos, (fig. 17.7), según los materiales que se hayan de trabajar.
17.231
c Fig., 174 Formas especiales: A limas para superficies cóncavas y convexas. B. lima para repasar roscas, e, limas rotativas
Ángulos de los dientes
Cada diente de la lima se comporta como una auténtica herramienta de corte con sus ángulos característicos (fig 178): C( = ángulo de incidencia; , Una pulgada inglesa equivale a 25,4 mm. Las medidas en pulgadas inglesas se escriben con dos comillas" As! 3" significa tres pulgadas
107
Fig. 175 Picado sencillo
~
= ángulo de filo; = ángulo de desprendimiento.. Estos ángulos deben ser distintos según los materiales a trabajar. Para materiales duros, el ángulo de desprendimiento llega a ser negativo, resultando los dientes más resistentes (fig. 17.9), Expresamente se han exagerado algo los ángulos en las figuras para hacerlos destacar; la figura 17.10 muestra un picado para materiales blandos. 'Y
Grado de corte
17.24 Fig. 17.6 Picado doble
Fig, 17] Picado de las limas.
Del picado depende también el grado de corte. Se entiende por grado de corte, el número de dientes que entran por centímetro cuadlado de superficie picada. VarIa entre 18 y 1 200 dientes por cent[metro cuadrado. Según el grado de corte, se distinguen tipos de lima, denominadas: limas bastas (fig 17 11 A); - limas semibastas (lig. 17.118); - limas entrefinas (fig 17.11 e); - limas finas (lig. 17.11D). Aun para [a misma denominación de basta, sencilla, entrefina y fina, el grado de corte es proporcional al tamaño de la lima, V. gr., una lima basta de 12" tiene menos dientes por cm' que otra lima basta de 4".
17.24.1
Grados de corte especiales
Se fabrican, para trabajos especiales, limas con otros grados de corte Para distinguirlas, se pueden denominar gruesas, las que tienen los dientes más grandes que las bastas; semibastas, las que los tienen intermedios entre las bastas y las entlefinas; y extrafinas, las que tienen mayor número de dientes aún que [as finas,
pieza
17 3
limas especiales Hay diferentes tipos de limas adaptados a las necesidades
1731 pieza
Fig
178 Ángulos de los dientes
~ C8~=
~~y, Fig 17.9 Angulos para metales duros,
--
Con mango de acero
Son limas pequeñas que para su manejo llevan, en lugar de la cola normal, en la cual se coloca el mango, una espiga o cola cilindrica que sirve para empuñarlas Se llaman también limas de relojero o de aguja, e impropiamente. limas de cola de ratón' (fig 17 12).
17.32
Limas para máquinas
Se diferencian de las otras en que la espiga y la punta, es decir, los dos extremos, son iguales y de forma especial para poderlas fijar adecuadamente en la máquina (lig 17.13A) Se emplean también limas de disco (figs. 17 13B Y e)
17.33
Con picados especiales
Además de los picados sencillo y doble se emplea algunas veces el picado curvilineo (fig. 17.16) Y los picados de escofina (fig. 1717), que se utilizan para metales muy blandos y para madera.. La forma rnás empleada con estos picados es la de media caña También se emplean alguna vez limas redondas y más raramente en limas cuadradas . /.
Fig 17 10 Angulos para mela/es blandos
Fig 1Z 16 Picado curvilíneo,
D
Fig. 17,11
Grados de corte . A, basto/ B, semibasto: e, entrefino~' D.. fino.
Se construyen también limas con dientes fresados, en lugar de picados. Son parecidas en el aspecto exterior a las limas de picado sencillo, pero éste es mucho más uniforme y regular Llevan un picado cruzado muy fino, también hecho con lresa y generalmente en lorma curvilinea (lig 17.18). Tienen el inconveniente de resultar más caras que las normales 1 Limas de cola de ratón: son las limas redondas de punta troncocÓniC8.
108
Limas aguja b¡mela
3+ plana paralela
g;
;2p: pf¡ma paralela con bordes redondos triangular
o cuadrada mediacaña
o
redonda
v
o
•
O Fig. 1712 Limas con mangos de acero O Juego de limas de aguja
174
B
cuchillo
e
Fig 17, 13 Limas para máquinas" A, limas de máquinas para movimientos rectillneos; B, lima de disco;' C, lima de anillo.
lengua pájaro espada plana de punta
f5
Mangos comunes para limas
En las espigas de las limas normales se encaja un mango. por el cual se cogen para limar. Estos mangos son de madera dura, de haya o fresno y, a veces, de plástico. Para evitar que se abran, llevan en su parte anterior un anillo metálico de reluerzo (Iig 17 19) El tamaño del mango debe ser proporcionado al tamaño de la lima.. 17 4.1
Colocación de los mangos en las limas
Para colocar un mango a una lima, se hace un taladro o agujero bien centrado en el mango y de dimensiones proporcionales a la cola de la lima No debe hacerse demasiado pequeño porque podría romperse el mango al lorzarlo para alojarlo en su sitio o quedar muy saliente Debe ponerse especial atención en que quede bien centrado y alineado con el eje de la lima. De no hacerse asl, se trabajará en malas condiciones En la ligura 17 20. pueden verse mangos mal colocados
Fíg 1714 Detalle del limado en una máquina con movimiento alternativo
1742 Mangos especiales Existen hoy mangos de plástico, con agujero ajustable, (Iig 17 21 A) Para limas de mango metálico, se emplean mangos de plástico (Iig 1721 B) Para evitar pérdida de tiempo y el riesgo de no dejar bien colocados los mangos, es conveniente que cada lima tenga su propio mango Cuando se han de trabajar superficies de mayor longitud que el tamaño de la lima, se acopla a ésta un mango especial de hierro (Iig 1722) . Si no se dispone de esta clase de mangos y el trabajo a realizar es de importancia, puede doblarse la espiga y el linal del cuerpo (Iig.. 1723), teniendo cuidado especial en no calentar más que la parte que deba doblarse, para evitar que se destemple el resto de la lima
17.43
Fig. 17.15 Máquina de limar de disco
Limas flexibles
Hoy dia se hacen limas muy delgadas y Ilexibles, similares a las de las máquinas (fig. 17.13A) que, colocadas en mangos especiales, sirven para limar grandes superficies o superficies curvas (Iig. 17.24)
175 Normas para la elección de las limas
_J1~I:7??Fpz;;,¡. ....
1." Una buena lima debe cumplir los requisitos siguientes: - que no esté alabeada o torcida; - que sea algo más gruesa por el centro que por la punta -ligeramente bombeada-; esto lacilita el limado plano - que los dientes del picado no queden paralelos al eje de la lima, sino lormando con él lineas inclinadas o quebradas (Iig 1725);
109
Fíg. 1717 Pícado de escofina
c~ Fig. 1719 Mango de lima -~---'·;:.AiH'@@!M!@!@mlU!!rnijU!mml@moU!i!i.!l)
-.....
'"'q
ffffi"EtlIN!fI!!!@t Mi'W1)
Fig, 17.18 Limas con dientes fresados
A~~
B~~ e ~~ Fig 17.20 Colocación de mangos; A, mango insuficientemente colocado.'
e,
B, mango torcido. mango bien colocado.
que la forma de los dientes sea robusta, En la figura 17,9, puede verse el perfil correcto de una lima para metales duros, acero, fundición, etc" y, en la figura 17,10, el perfil de otros dientes, para metales blandos, aluminio plo-, mo, etc,; - que el mango de la lima sea suficientemente fuerte; de no tener en cuenta este requisito, puede uno lastimarse gravemente durante el trabajo; - que el tamaño, forma y grado de corte sean adecuados al trabajo que haya de realizarse, Tabla 17,,26
Propiedades V empleo de las limas.
Picado
Fig. 1721A
Mango de plástico ajustable
Empleo
Propiedades
~ ".
Los dientes están
de5pla~
de materiales férreos (aceros, fundiciones"" )" Limado
zados con el fin de evitar huellas.
Oabla o e'uudo
lIillJJII
Lima embotada. la viruta no cae.
~
Expulsa la costado,
:: ..~-~' ~
'~
~:~
Soneilla .oeto
Fig, 17218
Mango de plástico
...-.';:, ;;
Sencillo
"'»~Y''i:S.ndllll "U'"O '.
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Fig. 17.22
Mango de hierro arqueado,
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Soncillo CUIVO oon ontall..
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.,..Fig. 1723 Lima con espiga doblada para grandes superficies
~
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viruta
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I
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Expursión de la viruta por ambos lados Se debe ha-
", '",', "'o,,'" la lima. ~.~
....-
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.
Expulsión de la viruta por ambos lados No se necesita tanto esfuerzo como en el caso anterior. .-
Los dientes están indepen~ dientes entre si y alejados unos de otros
Limado de materiales blan~ dos: (estaño, plomo, zinc. aluminio ),
l
I Limado de madera. cuero, plastico
-
SEGURIDAD E HIGIENE Recuérdese, además de lo dicho en el apartado de los mangos, que para hacer el taladro previo a la colocación de las limas en los mangos, es preciso sujetarlos bien durante la operación; y no solamente con la mano por el daño que ello pudiera ocasionar.
MEDIOS DIDÁCTICOS Audiovisuales Transp'arencia: 3,1 Picado de las limas, Diapositivas: 3,. -¡ .. 1 Limas diversas con sus mangos 3.1..2 Picados sencillo y doble, 3,' . 3 Efecto producido por la alineación de los dientes 3,1A Mango excesivamente grande para lima pequeña, 3,,1..5 Colocación correcta del mango, 3.1.6 Colocación correcta del mango" 3.1,7 Las limas desordenadas se estropean 3.18 Nunca deben estar los instrumentos de precisión en contacto con las limas. 3,1 ,9 Banco ordenado para el trabajo,
1IIN11I11I11I1I11I11I11I11II11I1I1I1I11I11I1I11I11I11I1I1I1I1I1R!II
¡WIiIIlIIllIllIIilIllIIilIlIlIJiIllIJiIllIlJIIIIIIIJIII_
Fig, 17.24 Limas flexibles y mangos especiales ¡:Jara grandes superficies o superficies curvas
110
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO -
Importancia de Jos mangos en las limas
- Recopilar de entre varios catálogos todos los tipos de limas distintos por su forma y por su picado, Explicar el porqué de tanta diversidad,
EJERCICIOS PRAcTICOS DE APLICACiÓN -
Colocación de mangos de lima Selecciona y ordena las varias limas de tu equipo en tu puesto de trabajo: durante
/
1 ""/1' 1
"','
el trabajo; al terminar el trabajo Limpieza de las limas. empleo de fa carda
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CUESTIONARIO -
Hay limas que tienen la punta adelgazada. ¿cómo se [as llama y qué ventaja o
"
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,
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incon~
veniente presentan? Otr~s limas no son planas en su sentido longitudinal, ¿es una ventaja o inconveniente? ¿Qué criterios seguidas para elegir las limas según su grado? ¿Para qué es el anillo metálico en los mangos de madera? Clases de limas segun su forma Haz una relación y dibuja la sección geométrica trans~ versal de cada una Compara una lima tallada con una fresada ¿Qué diferencias encuentras en los ángulos y en el paso? - El ángulo de filo de una lima vale 70° y el ángulo de incidencia 35°; ¿qué valor tiene el ángulo de desprendimiento 7, ¿es negativo o positivo 7 ¿De qué clase de material se fabrican las limas? - Dibuja una lima y señala los nombres de las diferentes partes
Fig 1725 Picado y huellas
BIBLlOGRAFIA DANOWSKY H" Manual Práctico de Tecnología Mecánica, Gustavo Gili, Barcelona 1971 E P, S"' Tecnologfa Mecánic.1. Libreria Salesiana, Barcelona 1965 WIECZOREK·LEBEN. Tecnología fundamental para el trabajo de los metales. Gustavo GilL Barcelona 1967 VAN GELDER T .j" Curso de Formación Profesional -Ondal Mecánico-.. Ediciones Urmo, Bilbao 1971.
Tema 18. limado: generalidades OBJETIVOS
-
Conocimiento teórico-práctico del empleo de las limas.
GUiÓN -
Objeto del limado Fijación de las piezas en el tornillo de banco
PUNTOS CLAVE Fijación correcta de las piezas. Manejo de las limaSe Posturas correctas para limar, Prevención de accidentes"
EXPOSICIÓN DEL TEMA La operación de limar, o simplemente el limado, es una de las tareas básicas en mecánica: puede hacerse a mano o a máquina De por sí es una operación de acabado aunque cada día es menos empleada gracias a la precisión con que trabajan las máquinas, Con todo, en superficies pequeñas o en materiales blandos, se puede desbastar con limas bastas o especiales. Podemos decir, pues, que limado es una operación que tiene por fin rebajar, pulir o retocar piezas metálicas y arrancar así pequeñas porciones de material en forma de virutas o limaduras
111
Llamamos desbastar, cuando empleamos limas bastas, y las superficies quedan con huellas fácilmente apreciables a simple vista, lo cual no reviste importancia. El pulido, por el contrarío, implica el empleo de limas finas o extrafinas y que las huellas ya no sean apreciables a simple vista. 18.1 Fig, 18,.1
Empleo de mordazas postizas,
Tiene por objeto trabajar caras planas o curvas, interiores o exteriores para obtener: las dimensiones fijadas de antemano según unas tolerancias, - las calidades superficiales exigidas en el plano, - el paralelismo, escuadra o ángulos de las caras de las piezas 18 2
Fig, 182 Colocación de piezas centradas en las mordazas
<'
\,
!
Objeto del limado
Fijación de las piezas en el tomillo de banco
La operación de limar requiere, ante todo, la fijación de la pieza en el toro nillo de banco Las piezas ya desbastadas o pulidas, hay que protegerlas, colocando mor· dazas postizas (fig 18 1) Y hacer lo mismo con piezas delicadas que puedan deformarse; pueden emplearse también mordazas fijas rectificadas y sin estrias para trabajos de precisión. En las figuras de 18.2 a 18.5 otras particularidades Para otros casos especiales ver el capitulo Accesorios y recursOS especiales pala sujetar piezas en el tomillo, de la carpeta de prácticas. 18.2 1 AltUta del tomillo
"" Fig. 18.3 Colocación de piezas delgadas.
Para trabajar en buenas condiciones, el tornillo de banco debe estar a la altura correcta (fig. 18.6). Algunos tornillos son regulables en altura para poder· los adaptar a las diversas estaturas del operario
18.2.2 Posición del apelaría
Fig 184 Sujeci6n de piezas largas,
Fig 185 Mordazas de forma
Para limar, el operario se colocará de pie, de manera que el pie izquierdo quede algo adelantado y cerca de la vertical del tornillo de banco, (figs 187 y 18.8) . El tronco deberá acompañar ligeramente al movimiento de la lima cuando se desbaste Para pulir o cuando se empleen limas pequeñas, deberá mantenerse más bien quieto Es decir, que para trabajos de desbaste, el cuerpo no deberá permanecer rlgido . Asi intervienen todos los músculos del cuerpo que ayudan al empuje ritmico y evitan el cansancio prematuro. Con limas finas o pequeñas, actúan sólo la muñeca y el codo El rítmo y la precisión sobre la lima, dependen del tamaño de la misma, de la clase de materíal y del tipo de trabajo Puede considerarse normal un ritmo de 40 a 60 golpes por minuto Trabajando aceros duros, el ritmo debe ser más lento.
18.2.3 Manela de aganal la lima La lima se agarra con la mano derecha, para que la parte redonda del mano go se apoye contra la palma de la mano. El dedo pulgar aprieta el mango por arriba, mientras los otros cuatro lo rodean por debajo' (fig 18.. 9) . Para tra· bajos especiales, ya indicaremos en cada caso cómo se agarra la lima En la figura 18 10 observamos cómo hay que agarrar las limas pequeñas.
18.2.4 Dilección del limado La lima debe moverse, en general, en dirección horizontal formando un de 45° con el borde de la pieza A cada movimiento de vaivén, corre también en sentido transversal una distancia aproximadamente igual a la mitad del ancho de la lima Una vez esté limada la pieza en una dirección, se cruzará el rayado limando perpendicularmente a la dirección anterior. La uniformidad del rayado indica la perfección del trabajo realizado (fig. 18.11). Este limado cruzado tiene también por objeto hacer desaparecer las on· dulaciones o rayas que se hayan producido limando en un solo sentido. Algunas veces, para acabar y pulir la pieza, se emplean limas finas de través, como se ve ~ngLJlo
Fig 186 Altura correcta del tomillo
1 Si se es zurdo o ambidextro, se agarra la lima de igual forma a la explicada para la mano derecha. Resulta muy práctico saber trabajar con ambas manos.
112
CUESTIONARIO Dadas varias piezas o dibujos, hacer una hoja detallada del proceso a seguir en cada caso y. razonar cada una de las secuencias
BIBLlOGRAFfA BENDIX, Alrededor del trabajo de los metales., Editorial Reverté, Barcelona 1965, E" P. S" Tecnologfa Mecánica. librería Salesiana. Barcelona 1965 LECOEUR E.. Trazado y otros trabajos del ajustador mecánico. Tecnología de las fabricaciones mecánicas. faselculo 2, Ediciones TEA, Madrid t 959 DTI-EPS, Ajuste 1. Ejercicios prácticos, Ediciones Don Bosco, Barcelonao
Tema 20. Aserrado o troceado con desprendimiento de virutas OBJETIVOS - Adquirir /05 desprendimiento de - Saber elegir - Conocer /05
conocimientos para preparar e/ materia/ por troceado con virutas. correctamente /a sierra para cada traba/o diferentes tipos de arcos de sierra para /a operación de
serrado a mano, Conocer y comprender e/ funcionamiento y manejo de /05 diferentes tipos de máquina de serrado
-
Describir las herramientas empleadas con estas máquinas,
GUiÓN -
Formas en que puede presentarse el material Elección del material Procedimientos empleados para cortar el material Normas para aserrar a mano
PUNTOS CLAVE -
Velocidad y cDrrcra adecuadas en el serrado a mano paru ende lipo de material Prevención de accidentes,
EXPOSICiÓN DEL TEMA 20 1
e 8
El material empleado en el taller mecánico puede presentarse principalmente de estas tres maneras; piezas fundidas; - piezas forjadas o estampadas; perfiles laminados -Véase en la parte referente a conocimientos de Materiales, capitulo 1Las piezas fundidas, forjadas o estampadas, no necesitan, en general, operaciones previas en el taller, pero los laminados generalmente tienen que cortarse o trocearse, 20.2
3 Fig 20 1 Dimensiones de una hoja de sierra y ángulos de corte,: A, agujeros para fijar la hoja al arco: B. es~ pesor de la hoja,;' e, dientes; D. anchura de la hoja. L. longitud comercial
Formas en que puede presentarse el material
Elección del material
El material debe ser elegido según lo especificado en el mismo dibujo, pero aprovéchense siempre los recortes o trozos que hayan quedado de otras veces, al cortar barras largas o chapas grandes.. Naturalmente que, para esto, es absolutamente necesario que en el almacén estén los materiales bien ordenados y clasificados por calidades 203
Procedimientos empleados para cortar el material
Los procedimientos empleados son de tres tipos: - corte mecánico sin desprendimiento de virutas -corte con cincel, cizalla, etc.-;
118
linea de referencia
pieza
Fig. 19.16 Limado de superficies secantes no libres
Fig. 19.17 Verificación con plantilla.
Fig. 19.18 Limado de supedicies redondas tangentes a superficies planas iniciación
Comprobar las generatrices con guardaplanos (fig siones, con plantillas (fig. 19.23). 19.. 7
Fig 19. 19 Verificación de superficies curvas tangentes.
19.22) Y las dimen-
limado de superficies tangentes cóncavas y convexas (fig. 19.24) Desbaste Terminar Terminar Terminar
de las las las
todas las superficies superficies cóncavas. superficies planas superficies convexas, Fig 1.9 20A Forma de limado de superficies cóncavas
'1-------.-\ e
•
e•
•, ~
" ~=_:_==_--J.~"". super[ rcfcrancia
Fig 1921 Forma Fig 1922 Comprobación del limado de superficies con guardaplanos cóncavas
19.8
Limado de perfiles complejos (fig
Realizar 1 o un 2 o las 3 o las 4.° las 5.0 las
Fig 1923 Comprobación con plantilla Fig 19208 Detalle del /imada
1925)
por este orden: desbaste a todas las superficies; tres superficies de referencia; superficies planas; superficies cóncavas; superficies convexas, 8
-- -10
J
7
1
-/ j
___ 9
L---~
j
{
Fig 1925 Orden del limado en superficies complejas.
EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLlCACION Realización y verificación de varia5 piezas caracteristicas, de dificultad creciente, según el método de prácticas
117
Fig. 19.24 Superficies tangentes
"~) Fig 19 10 Limado de superficies convexas Fig
19.5.1.1
19,11
Acabado de superficies convexas
Superficies cilindricas libres. las intersecciones de las caras son paralelas al eje del cilindro yen-
tre sí;
colocar la plantilla de comprobación en cada extremo de la superficie y comprobar la rectilineidad de las generatrices (fig. 19.12). 19 5.1 2
Fig 1912 Verificación de superficies redondas
Superficies cónicas libres
las intersecciones de las caras en el desbaste convergen todas en el vértice del cono (fig.. 1913); - la pendiente se comprueba con una plantilla que se colocará en la mediana de cada cara y por el centro del trazado Convendrá hacer una plantilla para cada extremo de la superficie (fig 19 14) Y comprobar la uniformidad con guardaplanos y escuadra Las generatrices deben converger en el vértice del cono
apoyo do oscuadril
1951 3
Superficies secantes, no libres, a superficies planas.
-
desbastar las dos superficies; terminar el ángulo formado por la superficie plana y el plano tangente a la curva (fig 19.15) Este ángulo sólo podrá terminarse limando en dirección del plano y de la generatriz de la curva (fig. 19.16); - ir aproximando la curva por medio de caras ta ngentes; - controlar con plantilla apoyada en la superficie plana. tomada como superficie de referencia (fig 19 17) Fig 1913 Verificación de superficies curvas cónicas, libres en el desbaste
195 1 4
196
Fig 19.14 Verificación de superficies curvas cónicas libres en el acabado,
Superficies tangentes a superficies planas
terminar las superficies planas; - trazar las curvas; - aproximarlas con caras tangentes, empezando por las próximas a las superficies planas (fig 1918); - comprobar con plantillas entre surcos testigo' (fig 19 19) Limado de superficies cilíndricas cóncavas
Siempre que sea posible estas superficies se harán por medio de taladrado y escariado Generalidades: - trazar la forma de los surcos testigo; - elegir una linea redonda, media caña, etc, de radio ligeramente menor al de la curva; hacer un desbaste rápido limando en la dirección de las generatrices; - acabar con movimientos cruzados utilizando la parte convexa de la lima y desplazándola lateralmente según la directriz de la curva; los desplazamientos longitudinales de la lima han de ser cortos - ± 20 mm- (figs. 1920A y 1920B). 19.6.1
Superficies libres
Si es posible, prever un exceso en las superficies limites de la curva -al ejecutar las curvas, las aristas se redondean-, que se eliminará después de terminada la curva (fig. 19.21)
Fíg, 19. 15 Principio del limado de superficies secantes no libres
1 Surcos testigo: llamamos asi a las lineas trazadas o a los surcos hechos con una lima. en los extremos de la curva, de manera que se confunda con la generatriz de la curva en ese punto
116
EXPOSICiÓN DEL TEMA 191
limado de superficies planas
Se lleva a cabo siguiendo este orden: Con lima gruesa o basta, comprobando de vez en cuando con regla y escuadra; 2° aplanado Con limas entrefinas y finas, comprobando con guardaplanos, (fig. 19.1 ) . 3.° acabado Con lima finisima, limando en una sola dirección, comprobando en el mármol de verificar o con guardaplanos. Cuando se trate de piezas largas y delgadas que se hayan de acabar por las dos caras, habrá que ir haciéndolas alternativamente de uno y otro lado, ya que, al limar una cara, suele deformarse la opuesta. Si se comprueba sobre el mármol, no ejercer presión para no deformar la pieza.
1..° desbastado
Fig 193 Limados
de caras internas estrechas.
Fig. 19..4 Comprobación de caras
paralelas internas
19.2
limado de superficies paralelas
Elaboración de superficies paralelas. Si las dos caras son externas, no habrá ninguna dificultad Se trabaja una, luego otra, tal como se indicó anteriormente y se comprobará el paralelismo con el compás de espesores, o el comparador (fig 192). La medida se comprueba con el calibrador o pie de rey Para piezas muy precisas, se puede usar también el micrómetro y los calibres fijos de tolerancia Si las dos caras paralelas son internas su lfmado (fig 19.3) y comprobación serán más dificiles porque el operario no verá el trabajo hecho por la lima Cuando las caras internas sean también paralelas a otras externas (fig 19.4), se terminarán éstas en primer lugar, para que sirvan de referencia al trabajar las caras interiores 193
bien
Fig 195 Comprobación con escuadra
limado de ángulos convexos
En general se trata de ángulo de 90° 1 o Se planea una cara, la de referencia 1 2° Se planea la otra cara y se comprueba el ángulo con escuadras fijas (fig 19.5), con goniómetros. con dados o cubos-mármol (Iig 196) Ver libro de prácticas 194
Fig 1.9 6 Comprobación con cubos y mármol o mármol y escuadla
Limado de ángulos cóncavos
Es más dificil que los convexos, ya que aqui no puede Iimarse cruzadamente al menos en toda la extensión (fig 19.7) 1.. ° Se desbastan las dos caras del ángulo 2° Se van planeando ambas caras, y se comprueba la planitud (fig 19.8) y el ángulo (Iig 199): - no conviene terminar una cara y luego la otra, ya que fácilmente, al limar la segunda, se estropea la primera; - siempre que sea posible o admisible, se hace una pequeña canal o entalladura en el vértice para facilitar la operación (lig. 19.8); - la verificación final se hace, a ser posible, con una escuadra-mármol, (fig.19.9) 195
Fig. 197 Sentido del limado en ángulos cóncavos,
limado de superficies curvas, convexas
Generalidades: trazar los limites de la curva y contornear limando a base de pequeños planos tangentes al trazado (fig 19 10); - se van matando las aristas de cada dos planos consecutivos por medio de otro nuevo plano también tangente; - controlar la orientación de cada cara;
-
Fig
19.8
sean tan pequeños que se reduzcan a generatrices de la curva, en cuyo momento la lima se desplazará según estas generatrices (fig. 19.11).
19.51
Verificación da p/anitud
la lima se llevará cruzada respecto de cada cara, hasta que dichos planos
Casos particulares
Existen varios casos particulares,
~ •••.
.'"
";
1
Superficie de referencia: es aquélla que primero se mecaniza y que sirve de base para
las mediciones
Fig 19.9
115
'"'
..1"'."
....".
,.'"
Verificación de ángulo
"
.
MEDIOS DIDAcTICOS Audiovisúales Diapositivas: 3..2.1 Efecto 3,2.2 Altura 3.2.. 3 Cómo 3.2.4 Cómo
producido por insuficiente superficie de amarre correcta del tornillo de banco, tomar la lima para desbastar tomar las Umas pequeñas
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Observa a tus compañeros y a profesionales, ya mayores, durante el trabaio de limado y haz un comentario critico, y por escrito, de los detalles que te parezcan importantes desde el punto de vista de seguridad e higiene"
EJERCICIOS PRAcTICOS DE APLICACiÓN Ejercítate en empuñar correctamente limas de varios tamaños.. Ejercítate en limar corrigiendo posiciones incorrectas,
-
CUESTIONARIO -
¿Es el limado una operación importante en mecánica? .Justifica la respuesta anterior Cita alguna norma para fijar las piezas en los tornillos ¿Cómo lograrias la altura correcta del tornillo de banco: - para un individuo muy alto; - para uno muy bajo? - ¿Es siempre igual la posición del operario durante el limado? Pon algLin ejemplo que justifique tu respuesta - ¿Todas las limas se sujetan de igual manera? - ¿Cómo se logra el mejor resultado al limar? - ¿Qué es la operación de limado? ¿Qué objeto tiene? - ¿Qué precauciones hay que tomar al sujetar una pieza de pequeño espesor y de mu~ cha longitud? - Indica dos ventajas del limado cruzado
BIBLIOGRAFíA DANOWSI
Tema 19. Operaciones de limado a mano OBJETIVOS
- Saber elegir de una manera concreta el proceso a seguir en el limado, en varios casos caracted,;ticos Orden a seguir para el limado de perfiles complejOS. Instrucciones a seguir para el acabado de moldes. Reglas para conseguir el máximo trabaja con el minimo esfuerzo. Fig 19,1 Verificación con guardaplanos,
GUiÓN Limado Limado Limado Limado Limado Limado Limado Limado
Fige 192 Comparación de paralelismo
de de de de de de de de
superficies planas, superficies paralelas. ángulos convexos, ángulos cóncavos, superficies curvas, convexas" superficies dlíndricas cóncavas, superficies tangentes, cóncavas y convexas perfiles complejos,
PUNTOS CLAVE Procesos de limado en casos concretos..
114
Fig. 189 Cómo agarrar la lima
Fig, 18,10 Cómo agarrar las limas pequeñas,
en la figura 18.12 Sin embargo, no debe abusarse del limado de través, ya que, si bien es cierto que el aspecto de la pieza queda muy favorecido, la precisión es menor, si no se hace con sumo cuidado Para aprender a limar en dirección exactamente horizontal, cosa que es esencial para el ajustador, son precisas mucha constancia y atención, comprobando a menudo la pieza que se trabaja. Dicha comprobación se hace con escuadras, reglas, mármoles, calibres, etc. como más adelante se expone. Existen en el mercado equipos especiales para acelerar el aprendizaje del limado Uno de ellos es el Tic-Tac, llamado asi por el sonido que el propio alumno escucha a través de unos auriculares, que también el profesor podrá escuchar a distancia y por separado a cada uno de los alumnos En la figura 18.13, se ve un equipo de Tic- Tac El ritmo de limado y la presión sobre la lima dependen: de la clase de material; del tamaño de la lima; del tipo de trabajo. En la tabla 1814 se presenta gráficamente la aplicación de las limas, sus propiedades y empleo
Fig. 187 Posición Correcta
-J!PI /
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Fig. 188 Posición de los pies
SEGURIDAD E HIGIENE - Importancia de la postura adecuada - El maestro debe corregir. ya desde el principio, todo aquello que pueda ser perjudicial pala el alumno y llevarle a evitar la adquisición de defectos y vicios profesionales
Tabla 18.14
Aplicaciones de las limas,
Fig 1811
propiedades y empleo Perfil da la lima
Dirección del limado
Aplicaciones lim . . do de superficies planas
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c:.:::::J I
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I
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Cm,d, d, ,,,dmd,, interiores y chavetas
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limado de ángulos maYOfes de'
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Fig 1812 Limado a través
limado de ángulos pequeños
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Limado de superricies CÓncavas de poco radio
O
0
~
limado da llupllrficias cóncavas de {Iran radio y planas
L::::::.
rC1 Ic=:J1
Fig, 18.13 Equipo de aprendizaje,
113
- corte mecamco con desprendimiento de virutas -aserrado-; - procedimientos especiales -corte con soplete-, En este tema sólo estudiaremos el procedimiento de aserrado,
&;19J 1"
Troceado con desprendimiento de virutas
20 3,,1
Tiene la ventaja sobre el corte por desgarramiento, de que se puede aplicar a espesores mucho mayores y de que, además, produce un trabajo mucho más limpio y perfecto y sin deformación de la pieza" Puede hacerse a mano o a máquina (En segundo curso estudiaremos el aserrado a máquina)
Fíg. 20.2
Paso en una
hoía
de sierra
203,2 Sierra de mano La herramienta completa que consta de arco de sierra (que sirve para sujetar y tensar la hoja de sierra) y la hoja de sierra que es la parte activa de la operación, reciben el nombre de sierra de mano,
2033 Hoja de sierra Es una lámina de acero flexible provista de dientes triangulares que actúan como herramientas cortantes
2033,1
Fíg, 203 Manera de trabalar la sierra
Dimensiones
En la figura 20 1 se indican las dimensiones de una hoja de sierra,
20 3 3 2
Características
Las caracteristicas principales de una hoja de sierra son: el tamaño, dispo-
sición de los dientes, grado de corte y materíal -
Tamaño
Es la distancia que hay entre los centros de los taladros de la hoja de sierra (L). Los tamaños más empleados son: 250, 275, 300 Y 350 mm, pero el más empleado es de 300 mm o de 12" = 305 mm El espesor B suele ser de 0,7 a 0,8 mm La anchura D varia entre 13 y 15 mm cuando tiene corte por un canto, y de 25 mm cuando tiene corte por los dos
-
c
A
Fig .20 1/ Triscado A_ dientes triscados. B. dientes ondulados. C. alícates para el triscado
Disposición de los dientes
Para evitar que las caras laterales de la sierra rocen contra la pieza, los dien-
tes están tríscados, o sea, doblados alternativamente a derecha e izquierda, para que abran una ranura más ancha que el espesor de la sierra (fig 20AA), También puede lograrse lo mismo dando una pequeña ondulación al borde de la sierra, donde estén los dientes (fig 2048), Para el triscado son empleados alicates especiales (fig 20 4C) Los ángulos varian según la clase de material a trabajar,
-
Grado de corte
Se denomina asi al número de dientes que tiene la hoja de sierra por centímetro de longitud, Otras veces viene dado en dientes por pulgada, Se llama paso de los dientes a la distancia que hay de un diente a otro (fig 20.2), El paso puede variar desde 0,8 a 2 mm, También se expresa el paso por el número de dientes que entran en una pulgada de longitud Las sierras normales para aserrar a mano suelen tener 14, 16, 18, 22 Y 32 dientes (fig 20,2) por pulgada, El trabajo de la sierra puede compararse, pues, al del buril pero con la notable diferencia de que, en lugar de hacerlo con golpes sueltos y violentos, se hace de modo suave, constante y uniforme (fig, 203)
-
A
(1
B~
e
Materíal
Las sierras son de acero al carbono, para los trabajos a mano o para máquinas de pequeña producción Para máquinas de mayor rendimiento, se hacen de acero rápido, -Véase el capitulo referente a los aceros de herramientasA consecuencia del temple, resultan las sierras bastante frágiles y saltan hechas pedazos si no se usan con prudencia
119
JL
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1-ll
Fíg, 205 Arcos de sierra A, fijo: B, extensible; e, arco de segueta; D, e>
¡(aMi" ",,,,,,,,L A
-;:"==.-,
L::::J
Fig, 20.6 Dos manera,s de colocar la hoja de sierra: A, posición normal..' B, para serrados profundos ;
20.3.3 3
No todas las sierras son igualmente adecuadas para toda clase de trabajos y materiales Para metales duros y perfiles delgados, se usarán sierras de paso pequeño -de 22 a 32 dientes por pulgada-. Para trabajos corrientes, se emplean las hojas de 16 a 22 dientes por pulgada. Para metales blandos se adoptarán sierras de paso grande, aunque dependerá también de si se corta a mano o a máquina. Elegir la hoja teniendo en cuenta el tipo de material, la forma y espesor de la pieza Para trabajos de calado, se usan sierras muy estrechas y finas llamadas sierra de calar o de bujir y también sierras de pelo, con las cuales pueden hacerse cortes curvos o en zig-zag Son muy fáciles de romper si no se usan con sumo cuidado.
20.3.4 Arco de siena Es el instrumento o soporte al cual se fija la hoja de sierra para trabajar Los arcos para trabajar a mano pueden ser fijos o extensibles (fig 20.5). El tensado de la hoja se logra por medio de una palomilla o tuerca La hoja de la sierra puede colocarse en dos posiciones distintas (fig. 20.6), pero siempre con las puntas de los dientes hacia la palomilla y suficientemente tensa; una hoja floja se rompe con facilidad 20.4
Fig 207
Manefa de coger
el arco de sierra
Fig 208 Inicio del corte
~w Fig, 209
Maneras defectuosas
Elección de la sierra
Normas para aserrar a mano
Para aserrar a mano, se toma la sierra como se indica en la (fig. 207). El mango se empuña como el de una lima Para evitar la rotura de las sierras y obtener de ellas el máximo rendimiento, ténganse presentes las siguientes normas: 1" Al iniciar el corte, procurese que la sierra forme ángulo conveniente con la superficie de la pieza Se debe iniciar la operación como indica la figura 20.8. Si se hace como en la figura 209, con suma facilidad saltarán los dientes y se inutilizará la sierra o disminuirá su capacidad de trabajo. Cuando haya de emplearse esta manera de iniciar el corte, hágase muy poca presión sobre la pieza Al hacerlo segun la figura 2010, resbalará la sierra y haremos en la pieza un sinfín de rayas Una buena práctica para iniciar el corte de piezas delicadas es hacer una pequeña muesca con una lima triangular o mediacaña Para que se inicie el corte en el sitio deseado, puede también ponerse la uña del dedo pulgar de la mano izquierda de manera que roce con ella la sierra, no por la zona de los dientes, sino por el centro Entretanto, el arco se manejará con una sola mano y con sumo cuidado para no lastimarse en la mano que hace de -guía. Para iniciar el corte de perfiles laminados, hágase como se indica en la figura 20.11 2." Téngase sumo cuidado en llevar siempre la sierra en la misma dirección. 3." No se cambie bruscamente la dirección de la sierra durante el trabajo -Iateralmente4." Si se trata de aserrar perfiles delgados, elijanse sierras de paso fino (fig. 20.12) Si no se dispone de sierra de paso fino, hágase de manera que trabaje siempre más de un diente, inclinando el corte cuanto sea necesario (figura 20.. 13) . 5." No se ejerza presión en la carrera de retroceso, ni sea exagerada en la de trabajo hacia adelante; 6.' Hágase de manera que trabaje la sierra en toda su longitud, trabajando con el recorrido -carrera- máximo posible, 7"a No se continúe con una sierra nueva un corte iniciado con una desgastada Si debe substituirse la hoja sin terminar el corte, empiécese el corte con la sierra nueva por la parte opuesta al corte iniciado, de manera que luego coincidan en uno solo 8." No sea demasiado rápida la velocidad de la sierra -de 40 a 60 golpes por minuto puede considerarse como normal-. Cuanto más duro sea el material, menor debe ser la velocidad.
de iniciar el corte
120
NORMALIZACiÓN
cdl:_B~~
Repaso de las normas respecto a denominaciones de materiales, Medidas normales,
-
MEDIOS DIDÁCTICOS
bd
Audiovisuales Diapositivas: 8.2.. 1 Hojas de sierras: máquinas alternativa, manual y de cinta 82..2 Diferentes tamaños del diente 8-2.. 3 Cambio de hoja. 82..4 Partes de un arco,
Fig 20 10 No iniciar el corte apoyando toda la superficie
--
82.5 Troceado con sierra alternativao 8.2.6 8.2,7 8.2.8
Disco para aserradoras circulares, Sierra de disco en plena producción Corte en sierra de cinta.
,.
8,29 Corte especial con soplete -oxicortecorrecto
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Haz un estudio comparativo entre los dos sistemas de troceado: con y sin miento de virutas,
desprend¡~
COrrl~cto
Fig. 20 11 Forma de cortar perfiles laminados
EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLICACiÓN A la vista de dibujos de taller. sugiere el procedimiento de cortar el material Ver carpeta de prácticas
-
CUESTIONARIO ¿Es mejor el sistema de troceado por desprendimiento de virutas o no? ¿Por qué? Un perfil de paredes finas: tubos por ejemplo. ¿qué procedimiento de corte requiere? ¿qué tipo de sierra debe emplearse? ¿Cómo se clasifican las hojas de sierra? - ¿Qué precauciones hay que tomar al aserrar perfiles delgados? -
BIBLlOGRAFfA E. P S, Tecnologiá Mecánica. Librería Salesiana. Barcelona 1965 F. P C. T. Carpenleáa lavorazioni. Vallecchi, Florencia 1968 VAN GELDER T .J. Curso de Formación Profesional, parte l. Ediciones Urmo. Bilbao 1971 WIECZOREK-LEBEN. Tecnología fundamental para el trabalo de los metales, Editorlal GilL Barcelona 1967 Fig 20 13 Forma de cortar perfiles delgados
Tema 21. Burilado y cincelado OBJETIVOS
- Conocimiento de las herramientas apropiadas y su manejo. - Conocer las herramientas para golpear en las operaciones de cincelado, burílado y ajuste, clases y tipos de estas herramientas con sus características. Conocer el proceso correcto para realizar con eficacia la operación del cincelado. - Saber los trabajos característicos que se pueden realizar con el cincel, buril O gubias y las normas de seguridad a tener en cuenta. GUiÓN
-
Objeto del burilado y cincelado, Cincel o cortafrlos, Buril y gubia Martillo" Mazas. Modo de cincelar.. Trabajos caracterlsticos con el cincel, burilo gubia,
121
PUNTOS CLAVE -
Prevención de accidentes Preparación y afilado de los útiles de corte: cinceles, gubias y buriles.
CONOCIMIENTOS PREVIOS Efecto del temple aplicado a estas herramientas
Fig, 211
Rebajar con cincel
EXPOSICiÓN DEL TEMA 21.1
" Fig 21.2 Carta/das o cincel;' recta~ B, punta bombeada.
A, punta
Objeto del burilado y cincelado
El cincelado y burilado tienen por objeto: - trocear o cortar en trozos, chapas o perfiles delgados sin desprendimiento de viruta; rebajar el sobremetal en una parte determinada por desprendimiento de virutas (fig 21.1) Esto se logra por medio de una herramienta provista de un filo adecuado llamado cincelo cortafrio, por la acción violenta de un martillo o maza ordinarío o de un martillo neumático
21.2 Cincel o cortafrío El cortafrío o cincel es un útil cortante en forma de cuña y de acero duro templado en la punta. Se suele fabricar de barras rectangulares de distintos tamaños según el trabajo a que se destine La longitud más corriente es de unos 150 mm (fig 21.2). Sus partes principales son la cabeza, el cuerpo y el filo (fig 21.3).
o
~
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21 .2 1 Cabeza La cabeza es la parte en que se golpea Esta parte del cortafrío debe ser de pequeña superficie y de forma cornca y bombeada, para evitar que se formen rebabas que puedan lastimar las manos del operario e incluso la cara o los ojos, si se desprenden bruscamente durante el trabajo En la figura 21 4, se muestran formas correctas y defectuosas de las cabezas
21 22 Fig. 213 Partes del cincel
2123
Fig. 21,4 Cabezas de los cortafrfos
Cuerpo
El cuerpo o parte central por donde se agarra debe ser de sección rectangular u oval, para que pueda dominarse y no ruede o resbale en la mano, como podria suceder si fuese circular A veces se emplean otros perfiles, sobre todo el hexagonal
Filo o extlemo de cOlte
El filo es la parte más importante del cortafrio, no solamente porque con ella se realiza directamente el trabajo, sino porque, de no estar perfectamente afilado y templado, no daría un buen rendimiento y produciría un trabajo defectuoso La arista cortante o filo debe tener el ángulo conveniente, según el material que se trabaje Para fundición y bronce, este ángulo debe ser de 60° a 70° Para acero dulce y otros metales, de 50° a 60° (fig 21 5).
21 3
Buril y gubia
Son formas especiales de cortafrlo y se emplean para trabajos más especificas, como abrir canales rectos o curvos . Fig. 215 Angulas de filo,
Ii
• Fig 216 Buril.
21.3.1 Buril (Iig. 21.6) Al revés del cortafrio, tiene la arista cortante en sentido transversal a la sección del cuerpo. Tiene, por consiguiente, la longitud del filo mucho menor, por cuyo motivo se emplea para abrir canales o ranuras Para que no roce con las caras de las canales que abre, sobre todo cuando son profundas, la parte inmediata al filo es algo más esirecha Esta parte debe estar bien alineada con el cuerpo del buril y la arista cortante debe quedar perfectamente perpendicular al eje del cuerpo.
122
2132 Gubias (fig 217) Son útiles muy semejantes al buril, o al cincel pero su boca o filo suele ser redondeado. Pueden ser de formas muy variadas según el trabajo a que se las destine: ranuras de engrase, canales, etc..
~_l.!===!=D !
Martillo
214
Es una herramienta de percusión, de acero, que pesa por lo regular de 0,5
a 2 kg. Se emplea para muchos fines, como enderezar, curvar, alargar, etc, los metales en frío o en caliente. Se usa asimismo para remachar y dar golpes sobre los cortafrios y buril, para cortar píezas y cincelar. 21 4.1
Parles de la cabeza de un marlillo
El martillo de ajustador se compone de tres partes. a saber: la cara o cabeza que es un poco convexa, el ojo y la peña o cuña, que puede tener también forma de bola (fig 21.8B)
2142 Empleo Se usa la cabeza para golpear sobre herramientas o hacer ceder el materíal en todas direcciones En cambio, se emplea la cuña (fig 2 L8A) si se quíere hacerle ceder en un solo sentido; la bola se usa para remachar El ojo debe tener una cierta conicidad de dentro hacia fuera, para que la cuña que se pone en el mango para fíjarlo con seguridad pueda realizar el máximo esfuerzo (fíg 21 9)
Fíg 218 M¡uti/lo Formas A, de peña" B. de bola
2143 Mango El mango se hace de madera dura -fresno, haya, acacia, etc - y debe ser proporcionado al grueso del martillo Actualmente se emplean mangos de plástíco que ofrecen grandes ventajas sobre los anteriores El mango debe ser de sección elíptica, para que tenga mayor resistencia y no gíre en la mano (figura 21 10) Fíg 21 10
21 5
f'No!,]
Fig 21.9
Forma del ajó
Mango del martillo
Mazas (fig 21 11)
Para trabajos especiales, como el montaje de píezas acabadas, enderezamiento de chapas, para golpear metales dulces, se usan martíllos de lalón, plomo, madera, caucho, goma, etc, llamados mazas. En cualquier caso procúrese que, tanto la cabeza como la cuña, estén secas, ya que las caras aceitadas pueden resbalar y provocar accidentes Asimismo no se debe golpear por los cantos o bordes, sino siempre por el centro del martillo, o de las mazas. 216
Modo de cincelar
La pieza se sujeta fuertemente al tornillo de banco Sí el trabajo ha de ser duro, procúrese emplear el tornillo articulado o al menos el tornillo paralelo de acero forjado -no de fundición- y robusto El operario se coloca con el píe ízquierdo ligeramente adelantado y el cuerpo mantenido a plomo, pero sin rigidez y acompañando algo a la acción del martillo (fíg. 21 12) (Para más detalles ver carpeta de prácticas . )
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p " -_ _Lp
Fig 2113 Acanalar con buril
a mal (alta)
/
b mal (baio)
Fíg .2112 Posición para cincelar y ángulos de posición del cincel;' a, excesiva inclinación: b, pequeña inclinación,
123
Fig 21.11
Malas
de diversos materiales
.,
217
Trabajos característicos con el cincel. buril o gubia Se pueden efectuar varias operaciones, como son:
Fig 2L14 Acanala! con budl y cincel
Fig 2115 Desbastado con bUlil y Cincel
21 71
Acanalado
Consiste esta operación, como su nombre indica, en abrir canales en la superficie del metal. Se emplea para este fin el buril (fig, 21.1 3), Si la canal no es superior a 8 mm, puede hacerse de una vez, Si la canal debe ser bastante ancha, deberán abrirse previamente dos o más canales estrechas y terminar con el cincel (fig, 21,14) En esta operación, más que en ninguna otra, debe tenerse muy en cuenta la posición del cincel; de lo contrario, con facilidad se podrá romper la herramienta, No debe sacarse una viruta demasiado gruesa; es preferible repetir varias veces la operación dando varias pasadas"
21,72 Desbastado
A
Para desbastar, es conveniente hacer primero unas canales cpn el buril y luego con el cincel quitar el material entre canal y canal (fig, 21,15) En lugar de hacer canales con un buril, resulta más rápido, siempre que sea posible, hacerlas con la sierra; no es inconveniente que dichas canales resulten muy estrechas, En la figUla 21,16 se muestra la manera correcta y la errónea de cincelar en los bordes
21.73 Chaflanado Fig, 21.16 Cincelado en los bordes' A, bien.: B, mal
Consiste en hacer un rebajo inclinado en los bordes de las piezas, El cincel se presta muy bien para el chaflanado de piezas que hayan de soldarse
21 ,7.4
Fig 21.17 Troceado de chapas en el tornillo de banco,
21 7 5
I111 ¡,lllli,II,11 '11""1" ¡,; I1'
Fig 21,18 Troceado sobre yunque. con el auxilio de una pletina, de chapas gruesas,
Troceado de chapa
Es una manera elemental de separar en trozos, chapas o perfiles delgados, Puede emplearse corno si fuese la cuchilla móvil de una cizalla, contra la mordaza del tornillo (fig, 2117) o al estilo de un sacabocados o troquelador, apoyando la chapa en un tas No emplear nunca los mármoles, ni de trazar ni de verificar Tampoco es aconsejable hacerlo sobre el yunque de la fragua, puesto que su superficie está endurecida y se deterioraria el filo del cincel A falta de otro apoyo, puede emplearse el yunque (fig 21, 18L pero colocando encima una gruesa chapa o pletina Para cortar piezas delgadas o chapas, no debe apoyarse a la vez toda la longitud del filo Se coloca la boca un poco inclinada y se va adelantando poco a poco Para estos trabajos, convendrá emplear cinceles con boca algo redonda (fig 21 19),
Tloceado de chapa gruesa
Cuando se trate de piezas algo gruesas, muchas veces no será necesario efectuar el corte completo del cincel: se iniciará por todo el perimetro y se romperá luego la sección entallada con un golpe, apoyando la pieza en el yunque, en una clavera' o en un tornillo del tipo articulado (fig 21,20), En estos casos, deberá medirse la intensidad del golpe, para evitar que el trozo salte con violencia y produzca accidentes al propio operario o a otros compañeros de trabajo
21,7.6
Troceado con auxilio de taladros
En ia figura 2"i2-¡ se ve un caso especiai de troceado. Previamente se han hecho unos agujeros y después se completa la rasgadura con un útil especial, Naturalmente, cuanto más próximos estén los agujeros (deberian estar tangentes) más fácil será la operación, Es un caso muy empleado en ajuste y matricería, 21 77
Fig, 2119 Manera de cortal chapa
Trabajos varios
En la figura 21 22 se muestra cómo se utiliza el cincel de boca ligeramente redondeada para trazar, siguiendo una linea recta o curva En la figura 21 23, se nos muestra una gubia a propósito para hacer patas
124
A
B
c
Fig 2120 Troceado de piezas cinceladas, A, sobre yunque: B, sobre clavera: e, en tornillo, de araña· -ranuras para el engrase- y la forma que suelen tener estas ranuras, bien se hagan sobre superficies planas o curvas
SEGURIDAD E HIGIENE Fijación correcta de las piezas
Herramientas en buen estado; cabezas de cinceles, mangos de martillos, Prevenir lastimarse en los ojos; utilizar gafas,
Prevenir accidentes a terceros; proyección de trOlaS desprendidos con violencia,
MEDIOS DIDÁCTICOS Audiovisuales Diapositivas: 9.. 1 1 No es aconsejable el uso de mordazas en el cincelado
9 1.2
Inclinación exagerada en el cincelado.
9.1,3 9,,14
Las virutas no deben ser demasiado largas Verificación del ángulo de un cortafrío
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Características de las herramientas empleadas para evitar accidentes
Fíg 21.21 Troceado con taladros previos
EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLICACiÓN manejo -
Realizar varios trabajos con cincel y buril, hasta llegar a un dominio perfecto en el de ellos y del martillo Afilado de cinceles y buriles Temple de cinceles y buriles Ver carpeta de prácticas
CUESTIONARIO
-
Enumera operaciones que puedan realizarse con cincel, buril y gubia, ¿Son importantes estas operaciones?: ¿Cuál te parece más importante, ¿por qué? ¿Es correcta la sección redonda para cinceles y mangos de martillo? ¿por qué? ¿Tiene importancia la forma de la cabeza de los cinceles y buriles 7 ¿El filo es diferente para los varios materiales 7 ¿Te parece importante el troceado con cincel? ¿qué inconveniente tiene?
Fíg 2122 Manera de señalar con el cincel
BIBLlOGRAFIA BENDIX F., Alrededor del trabajo de los metales, Reverté, Barcelona 1965, Eo P.. S., Tecnología Mecánica. Librería Salesiana, Barcelona 1965., VAN GELDER T, J . , Curso de Formación Profesional, Urmo. Bilbao 197L WIECZOREK~LEBEN. Teenologla fundamental para el trabajo de los metales. Gustavo Gili, Barcelona 1967
VOCABULARIO TÉCNICO Clavera; Accesorio empleado en cerrajería y forja para el trabajo de los metales en frío o en caliente,
Patas de araña:
Ranuras de diversas formas que se practican en las piezas para facilitar
su engraSe,
125
Fig 2723 Gubia para patas de araña .
l. JJ I ,," J¡¡j lt~. j}J1 '/ \
Tema 22. Roscas OBJETIVOS
- Dal una idea genelal de los fundamentos de las /Oscas. - Identifical las dimensiones fundamentales de una lasca y defini! cada una de ellas - Complendel la leplesentación simbólica de lascas de acueldo con las nOlmas ISO, - Sabel cómo se denominan o designan las roscas según el sistema a que pe/fenecen.
GUiÓN tuercas~
-
Tornillo y
-
Clasificación de las roscas, Elementos de las roscas Dimensiones fundamentales de una rosca. Representación de las roscas. Designación de las roscas Acotación de las roscas Sistemas de roscas.
PUNTOS CLAVE Fig 221
Tomillo y tuerca -
Clasificación de las roscas Elementos de las roscas,
-
Identificación de las roscas.
n~cfeo
Designación de las roscas
¿ . 's;.
EXPOSICIÓN DEL TEMA
Fig. 222
pdsmil
Generación
Roscas En mecánica llamamos rosca, a la hélice construida sobre un cilindro, con un perfil determinado y de una manera continua y uniforme
o filete
221
teórica de una fosca
Tornillo y tuerca Si la hélice es exterior. resulta un tomillo. si es interior, una tuelca, (fig 221)
22 1 1
_.""to ID__ L . I A
Generación de una rosca
Podemos considerar corno si un prisma se enrollase alrededor de un cilindro que llamaremos núcleo (fig. 22.2), (transparencias 132 y 13.3) En la práctica, lo que hacemos es una canal que de lugar a la rosca. Más adelante, veremos cómo hemos de hacer estas roscas Estos prismas en forma de hélice reciben el nombre de hilos o liIetes de rosca Los canales que queden entre los filetes se llaman entradas (fig. 22 3) 22 2
Clasificación de las roscas
En la identificación de una rosca intervienen varios factores, como son: el númelO de liIetes, la forma de la rosca, ellugal donde va lascada y el sentido. Fig, 223 Filetes y entradas,
22,21
Según el n' de filetes de una entrada, si tiene un solo filete (fig 222); de varias entradas, si tienen dos o más filetes (fig . 22.4).
A, tuerca de dos entradas.:
B, tornillo de dos entradas
22,22 POI la forma del liIete (fig. 225) Triangulares.:'
los filetes son triángulos V son las más usadas para fi-
jación (fig . 22.5A)
- Tlapeciales. los filetes son trapecios isósceles y son las más usadas para trasmisión de fuerza o servir de guia (fig. 2258) - Redondas' se emplean para roscas que tengan mucho desgaste y para casos especiales; casquillos de bombillas (fig 225C) 22.2 3 Fig, 22.4 Rosca de dos y tres entradas
-
Según su posición exteriOles: si están hechas en un cilindro exterior; dan lugar a un tor-
nillo (fig. 221);
126
A
1'A
Fíg 225 Perfiles de roscas A triangulares: B. trapeciales:
e,
redondas
- interiores" si están hechas en un cilindro interior o agujero; dan lugar a tuercas (fig 221) 2224
derecho
JrJJJJlJIJJJfij Ilquiortlo
Fíg, 22,6 Roscas según el sentido.' A, rosca derecha.: B, rOSca izquierd,1
Según el sentido de la hélice (fig 22.6) (transparencia 133):
- roscas a derecha, -o simplemente derecha- cuando la tuerca avanza en sentido a las agujas del reloj: de derecha a izquierda (fig 226A).
-
roscas a izquierda -o simplemente izquierda- cuando la tuerca avanza
al girarla en sentido contrario a las agujas del reloj: de derecha a izquierda (figura 22.68) 223
Elementos de las roscas. Perfil (transparencia 131)
En la representación de las roscas seccionadas, suponemos siempre que están cortadas por un plano axial -es decir un plano que contenga al eje de la roscaAtendiendo sólo al filete (fig 227) En la figura vemos claramente sus nombres: - flanco o cara lateral; - ángulo del flanco -medido en un plano axial-; fondo, unión de los flancos por la parte interior; cresta, unión de los flancos por la parte exterior; vano, espacio vacío entre dos filetes; base, donde los filetes se apoyan en el núcleo -linea imaginaria-; núcleo, es el volumen ideal sobre el que se encuentra la rosca o cuerpo del elemento roscado; - hilo, es la porción de hélice comprendida en una vuelta completa de la tuerca creslil o verlicc
D.. D.
~
L_.~_,
ángulo del flanco ':J.
P/2
=
punto medio
H
";~ . .0
Fíg 228 Dimensiones fundamentales de una rosca
del llaneo I
base
Fíg 22 7 Elementos de una rosca
224
Dimensiones fundamentales de una rosca Damos aqui las comunes a todos los tipos de roscas (fig 22.8).
2241
Paso -P-
Distancia entre filetes consecutivos o.p
-¡--T ,
224 2 A vance - a La distancia que recorre en sentido del eje un filete al dar una vuelta entera (fig 22.9A), también la recorre el tornillo en la tuerca al dar una vuelta completa La forma práctica de verificar el paso es como se indica en la figura 2298 En las roscas de un filete, la - pI En las roscas de varios filete=s=-,-'r.¡ Siendo z el n.o de entradas
a~;;-'p;-'''''z:11
127
I
Fíg 229A Representaciones del paso y del avance
224 3 DiámetlO extelior Es el diámetro mayor de una rosca. D, para los interiores: de fondo a fondo d, para los exteriores: de cresta a cresta
22,44 Diámetro intelior Es el diámetro menor de la rosca.
D" para los interiores de cresta a cresta d" para los exteriores, de fondo a fondo, que se llama diámetro del núcleo. 2245
Fig, 22.98 Diversos sistemas de medir el paso
Diámetro medio
Existe, por tanto, un punto donde el filete y el vano tienen el mismo ancho, al cual se llama punto medio del flanco, y al diámetro correspondiente Diámetro en los flancos: es igual para el tornillo y la tuerca; lo representaremos por D 2
2246 Profundidad de las roscas
tornillo
Llamadas también altura del filete, es la semidiferencia entre los diámetros exterior e interior o la distancia entre cresta y base: la representamos por H, para las tuercas, y h, para los tornillos Tabla 2215
22.47 Diámetro nominal Es el que sirve para identificar la rosca y suele ser siempre el diámetro mayor de la rosca exterior, es decir: d 225
Representación de las roscas
Como quiera que, tanto en los dibujos de taller como en este mismo libro aparecerán muchas veces tuercas y tornillos, vamos a decir cómo se representan Ante todo digamos que, para hacer más fácil el dibujo, las piezas en general y los tornillos en particular no se dibujan tal como se ven, sino que se emplean símbolos y convencionalismos Por tanto hemos de conocer estas maneras de representar, para saber leer los dibujos y figurarse un tornillo cuando esté representado simbólicamente segun normas (fig 2210) 22.6
Designación de las roscas
Las roscas se designan según el sistema a que pertenecen y hay que distinguir si son ordinarias 1 o finas y si tienen una o más entradas, como también si son derechas o izquierdas (tabla 2211) Tabla 22.. 11 Clase de rosca
Fig. 22 10 Representación de roscas según sistema ISO o
'"
.
Mótrica Metdea fina
Tabla resumen de la denominación de las roscas, Simbolo que se: coloca delante
Medidas nominales de la rasca
Designación abreviada Y eiemplo de acotado
M
Diámetro exterior de fa rosca en mm.
I
H 60
M
mémotro exterior de la rosca y paso en mm.
1 I
H 105" [,
Diámetro de la rOSCil exterior en pulg.idas
Whilworth
·1 I
2·'
I
R 4"
1
~
e
Whitworlh do gas Basta
,~
~
Sellers
R
Oiámetro intedor del tubo normal en pulgadas.
NC
Fina
NF
Especial
NS
N.D o diámetro exterior de la rosca en pulgadas seguida del p1l50 en hHo::: por pU!;:::ld:l ... 1:: ;:¡brcv
-
I I I I
11"- 6 -He 1f"-1l-NF
1t"-16-NS
1
j ·1
1 El término ordinarias. aquí. no es sinónimo de basta o grosera, sino de normal; usado corrientemente. etc Tal vez se acostumbre más decir normal, pero, como puede confundirse normal con nor~ malizada.. hemos creido oportuno cambiar el término. En algunas normas las llaman roscas gruesas, y en otras,. roscas regulares
128
Tabla 2213
Extracto de rosca Whitworth,
p H:: D.9601.9 P H, = hJ =:D,6L.P
r =D,n P
:t
..
D,=dJ::=D-I,3P O¡=d¡=O-D,6l P
'"
H¡=H,
Truncamiento=: ~
O,16P
Paso en hilos 0
por
nomina!
pulgada
D=d
Z
'/4"
20 18 16 12 11 10 9 8
5/ 16
..
3/ " 8 1/ " 2
5/ .. 8 3/ " 4 7/0"
1"
Sección 0 medio
d2
:=
del
0
núcleo
D2
da := D,
4.724 6,131 7,492 9.990 12,918 15,798 18.611 21.335
0.037 7.034 8.509 11,345 14.397 17,424 20.419 23.368
Tabla 22.. 14
Altura h3
=
Radío
núcleo
r
mm'
0,177 0.197 0,222 0.296 0.322 0.355 0.395 0,443
17.5 29.6 44,1 78.4 131.1 1960 272.0 357.5
H1
0.813 0.904 1,017 1,355 1.479 1.627 1.807 2.033
Extracto de rosca Sellers
H =Q8660J P
H, =hJ=MSP
C=O,l1P
01 = dJ =O-U?
0,= d2 =D-1JIj5P H¡=H,
lJ::: 0.108 P Ancho 0
nominal
Paso
D=d
p
1 2 3 4 5 6 8 10 '/4"' 5/ 16
3/ a" ' / 16
..
'/2"..
9/ 16 5/ S "
3/ 4"' 7 /a" 1"
0,397 0,454 0.529 0,635 0,635 0,794 0,794 1,058 1.270 1,411 1,588 1,814 1,954 2,117 2,309 2,540 2.822 3,175
0 medio
núcleo
D,
da := D ,
1.596 1.889 2,171 2,433 2.763 2.989 '3,660 4.798 5.525 7,021 8.454 9,934 11.431 12.913 14,575 17.400 20,392 23,338
1,388 1,594 1,827 2,021 2.351 2,473 3.134 4,110 4,700 6.104 7.463 8.755 10,162 11,538 12,875 15.750 18,559 21,276
d,
del
0
Altura h3
:=
H1
0,258 0.295 0,344 0.412 0.412 0,616 0,516 0.688 0,825 0.917 1,031 1,179 1,269 1.375 1.500 1.650 1,833 2.052
fondo
SecciÓn
e
mm'
0,043 0.049 0,058 0,069 0,069 0..087 0,087 0.116 0,189 0,190 0.209 0,213 0.226 0.232 0.252 0.279 0.310 0,349
1.513 1,995 2.621 3.207 4.341 4,803 7,714 13.267 17,349 29,263 43,743 60,200 81,105 104,556 130,192 194,827 270,519 355,524
129 5
Tceno/agla del Metal/l
Tabla 22.15 H::::O.8660J p
17
~~.v I ~~~",-, 60'"' ,,=>:=>: -:r: ~ .~
hj =jjH::::0,613,j p d,=D,::d-2H,=d-/,0l1253 P
"" " eS
d,=D,=d- ¡H=d-o,6~952 P d;=d-2hJ =d-1,22687 P
O
r::::*:::: 0,"'3' P
sede I
nominal
0 medío
Paso
serie 1/
d2
P
1,6 2 2,2 2,5 3 3.5 4 4,5 5 6 7 8 10 12 14 16
18
==
Tornillo
1,140
1,980 2,208 2,675 3,110 3,545 4.013 4,480 5,350 6.350 7.188 9,026 10.863 12.701 14,101
16.376
Radio
0
0
agujero
d,
D,
h,
1,221 1,421 1.567 1,713 2,013 2,459 2,850 3,242 3,688 4,.134 4,917 5"917 6.647 8,376 10,106 11,835 13.835 15.294
0,215 0,215 0,245 0,276 0,276 0,307 0.368 0.429 0,460 0,491 0,613 0,613 0.767 0.920 1,074 1,227 1,227 1.534
Tabla 22.16
"'--
y
del núcleo
1,171 1.371 1.509 1,648 1,948 2,387 2.764 3,141 3,580 4.019 4,773 5,773 6.466 8,160 9,853 11,546 13,546 14.933
f//
',;ó/
P
0"7
D2
1,373 1,573
0,35 0,35 0,4 0.45 0,45 0,5 0,6 0.7 0,75 0,8 1 1 1,25 1,5 1.75 2 2 2.5
1,8
.~
~
'"
H,::t H=O.5'12ZP
0
Perfil ISO.
AllUI8 filete
del fondo
Sección
H,
,
mm'
0.189 0,189 0,216 0,243 0.243 0,271 0325 0.379 0,406 0,433 0,541 0,541 0.677 0,812 0,947 1,083 1.083 1,353
0,051 0,051 0.058 0.065 0.065 0,072 0,087 0.101 0.108 0.115 0,144 0,144 0,180 0.217 0.253 0,289 0.289 0.361
1,06 1,47 1.79 2,13 2,98 4,47 6.00 7,75 10.1 12.7 17,9 25,4 32.8 52.3 76,2 105 105 175
Rosca Whitworth. Gas para tubos.
H=0.9601.9 P H¡ =: h] =O¡jl. P t=:D,II.?
Dt=dJ=D-l.JP Oz=d]=D-D,61.P
H]=H,
.t;=o.I6P Paso en hilos 0
po,
0
0
nominal
pulgada
medio
núcleo
D=d
Z
d2
d 3 =D 1
28 19 19 14 14 11 11 11 11
9,147 12"301 15,806 19.793 25,279 31,770 40.431 46,324 58,135
R R R R R R R R R
130
'1, 1/ 4 "
3/ a'" 1/ ' 2 3/ 4 "
1" 1 1/ 4 " 1 1/ 2 " 2"
=:
D'2,
8,566 11,445 14,950 18,631 24,117 30.291 "38.952 44,845 56.656
Diámetro comercial del tubo
Altura hJ
=:
H1
0,581 0,856 0,856 1,162 1,162 1,479 1.479 1,479 1,479
Radio
,
Ex!.
Inl
0,125 0,184 0.184 0,249 0,249 0,317 0.317 0,317 0"317
10 13 17 21 26 33 42 48 60
3 6 10 15 20 25 32 40 50
22.7
Acotación de las roscas
En la figura 22.12, tenemos la manera de acotar las roscaS Siempre se acota el diámetro exterior .0 mayor, tanto para tornillos como para tuercas. MIO
3/.' M12
I
I
//
L
"~< ~
'~.<.L/
e
D
R 11/8" 1
I
/,
II Fig 2212 Acotado de roscas interiores y exteriores A. acotaci6n de una tuerca Métrica 16. B. acotación de un tornillo Métrico 10.." C. acotación de un tornillo Whitworth 3/4" D. acotación de una tuerca Métrica 12. E. acotación de una
/ /
I
é'
!
I
/
I/:; L'.
rosca de tubo de gas. R 1 7/8"
22 8
Sistemas de roscas
Han sido muchos los tipos de roscas empleadas Para ahorrar gastos y confusiones, se han normalizado y clasificado las roscas según su forma y aplicaciones Se han establecido una serie de medidas escalonadas que pueden cubrir las necesidades comunes Se llama sistema de roscas cada uno de los grupos en que se pueden clasificar las roscas normalizadas con sus especificaciones Los principales sistemas empleados son: 228 1 Sistema Whitworth (tabla 22 13) De uso normal Empleado en Gran Bretaña y paises de su área de influencia
lubo
Fig 2217 Acoplamiento roscado de una tubería
2282 Sistema Sellers (tabla 2214) Es el sistema americano La variedad de rosca fina llamada SAE se emplea mucho en automovilismo
2283 Sistema ISO (tabla 22 15) Nuevo tipo de roscas que sustituye a las del antiguo sistema internacional (S 1) y que ha sido adaptado por las normas UNE
2284 Sistema Whitworth para tubos (tabla 2216) En las diversas tablas damos un extracto de los valores de las roscas de
estos sistemas PROB-LEMAS Problema 1 Un tornillo de rosca métrica internacional LS,Q.. tiene 16 mm de diámetro y 2 mm de paso, ¿cuánto medirán la altura del filete y el diámetro del núcleo? Solución: observando el croquis del problema en la figura, vemos que las fórmulas necesarias son:
h, = 0.7053 P 0.7053 2 = 1.4106 '" 1,41 mm dJ = d - 211 3 16 - 2 1,4106 = 13.1788 '" 13.17 mm redondeamos en menos por tratarse de un tornillo en el cual las medidas es preferible que sean menores para asegurar la intercambiabilidad,
131
Problema 2 El diámetro del agujero de una tuerca de rosca DIN es de 4 mm y el paso de 0,8 mm, ¿cuál será el diámetro nominal? Solución: del croquis de la figura, vemos que el camino a seguir es: O = 0 1 + 2 H 1 ; al no conocer el valor de H 1 , tomamos O en función de P:
D
D, + 1,299
~
P
=
4 + 1.299
0,8
=4
+ 1,0392
=
5,0392
Por tratarse de una rosca normal no podremos dar como bueno el resultado. sino que ha~ bremos de redondearlo a D = 5; quiere decir que el agujero de la tuerca es algo mayor que el teórico, lo cual es perfectamente correcto y recomendable. puesto que en las tuercas las dife M rencias es preferible que den medidas mayores.
NORMALIZACiÓN Dar un repaso a las normas más importantes sobre roscas para comprender su tancia. de manera especial a la ISO y UNE
impor~
MEDIOS DIDÁCTICOS Audiovisuales Transparencias: 13.1 Partes fundamentales de una rosca. 13.2 Tornillos de varias entradas 13.3 Sentido de las roscas, 13 4 Roscas Whitworth, 13 5 Roscas Métricas 13.6 Clases de roscas, 13.7 Rosca ISO métrica, 13.8 Medición en hilos por pulgada. 13.9 Roscas" 13,10 Roscas" 13.11 Roscas"
Fig 22.18 Terrajas de peines para el roscado de tubos
tubo a roscar
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Haz una recopilación en forma de indice de las normas UNE referentes a roscas,
EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLICACiÓN - A la vista de piezas roscadas, di a qué clase de rosca pertenece cada una, de acuerdo con los conceptos expuestas en el tema. - De una serie de dibujas de máquinas. señala dónde van roscas, y explica qué signi· fica su acotación y si son o no correctas - Ver carpeta de prácticas
CUESTIONARIO ¿Qué es una rosca? - Haz una rápida enumeración de las particularidades que sirven para clasificar las roscas. - ¿Es el diámetro exterior de un tornillo más importante que el del núcleo? Razona tu respuesta. ¿Por qué hay varias sistemas de roscas? ¿Te parece que deben reducirse a menos? ¿Qué ventajas te parece que se obtendrian de la reducción? ¿Habría algún inconveniente? ¿cuáles?
BIBLlOGRAFfA BACHMANN AMFORBERG R,. Dibujo Técnico. Labor.. Barcelona 1970 E. P.. S,. Tecnologla Mecánica. Librerla Salesiana, Barcelona 1965. LUQUE M., Tolerancias_ ajustes y roscas normalizadas, Ediciones Melendo Luque, Se·
Fig 22.19 Aplicaciones"
villa 1963. STRANEO S. L.-CONSORTI R. El dibujo técnico mecánico, Uteha, Barcelona 1965, DI N, Normas fundamentales para la técnica mecánica._ Balzola, Bilbao 1970. Normas UNE" Instituto Nacional de Racionalización y Normalización, Madrid,
132
Tema 23. Roscado, herramientas de roscar
OBJETIVOS
- Conocer las herramientas empleadas para el tallado de rosca" tanto exteriores, como ínteriores. - Conocer la operación de roscado y diversas formas de cómo se puede efectuar esta operación.. - Conocer otros procedimientos con diversas clases de herramientas, GUiÓN -
Machos y cojinetes de roscar. Terrajas de peines
PUNTOS CLAVE -
Ángulos principales de los machos y cojinetes Clases de machos., Saber emplear el macho y el cojinete apropiado para cada clase de material y forma de trabajo
EXPOSICiÓN DEL TEMA I
Roscado
m
"e
Puede hacerse esta operación: lOa mano;
2
o
,
•
Por roscado entendemos la obtención de roscas en piezas me-
tálicas, ya sean exteriores -tornillos- ya sean interiores -tuercas-
• e •
~
W
~o ,1 ,
a máquina.,
•, • e
~,
23 1
Machos y cojinetes de roscar
I
Son las herramientas más empleadas para la realización de tuercas y tornillos Para el roscado a mano. son las únicas herramientas empleadas; para el roscado a máquina se emplean, además, otros tipos
I
o ~ e E
•
Machos de roscar Los machos de roscar son como tornillos de acero templado, con unas
23 1 1
ranuras o canales longitudinales, de forma y dimensiones apropiadas, capaces de tallar, generalmente por arranque de virutas, una rosca en un agujero previamente taladrado 2311 1
Fíg 23 1 Macho de roscar
Partes de un macho
En un macho de roscar (fig 231) hay que distinguir las partes siguientes: - Parte activa o entrada: es la parte de la rosca que realiza el tallado - Parte calibradora: es el resto de la parte roscada que sirve de guia y facilita el avance del macho - Mango: es la parte no roscada del macho, que sirve para la fijación o arrastre del macho 23J 1 2
Sección transversal
El buen rendimiento del macho depende fundamentalmente: de su secClon transversal, que nos da los ángulos de corte: y de la entrada que nos reparte o divide el trabajo entre los filetes activos, - Sección transversal (fig 23,2 Y transparencia 14 1): la forma transversal viene determinada por el numero de ranuras longitudinales, por su forma y por el destalonado de los filetes El numero ideal de ranuras sería 3, para asegurar el contacto simultáneo de los filetes cortantes contra el agujero, pero es corriente que sean 4 porque asi produce menor esfuerzo de giro y descarga mejor la viruta,. Hay machos pequeños con sólo dos ranuras y, por el contrario, para mayores pueden hacerse de 6.
133
A
Fig 232
Sección transversal
de dos machos de tres y cuatro ranuras
23.1.1.3
Angulas de desprendimiento
La forma y valor del ángulo de desprendimiento depende del material a trabajar, que puede variar desde 5° para metales duros hasta 25° para metales ligeros, y para metales tenaces suele ser de 15° (fig 23.3).
A
,
lCH5
15--20
2311 A Forma de las ranuras Las ranuras suelen ser rectas, pero preferiblemente perpendiculares a la hélice del filete (fig. 234); para gran rendimiento, se emplean machos con ranuras en forma de hélice de ángulo mayor (fig 23.5).
CA; Fig. 23. 4 e
°
Fig 233 Angulas de despfendi~ miento en los machos de roscar.: A baquelita, ebonita._ 8, latón. bronce: C, fundición,_ acero semiduro y duro, O, aluminio,. acero jnoxidable~ E, cobre. magnesio y silicio
sRa
Macho con ¡anuras rectas
te
~:::::ililj"= Fig. 235 Macho con ranuras helicoidaJes
23.1.1.5 Destalonado El destalonado de los filetes varia en razón de los diversos materiales, pero es muy pequeño, de sólo algunas centésimas (lig. 236) Para metales ligeros, es menor y algunos fabricantes no lo hacen para estos materiales. Lo ideal es hacer este destalonado por rectificado después del temple: asi se hacen los de mejor calidad En aquéllos en que el destalonado se hace con herramientas, suele ser mayor, en cuyo caso habrá de tenerse en cuenta que, al reafilar los machos, van disminuyendo de diámetro. Habrá que comprobar que no resulte la rosca menor de lo tolerado Si el roscado se hace a mano, convendrá emplear para el último macho uno nuevo no reafilado
23.1.1.6 Juego de machos Sección longitudinal: ya hemos dicho que los filetes efectivos para el corte son los de la entrada U na entrada corta puede presentar dificultades, a pesar de lo cual para agujeros ciegos, no podrá hacerse demasiado larga En la figura 237, se ve CÓmO un fabricante determina la entrada y la parte calibradora -cilindrica- en un juego de 3 machos (Iig 23.8) para el roscado a mano: hace progresivo el diámetro exterior, y el del núcleo, con lo cual el trabajo total a realizar se reparte proporcionalmente entre las distintas piezas del juego, facilitando asi el trabajo y logrando mejor calidad
desbaste _ln.l...ermodio·-- --ücabü"d_o_ _
Fig. 23.6 Destalonado
Fig 23.7 Sección longitudinal de un macho de diámetros progresivos
de los dientes
23.1.2 COjinetes de roscar Son corno tuercas de acero templado con unas ranuras o canales longitudinales, de forma y dimensiones apropiados, capaces de tallar, por arranque de viruta, una rosca en un cilindro y obtener un tornillo o varilla roscada
231.2.1
Partes de un cojinete
En la figura 23.91\ y 23,10 tenemos representado un cojinete normal en el cual, igual que en los machos, cabe distinguir: Cuerpo o soporte: es el cilindro de acero. Suelen hacerse con unos diámetros y anchos normalizados.
23.1.2.2 Formas Pueden ser cerrados (Iig. 2310), abiertos (Iig. 239A) y partidos (fig 23 .9B). Fig, 23,.8 Juego de tres machos
Los primeros son rigidos y son los preferidos porque dan mayor uniformidad a todos los tornillos, tallados con la misma herramienta.
734
Fig, 2398 Fig. 239A abierto,
Cojinete
Cojinete partido
Fig. 2310 Cojinete cerrado
Los abiertos son elásticos y pueden regularse entre ciertos límites Dan roscas menos precisas y uniformes, tanto en diámetro como espesor de los filetes, ya que pueden quedar más o menos cerrados y lateralmente pueden desplazarse o alabearse, si no están bien colocados en la terraja . Tienen la ventaja de que puede darse una primera pasada algo más abierta y luego terminar con una pequeña pasada de acabado 231 23
Angulas
Como en los machos, es muy importante la secclon transversal del cojinete, ya que la forma de las ranuras nos da los ángulos adecuados En la figura 23.11, vemos los ángulos y también cómo deben ir destalonados los dientes (Iig 23.12) El ángulo de desprendimiento suele valer: 6° a 7°, para acero tenaz; 8° a go, para acero dulce; 0° para latón
Fig. 23.11 Angula en los cojinetes de roscar. A. ángulo de incidencia, 8. ángulo del filo. C. ángulo de des~ prendimiento
23124 Destalonado El destalonado también debe ser pequeño para evitar agrandamientos excesivos con el reafilado del cojinete En la sección longitudinal, al igual que en los machos, cabe distinguir la entrada, que suele ser un cono (fig 23 13) con una altura e Este cono de entrada suele hacerse por ambos lados del cojinete, pero sólo debe emplearse por un lado, ya que sólo lleva ángulo correcto por un lado Para facilitar la salida de viruta, al igual que en los machos, se les hace un ángulo en la cara cortante de 6° a 8° (fig 23 13) 232
Fig 23 12 Detalle del destalamida
Terrajas de peines (fig 2.3 14)
Para el tallado de tornillos, preferentemente de rosca fina. se emplean las terrajas de peines, que tienen la particularidad de que pueden graduarse para varios diámetros y que además pueden abrirse al final del roscado, para retroceder o retirar la pieza de una manera rápida 232 1
Tipos de terrajas
Hay dos tipos fundamentales segun los peines: - Para peines radiales (fig. 2315); - Para peines tangenciales (fig. 23 16) Tanto las terrajas como los peines, deben estar muy bien fabricados ya que deben ajustar de manera precisa y quedar perfectamente centrados y alineados Pueden emplearse para trabajo manual, pero sobre todo tienen gran aplicación para el tallado de roscas en máquinas. incluso automáticas
Fig. 23,13 Detalle de la entrada
r----
telón de lIjuste
, Fig 2315 Esquema de un peine radial
Fig. 23.16 Peine tangencial
135
Fig, 23 14 Terraja de peines para máquina
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14.1 Machos de rOscar. Geometrla del filo. Diapositiva: 14.1,1 Cojinete y peines de roscar,
NORMALIZACiÓN Normas sobre machos: - machos de roscar a mano para roscas métricas: juego de 3 machos, OIN 352 Y OIN 357; juego de 2 machos, DIN 2181;
machos de roscar a mano para rosca de gas: DIN 353 -
Haz una lista de normas sobre herramientas para roscar
-
De varios catálogos de machos y cojinetes, recopila las caracterlsticas peculiares de cada fabricante y haz un estudio critico de selección Si tú tuvieses que adquirir este tipo de herramientas, ¿qué marca comprarlas 7. ¿por qué?
CUESTIONARIO ¿Qué herramientas emplearlas para tallar roscas exteriores? ¿Y para interiores? ¿Qué partes hay que distinguir en un macho de roscar? ¿Qué importancia tiene la entrada? ¿Qué quiere decir macho de corte progresivo? ¿De cuántas piezas suele constar un juego de machos de roscar? ¿Cuántos tipos de cojinetes de roscar conoces? ¿Qué ventajas e inconvenientes tienen los cojinetes cerrados? ¿Qué ventajas e inconvenientes tienen los cojinetes abiertos? ¿Qué otras herramientas de roscar conoces? ¿Qué características principales hay que distinguir en un cojinete de roscar?
BIBLlOGRAFfA E P, S" Tecno!ogla Mecánica. Librería Salesiana. Barcelona 1965 PECIÑA J. Rama de! metal Tecnologla, Curso primero., Centro Nacional de Formación del Profesorado y Monitores. Madrid 1968. VAN GELDER T J .. Curso de Formación Profesional Urmo. Bilbao 1971 WIECZOREK-LEBEN, Tecnologla fundamental para el trabajo de los metales. Gustavo Gili. Barcelona 1967
Tema 24. Roscado a mano OBJETIVOS
- AdquiriJ destreza para roscar tuercas a mano con el auxilio de machos y bandeadores. siguiendo la secuencia siguiente' taladrado previo. achaflanado y roscado. - Saber determina, el orden de operaciones a seguir. la elección correcta de los machos. bandeador. lubdcante a emplear y explica, las normas para el inicio y terminación de la operación de roscado. - Saber dete,minar el orden de operaciones a segui,; la elección de los cojinetes. el portacojinetes. lubricante a emplear y explicar las normas a seguir para el inicio y desarrollo conecto de la operación. - Conocer los accesorios y utensilios complementarios en la operación de roscado a mano GUION Práctica del roscadoo Roscado de tuercas.. Roscado del tornillo.
PUNTOS CLAVE - Operaciones previas al roscado, tanto para tuercas como para tornillos - Precauciones principales en la operación de roscado,. tanto para las tuercas como para los tornillos.
136
EXPOSICiÓN DEL TEMA
24.1
Práctica del roscado
Vamos a describir aqui la manera de roscar a mano empleando, por tanto los machos de roscar, para tuercas y los cojinetes, para tornillos Para más detalles ver la carpeta de Prácticas de taller.
242
Roscado de tuercas La secuencia de las operaciones es: taladrado previo; achaflanado; roscado propiamente dicho 241
Fíg
242.1
El agujero que debe hacerse para roscar no es del diámetro teórico de la rosca dado por el cálculo o sacado de las tablas teóricas, sino mayor para los siguientes fines: - Facilitar la operación por menor arranque de material, sin que por ello pierda eficacia o resistencia la rosca Cuanto más tenaz y. duro sea el material o más larga la rosca, mayor podrá hacerse el agujero. Suele hacerse de manera que la profundidad de la rosca sea de un 62 a un 75 % de la profundidad teórica y nunca mayor del 83,5 % (Iig. 241) - Los materiales -unos más que otros- se deforman o dilatan -fenómeno de laminado- (Iig. 242) Esto se tiene en cuenta en los valores de las tablas 243 y 244 en las que figuran los diámetros de las brocas para taladrar agujeros roscados.
Tabla 243 Diámetro de la broca para taladrar tuercas de roscas Whitworth
Diámetro nominal
BROCA PARA LA TUERCA
D
Pulgadas
'/10 3/ 32
,In
5/ 32 3/ 16
7/ 32
'1,
5/ 16
'In
'1, '1, '1,
1 1 1 1 1
'In 'In
'1, '1, '1,
Taladrado previo
Taladrado previo
Normal
Gas
1.2 1.8 2.6 3,1 3.6 4.4 5,1 6,5 7,9 10.5 13,5 16.5 19,3 22 24.8 27.8 30,5 33,5
-
I
Fíg
,
{"_
242
Efecto de corrimiento
o laminado
Tabla 24..4 Oiametro de la broca para taladrar tuercas de rosca ISO Diámetro
nominal de la rosca (rosca normal)
Diámetro de la broca
Diámetro nominal
de la rosca
Diámetro de la broca
(rosca fina)
-
8.9
-
-
-
11.9
15.4 19
24..7 28,4 30,8 35,5 39.4 42 45,4
M 3 M 4 M 5 M 6 M 8 M10 M12 M16 M20 M24 M30 M36 M42 M48
2,5 3.3 4.2 5 6.8 8,5 10.2 14 17,5 21 26,5 32 37.5 43
M 3 x 0,35 M 4 x 0.5 M 5 x 0.5 M 6 x 0..75 M 8 x 1 M10 x 1,25 M12" 1.25 M16 "1.5 M20" 1,5 M24" 2 M30" 2 M36 x 3
2,65 35 4.5 52 7 8.8 10.8 15,4 18.. 5 22 28 33
Los valores dados en la tabla son muy escasos o sea que, para trabajos corrientes, es preferible emplear brocas algo mayores Haciendo asi los agujeros: se fatiga menos el operario. se rompen menos machos y el filete de la rosca aguanta más. Si el agujero es muy justo, al dilatarse el material, adquiere más volumen que el dejado por el vano del macho y con facilidad es arrancado por el vano siguiente, o le produce una fatiga que lo predispone a la rotura
137
Fíg, 245
Chaflanes
Fig. 246A
Machos para agujeros ciegos,
Fig. 246B Machos de entrada corregida para facilitar la salida de la viruta en los agujeros pasantes
w---
Fig, 24.6C Machos largos pala piezas pequeñas
24.2.2 Achaflanado Para facilitar la entrada del macho y a la vez evitar que se produzcan rebabas en los extremos o salidas de rosca, es recomendable hacer a los dos lados del agujero un chaflán de 1200 con un diámetro ligeramente mayor al nominal de la rosca (fig 245).
24.2.3 Roscado plopiamenle dicho 24 2.3.1
Elección de los machos
- según el material a roscar, debe elegirse el macho con los ángulos apropiados; si es muy tenaz y algo grande, convendrá emplear un juego de tres machos o en todo caso de dos; - si se trata de agujeros ciegos, se emplearán machos de entrada corta (fig 24 6A); por el contrario, si el agujero es pasante, podrán emplearse de entrada larga (fig 2468); - si son piezas pequeñas -tuercas- o son muchas las que hay que roscar, pueden emplearse machos largos (fig 24.6C) para que no deba sacarse el bandeador para cada pieza. 24.2 3 2
Elección del bandeador aplOpiado
Ya dijimos que el macho tiene una parte llamada vástago o mango, que sirve para fijarlo a la máquina o arrastrarlo en el trabajo; los machos de roscar a mano suelen llevar una espiga cuadrada (fig 24.7), la cual se coloca en un bandeador o giramachos, de los cuales unos son con agujero fijo (fig 247) y otros graduables (fig. 248).
Fig 248 Bandeador regulable para varias medidas
Fig 24.7 Bandeado! o gifamachos de agujero fijo
Es preferible emplear los de agujero único por dos razones: 1." el agujero se ajusta perfectamente a la espiga y no la estropea -no emplear bandeadores de agujero mayor que la espiga- y 2.", y principal, los bandeadores de agujero único tienen el tamaño orooorcional al aauiero" de tal manera aue su tamaño proporcione suficiente momento ~ de giro pa"ra vencer la resistencia de roscado, según el tamaño del macho. Por el contrario, un bandeador graduable, si es adecuado para los machos grandes, será peligroso para los pequeños; al tener grandes brazos, con poco esfuerzo, se logra un gran momento, por cuya razón puede romper fácimente los machos.
242.33 Lubricantes Un detalle que no puede descuidarse es la lubricación: el rozamiento es irremediable y, aun con los buenos machos de dientes destalonados y rectificados, corno hemos dicho ya, el material tiende a dilatarse.
138
Para algunos materiales es contraproducente, porque se acumula la viruta y se malogra la operación. En la tabla 249 damos los lubricantes más apropiados para varios materiales. Es muy importante que la lubricación se haga ya desde el principio y no cuando ya esté adelantada la operación.
Tabla 24.9
lubricantes para el roscado,
Material a roscar
En seco, aire a presión y petróleo,
Fundición gris, Acero~fundic¡ón
Lubricante
maleable
Aceite de corte Taladrina, Aceite de corte sulfurado
Fig 24.10 Iniciación del roscado. comprobación de la posíción
Aceros especiales al cromo
Aguarrás, petróleo y aguarrás
níquel y aceros inoxidables,
Aguarrás con albayalde.. Aceite sulfurado._
Latón, cobre y bronce,
Aceite de colza Aceite sulfurado
Aluminio y aleaciones de cinc
Aceite de corte y petróleo
Duraluminio Baquerita
Preferentemente en seco o aire a presión
Electrón
Aire a presión Petróleo, .Jamás emplear agua o aceites emulsionables con agua
24.23.4 Iniciación del roscado Para empezar la rosca, se pone el primer macho y se hace girar, al menos dos vueltas completas, hacia adelante a la vez que se ejerce una ligera presión en sentido del eje En esta primera fase, radica el éxito o fracaso de la opera~ ción: el macho debe colocarse con el eje coincidente con el del agujero; en la figura 24 lOse ve cómo puede comprobarse la posición En la figura 24 11 aparece un macho en posición incorrecta En la figura 24 12 vemos el utillaje para asegurar la posición correcta en esta primera fase y el proceso a seguir
\;.;
Fig 24 12
L
_
Dril para la perfecta alineación del macho
24.235 Roscado Una vez que se ha iniciado la rosca con estas vueltas, se prosigue la operación volteando alternativamente hacia uno y otro lado, a intervalos de media vuelta (fig. 24.13) Este volver hacia atrás tiene por finalidad hacer que se rompan y desprendan las virutas más fácilmente . Si el agujero es corto y pasante, no suele presentarse ninguna complicación Cuando es largo, es cuando hay que extremar la atención, ya en la primera fase Para agujeros ciegos, será necesario sacar con frecuencia el macho y limpiar el agujero de virutas Para roscas de gran tamaño, es preferible hacer el roscado a máquina; de lo contrario, resultarla muy fatigosa la operación; para casoS especiales, pueden emplearse juegos especiales de machos aunque sean poco rentables 139
Fíg 24.11 Pos;ción incorrecta (exagerada)
24,3
Roscado de tornillos
24,31
d,
Fig,
24,14 Chaflán previo al roscado para facilital la operación,
Torneado previo
Por las mismas razones que para las tuercas, aqui el diámetro exterior del tornillo debe hacerse algo inferior al nominal para facilitar la operación y permitir el crecimiento del material por efecto del laminado, De no hacerlo así, es fácil que en los aceros dulces y en algunas aleaciones, se rompan los filetes y quede una rosca de muy mala calidad; puede tornearse de tal manera que la altura del filete quede reducida de 0,7 a 0,85 de h, teórico, En la punta debe hacerse un chaflán o entrada para facilitar el comienzo del roscado (fig 24,14),
2432 Roscado propiamente dicho, 24,3,21
tornillo de regulación
I Fig 24.15 Regulación
de las terrajas abiertas,
Elección de los cojinetes
Ya hemos dicho que los cojinetes empleados hoy, son casi exclusivamente los circulares, cerrados o abiertos, Se emplean preferentemente los cerrados para alcanzar con mayor seguridad las medidas precisas Los abiertos deben utilizarse con mayor cautela, ya que si se cerrasen demasiado, podrian romperse, por su elasticidad limitada En la figura 2415 aparece la manera de regular y montar los cojinetes abiertos; también se hará más dificil el roscado al tener que cortar más material que el necesario; quedará el tornillo más delgado y probablemente habrá una holgura excesiva en la tuerca; con mucha facilidad se romperán los filetes y quedará una rosca de baja calidad
24,3,22 Elección del portacojinetes En la figura 24 16 se presentan dos tipos de porta cojinetes, uno para terrajas cilindricas y el otro para terrajas partidas
En los cilindricos si es abierto, reglar bien la abertura y empezar, a ser posible con la máxima abertura, con lo cual será más fácil la operación y quedará siempre la posibilidad de dar una nueva pasada con el cojinete más cerrado Colocarlo en el portacojinetes de manera que el ataque se haga por la cara correcta ya que el destalonado sólo está en un sentido, y el afilado también (fig 24,17),
Fíg 24 17 Colocación correcta del cojinete en el porl8cojinetes
""lA '1..,..... ¿""t,.-J¿.:J
I .. L_:
,"_
L.UUfn;af¡U;
Vale lo dicho para el roscado con machos,
24,3.24 Iniciación del roscado Colocar el cojinete bien derecho, que el eje coincida con el del tornillo, lo cual constituye la fase más delicada, ya que de ella depende, principalmente, el éxito o el fracaso del roscado, tanto en calidad como en conservación del cojinete, el cual, si entra torcido, puede clavarse y romperse, Se hace girar un par de vueltas hacia adelante, a la vez que se aprieta axialmente para obligarlo a entrar. 140
24325 Roscado Una vez iniciada la rosca y asegurado de que salga recta, se prosigue haciendo girar el portacojinetes en ambos sentidos, como se dijo para las tuercas Si se rosca con terraja de peines, no deberá girarse adelante,? atrás, sino siempre en el mismo sentido, al final de lo cual se abrirán los peines y se retirará la terraja, En la figura 241B vemos una forma correcta de sujetar los espárragos para roscar y posición correcta del iniciado de la rosca" PROBLEMAS lA qué diámetro hay que taladrar una pieza si se quiere roscar a a) M6_ b) Ml0 Y e) M15 x 1,25? 1,0 Rosca ISO; 2° Rosca DIN.
Solución: Lo ISO a) O, D - 1,08254 P = 6 - U 1 = 4,9 '" 5 mm b) D, = D - L1 P 10 - U 1,5 = 10 - 1,65 8,35 mm e) D 1 = D - 1.1 P = 15 - 1.1 1.25 = 15 - 1,375 = 13,625 '" 13"75 mm
2o a) b) e)
I
D -
1,3 P igual que S,I
4.7 mm
8,05 mm 13,375 mm
Fig .24 18 Colocación correcta de la terra/a en la iniciación de la rosca y fijación de la varilla
Cuidado con el manejo de los lubricantes Precauciones con las rebabas y virutas, que pueden producir cortes
MEDIOS DIDAcTICOS Audiovisuales Diapositivas: 142.1 Bandeador o mnneta 142.. 2 Roscado a mano con cojinetes
EJERCICIOS PRAcTICOS DE APLICACiÓN -
I
DIN D, D, DI
SEGURIDAD E HIGIENE -
(@
Roscar tuercas y lornillos_ de manera que ajusten suavemente pero sin gran holgura Ver carpeta de practicas de tüller
CUESTIONARIO ¿Qué operaciones previas son necesarias para roscar una tuerca? Describe ID secuencia de operaciones en el roscado de tuercas. ¿Qué operaciones siguen al roscado de tuercas? ¿Qué operaciones preceden al roscado de tornillos? Describe el orden de operaciones para roscar un tornillo, ¿Es necesaria alguna operación o precaución especial cuando se roscan agujeros
ciegos? ¿Es importante la lubricación? - ¿Qué caracteristicas debe tener el lubricante empleado para roscar? - Cita algunos de los productos empleados en la lubricación de roscado para varios materiales ¿Es importante reafilar las herramientas de roscar? ¿Se puede hacer el afilado de herramientas en cualquier muela? ¿Es dificil esta operación? ¿Quién debe hacerla?
BIBLIOGRAFíA DANOWSKY H,. Manual práctico de Tecnología mecánica. Gustavo Gili. Barcelona 1971 E, P, S,. Tecnologla Mecánica, Librería Salesiana, Barcelona 1965. HENRY FORO TRADE SCHOOL, Tearla del taller, Gustavo Gi¡i, Barcelona 1966, PEClfiJA .l. Rama del metal. Teenolagla. Curso primero.. Centro Nacional de Formación del Profesorado y Monitores. Madrid 196R VAN GELDER T.. J. Curso de Formación Profesional. Urmo. Bilbao 1971
VOCABULARIO TÉCNICO Momento.:
Producto de la intensidad de una fuerza por su distancia a un punto o línea
141
5.
Herramientas auxiliares manuales
Tema 25. Herramientas auxiliares OBJETIVOS
- Conocer una serie de herramientas, comúnmente empleadas en el taller mecánico en variedad de trabajos, operaciones y tareas GUiÓN -
Cone
enlalladura
~
Alicates Tenazas Herramientas para cortar Herramientas para girar Herramientas para golpear Extractor de poleas Cajas de herramientas
PUNTOS CLAVE Uso correcto de cada herramienta
EXPOSICiÓN DEL TEMA
Fig 25 1 Alicate universal con mango aislante
Son muchas las herramientas que usa el mecamco en su diaria labor Algunas ya han sido descritas al hablar de cada trabajo en particular. A continuación se dan a conocer otras que tienen usos múltiples. 251
Alicates
Son herramientas manuales que sirven para sujetar chapas, cortar o doblar pequeños flejes y alambres, montar arandelas elásticas, etc. Se fabrican de acero estampado. Los tamaños más comunes son: 5, 8 Y 10 pulgadas de longitud. Existen muchos modelos, que se diferencian por la forma de sus bocas, según el empleo a que se destinen 25 L'i
Alicates universales
Pueden cortar alambre de pequeños diámetros, con el corte normal o con la entalladura lateral (fig 251): con la parte estriada sujetan piezas planas o redondas Para electricistas, lleva mangos aislantes, de goma o de plástico.. 25 1.2
Alicates de punta alargada
Se emplean para la ,sujeción de piezas pequeñas, especialmente para radiotécnicos. Pueden tener la punta redondeada o prismática (fig . 25,2)
142
2513 Alicates de punta con muelle Sirven para montar y desmontar anillos de seguridad para ejes, pueden tener la punta recta o curva (fig 253)
.
Alicates de punta curva
251 4
Sirven para montar y desmontar anillos de seguridad para agujeros (figura 25.4). 25.2
+ I
,
hg. 253 Alicates con resorte
Tenazas
Es una herramienta de dos brazos trabados por un eje que permite abrirlos y volverlos a cerrar. Se emplean para sujetar piezas y, en algunos casos, para cortar.
~
..
~
Tenazas de carpintero
25.2 1
Se usan para la extracción de puntas, cortar y, en ocasiones, como herramienta de sujeción (fig. 25.5)
.
-+ I <
Fíg
Fig 254 Alicates en punta y boca curva
255 Tenazas de carpintero
2522 Tenazas de sUjeción Sirven para asir y para inmovilizar varias piezas superpuestas Existen dos
tipos (fig 256): - Tenazas sencillas regulables, aptas para sujetar piezas de distintos tamaños Tenazas automáticas de abertura regulable, en las que se mantiene la presión una vez apretadas
Entenal/as o tornillo de mano
25 2 3
Son una especie de tenazas que se emplean para sujetar piezas pequeñas
y taladrarlas, y también montarlas sobre el tornillo de banco. para limar piezas pequeñas en chaflán (fig 257)
2524 Gatos y sargentos Son unos instrumentos para el mismo servicio que las tenazas de presión;
pero con piezas de mayor espesor (fig 258) 253
Fig 256 Tenazas de sujeción A. simples. B, presión
Herramientas para cortar
Hay otras herramientas que se emplean para cortar materiales metálicos Su tamaño y forma dependen de la sección de corte a realizar Cortador articulado de corte frontal (fig 25.. 9) Cortador articulado de corte vertical para alambres (fig 25.10) Cortavarillas (fig 25 11 ) Cortatubos (fig. 25.12) Tijeras de cortar chapa (fig 25 13) 254
Herramientas para girar
257 Entenallas o tornillo de mano
Fíg.
Son las que se emplean para apretar o aflojar elementos roscados (tuercas, tornillos, tubos, pernos, etc .) Se pueden clasificar en: Llaves y - Destornilladores
Fíg 25.10
Fig. 259
Cortaa/ambres,
Fíg
Cortadores,' A, simple,;' B. de doble fulcro
743
25.8
Sargento
I~~ Fig, 2512 Cortatubos
Fig 25 14
Fig. 25 15 Juego de llaves fijas
Fig 25.13
25.4.1 Fíg. 25.16 Líave de tubo de dos bocas,
Fig 2518 Llave de estrella plana
~'::;L
Fig 25 19 Líave
de estrella acodada
Fig 2520 L/ave de vaso
J. Flg, 2521 Mango en forma de berbiqul
Llaves
-
Llaves «de uña articulada», Ajustables para tubos
25.4.11 Llaves fijas - Fija de una o dos bocas (fig 2514). En las llaves hay que distinguir: cuerpo, cabeza y boca. La cabeza en la que hay una muesca llamada boca, está inclinada 15°, 30° ó 45° respecto al cuerpo, con el fin de que la llave sea más manejable La abertura de la boca determina el tamaño de la llave; cuanto menor sea la abertura, menor será la longitud del cuerpo, para que el esfuerzo que se aplique sea proporcional a la resistencia del tornillo Las llaves se fabrican en muy variados juegos, formas y tamaños Para obtener un buen rendimiento, es conveniente sean de acero al cromo-vanadio (fig 25.15). - Hexagonal de tubo recta (fig 2516) En estas llaves la boca abraza por completo la cabeza del tornillo, lo que hace más dificil que se pueda girar Disponen de unos agujeros para aumentar la fuerza de giro, mediante una barra - Hexagonales de tubo acodada (fig 2517) Son semejantes a las anteriores y varian la forma para adaptarse al espacio disponible Estrella plana (fig. 2518) Tienen la propiedad de poseer más posiciones para el giro que las anteriores - Estrella acodada (fig. 2519). Reúne las mismas ventajas de las anteriores, pudiendo entrar en lugares angostos - De vaso Estas llaves son de pequeña dimensión pero muy resistentes y forman un juego (fig. 2520) En el extremo contrario a la boca tienen un orificio cuadrado, al que se acopla el mango, el cual puede ser de varias formas: - En forma de berbiqui (fig 25.21) Llave en forma de carraca, para poder cambiar de posición con frecuencia (fig. 25.22) Mango corredizo para poder variar la palanca (fig 25 23) - Articulaciones universales (fig . 2524) para lugares angostos Dinamométtica.. Las llaves dinamométricas disponen de un sistema especial para graduar el esfuerzo al apretar la tuerca o el tornillo (fig 2525) - Para tornillos de cabeza hexagonal interior. Son las llamadas «Allem> y sirven para apretar los tornillos de cabeza hexagonal hueca del mismo nombre (fig 2526).
2541,2 Fig. 2522 Mango de carraca
Fig. 25.23 Mango corredizo
Llave fija
de dos bocas
Son instrumentos de acera que se emplean constantemente en el taller mecánico para apretar o aflojar las tuercas en los tornillos Las llaves se clasifican esencialmente en: - Fijas, para superficies planas paralelas - Ajustables para superficies planas paralelas.
Fíg 25 17 Líave
de tubo acodada,
Tiieras de cortar chapa
Ajusi'ables para caras planas
Vulgarmente se llaman ,
144
Fíg 25.28 Llaves ajustables A, de husíllo: B, de visinfln
Fig 2524 Llave de articulación universal' A, articulación. 8. mango
emplear este tipo de llaves sólo cuando no se dispone de otra fija apropiada; no emplearlas para trabajos excesivamente duros; procurar que el esfuerzo recaiga sobre la mandíbula fija; ajustar la boca a la tuerca, dejando el mínimo juego; mantener limpio el mecanismo
25413 De uña articulada Reciben también el nombre de llaves de gancho, se utilizan para tuercas redondas con muescas Son ajustables para varios diémetros de tuercas (figura 2529) . Fig 2525 Llaves dinamométricas
Fig 2530 Llave grifa
Fig 2529 Llave de doble gancho
254 1 4
Ajustables para tubos
Se emplean con gran frecuencia en fontaneria; cipales: - Llave tipo Stillon (fig 2530) - Llave de cadena (fig . 25 31 ) La llave Stillon, vulgarmente llamada <
existen dos clases prin-
tiene una mordaza móvil fija, clavando sus aristas
Fig, 2526
Llaves Al/en
la acción de una cadena
25 42 Destornilladores Son herramientas que se emplean para apretar o aflojar los tornillos y tirafondos, ajustándolos en una ranura que, a tal fin. tienen éstos en la cabeza (fig. 25.. 32) Constan de: -
~~~;;~;
Fig 2527 Juego de llaves de vaso con mango hexagonal
=====~;;,=:. .=:.¡¡:,~::::·~:::.=~3~~~
""9:;;.-""", ..
Ma~~~ta
El mango o parte por donde se coge con la mano para trabajar suele ser de madera o plástico punli!
vaslilgo
anillo metálico
Fig. 25:32
Fig
2:31
Llave de caden,,'íQ
m¡lllgo
Destornilladores
M"
Vástago o cuerpo, El vástago es de acero de buena calidad Va inserto en el mango y asegurado contra el giro, por un pasador o unas estrías hechas en el propio vástago. Punta o extremo afilado, Es la parte activa de la herramienta Está aplastada y aplanada para ajustar a la ranura del tornillo (fig. 25.33), En cada tipo de destornillador, la anchura de la punta, el grueso del vástago y, generalmente, su longitud están relacionadas entre si, para obtener la resistencia necesaria 145
1; I
_1,_'i
Fig. 2533 Afilado correcto de la punta del destornillador
Un defecto muy común, que debe evitarse, es afilar la punta del destornillador como si fuera un cincel, ya que asl puede resbalar de los tornillos y estropearlos (fig. 25.33).
25.4.2.1
('
Fig 2535
Fig 2536
Destornilladol de percusión
Destornillador de carraca.
Tipos de destornilladores
Existe una variedad considerable de formas de destornilladores. Los más corrientes son: - Destornillador Philips Muy empleado en automovilismo, tiene la punta en forma de cruz para adaptarse a la hendidura de los tornillos de cabeza Phllips (fig. 25.34A). . - Hay destornilladores especiales de perfil constante (flg. 25.348). - Destornillador de percusión. Es Un destornillador con el que mediante un golpe de martillo, y por medio de un mecanismo interior, se consigue un fuerte giro del extremo del destornillador (fig 2535). - Destornillador dinamométtico o de carraca Con él se puede graduar la presión y actuar en los dos sentidos, mediante un dispositivo (flg 25.36)
A
Fig 2534 Destornillador Phílíps,. A fOlma de la punta, B,. destornillado! de perfil constante, e, aplicación
25.4. 22
NO/mas de conservación
Para la buena conservación de los destornilladores ténganse presentes las siguientes normas:
- no se empleen para ninguna operación que pueda hacerse con otra herramienta más apropiada -martillo, tenazas, lIaves-; - manténgase siempre limpia y engrasada la articulación 255
B
Herramientas para golpear Para golpear se emplean generalmente los martillos; unas veces directa-
A '
c
Fig 2537
A, madera. B, plástico, e, bronce
mente sobre la pieza y otras, con el auxilio de distintas herramientas como punzones, barras de acero, etc
Mazas
25.5.1
Martillo
Es una herramienta para golpear. Su forma y tamai10 son muy variados, de acuerdo con el trabajo a realizar Los principales son: Martillo de bola. Martillo de pei1a Martillo para carpintero
25.52 Mazas Las mazas son unos martillos de forma y material adecuados para algunos trabajos especiales: montaje de piezas acabadas; - enderezamiento de chapas; - para golpear materiales blandos. En la figura 2537, pueden verse varios tipos: los más usados son los de bronce, plomo, madera, caucho y plástico En algunas toda la maza es de un mismo material; en otras las cabezas son postizas y de distinto material rnr ejemplo de nai!on
25.5.3 Punzones o botadores (fig 25.38)
Fig" 2538 Diversos tipos
de botadores,
Son instrumentos de acero que terminan en punta Sirven para abrir agujeros en chapas delgadas, sobre una sufridera blanda. Pero se emplean principalmente para colocar o sacar pasadores Hay que mantener su boca bien plana (fig 25.39) Y nunca hay que emplear un botador pequei10 para un pasador grande a fin de no estropear los pasadores.. Por esta razón, suelen fabricarse en juegos de 3 ó 6 piezas, unos con vástago cónico, para agujeros cortos, y otros con vástago cilindrico, para agujeros largos..
146
25.. 6
Extractor de poleas
Es uno de los accesorios más titiles para desmontar piezas metidas a presión Los hay de muchas formas y tamaños, dada la gran variedad de necesidades (lig. 25.40) Es importante mantenerlos en perfecto estado, para evitar que se estropeen las piezas y poder realizar el trabajo oportuno. 257
Cajas de herramientas
Resultan muy prácticas Hay armarios y cajas como las de la figura 25.. 41 y, mejor aún, carritos semejantes a los de la figura 25..42, que resultan muy prácticas para guardar y conservar las herramientas
Fig 2541
Armarío y cajas de her",mientas
SEGURIDAD E HIGIENE Suele descuidarse mucho la guarda y conservación de los equipos de uso general, con los consiguientes perjuicios y la posibHfdad de ser causa de accidentes Por eso, antes de usar alguna de estas herramientas, hay que asegurarse de que estén en perfectas condiciones.. Si su estado no es correcto,. hay que ponerlas en condiciones antes de usarlas, De la organización del taller dependerá a quien corresponda el arreglo. Todo. antes de hacerse daño. malograr el trabajo o elementos de la máquina
NORMALIZACiÓN
;
Tiene gran importancia el empleo de elementos normalizados; así con un minimo de herra~ mientas, se pueden solucionar todos los problemas
I
MEDIOS DIDÁCTICOS
Fig 2539 Forma de utilización de los botadores
Audiovisuales Transparencia: 10,1 Llave ajustable de husillo Diapositivas: 10,1 1 Alicates 10,1.2 Diversos tipos" de llaves 10.1.3 MartOlos y mazas
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO - Haz una lista de herramientas auxiliares que tu has usado. las enumeradas en este tema, y todas las que tu conoces, - Cita alguna que no esté en el taller y que te parece podría hacer falta.
CUESTIONARIO
Fig. 25,40
Extractor
Fig, 2542
Carro de herramientas
- ¿Qué se entiende por herramientas auxiliares? Enumera cinco de ellas. determinando su empleo más corriente.. - ¿Te parece importante disponer de un equipo portátil de herramientas .dentro del equipo de manutención? - ¿Las herramientas auxiliares, de uso general, deben estar en el almacén de herramien~ tas? ¿Por qué? ¿Qué sistema emplearias en el taller para pedir una herramienta auxiliar? - ¿Te parece apropiado el actual o lo cambiarías por otro, si dependiera de ti? ¿Por cuál?
BIBLlOGRAFfA E" P. S", Tecnologla Mecánica, Libreria Salesiana, Barcelona '1965, HENRY FORO TRADE SCHOOL, Teorla del taller, Gustavo GilL Barcelona 1966" VAN GELDER T.. ,.1.. Curso de Formación Profesional" Urmo. Bilbao 1971
147
6.
Normalización
Tema 26. Normalización. Tolerancias. Acabado superficial OBJETIVOS
- Apreciar la importancia que para la mecamca tiene la normalización - Conocimiento de los principales organismos nacionales y extranjeros de normalización con sus ableviaturas o siglas conespondientes - Información y conocimiento de la norma UNE como nOlma nacional. - Conocimiento del campo de aplicación de las normas de Mecánica y caractelÍsticas de la tipificación.. Conocer la idea de tolerancias y acabado supe¡ficial Lectura e interpretación de dibuJos de tallel GUiÓN -
~liEzb .f§... .¡fi:· • .¡.:* _ :,,-,.
L'"
1"
__ ._
•
PI ~.
8r
Tipificación. Normas de empresa Identificación de elementos normalizados Designación normalizada Dibujos de taller
PUNTOS CLAVE -
B
D
E
Fig. 261
Campos de aplicación de la normalización en la Mecánica.
-
Designación e identificación de elementos normalizados Ventajas de la normalización,
o"
d>LRll e -<
-
-
A
Definición y objeto de la normalización Principios generales de normalización Organismos nacionales e internacionales de normalización Normas UNE. Sus clases,
Plaquitas norma/izadas
EXPOSICiÓN DEL TEMA Definición y objeto de la normalización
26.1
la normalización es el trabajo sistemático de la simplificación. unificación y especificación que se aplica a los elementos y problemas que se repiten en la industria y, en general, en las diversas actividades científicas y económicas - Se simplifica, reduciendo el número de modelos (fig 26.1). - Se unifica adoptando las medidas convenientes para que las fabricaciones resulten intercambiables (fig 26.2). - Se especifica definiendo los materiales y dimensiones, de modo que se evite todo error en la identificación (fig. 26.3)
Ventajas de la normalización En el campo de la producción industrial, las principales ventajas son:
261.1
de metal duro
148
-
8
Economia
Como consecuencia de la simplificación, se produce más barato, También disminuye el precio de coste al producir mayor número de unidades iguales Utílídad Como consecuencia de la unificación, la intercambiabilidad facilita la obtención de piezas de recambio - Garantia Como consecuencia de la especificación, todos los productos normalizados tienen una calidad minima perfectamente determinada - Almacenaje económico y cómodo, pues facilita la clasificación de los productos y ahorra espacios
262
Principios generales de normalización
Son los siguientes: - La normalización debe ser un conjunto perfectamente homogéneo: si unificamos los tornillos, haremos lo mismo con las arandelas, brocas, tuercas, etcétera - Las normas deben representar un estado de equilibrio entre las exigencias técnicas y la realidad industrial del pais - La normalización debe ser una obra realizada de común acuerdo entre
Fig, 26'.2 Medidas que defínen un rodamíento
todas las ramas de la economía: técnicos, fabricantes, intermediarios y consu-
midores
Etapas
2621
El desarrollo de cualquier idea se suele dividir en tres etapas: Etapa de iniciación. donde se corrigen los defectos Etapa de desarrollo, durante la cual se introducen cambios funcionales Etapa de saturación, en la cual se mejoran las apariencias y las caracteríStiC8S secundarias Cuando se estima conveniente emitir una norma, en primer lugar, se hace
un estudio de las necesidades; después se publica en la revista oficial el proyecto de norma, para que, durante un periodo de tiempo, todos los interesados puedan hacer las observaciones convenientes; por ultimo se publica la norma definitiva Si en el transcurso del tiempo la norma queda anticuada, se hace una revisión 263
Organismos nacionales e internacionales de normalización
Casi todas las naciones han creado sus organismos nacionales de normalización, encargados de publicar las hOlas de normas~ donde éstas se contienen Algunos de tos organismos nacionales más importantes son: Pais Alemania
USA Francia Inglaterra Italia
Abrev de /a norma
DIN ASA NF SSI UNI
,,"
,5"
';.J
J
Organismo norma/izador Deutscher Normenausschuss American Standards Association Association Fran¡;:aise de Normalisation British Standards lnstitution Ente Naziona!e Italiano di Unifieélzione
En España. el organismo encargado de establecer ias normas nacionales es IRANOR, Instituto Nacional de Racionalización y Normalización, que publica las normas UNE -Una Norma EspañolaHay otros organismos nacionales de normalización dedicados a ramas particulares, entre los que cabe destacar: INTA: Instituto Nacional de Técnica Aeronáutica CETA: Centro de Estudios Técnicos de Automoción AEE: Asociación Electrónica Española UNE-TEX: Sindicato Nacional TextiL Las normas que tienen ámbito de aplicación internacional las recopila la International Organiza/ion for Standardizatíon, cuyas normas llevan las siglas IS.Oo Sólo edita normas que, por su importancia o aplicación, interesen a todo el mundo, Suelen ser recomendaciones ISO, que luego cada pais va incorporando, de acuerdo con su adelanto técnico
264 Normas UNE. Sus clases Las normas UNE se publican en hojas de formato A4 -210 x 297-; van señaladas por un número de cuatro o más cifras, separadas en dos grupos, el
149
hg, 26.3 Especifici1ción de una tuerca.:' tuerca de manguitos cónícos. de fijadón T 6 UNE 18035
primero de los cuales, de una o más cifras, indica la materia "de que trata y el segundo número, de tres cifras, señala simplemente el orden correlativo, sin ninguna clasificación. Así, por ejemplo, la norma UNE 36072, que se refiere a AcelOs aleados pa,a herramientas, nos índica por su numeración que pertenece a la clase 36, o sea, a Siderurgia; las cifras 072 expresan únicamente un número de orden"
26A1
GlUpOS de nO/mas Las normas UNE publicadas hasta la fecha pertenecen a los siguientes grupos, clasificados según las comisiones que los han elaborado. 1 Asuntos Generales 4 Ciencias Sociales. 5 Ciencias Generales. 7 Ensayos de Materiales 9 Calderas de Vapor,. 10 Motores Térmicos, 14 Soldadura, 15 Máquinas~ Herramienta 16 Herramientas. 17 Medios de fijación 18 Transmisiones, Rodamientos Engranajes. 19 Tuberías y Bridas, Válvulas y Accesorios y Organos diversos de Distribución y de Riego" 20/21 Electrotecnia 22 Minería. 23 Protección Civil Sanidad y Seguridad, 24 Ingeniería Civil. 25 Material Ferroviario 26 Material Automóvil. 27 Construcción Naval 28 Aeronáutica 30 Industrias Químicas 31 Pólvoras y Explosivos 32 Combustibles 33 Industrias de la Fermentación
265
34 36 37
Industrias Agrlcolas y Alimenticias, Siderurgia, Metales Bronces Latones (excepto Aleaciones Ligeras), Aleaciones Especiales 38 Aleaciones Ligeras y Especiales, 40 Industrias Textiles, 41 Construcción 43 Industrias Opticas y del Vidrio, 48 Colores. Pinturas Barnices, 49 Embalajes y Transportes 50 Documentación 51 Combustibles Liquidas, 52 Administración. Organización e Informática 53 Industrias de Plásticos y Caucho 54 Industrias Gráficas, 55 Industrias de la Grasa y Detergentes 56 De los Montes y de la Industria Forestal.. 57 Celulosa y Papel. 58 Maquinaria de Elevación y Transporte, 59 Industrias del Cuero 60 Gases Combustibles 64 Piensos Compuestos 66 Gestión y Calidad 68 Tractores y Maquinaria Agricola
Campos de aplicación de la normalización en la Mecánica En Mecánica se aplica la Normalización: a la Oficina Técnica de estudios y proyectos; a los materiales; al conjunto de piezas prefabricadas y elementos de máquinas; a la técnica de la fabricación y del montaje; a la organización
266 Tipificación La tipificación es un caso particular de la normalización, Es una ordenación, por clases y tamaños, de objetos homogéneos, con un escalonamiento sistemático de sus dimensiones
267
Normas de empresa
Si una determinada empresa necesita normalizar algo para su uso interno, por no estar normalizado o por existir numerosos tipos del mismo objeto, de entre los cuales la empresa precise seleccionar algunos, surgen las normas internas o no/mas de emp/esa.
26.8 Identificación de elementos normalizados Los elementos empleados en mecánica en su mayoria están normalizados y siempre que sea posible habrá que recurrir a ellos, con preferencia a los no normalizados. Y esto, por sus ventajas de simplificación, intercambiabilidad e identificación. El problema de identificación puede ser doble: porque hay que comprobar si es o no normalizado un elemento ya existente o porque hay que buscarlo cuando no se tiene y, en consecuencia, es precisa su designación. En el primer caso se comparan las dimensiones y formas de la pieza, con las de las normas correspondientes Las características mecánicas, si son de im-
150
portancia, habrá que comprobarlas por medio de los ensayos que en las mismas normas se determinen Si las medidas y formas coinciden con las de la norma, consideraremos el elemento como normalizado, y lo designaremos de acuerdo a la misma norma Algunas piezas ya están marcadas con el número de la norma o con alguna caracteristica de resistencia, con lo cual se facilitará la identificación, Si la casa fabricante es de garantía suele ser suficiente esta marca; con todo si es grande la responsabilidad de la pieza, convendrá hacer las comprobaciones arriba indicadas En el segundo caso, se recurre a la norma correspondiente y en ella se encuentra claramente cómo debe hacerse la designación, 269
b
Designación normalizada
Es la manera de distinguir o llamar a las piezas o elementos normalizados La designación debe ser ínequívoca y breve Consta de dos partes: del nombre o denominación y de una abreviatura Ejemplo: Si hemos de designar una tuerca almenada de rosca M10 x 1,5, según la norma UNE 17054, lo haremos asi:
Fig 264
Tuerca almenada
AM 70 x 1,5 UNE 17054
ITuerca almenada A M10 x 1,5 UNE 170541 En ella tenemos: Denominación: Tuerca almenada Abreviatura: A M10 x 1,5 UNE 17054 (fig 264) La abreviatura sola ya determina concretamente el producto Es como un signo en clave Para la interpretación de esta clave sirve la hoja de la norma correspondiente Se comprende por qué nunca debe faltar el número de la norma En la descripción de algunos de los elementos reseñados se indica su designación normalizada completa, en otros sólo la abreviada En el tema de elementos de unión puede encontrarse gran variedad de estas designaciones y se verá la ventaja que supone hacerlo asi: se hacen innecesarios los dibujos de despiece En la tabla 26 5 se ven otros elementos normalizados y sus designaciones Dibujos de taller
26 10
En todo realizados en en su forma la 1:1-, se
taller mecánico, el trabajo se ejecuta de acuerdo con los dibujos la Oficina Técnica En estos dibujos se representa la pieza o piezas y dimensiones Si no puede dibujarse en su tamaño real -escadibujará en la escala normalizada que más convenga
Además se indicarán todas las aclaraciones u observaciones que sean nece-
sarias para la completa y fácil interpretación y ejecución de la pieza Como en estos dibujos, las piezas, no se representan tal como nosotros las vemos de un solo golpe de vista, es decir, tal como podría representarlas una fotografia, es necesario saber leer o interpretar estos dibujos industriales Tabla 265
I
Dibujo
~~
,
I f---,
~,-
._--~
...
~,,_
Designación de piezas normalizadas
..
~1.(
I
Designación
Chaveta plana 32
,
UNE 17101, I
=
18, 180
Lengüeta redonda
4
x
---5
OIN 6888
Significado
= 32 = 18 Longitud I = 180 ,------Anchura b
Altura h
Anchura b = 4 Altura h = 5
I
1---1-f--
~ -, "---,
mil
,
Perno 16 h 11 x 50 OIN (marca del material)
1 433
Tornillo hexagonal MB x 50 To
I
t6
- ]
= 50
Diámetro eXl M8 - 8 Longitud I 50 To = sin saliente de asiento
= -,_..__. _ - - - - - - - - --hexagonal M8 OIN 555 M8 = diámetro
OIN 931 Tuerca
Diámetro d = Longitud
del tornillo al
que va colocada..
~=I--5 Fig . .2 66 Dibujo de conjunto
151
Dibujo de conjunto
26 10.1 -=:l
20
r; 100
/2
82
1O I
-----"
fD
D
Fig 26 7 Chaveta en proyecci6n ortogonal y pel.spectiva paralRla
Cuando un dibujo representa un mecanismo o máquina, formado por varias piezas, se llama dibujo de conjunto. Tiene gran importancia: 1.° para que en el momento de concepclon o proyecto pueda verse Ja relación y proporción de Jas varias piezas, y 2.° para el montaje, ya que en él deben verse todas las piezas y la posición de unas respecto a las otras En la figura 26.6 vemos un sencillo mecanismo en dibujo de conjunto seccionado. En un dibujo de conjunto no se ponen cotas Además deJ dibujo propiamente dicho, todo plano debe llevar un casillero en el cual estén escritas todas las especificaciones necesarias para su identificación y completa comprensión. Las piezas normalizadas llevarán su especificación completa para que sólo con ella podamos obtenerlas sin necesidad de un dibujo propio.
26 10 2
Dibujo de despiece
Es el dibujo en el cual se representa una pieza aislada, con todas Jas medidas y especificaciones necesarias para su completa ejecución Es el dibujo más importante en el taller Un dibujo está completo si reúne estos 5 requisitos: 1.0 forma de Ja pieza -vistas necesarias y suficientes-; 2.° dimensiones, incluidas las tolerancias; 3° signos superficiales e indicaciones escritas;
4,,0 material con características; 5.° especificaciones de identificación Demos una breve idea de cada uno de estos puntos: En los dibujos industriales se emplea casi siempre eJ sistema de representación por proyecciones ortogonales AJguna vez se añade una perspectiva. Se dibujan las piezas, según este sistema, tal y como aparecen desde cada
1.° FOIma de la pieza
una de sus caras
2.° Dimensiones cotas
Las dimensiones de la pieza se anotan por medio de
Dichas cotas se escriben en medio o encima de unas lineas llamadas
lineas de cota. que llevan una flecha en cada extremo (fig 267)
-
Tolerancia
Dada la imposibilidad de hacer una medida absolutamente exacta, se admite en ella una diferencia mayor o menor, segun la importancia de la pieza o medida, llamada tolerancia. Medida nominal La que se acota en el piano - Medida máxima. La mayor medida admisible en la fabricación - Medida minima. La menor medida de fabricación Pongamos un ejempJo: Supongamos que una medida deba tener 17 mm sin exceder de 17,2 mm, ni tener menos de 16,9 mm Se llama medida nominal a la que teóricamente ha de tener la pieza; en este caso, 17 mm A las medidas 17,2 y 16,9 se las denomina medida máxima y medida mínima. Se llama tolerancia a la diferencia entre la medida máxima y la mínima admisible; en este caso
17,2 - 16,9 = 0,3 mm
Fig. 26. 8
Repre.sentación gráfica de tolerancias,
Para representar la tolerancia en un dibujo, se escriben a la derecha de las cotas y en tamaño más pequeño las diferencias; en la parte superior, la que da la medida máxima y la que da la medida mínima, en la parte inferior, corno puede verse en la figura 268 Se pone el signo + (más) a estas diferencias cuando la medida admisible sea mayor que la nominal, y el signo - (menos) cuando sea menor También puede escribirse con abreviaturas, según normas ISO, y poner ei voior numérico o¡Ji:lrie (íig 26.BA) Como so comprende fácilmente, cuanto mayor sea la tolerancia admitida, tanto más fácil será realizar una pieza" Cuando varias medidas no necesiten una tolerancia concreta o puedan ser del mismo orden, podrán dejar de indicarse las diferencias de cada cota, y ponerse sólo de una manera general. Si Jas medidas no toleradas difieren poco en magnitud, podrá ponerse asi: Medidas sin tolerancias Jo 0,2 -u otras tolerancias, según necesidadesMejor será, sobre todo cuando la diferencia entre las medidas sea muy notable, poner medidas sin toJerancias según DIN 7168 Y una tabla para los campos de medidas de la pieza, como aparece en la figura 269B.
152
Tabla 2610
Tabla de signos de mecanizado,
-
V
[ Sin dernasi" pllrll mecanizado
Uniformidad y ¡¡Iisado superficial fal como consigue m'· diante los procedimiontos usuales sin lav¡¡nlilr virutas (Iaminor torjnr estirar. cortar aUtógena fundir. etc)
]
"
,
"
5f
I N7Z
Uniformidad y alisado superficial, lal como se consiguen me· dianw los procedimiontos u~uales sin levantar virutas hechos cuidildosameme (cortar forj~r con cuidado pulir en eslilmpa fundir cuidildosamentc) Solamcnf(! cuando csl.ls condiciones no pueden cumplirse habrá que mecilnizal toles superficies
]
NlI
~ NIO. N9
I;ff
Mecanizado con arfilnquc d' viruta
I
Necesita demasías para mcconizado
¿
Uniformidad y alisado superficial como se consiguen m,· diante o rnás desbastados 00" levantamiento d, vlrula~ las huell,1s dejadas P" operación pueden ser apreciadas clafilmenlo ;¡I tacto o a simple vista "
'"
'"
~1Il;j_
ll' min
¿o
I.Oh6
39,98 ¿9,8¿
SOhll 50 I.Oh
I
39,93
Uniformidad y alisado superficial tal como se consiguen mcdiame uno o ll1;js afinados con levantamiento da virutas Las huellas pueden apreciarse ¡¡ simple vista
NB,N7
"9
_21L J3 21:1-
UnifOlmidad y ¡¡lisado superficial tal como su consiguen me· diante uno o más ,1Jisndos cuidadosmncnlC ejecUl
Z
NS
N6. N5
6
¿. N3,NZ, NI
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~I
Uniformided y alisado superficial, l
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-~
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~
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~
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~
3° Signos superficiales
AsI como no siempre se exige la misma exactitud en las diversas medidas de las piezas, tampoco se pide en todas las superficies la misma iísura o puiídos Para saber cómo deben quedar las superficies, se colocan en ellas unos signos que Indican el grado de puiído o acabado que deben tener Dichos signos superficiales se reproducen en la tabla 26 10 Y en ella vemos el significado de cada uno 4.° Material Anotaremos la caiídad y, en caso de tratarse de perfiles normales, la designación normalizada También podrán aparecer las dimensiones en bruto, sin dejar de mencionar los tratamientos térmicos o especiales si los hubiere 5.° Especificaciones de identificación Todo dibujo ha de llevar una denominación y número de Identificación, asl como número de piezas, nombre del dibujante, etc (fig 31.40)
.2..!:º~
.;1i\ -
Fig .269A Manera de acotar tolerancias y señalar los signos superficiales
H~did¡s
Sin Icl~r¡n{l¡ S~9Úf\
OIN 7168 9r¡do m~d,o
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Realizar un tema libre sobre la normalización aplicada a la MecánicéL
CUESTIONARIO ¿Qué objeto tiene la normalización? - ¿Cuáles son las principales ventajas de trabajar con elementos normalizados? - En tu actividad diaria, ¿empleas objetos o productos que estén normalizados? Cita 10 ejemplos, ¿Qué son las normas ISO?
I~~¡do
rm~dio
>05 >6 h¡sl¡
h¡sl¡
>30
6
30
IZO
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¿g? ~
¿Sabrías descifrar las siguientes siglas? UNE 15126 UNE 26022 UNE 50003 ¿Dónde se aplican las normas en Mecánica? ¿Qué diferencia hay entre norma UNE y una norma de empresa 7
B t-
-
¿Es obligatorio el empleo de las normas?
~C1
7
,;-1-'-
Pon algún ejemplo de especificación normalizada y explfcala
BIBLlOGRAFfA DIN, Normas fundamentales para la técnica mecánica. Balzola, Bilbao 1970, E, P. S," Tecnologla Mecánica. Librería Salesiana, Barcelona 1965" KLEIN M" Intrpducción en las normas DIN. Balzola, Bilbao 19670 NORMAS UNE, Instituto Nacional de Racionalización y Normalización, Madrid"
Fig 26.98 Aplicación de la norma DIN 7 168
153
-
1.
Elementos de unión
Tema 27. Uniones fijas soldadas. Otras uniones OBJETIVOS
1
~
Conocer los procedimientos de unión permanente de dos piezas - Saber cómo se preparan las piezas para soldar - Conocer las normas de seguridad para el manejo de las instalaciones y aparatos para soldar Aprender a representar y leer elementos normales de unión - Conocer otros procedimientos de uniones,
__
~
GUiÓN -
Soldadura Otros sistemas de uniones fijas: pegamentos, Uniones prensadas Uniones por zunchado y anclajes
PUNTOS CLAVE
6~«
-
Lectura de uniones soldadas. según los varios sistemas
.::
g.
i
-,
.
EXPOSICiÓN DEL TEMA 27.1
Soldadura
Se llama soldadura la unlOn por medio del calor de dos piezas metálicas o de dos partes de una misma pieza, de modo que formen un todo continuo 27 1 ,1
Clasificación de los procedimientos de soldadura
Hay muchos procedimientos de soldadura, que no se pueden emplear indistintamente: cada uno tiene su campo de aplicación Los principales procedimientos de soldadura son los siguientes: heterogénea
Fig, 27. 1 Preparación de piezas para soldar, 1. con bordes levantados., 2" con bordes a escuadra libre.:' 3. en V; 4. en V con bordes levantados; 5. en V con chaflán simple; 6.. en U.: 7. en X; 8., en K~' 9. en doble U
Soldadura
1
f
l
Soldadura blanda Soldadura fuerte
J
por fusIón
f l
con soplete eléctrica. con arco voltaico
{ por presión
¡
a la fragua
homogénea
154
eléctrica por resistencia
a tope por puntos { continua
Soldadura heterogénea es aquélla en la que, para unir las partes, se utiliza un metal distinto del metal baseo La soldadura homogénea se hace con metal de idéntica o semejante composición a la del metal baseo Se llama metal base al metal de las partes que se han de unir El metal fundido que, a veces, se interpone entre las dos piezas para unirlas se llama metal de aportacióno
27012 Preparación de las piezas que se han de soldar Las piezas que se han de soldar han de sufrir una preparación que, en general, comprende las operaciones siguientes: 100' Achaflanado o doblado de los bordes (fig 2701) 20' Limpieza del metal, si hay lugar a ello 30' Punteo de los bordes (figo 2702) 40' Ajuste y fijación de los bordes 50' Calentamiento antes de la soldadura, si se trata de metales frágiles, $usceptibles de romperse bajo los efectos del calor localizado: fundición de hierro, aleaciones ligeras El achaflanado de los bordes es indispensable cuando las piezas tienen más de 5 ó 6 mm de espesoroo El ángulo de la V asi formada ha de ser tanto mayor cuanto más gruesa es la plancha; no pasando, no obstante, de los 90° Para espesores de más de 15 mm, ha de achaflanarse por ambas caras Achaflanados los bordes de las piezaso se las aproxima de manera que ajusten en toda su longitud y enseguida se los une por medio de puntos de soldadura, más o menos próximos según el espesor de la plancha (fig 27 2) Las planchas muy delgadas se preparan haciendo un reborde (fig 27.2) y punteando, sin metal de aportación, y a una distancia de unos 25 ó 30 mm Las de mayor grueso se puntean con metal de aportación, a una distancia que sea de 20 a 30 veces el espesor de la chapa Hay que evitar, siempre que se pueda, que la soldadura quede en ángulos vivos o en partes que sufran esfuerzos concentrados Igualmente, se evitará unir directamente dos piezas de distinto espesor La figura 2703 indica la preparación de las piezas que se desean soldar, en determinados casos, Como la soldadura produce deformaciones, es preciso, en ciertos casos, deformarlas de antemano en sentido contrario, para contrarrestar la posible deformación (fig 27 4)00 Illill
)1' •
~ ijJ1lJIlJ
o
1
~ ~
.'
~
Fig, 272 Punteado de las chapas para soldar a tope: 8. con metal de aportación. b. sin metal de aportación
bien
m¡¡J
I'¡"~O" -=>0 '1 ,
:
bicn
bien
bien
['
' c_ _
-=
Fíg 27.4 Deformaciones de las piezas soldadas y modos de evitarlas
3
bien
1ll1l1
27.13 Posiciones de la soldadura La soldadura se hace ordinariamente colocando las piezas que se han de soldar en el plano horizontal; pero hay casos en que no hay más remedio que soldar en la posición en que se encuentren o Las varias posiciones en que podemos soldar aparecen en la figura 27 5 La tabla 276A muestra las denominaciones normalizadas según la norma UNE 14009 para las diversas posiciones de la soldadura (fig 27068)
271 04
Defectos de la soldadura
mol
Entre ellos se pueden citar: 10° Falta de penetración, debida a una fusión incompleta de los bordes Esto se aprecia observando la pieza por detrás 2° Pegaduras o unión por simple adherencia y no por fusión Puede producirse este defecto por fusión incompleta, o no simultánea de los bordes y del metal de aportación; o bien, por haber aplicado el metal de aportación sobre un metal ya solidificado 3 ° Oxidación y quemaduras, debidas a que la ejecución de la soldadura ha sido muy lenta o que se ha regulado mal el dardo o a que no se emplean desoxidantes cuando son necesarios 4° Desnivelación de los bordes que se han de soldar Este defecto, que disminuye notablemente la resistencia de la soldadura y de su buen aspecto,
155
W;/?'°'\'t= 5
6
bien
bien
mol
Fíg 27.'3 Preparación de piezas para soldar.:' 1. para derivaciones de tubo. 2. para fondos de depósitos; 3, barras
redondas rectas;' 4. piezas prismáticas:' 5, chapas de distintos espesores. 6. chapas en ángulo
e
o
~ d
Fig. 275 Posiciones diversas en la soldadura aut6gena. a, soldadura semiascendente hacia la izquierda. ep "" 20 11 a 30°, ex. "" 45 0 (de 30° a 50°),_ ~ == 45° (de 45° a 60°).. b, soldadura
semiascendente hacia la derecha . tp "" de 20° a 30°. ex: =: 45° (de 30° a 70 0 ) , ~ = 45° (de 45° a 60"). e, soldadura semiascendente a dos pasadas, segunda pasada' r:J. = 60 0 a 80°, B "" 30° a 45°, d. soldadura semiascendente a dos pasadas, primera pasada. 'J. = 30° a 45°, ~ "" 45° a 60° e. soldaduf8 de rincón. f, soldadura de rincón hacia la izquierda a. == 45°, B == 45°, a = 45°._ g, soldadura de rincón hacia la derecha los ángulos como en f; h, separación que se ha de dejar en la soldadura de rincón pala espesores mayores de 5 mm, i, soldadura de rincón ascendente, j. solda dUla en T; k, soldadura de tres chapas.. 1, soldadura en ángulo exterior:' a. = 45°, [j = 45°._ m, soldadura de techo a. = BOo. [) = variable.. n, soldadula ascen~ dente, primer método:' !X = 60°, ~ = 70 0 , ñ, soldadUfa ascendente, segundo método. primera pasada a. == 45°, (3 = 450 ; 0, soldadura ascendente. segundo método. segunda pasada: o: = 60 0 . (3 = 70 0 ,: p, solda dUla ascendente.. tercer método (con dos sopletes): a. = 60 0 , ~ = 70 0 . q,. soldadura en cornisa,. deposición del baño: a. = 70 0 ,: r. soldadura en comisa.. unión con el baño anterior.: o: = 60 0 Tabla 27,6A
Posición Plana Horizontal Inclinada Vertical De techo
Fig 2768
Posiciones de soldadura: 1,. cara de soldadUfa;
2, eje de soldadura
Norma UNE 14009 para posiciones de soldadura"
Repre senta cíón
H
H
P H M
V T
Angulo de locación
Inclinación del eje O' O' 15 0 80 0 O'
a a a a a
15' 15'
80' 90' 80'
I
I
150 0 a 210° 80 0 a 150 0 - 210 0 a 280 0 80 0 a 280 0 0 0 a 360 0 O, a 80 0 2800 a 360 0 H
se debe a la preparación defectuosa o a falta de sujeción de las piezas que han de soldarse (punteado, etc), o a deformaciones producidas durante la misma soldadura. 5,° Coqueras, son cavidades más o menos grandes que se encuentran en las soldaduras Se deben estas cavidades a los gases producidos durame la fusión y que quedan aprisionados en la masa, al solidificarse ésta rápidamente Esto se evita mediante composiciones desoxidantes adecuadas y procurando una solidificación suficientemente lenta para que los gases tengan tiempo de salir a la superficie.
156
Tabla 277
Extracto de normas para representación y simbolización de uniones soldadas
Representación gráfica
Representación simbólica
Designación de la soldadura
hV", Chaflán en V.
N
t::J/
hV",
....
Él
i I
Chaflán en V in· completa,
Chaflán en doble V, incompleto en las dos chapas.,
I
Chaflán en doble V, incompleto en una sola chapa,
hV h,. _
/;r---.~. . .
f-----L-I
I
N
t;}/ hV h, . . -<
El
Soldadura con dos cordones iguales
Soldadura con chaflán incom~ pleto
h
,
a-l
Soldadura sim-
ple.
el r F . a-l1
Soldadura con cordón interior.
"-
--
'ar7
I
-l
Tabla 27.7 - (Continuación) Representación gráfica
Designación de la soldadura
m
-- -- 1
~
Soldadura por puntos.
d
I
I
Soldadura por protube~ rancia,
I
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Soldétdura a solape por
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Soldadura a tope por puntos adjuntos Se indica el número de puntos n por cm.
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I
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puntosadjun~
tos Se indica el número de puntos n por cm.
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Soldadura tope por resistencia, sin fusión.
fE
Representación simbólica
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@I
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E-3
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Y
"+ ,,1
1
--~
Identificación de las uniones soldadas
Uno de los problemas que plantean las uniones soldadas es su representación e identificación en los planos de taller Para salir al paso de esta dificultad se han establecido unas normas para la representación real y simbólica. Estas normas se refieren tanto a la preparación de las piezas, como a la forma de acabado de la soldadura, incluyéndose, algunas veces, la manera de realizarla, por quién debe ser realizada e incluso qué ensayos deben hacerse En la tabla 27.7 se da un extracto de los casos principales y en la figura 27.8 un ejemplo de aplicación En las normas UNE o DIN yen los tratados de dibujo se abunda más sobre este tema 1'-...
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B
Fig. 27.8 Ejemplo de representaciones de uniones soldadas. A, gráfica. 8, simbólica
158
27.2
Otros sistemas de uniones fijas: pegamentos
Aunque no entran propiamente en el campo de la soldadura, en el sentido explicado arriba, dada su creciente aplicación, se mencionan también aquí las nuevas técnicas de unión de piezas por pegamento rígido o elástico, por medio de resinas Pueden emplearse para toda clase de materiales: metales ligeros, acero, cerámica, hormigón, caucho vulcanizado, materiales plásticos, corcho,
punzón
cuero, etc. Son estas resinas unos productos muy fluidos unas veces, pastosos otras y hasta sólidos, con la adición de sus correspondientes endurecedores, también en forma líquida o pastosa Hay productos que producen uniones capaces de resistir a muy distintas temperaturas (desde -60 oC hasta 250 OC) ya los agentes químicos y atmosféricos más variados Presentan muy buena adherencia y gran resistencia mecánica Con la tabla 27 9 se puede elegir el adhesivo más apropiado a cada aplicación. En ella se muestra el tratamiento previo de la superficie Una aplicación muy característica es el montaje de punzones en troqueles o matríces (fig 27 10) El punzón, previamente desengrasado, se pega a la placa porta punzón. Es este un sistema que abarata grandemente la fabrícación de matrices, se emplea también para estampas de embutido, revestimientos, etc Tabla 27.9
Ar¡¡ldi\
placa porta punzón
Fig 2710 Aplicación de adhesivos en matrícerla
Adhesivos para encolado en materiales varios. Ad A'Jldi( qve cndUlcccn en c.Jlientc (130-200 OC)
Sólida fusible (polvo. v¡JlilfJs,
p¡¡S{OSf) Uquida (JI"'" (en lunl":; afuclón
il
Adfwúve$ ArJldil tille endurecen IcmpcrJIUlJ "mbit'nle (18·25 "C)
Liquido
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Viscosa
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Con es/(: adhesivo
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Mcdnico
AIJldil A,,,lrJil Ara/dil Af3/dil AfJldil AflJfdir ArJldir AZ 15 AY 103 AY 103 AY lOS AW lOe; AV 121 AV12JB HZ 15 HY 956 HY953 F HY953 F HV95JU HY 95(; HV953N
Dulmico
Rluida
AcclO du.o (acero cromado) Aluminio y
.
Flexiblc
.
Rfu ida
Flcxible
.
a¡eaeionll~ liOCfa~
¡,lunúntO (;¡noditndll}
---r-F..+ - - - J - - - - - - - - - - · - + - - - / - - / ___1--·6d--::--J-"-1I---I--+-- ._-_.- -"-1---·.,.,····-···+·-ccF'1i!!1©l4----J--I---J----J ---+-+--/-.-1---
Cadmio C, P. V. (dUlO) Cobrc y
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y carburo de lunllslono
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Fig 2711 Unión por prensado longitudinal,
udhc~ivo
159
27~3
o
Uniones prensadas
La unión de dos piezas puede lograrse por adherencia~ Para que las piezas queden unidas permanentemente, aún bajo la acción de fuerzas exteriores considerables, deben tener originariamente distinta medida En el supuesto de que haya de unirse un eje a un zócalo o bancada, el diámetro del eje deberá ser mayor que el diámetro del agujero~ Al producirse el ajuste se deformará el eje achicándose y el agujero agrandándose; mas para que la unión sea permanente no hay que sobrepasar el limite elástico de los materiales, Para saber las diferencias a dar a los ejes y agujeros se emplean los ajustes recomendados en OIN 7157, que es un extracto de los asientos ISO, La deformación puede lograrse por prensado longitudinal (fig, 2711) o por prensado transversal (figs~ 27,12 y 27~13),~
2731
Prensado longitudinal
Para este sistema se hace la presión en dirección del eje En la figura 27,11 se ve cómo se introduce un casquillo; las temperaturas de las dos piezas son iguales a la del ambiente" 27 32 B
Fíg. 2712 Unión por prensado trans~ versa!.:' A, calentamiento de la pieza exterior en aceite; B. efecto de mon~ taje al enfriarse.
H2 liquido (-253 oC)
nieve corb6nic
A
Prensado transversal
Para este sistema se puede lograr la unión, bien calentando la pieza exterior (fig 27 12A), bien enfriando la pieza interior (fig 27,13) En el primer caso, al calentar la pieza exterior, se dilata con lo cual se facilita la entrada de la pieza interior Una vez enfriada la pieza exterior (fig 27128), ésta se contrae, originando una presión en torno que produce la unión permanente de las dos En el segundo caso, el proceso es inverso: se enfria la pieza interior, con lo que disminuye de tamaño y permite ser introducida fácilmente en la pieza exterior, Al calentarse de nuevo la pieza interior, aumenta su tamaño y produce una presión lateral (fig, 27,,138) con la que se logra la unión Para el caso de calado, por prensado longitudinal, habrá que hacer en el eje un chaflán de unos 15 0 para facilitar el centrado (fig 2711) Es muy importante alinear bien los dos ejes (fig" 27,14) Las superficies deberán tener una rugosidad muy pequeña para todos los casos, pero de una manera especial para los prensados longitudinales
d
Fig 27 13 Unión por prensado transversal' A enfriamiento de la pieza interior._ 8, efecto de montaje al qUe~
dar a temperatura ambiente
Fig 2714 Importancia de la alineación de ejes para el prensado longitudinal ancl;]je
m I
I
zuncho
Fig 27.15 Cubo de polea unido por zunchado y corona unida por anclaje
274
Uniones por zunchado y anclajes
Zuncho es una abrazadera de acero o de otro material que sirve para fortalecer algunas piezas que requieren mayor resistencia o para mantener unidas dos o más piezas.. En las figuras siguientes se ven varias aplicaciones de tales zunchos para la unión de piezas: La figura 27,15 es un zuncho empleado para unir el cubo de una polea que, por problemas de fundición, se fabrica en dos mitades La figura 27 16 muestra el empleo de zunchos para mantener unidas las duelas de un tonel. En la figura 27.17 se ve otro tipo de zuncho empleado para mantener unidas las dos partes de la bancada de un martinete Los anclajes trabajan de manera semejante a los zunchos, pero son piezas abiertas. En la figura 27 15 se puede ver el empleo de estos elementos en una polea cuyo cubo está unido por dos zunchos.
160
,
1// o
\\
"'" zunchos
V
/!J Fig en
2776 Zunchado
un
ton el
Fig 27 77 Zunchado de las piezas de un martinete
Tanto zunchos como anclajes suelen colocarse en caliente para que al enfriarse produzcan el efecto apetecido Las uniones prensadas y las realizadas por zunchado o anclaje se consideran fijas, cuando la separación de las piezas resulta imposible sin la destrucción de al menos una de ellas; es decir, cuando desmontadas, no pueden volver a montarse en iguales condiciones de ajuste
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Hacer un estudio comparativo de las diversas clases de uniones fijas con sus aplicaciones y limitaciones
CUESTIONARIO -
¿Qué se entiende por uniones fijas? ¿Tiene la soldadura alguna ventaja respecto a otros sistemas? Di las clases de soldadura que conoces ¿Por qué producen tensiones fas soldaduras? ¿Cómo se pueden evitar o hacer menos
peligrosos sus efectos? -
¿Conoces algún ejemplo de aplicaciones de pegamento en piezas mecánic8s o en
la industria general? - ¿Qué limitaciones tienen algunas soldaduras y pegamentos? - ¿Qué es un zuncho? - ¿Cómo deben estar las superficies para unirlas por prensado? ¿Por qué?
BIBLlOGRAFIA E P.. So, Teeno/agla Mecánica. Ediciones Don Bosco, Barcelona 1970" Catálogos de Laboratorios CIBA.,
Tema 28. Soldadura blanda, fuerte y soldadura por fusión con soplete OBJETIVOS
-
Conocer los procedimientos de soldadura. Saber el manejo y mantenimiento de los aparatos y accesorios. Aprender a realizar algunos tipos de soldadura con piezas sencillas. Dar idea suficiente para realizar prácticas de unión por estos métodos..
GUiÓN -
Soldadura blanda Soldadura fuerte., Normas generales para la ejecución de las soldaduras con soplete.. Corte de acero mediante el soplete oxiacetilénico.
PUNTOS CLAVE -
Conocer los peligros, y modos de evitarlos. en las instalaciones de soldadura, Distinguir los diversos sistemas de soldadura con soplete,
161 6
Temolagio del Met,7!11
EXPOSICiÓN DEL TEMA
28.1
Fig, 28 1 Soldadores de cobre.
Soldadura blanda
la soldadura blanda consiste en unir las piezas por medio de una aleación metálica fácilmente fusible (de bajo punto de fusión) tal como el estaño, el plomo, las aleaciones de estaño y plomo, etc. Esta soldadura ofrece una resistencia generalmente inferior a la de los metales a los cuales se aplica, y no puede emplearse en uniones que deban someterse a más de 200 oC Está indicada especialmente para uniones de hojalata, chapas galvanizadas, piezas de latón y bronce, algunas veces en piezas de hierro y, sobre todo, en los tubos de plomo y en conexiones de electricidad y electrónica, Para efectuar este tipo de soldadura se necesita un soldador de cobre (figura 28.1) que puede ser calentado con una lámpara de soldar (fig. 28.2), o eléctricamente (fig.. 28.3). El metal de aportación se emplea, generalmente, en barra. Además es necesarío emplear ciertos cuerpos como desoxidantes (que evitan la oxidación) y fundentes (que ayudan a fundir la escoria) Para hacer una buena soldadura se limpian con cuidado las partes que han de unirse
Fig. 282 Lámpara de soldat calentando un soldadot de cobre Fig, 283 Soldador de calentamiento elécttico
282
Fig 284 Representación de la soldadura fuerte
Soldadura fuerte
la soldadura fuerte, llamada también amarilla, consiste en unir piezas mediante la fusión de un metal que tiene un punto de fusión relativamente elevado, corno los latones, el cobre o las aleaciones de plata la temperatura de fusión debe ser inferior a la de los metales a unir. El metal de aportación se usa en forma de grano, de hilos o chapitas, según la forma de las piezas que se han de soldar; el desoxidante empleado es el bórax, u otros preparados comerciales. Se recurre a este tipo de soldadura cuando hay que efectuar una unión sólida y resistente, sin fundir las piezas a enlazar Se puede efectuar sobre metales y aleaciones de elevado punto de fusión corno son: el acero, la fundición y los bronces
2821
Designación de la soldadUla fuerte
En los planos o dibujos de taller, la designación y representación simbólica de la soldadura fuerte se hace según la norma UNE 14009 (fig 284), en la cual se indica: 1 ° Un punto por donde se pone el metal. 2° Una línea junto a la superficie, donde se deposita el metal. 3,0 Una letra mayúscula característica del metal o aleación: Estaño E. Cuzin Z, Cobre e, Plata P, Aleación especial A 4.° Una letra minúscula especificando que el calentamiento es: local 1, total t. manómetro de baja presión
,--- te9~_~í~.r.~~-p'~~~~_.
, .!!IE_nó'!!!U~2
al.ta, ¡:w:!~n manómetro de.J!.cº.tllttng
Adl /
,"bodo do iLC01i.l!!!.!].
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'l.
:'~" .'""~~ ~
1;0"',\ . agua
mesa de trabiljo
Fig, 286 Generador de alta presión
~o.quura '
soplote. tuberfas
~.
válvula do _.s~9!!ridaq _'
botella de oxIgeno
genorador do acotilono
Fig. 28,5 Elementos de una instalación de soldadwa o>l.iacetilénica.
162
;'
2822 Soldadura con soplete La soldadura con soplete de gas, llamada vulgarmente soldadura autógena, se puede efectuar con distintos combustibles, pero el más empleado de todos es el gas acetileno, que se quema con oxigeno Este tipo de soldadura se llama, por tanto, soldadura oxiacetilénica
28.2201
Elementos de que consta una instalación para soldadura oxiacetilénica
Una instalación ordinaria de esta clase de soldadura comprende (fig 28.5); - Un gasógeno de acetileno o bien una botella que lo contenga comprimido y sus válvulas y manómetros - Una botella cargada de oxigeno con sus válvulas de cierre y reducción y manómetros de alta y baja presión. Las tuberias necesarias para la conducción de ambos gases, con una válvula de seguridad en la de acetileno - Sopletes con varias boquillas que permiten la soldadura de piezas de distintos espesores. Gafas protectoras, de las cuales no debe prescindirse nunca. - Una mesa de trabajo
Fig 288 Esquema de válvula
28222 Acetileno
A, funcionamiento normal;
B
de seguridad hidráulica B, en el momento del retroceso
El acetileno es un gas incoloro de olor característíco, que arde en el aire con llama muy luminosa Se obtiene haciendo reaccionar con agua una sustancia sólida llamada 01 roduclor carburo de calcio, en aparatos llamados gasógenos o generadores de acetileno Modernamente se emplean gasógenos de alta presión (fig 28 6) No se debe tocar nunca el carburo con las manos mojadas para evitar quemaduras, ni tampoco acercar una llama a la boca de un bidón de carburo, aunque esté ya vacio, pues exíste el peligro de explosión. Muchas veces, al menos en las grandes instalaciones, y para mayor seguridad el gasógeno está separado, por un muro, del local donde se hace la solv51vulo dadura, y comunicado con él por tuberias (fig 287) Al menos, debe estar sufi- d o retroceso pari'l 01 gos cientemente alejado del puesto de trabajo
de presión
corriente goseosa
barrera
28223
contra
Válvula de seguridad
la !Joma
Un deterioro u obstrucción en el soplete podría ocasionar un retroceso de oxígeno por la tubería del acetileno, pudiendo derivarse serias consecuencias Para evitar tal riesgo se intercala en la tuberia del acetileno una válvula de segurídad, generalmente hidráulica. aunque se usan también válvulas de seguridad secas (figs 288 A Y B Y 28.. 9)
válvula de descorga do la presión
al soplete
2822A Botellas de acetileno disuelto Se expende en el comercio el acetileno en botellas de acero. que con-
Fig 289
Válvula de seguridad seca
manómetro de nivel de agu¡¡ válvula hidráulica
generador do calda de agua --,-~_"-__
, reductor da presión
lastro
,
cámara del gasómetro
,-, mntorial
:- . dcpurante
I
depurador
-- 'u
equipo ,tubo de goma pam oxigeno mesa
soplete para soldar
o
._L
tubo de goma para ccclilono
Fig. 287
Fig, 2810 Botella de o'K/genoc
Generador separado del puesto de trabajo.
163
tienen una sustancia muy porosa empapada en acetona, que disuelve el acetileno a presión. El manejo de estas botellas no es peligroso, a pesar de lo cual se deben manipular con mucho cuidado, evitando exponerlas al sol, golpearlas o dejarlas caer. Asimismo hay que abrir despacio la válvula y nunca hay que engrasarla.
28.2.2.5 Botellas de oxigeno
Fig. 2{J.ll
Válvula
de botella de oxIgeno
Las botellas de oxigeno (fig. 28.10) son cilindros de acero muy resistentes En la parte superior llevan una válvula (fig. 28.. 11) para la carga y descarga, la cual se protege, mientras no se usa la botella, con una tapadera roscada, para defenderla de los golpes, sobre todo durante el transporte Debe tenerse cuidado y evitar los golpes o la caida de los tubos asi como exponerlos al sol o al calor.
28.2.26 Reductores de presión y manómetros
B
Fig 28. 12 Reductor de presión' A, aspecto exterior; B, esquema
La presión del oxigeno con que se trabaja en la soldadura del:¡e ser constante y relativamente reducida (hasta 4 atmósferas). Como la presión del oxigeno en la botella es elevada y además va variando, es necesario haya una válvula especial que reduzca la presión, llamada reductor de presión (fig. 28 12). Estos reductores llevan un indicador de presión o manómetro de alta presión para indicar la existente en la botella y otro de baja presión para indicar la de salida hacia el soplete Antes de colocar el reductor sobre el tubo, se debe purgar éste, abriendo y cerrando rápidamente la llave para expulsar suciedades que pudiera haber en la misma y que podrian ser causa de que el reductor se obturase La apertura de la botella de oxigeno debe hacerse lenta pero completamente. El regulador de presión debe tener su tornillo de reglaje completamente aflojado y la espita de salida de gas abierta. El no observar esta regla puede dar lugar a averias en el manómetro de baja presión. Nunca se deben engrasar los reductores de presión, pues las grasas y aceites se inflaman al contacto con el oxigeno. 28.2 2 7
Sopletes oxiacetifénicos
Los sopletes (fig 28.13) son aparatos destinados a mezclar intimamente los gases oxígeno y acetileno para lograr su perfecta combustión En la extremidad de la boquilla se produce un dardo de fuego regulable, capaz de fundir el metal a soldar y la varilla de aportación La forma del soplete puede verse esquemáticamente en la figura 28.14. El oxigeno y el acetileno llegan al soplete a través de dos tubos de goma enchulIavo do oxlgono
Fig. 28.16 Llama bien regulada
lO."
lanla o tubo de mezcla
Ilavo do acetileno entrada da oxlgono
==
'\ entrada do acetilono
tIJO/ca para fijar la lanza \
Fig, 28 13
Soplete de gas Ilavo do oxIgeno
Fig. 2{J.17 Llama
con exceso de oxIgeno. difusor
u
Fig. 28, 18 Llama con exceso
de acetileno
Fig,. 2814 Aspecto interno del soplete de
gilS
fados a las dos entradas del soplete.. Dentro del soplete hay dos tubos El que conduce el oxigeno, termina en un cono provisto de un diminuto agujero llamado inyector (fig. 28.15), a continuación del cual hay otro cono divergente o difusor, que se une a la cámara de mezcla la cual, a su vez, termina en la boquilla.. La salida del oxigeno en estas condiciones provoca alrededor del inyector una depresión que favorece la llegada del acetileno Los dos tubos forman al mismo tiempo el mango por donde se coge o agarra el soplete y en dicho mango están las llaves para el oxígeno y el acetileno.
164
JODO
rOGa
Fíg, 28 15 Detalle del inyector
-1-. detalle del inyector
La magnitud del dardo ha de poderse regular seglin el tamaño de la soldadura que se desea hacer Por ello, es menester disponer de varios sopletes o de uno solo, con lanzas y boquillas intercambiables.
NUCLEO
Fig 28 19 Dardos. temperatura
en las diversas zonas
Manefo del soplete. Para encender el soplete procédase de la siguiente manera: 1 o Compruébese el nivel de agua de la válvula de seguridad y ábrase la llave de dicha válvula 2. 0 Abrase completamente la salida del oxigeno en la válvula de salida del reductor y compruébese que el tornillo de regulación está totalmente aflojado. 3 0 Abrase muy poco a poco, y a mano, la llave de la botella de oxigeno 4 o Acciónese el regulador hasta que el manómetro de baja señale la presión conveniente.,
5 o Abrase completamente en el soplete el grifo de acetileno y enciéndase seguidamente 6 o Abrase el grifo del oxigeno en el soplete y procédase a la regulación de la llama La llama bien regulada presenta la forma de la figura 28 16 llamada dardo, con un núcleo de color blanco brillante, de contorno muy limpio tocando su base al orificio de la boquilla La llama bien regulada es neutra, o sea, no es oxidante ni reductora La llama con exceso de oxigeno es oxidante y la que tiene exceso de acetileno es reductora Si la llama tiene exceso de oxigeno (figura 2817), el dardo se acorta y toma un color ligeramente violado Si tiene, en cambio, exceso de acetileno (fig 28 18) da un nlicleo muy largo de contornos borrosos
Para regular el dardo se parte de una llama con exceso de acetileno, disminuyendo poco a poco la proporción de dicho gas hasta que se llegue al punto conveniente Si se ha sobrepasado este punto, se vuelve a dar exceso de acetileno y se comienza de nuevo la regulación En la figura 2819 se muestra la llama y las distintas temperaturas alcanzadas en cada zona Lógicamente debe utilizarse en la zona de mayor tempeartura
28228 Metal de aportación. Desoxidantes Se llama metal de aportación el que se deposita fundido entre las dos piezas que se han de unir. con objeto de soldarlas. Los metales de aportación se emplean en forma de varilla, de un grueso proporcionado al material que se ha de soldar Para evitar la oxidación, el peor enemigo de una buena soldadura, las varillas de aportación van cobreadas o bien cubiertas de polvo desoxidante El desoxidante debe ser adecuado al metal de aportación y al metal base
Fig . .2820 Soldadura hacia adelante
2823 Normas generales para la elecución de la soldadura con soplete Para ejecutar las soldaduras pueden seguirse tres métodos: 10 soldadura continua hacia adelante; 2° soldadura al baño; 3° soldadura continua hacia atrás Dentro de estos procedimientos generales varia también el método por la posición en que haya de ejecutarse la soldadura: horizontal, vertical, en techo
28231
Soldadura continua hacia adelante
En este método el soplete se lleva de derecha a izquierda, avanzando la varilla delante del soplete (fig.. 28.20) Si la chapa que se suelda es delgada el soplete se lleva en línea recta sin comunicarle ningún movimiento de vaivén
La varilla se lleva también en linea recta pero con un ligero movimiento de elevación y descenso una o dos veces por segundo, formando un ligero zigzag en el plano vertical.
165
Fíg, 2821
Esquema
de la soldadura al baño
28.. 2.3.2 SoldadUla al baño La soldadura al baño también se ejecuta de derecha a izquierda; pero en vez de hacerse de forma continua se hace por baños de fusión localizados, que se suceden unos a otros. En ella, el soplete debe tener un movimiento giratorio alrededor de la varilla sumergida en el baño (fig . 28.21). Terminado de ejecutar un baño, se hace al lado otro igual y bien unido; y cuando éste está casi lleno, se da marcha atrás al soplete para fusionarlo con el anterior. Se emplea principalmente en la soldadura en cornisa
/
28-2.3.3 SoldadUla continua hacia atrás En este método el soplete se lleva de izquierda a derecha, siguiendo la varilla detrás del soplete (fig. 2822). El soplete se lleva en linea recta sin darle ningún movimiento transversal, excepto cuando el chaflán sea muy ancho. A la varilla se le da, al mismo tiempo que avanza, un movimiento de vaivén horizontal a razón de 2 a 4 veces por segundo En la soldadura hacia atrás la abertura del chaflán es de 60 a 70°; menos, por tanto, que en la soldadura hacia adelante. Se aplica para las soldaduras a tope en plano horizontal, desde 1,5 mm de espesor, para el acero y desde 4 mm, para los otros materiales
28-2.4 Corte de acero mediante el soplete oxiacetílénico El acero elevado al rojo se quema rápidamente en el oxigeno Esta propiedad sirve para lograr el corte autógeno. Mediante un soplete especial (figs. 28 23, 28 24 Y 28.25) para este objeto, se calienta al rojo vivo la sección que se ha de cortar; en seguida se lanza sobre la misma un fino dardo de oxigeno a presión; el metal se quema separándose el óxido a medida que se produce y propagándose rápidamente la combustión a todo el espesor. No hay, pues, sino Ir desplazando el soplete para obtener el corte deseado. Suele hacerse automáticamente, pudiendo cortarse espesores desde algunos milímetros hasta 200 mm ó más Fig, 2822 Soldadura hacia atrás
Fig, 2823 Soplete de cortar.
SEGURIDAD E HIGIENE Tener en cuenta las normas que se han dado a lo largo de la descripción del tema
NORMALIZACiÓN Fig. 28.24 Formas de boquilla para soplete de cortar con toberas separadas
La representación en dibujos está normalizada en la norma UNE 14000, 14009, etc, En la norma D/N 1910 figuran los datos que deben aparecer en los planos de fabricación referentes a simbo los, procedimiento de soldadura. calidad, posición de soldar, material de apor~ tación, tratamiento posterior y ensayos,
MEDIOS DIDÁCTICOS o:dgeno
oll:lgeoo + gas
° pellcula-concepto, será
~~~
Una colección de diapositivas prensión de la materia.
-
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO
R
11 Boquilla para soplete
Eli5c(lanZd ¡Jládicd ~Il
d
muy útil para completar la com
M
idii~L
- Hacer un resumen de los métodos de soldadura con soplete, - ¿Qué normas de seguridad crees más importantes? Prepara unos carteles para los puestos de soldadura, teniendo en cuenta principalmente la seguridad.
CUESTIONARIO -
Fig" 28.25 de cortar con toberas concéntricas
166
¿Por qué se llama soldadura oxiacetilénica? ¿Por qué autógena?
¿Es lo mi6mo ¿Qué ventajas ¿Es lo mismo ¿Qué maneras
-
generador de acetileno Que gasómetro? tienen las botellas de acetileno? un reductor Que un manómetro? de soldar existen y para Qué casos se prestan mejor unas que otras7
BIBLlOGRAFIA f., P, S" Tecn%gla Mecánica. tomo primero, Ediciones Don Basca. Barcelona, 1970.. SCHIMPKE P., HORN H, A Y HANCHEN, Tratado General de soldadura. Gustavo Gili, Barcelona 1967,
Tema 29. Soldadura eléctrica OBJETIVOS
-
Conocer procedimientos de soldadura eléctrica, Aprender a usar los equipos de soldadura, Practicar, hasta lograr cierta destreza en los procesos de soldadura,
GUIÚN -
Soldadura eléctrica por arco voltaico Métodos especiales de soldadura por arco Soldadura por resistencia
PUNTOS CLAVE -
Conocer los equipos de soldar: transformadores o generadores, Saber los peligros que pueden presentarse, Conocer los medios de seguridad a tener en cuenta..
Fig 29.1 Transformador de corriente eléctrica
CONOCIMIENTOS PREVIOS -
Breve idea de corriente eléctrica y de Jos conceptos: tensión, intensidad. resistencia Conceptos de sustancias ácidas. básicas y orgánicas" Gases inertes
EXPOSICIÚN DEL TEMA
291
Soldadura eléctrica por arco voltaico La soldadura eléctrica por arco, se funda en este princIpIo; «Si se corta un conductor eléctrico en un punto cualquiera del circuito, al acerCarse de nuevo los extremos, se produce entre ambos un arco luminoso, que engendra efectos calóricos intensos (3 000 OC) Y que se llama arco voltaicO», Las piezas que deben soldarse, conectadas en el circuito eléctrico, constituyen uno de los extremos del conductor, mientras que el otro extremo está formado generalmente por el metal de aportación. Este sistema sustituye a la soldadura con soplete con ventaja en la mayorla de los casos, 291 1 Equipo para la soldadura por arco La corriente eléctrica de la red originaria no puede usarse directamente; debe reducirse su voltaje por medio de unos aparatos llamados transformadores (fig, 29,1) que son capaces de suministrar distintas intensidades (o cantidad de corriente) según las necesidades También se emplean generadores de corriente continua (fig" 29.2), llamados convertidores,
291.2 Electrodos, Su clasificación Se llama electrodo a cada uno de los extremos del conductor entre los cuales salta el arco. Uno de los electrodos es siempre la pieza metálica que se ha de soldar; por esto, cuando en soldadura se habla de electrodo, hay que enténder siempre el otro extremo del conductor desde el cual salta la chispa hasta la pieza. En el caso de electrodos metálicos el mismo electrodo constituye el metal de aportación que va fundiendo y cayendo en gotas por el calor del arco (figura 29.3), 167
Fig- 292
e onvertidor
rotativo
Fig 29.. 3 Gota de material fundido por el calor del arco; el electrodo se funde aportando el material propio hasta consumirse
revestimiento
alma
29121 1 2
Constitución
Los electrodos están constituidos, en general, por la varilla del metal de aportación, cubierta de un revestimiento formando una capa de una sustancia apropiada que envuelve la varilla (fig.. 29.4) Estas sustancias pueden ser de carácter ácido, básico, oxidante o neutro revestimiento
2
5\
1
ti J 2.
')
--'Pr--::--.. - -
n" indicador de corriente eléctrica proferente, n:" indicador do posición de
sc"ld¡¡aur~
3. letra indicadora del carácter del revestimiento exterlor~ 4 n" indicativo de la resi!iencla" 2. 1 5 n." indicativo del alargamiento. J 6, n," indicativo de la resistencia a la tracción 1 electrodo de uso manual revestido
Fig, 29.4 Electrodo revestido
S\
Fig. 29,5 Designación y características de los electrodos
Tabla 29,7
Condiciones operativas.
Letra intermedia Tipo de revestimiento Simbolos
Carácter
A
Acido Básico Celulósico Oxidante Rutilo Titanio Otros tipos
8
e o R T
V
29.122 Designación Las designaciones de los electrodos están normalizadas y se hacen por medio de cifras y letras llamadas simbolos (fig. 29.5) Con la simbolización de los electrodos se pretende dar mayor facilidad de elección de los mismos; pues con solo interpretar unas letras y cifras, se dan a conocer sus características mecánicas y de utilización. La designación, que define un electrodo, está compuesta por la letra E que quiere decir electrodo recubierto pala la soldadura pOI arco; a continuación tres cifras, que hacen alusión a sus características mecánicas (tabla 296); otra letra representativa del carácter del revestimiento (tabla 29 7) Y otras dos cifras más que se refieren a las condiciones operatorias (tablas 29.8 y 29.9). En la figura 29 5 queda señalado el significado de cada simbolo. Ejemplo de aplicación: Sea, por ejemplo, Un electrodo revestido para la soldadura eléctrica por arco, con revestimiento de tipo básico, y que deposita Un metal con las siguientes propiedades mecánicas mínimas: resistencia a la tracción, 48 kg/mm'; alargamiento, 30 %; resiliencia, 13 kg/cm' Puede emplearse para soldar en todas las posiciones, excepto en vertical descendente Suelda igualmente con corriente alterna (tensión mínima en circuito abierto de 70 voltios) o corriente continua, estando de preferencia el electrodo conectado al polo positivo La simbolización que corresponde a este electrodo será por tanto: E 355 B 26 Tabla 29 6
Primera cifra
Segunda cifra
Tercera cifra
Resistencia a la tracción
Alargamiento LI5D
Resiliencia UF
51mbolos Tabla 29,8
Condiciones operativas
Cuarta cifra Posiciones de soldadura 51mbolos
Posiciones
1
Todas las posiciones.
2
Todas las posiciones.. excepto vertical descen-
Características mecánicas
kgl/mm 2
51mbolos
O
-
O
-
1 2 3 4 5 6
41 44 48 52 56 60
1 2 3 4 5
14 18 22 26 30
Tabla 29 9 0
1
3
4
%
51mbolos
kgm/cm 2
O 1
5 7
2 3
9
11 13
4
5
Condiciones operativas,
Quinta cifra -
Corriente de soldadura
dent~.
Sobre plano horizontal. horizontal en ángulo en plano inclinado y en án~ gula interior sobre plano horizontal. En ángulo sobre plano horizontal y horizontal en ángulo sobre plano inclinado.
Polaridad del electrodo
Buena con las dos polaridades, Mejor con polaridad negativa.
Mejor con polaridad positiva,.
168
Corriente conlinua o aUema Tensión mlnima del transformador en circuito abierto 50 V
70 V
1 2 3
4
7
5 6
8
Corriente continua solamente
90 V
9
O
29 12 3
Embalaje
FACll
En la figura 29 lOse reproduce la etiqueta de una caja de electrodos de una reconocida casa española, en la que aparece: 1 La denominación de la casa: "FACIL 46 AMSA», 2 Las designaciones o simbolos normalizados 3 Las condiciones operatorias
4 5 29,1 3
ESTRUCTURAL RUTILO R+X32·R E-333~RM12 E~6013
Las características mecánicas
A.W.S
E-213
Las aplicaciones para las cuales lo recomienda y garantiza la casa
B.S.
n~Vlls
OIN·1913
Cómo se suelda al arco voltaico
La pieza para soldar debe estar bien limpia; no se puede soldar sobre una superficie sucia, embadurnada de grasa o pintura o en alguna forma oxidada, La preparación adecuada de la pieza es también muy importante (véase tema 24)
INTENSIDAD DE CORRIENTE Amperio:.
CorrlcnlU allcrnllo
o
con lenslone5 en vildo supe,iores IJ;
60 lIolti05 o contlnUIl conecli:mdo el
electrodo al polo
n(lga1lvo.
29 1.3 1 Posición del soldador La posición del operario es la indicada en la figura 291 L Cuanto más corto se mantenga el arco, tanto mejor resultará la soldadura En todo mome~to, el operador deberá sostener la pantalla protectora frente a los ojos, pues el arco produce irradiaciones que provocan una inflamación del ojo que molesta al cabo de algún tiempo, y que hasta pueden llegar a producir la misma ceguera La pantalla debe proteger también lateral y no sólo frontalmente 29 1 32
CENIM
UNE~14003'ISO
2,2,5 3,25 4,-
50" 66 50~ 80 90~140
115-190
***
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2
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9·lt.~
Normas prácticas
Téngase cuidado de no tocar el electrodo, u otro elemento metálico que lleve corriente eléctrica, con las manos u otras partes del cuerpo; sobre todo, si se está mojado o sudoroso. Hay que sostener los pies sobre una sustancia aislante o, al menos, sobre una tabla de madera seca La electricidad no avisa; el voltaje es pequeño, pero al ser las intensidades grandes, en ciertos casos desfavorables, hay peligro Al fundir el metal con elevada temperatura, el arco eléctrico forma en la pieza una pequeña depresión denominada cráter Simultáneamente el calor del arco funde la extremidad del electrodo. cuya fusión metálica se desprende en forma de gotas que se incorpora a la pieza (lig 29 12)
'"
••O• : : : : o
•
Electrodo da ruma. da ~ cofia visto Sil, muy
G frecuanlernonta do posjti~
IRtUlTOGIEIi'\IlA MIRIRTBIi'\IlIEZ liOUSIRIAS DI LA SOLOADORA.L •• ",O'''. 15 lIll.llllllOUD: "'" Ilm> h
I'I'.llD.tD:V~t"h
•••
Fíg 2.912 Caída de!tJ gota de meta/liquido en la soldadura eléctrica por arco a, electrodo con su revestimiento. b, alma o núcleo del electrodo: c. pieza para soldar y metal ya depositado; d, arco: e, /lama protectora. f., escoria . g. cráter En A el calor del arco determina la fusión del electrodo y de la pieza para soldar. en 8 una gola de metal cae del electrodo a la pieza: en e la gota hace contacta con la pieza y al pasar la corriente directamente por el metal se apaga el arco. pero se mantiene la l/ama protectora. en O ha terminada de caer la gota y el arco se restablece mientras la escoria avanza. protegiendo el metal depositado de la oKidacián
Si esta gota na cae en el cráter, no se obtiene una mezcla perfecta de los dos metales, sino tan sólo una pegadura; porque, contrariamente a lo que sucede con el soplete, la parte verdaderamente caldeada alcanza en esta ocasión apenas dos o tres milímetros de radio De modo que, para obtener una buena soldadura, es menester que el arco esté, sucesivamente en contacto, a lo largo de la línea de soldadura; ya que, si se va desplazando en forma irregular o demasiado rápidamente, se obtendrán partes porosas y una costura de ninguna o escasa penetración La penetrac1ón es el espesor, o más bien la profundidad, del metal base, que se funde por la acción del arco eléctrico. Esta penetración es fundamental en la soldadura (fig 29 13) La penetración depende, también, de la intensidad de la corriente empleada. Si ésta es escasa, no se calienta suficientemente la pieza; si es dema-siado elevada, se forma un cráter excesivamente grande, con riesgo de quemarla o perforarla.
169
Fig 29 10 Etiqueta de una caja de electrodos
Fig 29 13 Penet¡ación de la solda dUla eléctrica.
Fig. 29 11 Posición del operador en la soldadura eléctrica por arco
En la figura 29.14 Se advierte la manera de llevar el electrodo, en diversas posiciones. En la soldadura eléctrica es frecuente efectuar la operación en varias pasadas o cordones. En este caso hay que quitar bien la escoria de cada pasada, antes de dar la siguiente; de lo contrario, la soldadura saldrá defectuosa Para evitar la acumulación de calor, y con ello deformaciones, hay que esperar a que se enfrieun cordón, antes de hacer el siguiente. También hay que preestablecer el orden de los cordones. En la figura 29.15 se pueden ver algunas disposiciones corrientes
Fig 2915 Orden en el depósito de varios cordones
m,1
Métodos especiales de soldadura por arco Modernamente, para casos dificiles, para lograr mayores rendimientos o para lograr mayor velocidad, se emplean algunos sistemas en ios que utilizan un gas protector en vez de los desoxidantes. Este gas desplaza del lugar de la soldadura al aire ambiente, evitando asi la oxidación de la soldadura. 29.2
Fig 2914 Correcta posición del electrodo en casos diversos
29.21 Sistema de gas inerte o sistema WIG Un electrodo de wolframio o tungsteno sirve para producir el arco; este electrodo se desgasta muy lentamente. El metal de aportación se suministra a mano, igual que se hace al soldar con el soplete de gas. El gas protector se hace salir alrededor del electrodo de tungsteno Se emplea, ordinariamente, gas argón que es inerte. La figura 29.16 presenta el esquema de una boquilla del sistema WIG (WIG = Wolframio-Inerte-Gas) 2922 Sistema MAG Este método difiere del WIG en que el electrodo es la misma varilla de aportación (al igual que el electrodo en el sistema convencional). Esta varilla puede ser de diámetros comprendidos entre 0,8 mm y 2,4 mm; se alimenta automáti(;c:unente cüi"i üiia velocidnd ndecuada. El gas protector suele ser CO:" que iCsultn mu~' barato. También puede emplearse una combinación de varios gases.
El gas se hace llegar por la misma boquilla en el mismo punto de la soldadura. En la figura 29.17 se presenta una boquilla sistema MAG. (MAG = MetalActivo-Gas.) En la figura 29.18 se ve un equipo para este método de soldadura. cordón depositado
pieza
Fig. 29 16 Esquema de soldadura en atmósfera controlada con gas inerte WIG
29.23 Soldadura con plasma (PL) Si un gas es calentado por un arco voltaico, de corriente continua, se desdoblan sus moléculas en átomos y de éstos se desprenden electrones 170
--------=-=~---
cordón
pioza
Fig, 2917
Esquema de soldaduras
automáticas y atmósfera controlada MAG.
milndlbula
A
Fig, 29.19 Idea de arco protegido con polvo (U?)
Fíg 29 18 Máquina de soldadura automática tipo MA G
Este fenómeno se realiza produciendo una gran temperatura (hasta 30 000 OC) lo que produce un gran aumento de volumen y con ello una gran velocidad de salida o chorro de plasma El arco se puede hacer saltar entre dos electrodos de la misma boquilla o entre un electrodo de la boquilla y la pieza Además del gas para la producción del plasma. se emplea otro gas para protección, al igual que para el sistema WIG o MAG Este sistema es muy interesante porque se puede trabajar con pequeñas intensidades que producen dardos finisimos, con los que se pueden soldar piezas pequeñas de hasta 0,01 mm de espesor
292.4 Sistema con protección de polvo (UP)
mnndJbul,'
~~
B
Se emplea como protección de la soldadura una capa de polvo granuloso, el cual cubre completamente el arco y el cordón Es un sistema que se hace siempre a máquina La figura 2919 presenta la boquilla de este sistema U P (UP = Unter-Pulver = bajo-polvo) 293
Soldadura por resistencia
transformador
La soldadura por resistencia se funda en que toda sustancia, aún los metales, ofrece una determinada resistencia al paso de la corriente eléctrica, que hace que la energia eléctrica se transforme en calorPrácticamente la soldadura eléctrica por resistencia, se puede efectuar principalmente por estos tres métodos: 1.° De cabeza, o a tope, con presión simple o de recalco (fig. 29.20). 2.° De solape, por unión continua (fig 29.21). 3° Por puntos (fig. 29.22) .
2931
Soldadura a tope
En la soldadura a tope las dos piezas que se han de unir SE sujetan fuertemente con dos mordazas, cada una de las cuales está unida a uno de los extremos del cable de la corriente (fig. 2920B). La figura 29.20C presenta una máquina de soldar a tope.
293.2 Soldadura continua
Fig 2920 Soldadura por resistencia
En la soldadura continua los electrodos o polos de la electricidad están constituidos por dos rodillos especiales (roldanas), por los cuales llega la co-
171
eléctrica a tope:' A, proceso de trabajo.;' B. esquema;' e" máquina
A
2
---,---,~'on"¡6n
1 1,_'e -
B
~
con la red eléctrica
~
A
o
•
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I
i~If--~. _
.
~~oncXión
•
con
~ red cléClrica
i~~'
'"
~
1
B
c
A
Fig, 29.22 Soldadura por puntos; A. proceso.:' B, esquema.:
e,
máquina,
rriente, que aprietan las piezas soldándolas segun una línea continua La figura 29 21 C presenta una máquina para soldar por costura continua Ejemplos de costura en la figura 290230 29 33
Figo 2921 Soldadura por resistencia,. unión continua por roldana: A, forma de trabajo B, esquema. e, máquina
Solda dUla por puntos
En la soldadura por puntos, las piezas se desplazan segun un paso determinado, entre dos electrodos en forma de punta que al apretarse dejan pasar la corriente y funden el material uniéndolo en un solo punto corno si se pusiese allí un remache (fig. 2924) En la figura 2922C vemos una máquina para soldar por puntos y en la 29 22A se muestra el proceso SEGURIDAD E HIGIENE Si en la mayoría de las actividades del taller mecánico es necesario tomar las medidas de seguridad del caso. en esta actividad de soldar, con arco voltaico, deben cumplirse a raja~ tabla, si no se quiere lamentar lesiones de importancia, Pueden producirse quemaduras. lesiones en la vista e incluso trastornos digestivos y res~ piratorios, Por tanto, úsense siempre los guantes, petos, calzado y polainas adecuadas; caretas con vidrios especiales y vigílese la correcta evacuación de los gases y conveniente ventilación Cúmplanse las normas dadas a lo largo de la exposición del tema..
NORMALIZACiÓN Emplear siemp¡e para la denominación de los electrodos las normas correspondientes, al igual que en las representaciones de dibujos,
MEDIOS DIDÁCTICOS Fig, 2923 Ejemplo de costura por soldadura continua
Diapositivas o películas-concepto pueden ayudar a comprender este importante tema, También carteles adecuados en el puesto de trabajo pueden ayudar a cumplir las reglas de seguridad
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Hacer un trabajo sobre preparación de piezas para soldar Hacer una recopi¡at:ióll Ú~ 1l01l11a~ ~OUIt:: 1t:¡JIt:::'~11¡dd0n d¿. ::.uhjadüfi:i5. SUBenr cat
EJERCICIOS A REALIZAR Representar los cordones de soldadura. de las figuras 29,25 y 2926, en forma simbólica,
CUESTIONARIO
Fig~
¿Qué ventajas tiene la soldadura eléctrica sobre la hecha con soplete? ¿Qué ventajas tiene la soldadura hecha con gas de protección? ¿Puede soldarse con los brazos y el pecho desnudo? ¿Por qué?
2924 Punto de soldadura
172
20
o
~
1
N° piezas
Denominación
,
Pletina Cartabón Base
2 1
Mace,
Marca
F-I 120 F-' 120 F-I 120
1
~
2
12
.1
• 1
,o
~
-
2 3
Fig 2925
170
1-0-
]
2
Ii\
1
,
R
/
50
]
N° Denominación
piezas
Base Nervio central Nervio Cubo
1 1
2 2
Mater F-I F-I F-l F-I
120 120 120 120
Marca 1
2 3 4
Fig 2926
-
Cuando se dan varios cordones sucesivos, ¿qué debe hacerse entre un cordón y otro 7
¿Para qué? -
1
¿De qué depende la calidad de la soldadura por arco?
BIBLlOGRAFfA Normas UNE Y DIN. E P., S.. , Tecnologfa Mecánica. tomo primero, librería Salesiana, Barcelona 1970" E" p, S., Técnicas de Expresión Gráfica,. primer curso, Ed. Don Bosco y Ed, Bruño. Bar~ cclona 1975. SCHIMPKE P, HORN H, A. Y HANCHEN, Tratado General de Soldadura. Gustavo GiIi, Barcelona 1967.
173
,
o
~
Tema 30.
Roblonado
OBJETIVOS
- Conocer los sistemas de unJan entre piezas metálicas y los problemas de orden práctico y teórico que se presentan. - Conocel los procedimientos plácticos del roblonado y el proceso a seguir para realizar la operación.
- Conocer los varios procedimientos para hacer los orificios por medio de la operación del punzonado. Conocer elementalmente los cálculos de diámetros y longitud de los roblones. distancia entte los mismos y entre filas según el plOcedimiento empleado. GUiÓN -
Elementos de unión, Roblonado, Remachados especiales Medios para abrir agujeros en las chapas y perfiles. Punzo nado, Proporciones del roblonado en los casos más corrientes, Ensayos de roblones, Otros sistemas para obtener uniones fijas.
PUNTOS CLAVE -
Tipos de roblonado~ La práctica del roblonado"
EXPOSICiÓN DEL TEMA 30.1
Elementos de unión
Para unir las chapas o perfiles laminados empleados en caldererla, se emplean diversos procedimientos, que pueden reducirse a dos: - procedimientos mecánicos; - procedimientos térmicos, ya explicados Los procedimientos mecánicos pueden producir a su vez uniones fijas, no desmontables sin destruir ninguna pieza; uniones móviles, desmontables sin deteriorar las demás piezas Las uniones fijas se hacen principalmente por medio de roblones y grapas, y las uniones móviles, por medio de pernos y tornillos Los procedimientos térmicos dan lugar siempre a uniones fijas y consisten en alguno de los diversos tipos de soldaduras 30.2
Roblonado
El roblonado es un procedimiento de unión que produce la unión fija de varias piezas por medio de roblones o remaches
3021
Roblones o remaches
Los roblones o remaches (fig 301) son piezas compuestas de un cuerpo cilindrico llamado caña, vástago o espiga, y de una cabeza, de forma generalmente troncocónica o de casquete esférico Están hechos de metales ductiles, maleables y tenaces, como el acero dulce, el cobre, el aluminio y algunas aleaciones
3022 Dimensiones de los remaches Las proporciones y dimensiones de los remaches aparecen en las normas correspondientes: ejemplo DIN 660, redondos; DIN 661, avellanados, etc Los roblones o remaches se designan por su forma o tipo, diámetro o longitud,
Roblón cabeza esférica 25 ' 60 DIN 123 cabeza del roblón
cabeza de ciene
espesor de cosido
Fig 30 1 Partes del remache,
La colocación de los roblones se efeclUa introduciendo el cuerpo cilindrico en los agujeros hechos en las chapas, de manera que sobresalga y martilleando la parte saliente hasta formar una nueva cabeza (fig. 30.1), La colocación de los remaches o roblones se hace generalmente en fria, para diámetros de hasta 8 mm y en caliente para diámetros mayores de 10 mm
174
Fig 302A Roblonado por recubrimiento con una fila de remaches
Fig. 30.28 Roblonado por recubrimiento con doble fila de remaches
Muchas veces no se hace distinción entre roblones y remaches, pero hablando con propiedad. se llaman roblones los remaches que se colocan en caliente 302 3
Clases de roblonado
El tipo de roblonado depende del objeto a que se destine los roblones y de los elementos que hayan de unir Asi pues, el roblonado puede ser: 3023 1 Roblonado de chapas" Por recubrimiento (fig. 30lA y 302B) - Por simple cubrelunta (fig 303). - Por doble cubrejunta (fig. 304) Estos tipos de roblonado pueden hacerse con una o varias filas de roblones
asentador
Fig 30.3 Roblonado por simple cubrejunta de doble fila de remaches
Fig, 30,4 Roblonado por doble cubrejunta y dos filas de remaches
suf¡idcta
30232 Según el fin a que se destinen los roblonados. pueden ser: - de fuerza, cuando los roblones sólo deben aguantar los esfuerzos, como, por ejemplo, en las estructuras metálicas; - roblonados impermeables, cuando los esfuerzos que deban resistir sean pequeños, pero que las chapas que se hayan de unir deban dejar juntas estancas, por ejemplo, en tuberías y depósítos de líquídos y gases; - de fuerza e impermeables~ que únicamente se emplean en calderas a presión. Para los roblones de fuerza, es más ventajoso el sistema de doble cubrejunta, como se ve en la figura 30.4 302 4
Práctica del roblonado
El roblonado se puede efectuar a mano o mecánicamente Para efectuar el roblonado: 1.0 se prepara la chapa punzonando o taladrando;
175
Fíg 30.5 Fases del remachado
20° en caso necesario, se procede al caldeo de los roblones; 3.° se efectúa el roblonado propiamente dicho (figo 30.. 5) (transparencia 15.1); 40° por último, muchas veces se efectúa una operación llamada calafateado para conseguir la estanquidad,
3002401
Henamientas empleadas en el remachado a mano
Para este tipo de operación se emplean las siguientes herramientas: - Martillo - Sufrideras. - Asentadores. - Buterolas, Martillo. Se empleará el martillo de bola ya estudiado. Sufriderao Es la herramienta que se coloca en la parte inferior del remache para apoyar la cabeza del mismo (fig 3005), Asentador Es la herramienta que se coloca en la parte superior y sirve para guiar y sentar bien el remache con las piezas a unir (fig" 30,5) Buterola. Es la herramienta que se emplea para dar la forma definitiva a la cabeza de cierre del remache (fig,. 30,5)0
3025 Estanquidad del roblonado Se dice que una junta es estanca o impermeable cuando no puede ser atravesada por los líquidos y, en algunos casos, ni siquiera por los gases La estanquidad o impermeabilidad del roblonado se consigue, unas veces por el contacto directo de las chapas, otras por la interposición entre las dos chapas de una materia plástica, que puede ser papel impregnado o una cinta de plomo En todo remachado de fuerza y presión, se procede al calafateado que consiste en rebatir el borde de la chapa previamente achaflanada y de las cabezas de los remaches (fig 306) con la ayuda de un instrumento llamado retacador que se maneja golpeándolo a mano con un martillo o mecánicamente con un martillo neumático.
Fíg 30.6 Relacado.
Tabla 30,8
Dimensiones para el roblonado,
fJ de! remache en bruto
d
1
1,4
2
2,.6
o del agujero
d,
1,1
1,5
2,2
2,8
I i I
Cabeza redonda
O, K, R
Cabeza avellanada
'"
O, K, t
1,8 0,6 1
2.5 08
1,8 0,5 0,4
1A
3.5 1,2 1,9
4,5 1,6 2,4
2.5 0,7 0,6
3,5 1 0,8
4,5 1,3
0
II
1.1
3 3,2
4
5
6
8
9
4,3
5,3
6,4
8,4
9,5
7
10.5 3,6 5,7
14 4.8 7,5
15,8
10.5 3 2,7
14 4 3,7
15.8 4,5 4,1
-
5.2 1.8 2,8
3,8
8,8 3 4,8
5,2 1,5 1,3
7 2 1,8
8.8 2,5 2,3
2A
5A 8.5
--,
M¡h.ima longitud del cosido
2 3 4 f-_-;5(-
A
B
05 1,2 25
1 1,5 25
!-
A 1 2
B A
1,5 2,5 1 5
B
A
B
1,5 2,5
1
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12 15 18 20 22 25 28 30
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9 12
8 11 13 15
9 12 14 16
I
A
B
1 1.5
l.O
8 11 13 15 17 119 21 22
A
B
7 10 12 14 16 18 20 21
9 12 14 16 18 20 22 23
A
B
A
B
A
B
A
B
6 9 11 13 15 17 19 20
8 11 13 15 17 19 21 22
5 8 10 12 14 16 18 20
7 10 12 14 16 18 20 22
4 7 9 11 13 15 17 19
7 10 12 14 16 18 20 22
3 6
8 10 12
7 10 12 14 16
14 16 18
'" 20 22
¿
9 12 14 16 18 20 22 23
s
k
k
Figo 30-7 Formas de la cabeza de cierre;' A, casquete esférico.;' B, tfoncocónica
3026 Cabezas y dimensiones La cabeza de cierre puede hacerse troncocónica o de casquete igual que la cabeza (fig 307) En la tabla 308 se indican las dim¡msiones correspondientes 303
Remachados especiales
Los principales casos especiales de remachado son: - Remachado con remaches de cabeza embutida. La cabeza de estos remaches es troncocónica y se alojan en un avellanado que lleva la chapa. Evidentemente, no se puede emplear para chapas demasiado finas - Remachados de chapas finas Cuando se remacha una chapa fina con una gruesa, se puede dejar embutido el remache tal como aparece en la figura 309 - Remaches de pernos (fig 3010). - Remachado con remache hueco (fig 30.11 A) con litil especial (figura3011B) - Remachado con remache hueco con máquina de mano (fig. 30 12A
Fig 309 Remachado de chapa
B Y C).
-
Remaches estriados (fig. 30 13A)
En la figura 30 13B se presenta el
proceso de remachado con un remache estriado sin cabeza y uno hueco Fig 3010
Remachado de pernos
c B
A
~~:~~~-~c~.~:::;::;;::~!i.::.::¡¡.~;J. . : :'-~'=;~:g, -....~__
304
30.12 Remachada hueco con máquina
de mano.: A, remachadora de mano; B, proceso: e, remache antes de la operación,
Fig 301fA
Remache hueco
Fig, 30.118
Operación
Medios para abrir agujeros en las chapas y perfiles: Punzonado
Para abrir agujeros en las chapas y perfiles, además del taladrado, se emplea el punzonado (fig. 3014) El punzonado consiste en separar por medio de un punzón trozos de las planchas o de perfiles, los cuales en el caso más corriente tendrán forma circular. Sólo puede emplearse este procedimiento para metales dúctiles, preferentemente en calderería, para abrir los agujeros por los cuales entran los remaches o tornillos. Es más económico que el taladrado, pero el resultado es menos perfecto y no debe emplearse para trabajos o piezas sometidas a presiones El punzonado puede efectuarse en caliente o en frío y, en general, sólo en chapas de espesor no muy grande El punzonado puede hacerse también a mano o a máquina.
177
d,
d
~
~
prensador
pioza cortada
Fig 30.13A Remaches estriados.
Fig~
3D. 138 Proceso
Fig.. 30.14 Punzonado
30A1
Punzonado a mano
En el punzanado a mano, el punzón puede ser macizo o tener la forma de sacabocados (fig 3015). Se utiliza tan sólo para chapas finas, debe adaptarse una sufridera blanda
horramionla
~
30.4 2
pioza
Fig 30.15 Sacabocados.
Las máquinas de punzonar se llaman punzanadoras Las punzonadoras manuales se mueven, ya sea por medio de un husillo, bien por medio de una palanca. Además, existen las punzonadoras mecánicas con motor, semejantes a las cizallas, con frecuencia combinadas en una misma máquina (lig. 30.16A) En la figura 30.16B vemos un detalle de la operación La matriz debe tener un diámetro ligeramente superior al del punzón según el grueso de la chapa (fig. 3014) La punzonadora, sea manual, sea mecánica, debe estar siempre bien ajustada y no debe forzarse nunca Durante el trabajo hay que engrasar con frecuencia el punzón con aceite y verificar de vez en cuando el ajuste de la máquina Para punzanar, primero debe comprobarse el centrado del agujero por medio de la punta que suele llevar el punzón (fig 30.14) Y después, en un segundo tiempo, proceder al punzan ado propiamente dicho (transparencia 153) 305
Fig 30.16A Punzonado a máquina
Punzonado a máquina
Proporciones del roblonado en los casos corrientes (transparencia 152)
Tanto el cálculo del número y tamaño de los roblones, como su distribución más acertada, es un problema dificil, que no podernos tratar aquí. Sin embargo, daremos las proporciones del roblonado en los casos más comunes - Diámetro de los roblones. Está comprendido, en general, entre 1,5 s y 2 s, donde s es el espesor de la chapa más gruesa. - Longitud de los roblones La longitud de los roblones es igual a la suma de los espesores de las chapas que une, más una cantidad que suele ser de 1,5 . d, para el roblonado a máquina y de 1,7 d, para el roblonado a mano (fig 3017). L = s + s' + 1,5 d I
I
- Distancia entre roblones He aquí las dimensiones que se toman corrientemente en los distintos casos: En el caso de recubrimiento con roblonado sencillo (fig. 301 B) Fig 30 168
e = 1,5
Detalle
p
a
1
2
d d
+ 8
En el caso de recubrimiento con roblonado doble a tresbolillo (fig. 30 19)
e t
1,5 2,6
d d + 15
En el caso de recubrimiento con roblonado doble rectangular (fig. 3020)
e = 1.5 Fig 30.17 Longitud de los roblones L = s + s' + 1,5 d
178
p
2,6
d d + 10
m
0,8
p
En el caso de doble recubrimiento con roblonado sencillo (fig, 30,21),
e, e
~
1,5
d
~
0,9
e,
p
~
2,6
d + 10
30,6
Ensayo de roblones
Aparte de los defectos que se pueden advertir a simple vista, puede el roblón no ser suficientemente maleable, lo que se puede comprobar por medio del siguiente ensayo, Se introduce el roblón en un agujero inclinado a 75° (figura 30,22), que tenga de diámetro 2 mm más que el roblón. Este debe poder martillearse hasta que la cabeza quede en su posición normal, sin que se produzcan grietas ni toruras Otros sistemas para obtener uniones fijas
30.7
Existen otros varios procedimientos de uniones fijas, las principales son: 30.7,1
Ensamble por medio de chapas
Este procedimiento, llamado también unión por engatillado, consiste en unir dos chapas por sus bordes, doblando dichos bordes de modo que enganche el uno con el otro (fig" 3023), A veces se unen los dos bordes de una misma chapa, que se cierra sobre si misma Este procedimiento es muy empleado en hojalaterla y en la fabricación de envases por medio de máquinas especiales, También se podria emplear el ensamble por medio de grapas en el trabajo manual, pero en estos casos se prefiere el procedimiento por soldadura
==5)=="
b
@$!$$S e Fig 3023
307 2
]
o.
~
t~ ~
d EngatJ1lado de chapas
e
~
Ensamble por grapas
Puede ser, segun su posición:
m
1:'-
I l"b
I
~: e
I I
.
I
I
-EfJ- I J
longitudinal, cuando se efectúa a lo largo del cuerpo en cuestión (figura 3024); - de fondo. como el que se emplea muchas veces en las tapas de los botes de conservas (fig" 3025) No se puede aplicar este método más que para chapas finas, Muchas -
veces se termina la operación con un galvanizado o estañado y a veces con
soldadura.
B
Fig 3024 Engatillado longitudinal A, sencillo, B, doble
Fig 3025
Engatillado de fondo A sencillo.: B, doble
Figs. 30.18 a 3021 entre roblones
Distancia
SEGURIDAD E HIGIENE Recordar y hacer cumplir las normas para trabajar con piezas en caliente: calzado. peto. guantes y herramientas apropiadas,
NORMALIZACiÓN Haz una lista de normas sobre materia propia del roblonado,
o
MEDIOS DIDÁCTICOS Audiovisuales Transparencias: 151 Remachado. 15.2 Clases de roblonado. 16.3 Punzonadora,
Fig, 3022 Ensayo de roblones
179
Diapositivas: 15.1.1 15,1.2 15" 1,3 15.1.4
Roblones y remaches.. Operación de remachado Caldeado de roblones.. Operación de roblonado
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO -
Importancia actual del roblonado,
EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLICACiÓN Realiza algún' trabajo de remachado a ser posible con otros procedimientos, hasta donde lo permitan las posibilidades del taller.. Ver libro de prácticas.
CUESTIONARIO -
¿Cuál es la finalidad del remachado o roblohado? ¿Qué diferencia hay entre roblón y remaches? ¿Qué es un remachado con simple cubrejunta? ¿Qué dimensiones deben tener los agujeros. para remachar? ¿Es preferible punzonar o taladrar?, ¿por qué?
BIBLlOGRAFfA E. P S" Tecnologla Mecánica. Librería Salesiana. Barcelona 1965. F. P" C. T, Carpenteria.. Co/legamenti Finitura. Ciclo di lavara, Vallechi.. Florencia 1968., STRANEO S L*CONSORTr R, El Dibujo Técnico Mecánico. Uteha, Barcelona 1965
Tema 31. Uniones desmontables OBJETIVOS
Conocimientos de algunos elementos normales de unión Iniciación en la aplicación de las normas Designación e identificación de elementos normalizados. GUiÓN -
Tornillo" Designación de un tornillo Clasificación de los tornillos, Tuercas, Formas norma rizadas de tornillos y tuercas Arandelas, Dispositivos de seguridad Caracterlsticas de los tornillos Pasadores" Chavetas lengüetas., Aplicaciones de ros elementos de unión,
PUNTOS CLAVE -
Seguridad en la designación de elementos normalizados. Interpretación de elementos de unión en conjuntos y en listas de piezas,
EXPOSICiÓN DEL TEMA
Uniones desmontables En los temas 27 al 3D ya se ha dicho algo referente a uniones fijas, Si esos sistemas son interesantes, no lo son menos, y por supuesto, más frecuentemente empleados, las uniones desmontables La diferencia esencial entre los dos grupos estriba principalmente en que de ordinario los primeros no se pueden deshacer sin estropear, al menos, uno de los dos elementos, y porque generalmente no se puede volver a unir con las mismas caracteristicas. Las uniones desmontables, por el contrario, pueden hacerse y deshacerse cuantas veces se quierao 180
Los elementos de unión en su mayoría están normalizados, por lo cual, en su aplicación habrá que tener en cuenta las normas correspondientes Nos referimos ordinariamente a las normas UNE o, en su defecto, a las normas DIN, Los elementos más empleados en las uniones desmontables son: Elementos roscados: tornillos y tuercas, Arandelas, Pasadores, Chavetas, Lengüetas,
Fig. 31.1 Tornillo de cabeza hexagonal
31 . 1 Tomillo En su acepción más amplia, es un cilindro parcial o totalmente roscado, provisto frecuentemente de cabeza. La parte cilindrica la llamamos vástago
o caña, Los tornillos tienen forma muy variada en cuanto a la cabeza y al extremo o punta, con el fin de satisfacer las múltiples necesidades. Describimos sólo algunos de uso más corriente y remitimos a las normas para ampliar (fig. 31.1),
31.11
Designación de un torní/lo Para la designación normalizada, según DIN, es necesario consignar: 1.. ° Nombre del tornH/o.· hexagonal, cabeza redonda, etc., o denominación 2.° Designación de la rosca. M 12; ,/,"; M 20 x 1,5, etc. 3.0 Longitud del tornH/o, en cuyas normas se indica si está incluida o no
la cabeza. 4. ° El númelo de la nOlma. DIN 931, etc 5.° La ejecución m, media; mg, semibasta; g, basta. 6.° Características de lesistencía según DIN 26: 4A, 4D, 5D, etc. Hay otras particularidades a tener en cuenta: agujeros para pasadores, etc. Ejemplo: Tornillo hexagonal de rosca métrica ISO de 16 x 60 DIN 931 m 88; si no se designa la ejecución se pone un guión en lugar de la letra correspondiente:
IM
16
Fig 312
Tornillo unión
60 DIN 931 - 881
En cada norma se indica siempre la forma correcta de designación
31.1 2
C/asífícacíón de los tornillos
Existe una gran variedad de tornillos Nos limitaremos a los más comúnmente empleados: 31 1 2.1
Tomillos de unión
En la figura 31 2 tenemos un tornillo de cabeza hexagonal La urnon de dos piezas se hace a través de un agujero pasante -sin rosca- de una de ellas y roscando en la otra, como en una tuerca Este tipo de fijación debe evitarse cuando la pieza roscada sea de fundición o aleaciones ligeras, porque se rompe la rosca de la tuerca con demasiada facilidad. Para estos casos, se usan tornillos pasantes, cuya fuerza de unión se produce por la presión entre la tuerca y la cabeza 31 1 2.2
I
Fig 313 Tornillo pasante.
Tomillo pasante
Es un tornillo que atraviesa las piezas a unir sin roscar en ninguna de ellas (fig . 31.3). La sujeción se efectúa mediante una tuerca V una arandela que es necesaria cuando el material en que se apoya la tuerca no es suficientemente duro
Cuando ésta solución no es posible por no poder atravesar las dos piezas -bloque cilíndrico en los motores y en otros muchos casos- se recurre a los tornillos, llamados espárragos 31.1 .2 3
Espáflago
Es una varilla roscada en los dos extremos sin variación de diámetro (figura 31 A) Un extremo va roscado en la pieza mientras que el otro tiene rosca exterior, no tiene cabeza y la sujeción se logra por medio de una tuerca .
181
Fig, 31 A
Espárrago
!
Fig 31.5 Otiles para colocar espárragos
La finalidad principal perseguida con este tipo de tornillo es evitar el deterioro de los bloques o conjuntos a que van sujetos: en la parte roscada, si el material no es muy resistente, fácilmente se romperán los hilos -sobre todo si se aprietan o aflojan con frecuencia y si la cantidad de hilos que trabajan son pocos-o Montale oy desmontaje de espárragos Los espárragos se colocan apretados en la pieza roscada, por ejemplo, con un útil semejante al de la figura 3105 Y ya no se quita de alli sino que, cuando hay que aflojar o apretar, se hace con la tuerca Para que el extremo fijo no rompa los hilos, la longitud roscada suele hacerse: para acero, acero moldeado, bronce y metal ligero bonificado, b = l,25d: y para metal blando, b = 2,5d (figo 316)0 31 012 4
Fig 316 Proporción de la parte roscada. según el material
Tomíllos autorroscantes para chapa
Para uniones que deban soltarse raramente, para metales blandos o aceros de menos de 50 kg de resistencia, en carrocerlas, en mecánica fina y en electromecánica, se emplean los llamados tornillos autorroscantes o de corte que llevan unas ranuras (fig 317) Y cuya rosca se endurece por cementación o temple superficiaL El tipo tirafondo, también autorroscante, es muy empleado (fig 31 8) 31 1205
Tomillo prisionero
Es una varilla roscada por uno o dos extremos (fig 319): su colocación se realiza entre la tuerca y el tornillo, taladrado previamente, y roscando como indica la figura 3130
3L1 2 6
fW<«((~ Fig. 31 7 Torníllos para chapa., A. tornillo; B, aplicación
Los pernos de articulación son piezas sencillas con una parte perfectamente cilindrica, para que sirva de eje a alguna articulación, y dotadas de algún dispositivo de fijación, como una llJerca (figo 31 10) o un pasador 310012 7
Tornillo autorroscante o de corte
Fig 319
TornHlo prisionero
Pernos de anclaje
Para la sujeción de máquinas al suelo se emplean los llamados pernos de anclaje (fig 31 11) 31 1 3
Fig 318
Pernos de articulación
Tuerca
Es el elemento que junto con el tornillo sirve para sujetar piezas Las tuercas más usadas son las hexagonales, generalmente con los extremos
achaflanados (figo 31 12) que también suelen llevar un avellanado· en la rosca La desi¡:¡nación normalizada se indica de una manera similar a los tornillos Ejemplo-: Jtuerca hexagonal M20 OIN 934 m-41 31 1 4
Formas normalizadas de tuercas
Téngase presente siempre que, para lograr unir con tornillos dos piezas, es necesario emplear una o dos tuercas para su sujeción En la tabla 31 13 se muestran las formas de algunos de los tipos más usados, según normas OIN aplicación
Fig 31.10 Tipos normalizados de pernos de articulación
311 5 Arandelas Son de acero y se emplean cuando el material de la pieza, en la que se asienta la tuerca, sea más blando que el material de ésta o bien cuando la superficie no esté perfectamente trabajada, y en otras ocasiones como elementos de normalización de las tuercas para seguridado 31 151
(:fases de arandelas
Existen dos clases de arandelas, según su aplicación y finalidad: Arandelas de proteccióno Arande/as de seguridad
a) Arandelas de protección Son de forma cilindrica recta O/N 1 441 o con chaflán O/N 1 440 (fig 31 14)
Fig. 31.11
Perno de anclaje.
b) Arandelas de seguridad Son las que se interponen entre el tornillo y tuerca para evitar que se afloje la tuerca (figo 31015)0 182
Tabla 31.13 Denomi~
nación
Forma
formas normalizádas
Se usa
Denomi~
nación
Hexagonal normal
~ ,,'
mariposa
Hexagonal estrecha
®
Como contra· tuerca.
De cuatro brazos
Q
En tuercas vistas (sirven de adorno a la vez),
Hexagonal ciega,
De empleo gene~
~
Cuadrada
Hexagonal almenada
t8
En uniones ordi~ narias (muy usa~ das en carplnte. ria). En pasadores de aletas,
Oc
Moleteada.
Redonda
,on ranura" Redonda
,on agujeros
de
tuercas. Se usa
Forma
~ ~
Fig 31,12 hexagonal Se aprietan con la mano. En uniones o f¡· jaciones de fre-
@@
~
t!I ~
¡
¡ , ,
cuente desmonte,
Tuerca
Se aprietan con llaves especiales En regulación de
Fig, 3114 Arandelas;' A,. cillndrica: S.. con challán
ejes de máquinas
Dispositivos de seguridad
31 1 6
Los tornillos que unen piezas pueden aflojarse a pesar de la tensión inicial, cuando por alguna causa, se produzca una dilatación en el vástago del tornillo: calor, trepidaciones, etc La seguridad se logra por algunos de los medios siguientes:
Fig. 3115 Arandela de seguridad y forma de colocación
Por doble tuerca
31 1 .6.1
Llamada también contratuerca, que puede ser más estrecha (fig 31.16). En esta figura se ve por qué debe colocarse la más estrecha junto a la pieza. 31 16 2
Por rozamiento con tuefcas especiales
Que llevan un anillo fijo de fibra sin roscar que es comprimido por la rosca del tornillo; la tuerca podrá aflojarse o apretarse repetidas veces sin que pierda eficacia (fig 31 17)
B
Por retención mecánica Por pasador y tuerca almenada, cabe la posibilidad de reajuste según
tuerca
el número de ranuras (fig. 31.18) - Con tuerca especial (fig 3119) Y tornillo prisionero - Con arandelas de seguridad, de las cuales hay gran variedad normalizadas, por ejemplo, la DIN 93 (fig. 31 20); otra muy empleada es la de la figura 3121, sobre todo por rodamientos, cuando se empleen tuercas con ranuras exteriores
arandela
31 1 6 3
-
3116.4 POI arandelas elásticas' - Arandelas elásticas dentadas exterior o interiOlmente (fig. DIN 6967.. Arandelas de muelle (fig. 31 23) DIN 137 - Anillos de muelle -arandelas Grower- (fig . 31.24) DIN 127
31 22)
~ V///..l1
1
tornillo
tuerca
~
"''7'7~~
pieza
Fig 31.16 Sujeción por doble tuerca:' A montaje: B, detalle
Fig 3119 Seguro por tornillo prisionero
IY///
W¡j
anillo de nailon
Fig 31.17 Tuerca hexagonal de autoseguro
Fig, 3118 Sujeción con pasador de aletas y tuerca almenada
Fig, 31.20 Dos apos de arandelas de seguridad
183
G
Fig, 3122 Arandelas elásticas dentadas: A, exterior; B, interior;
31 .1 .7
e,
aplicación
Características de los tornillos
Los elementos que caracterizan los diversos tipos de tornillos son: La forma de la cabeza Extremos de tornillos Longitud de la rosca Salidas de rosca 31.1.7 1 Forma de la cabeza
Fig 3121 Arandela de cierre para rodamientos Aplicación
Las cabezas pueden ser de varias formas, de las cuales las principales son (Iig, 3L25): a) Cabeza hexagonal b) Cabeza cuadrada, e) Cilíndrica con ranura para destornillador d) Avellanadas con ranura e) Gota de sebo t) Redonda con ranura g) Cilíndrica con hexágono interior (tipo Allen) h) Otras especiales, Agujeros pasantes y avellanado para alojamiento de las cabezas de
los tornillos
Fig
"" ' 'M"'© de muelle
Las piezas unidas por tornillos, en la parte no roscada, llevan agujeros pasantes, de los cuales damos las medidas normales, en la tabla 31 26 Los avellanados están también normalizados. tanto los cónicos (flg 31 27) como los cilindricos (fig 31.28) para los diferentes tornillos; en las figuras 31 27 Y 31 28 se da un extracto de las normas DIN 74 Y 75
;
Avellanado segün OIN 74
Fig 31.27 Asiento de cabeza cónica
31 1 7 2
Fig 3125 Forma de las cabezas de tornillos
EKlremos de tornillos
- Para asegurar la posición de las piezas después del montaje o para regular el ajuste de guias o regletas, se emplean los tornillos, varillas roscadas, pivotes, con un extremo o punta apropiada En la figura aparece un extracto de la DIN 78 (fig 3129) Estos extremos de tornillos quedan incluidos en la longitud de la rOsca bombeado
Fig.. 3130A Alojamiento para extremos de espiga
Fig 3128 Asiento de cabeza cilíndrica
achaflanado
Fig 3129 Extremos de tornillos
184
ospiga rebajada
espiga cilindrica bombeada
un punta
Tabla 31026
Tablas de agujeros pasantes. Ditlme/ro del Ilgujcro ·DiiJme/ro de 111 rosca
Dillme{ro del agujero Ditlmc/ro de 111 rosca
1
Fino
11
Medio
12
U
13
14
14
15
16
16
17
17 2 23 25 26 3 35 4
18 22 25 27 2a
la 19 2.4 27 2.9 3
5
6 7 8 10 12 14 10 19
3.. 2
3,.4
3,7 43 5.3 64 74
3,9 45
B,.4 10.5
13 15 17
19
20 22
21
23 25 28
24
27 30
31
34 37 40 43 4B 50
33 JO
39 42 45
4B 52 96
54
58
5,5
66 7.6 9 11 14 16 10 20 22 24 2G 30 33 JO
39 ·~2
Bas(o
1.3 15 la 2 22 26 29
3.1 3,2 36 4,1
4.a 5.8 7 8 10 12 15 17
19 21 24
26 28 32 35 3B 42 45
48
4B 52
52 96 G2
66
45
56 G2
60 64 6'
Fino
Medio
Bas(o
G2 GG
G6 70
70
70
74 7B
B2
'2
BG
7G
74 7B
RO
B2
90 100 110 120 125 130 140 150
93
96
104 114 124 129 134 144
107
72
155
'1,
14
'l.
17 20 23
~In
1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2
3 3 4 4 5 5 6
BG
117 127 132
137 147 158 15 19
91 101 112 122
132 137 144 155 165 16 19 24 2G 30 34 37 40
58 GO
70
'l.
70
74
7B 93
B2
BG
'1 ~
"
106 116 130 140 155
'1,
26 30 33 36 40
~/"
43
l/u'
'l.
J/ u '
'l.
46 52
'l.
'1,
'/ ~ '/ ~
104 118 130 142 155
106 120 130 145 100
48 50 5a GG 74 7B
165
Fig 3132 Varillas y pivotes de ajuste y fijación por contratuerca,
~
•.. C '
LJ
DO
Fig 31 33 Diversas formas de salidas de roscas
Longitud de la rosca
La longitud de la rosca varía según las necesidades de aplicación, aumentando de cinco en cinco milímetros 311 74
Fig. 31,31 Avellanado para puntas y espiga apuntada
45
Alojamiento para extremos de tornillos: para el extremo de espiga cuando ha de servir de fijación, debe hacerse un agujero (fig. 31 30A) en las terminaciones de espigas según la figura 31 308 - Para extremos de punta o espiga cilíndrica apuntada. debe hacerse un chaflán (fig 3131) Para el extremo de chaflán afilado, hace él mismo su alojamiento Cuando se emplee para ajuste de una regleta de guia una varilla roscada o un pivote, generalmente no necesitará alojamiento el extremo, sino que se recomienda el seguro de posición por medio de una tuerca rebajada que servirá de contratuerca (fig 31 32) 31 173
Terminaciones
74 7B
22 25 2B 32 35 3B 42 45 4B 54 G2
'1"
Fig. 31.30B de espigas
Salídas de roscas
-f---DFig, 3134 Pasador cillndríco
En la lígura 31.33 damos un extracto de las salidas de rosca En los dibujos no suele hacerse ninguna indicación, cuando es normal; sí, en cambio, cuando es especial; por ejemplo, las necesarias para roscado en torno, con herramientas 31 1 8
Pasadores
Los pasadores son piezas redondas y alargadas que sirven para asegurar o impedír un movimiento o para asegurar la posíción de dos o más píezas; pueden ser: Pasadores cilindricos. Pasadores cónicos Pasadores de seguridad, 31 181
pasadoros de situación
Fig, 31,35 Aplicación
Cilíndricos
Existen pasadores cilindricos calibrados a una medida fija (fig 31 34). Para el empleo de ellos es necesario escariar el agujero, Sirven para posicionar una pieza respecto a otra, pero no para fijarla, DIN 7 (fig 31 35) 31. 182
Cónicos
UNE 17060 (fíg 31.36) Sirven también muchas veces de sujeción, y así,
185
Fig" 3137 Aplicación
1J1
-Il- -
r;.!2I1i.f.Lda~ _ _ l-
-lf-Ú-
_.!L
Fig 31.36 Pasador cónico
por ejemplo, se utilizan para evitar el desplazamiento longitudinal de elementos en un eje (fig.. 31 .37). El agujero se taladra con varios taladros y después se practica un escariado cónico (fig. 31.38). Fig. 31. 38 Escaliado de agujeros cónicos,
Fig. 3139 Pasador de tensión y aplicación
31.1 B.3 De seguridad Los principales los podemos clasificar en: Pasadores de tensión o elásticos. Pasadores de aletas. Pasadores estriados Pasadores de tensión o elásticos. Sirven para fijar unas piezas a otras y tienen la ventaja sobre los pasadores cillndricos o cónicos de que para su montaje no es preciso ni escariado previo ni ajuste de precisión. Sin embargo, para un posicionamiento de precisión no pueden sustituir a los anteriores (fig. 31.39) - Pasadores de aletas. Se utilizan para inmovilizar tuercas y aplicaciones semejantes (fig. 31.40) . - Pasadores estriados. Los cilíndricos estriados, según DIN 1470, 72 73, 74 ó 76, tienen aplicaciones particulares (fig. 31.41) Y pueden ser más económicos que los cónicos, pues, como hemos dicho, no necesitan escariar el agujero; tienen, en ocasiones, el inconveniente de que al desmontarlos ya no quedan utilizables; pero, dado su bajo precio, esto no suele tener importancia Los pasadores normalmente no se usan para transmitir esfuerzos a no ser
que estos sean pequeños (fig. 31.42) Cuando se emplean como elementos de situación (fig. 31.43), no suele practicarse el alojamiento hasta tener la certeza del exacto emplazamiento de las piezas Solo entonces, y teniendo firmemente apretadas las piezas, se hace el taladro y, si es necesario, el escariado En estos casos se suele indicar en el dibujo diciendo: {(taladrar y escariar en el montaje»..
Chavetas
31 1 9
Las chavetas son prismas de sección generalmente rectangular y pueden ser: Fig
Transversales Longitudinales
3140 Pasador de aletas y aplicación
31.1 .9 1
Transversales
Se usan para unir ejes entre sí, tienen forma de cuña, y pueden ser simétricas o asimétricas (fig 31.44A) También tienen aplicación para fijar los útiles en algunas máquinas herramienta (fig. 31448)
Fig 3144A
Chaveta transver.sal o cuña
Fig. 31.448 Aplicación a máquinas herramientas
311.92 Longitudinales Sirven periectamente para ia unión de ruedas, poieas, volantes, etc. Pueden D!N
•
11.74
ON 1476
Clavo MI.llado con c.aber...vellan.cb
O/N U.77
Fig 31.41 Pasadores estriados.
ir encajadas o simplemente apoyadas en los ejes. las hay con cabeza o sin ella.
Las figuras 31.45, 31.46 y 31 47 presentan chavetas, según la DIN 6881, 6868 y 6887.
Las dimensiones para las chavetas y los chaveteros (asi se llaman a los alojamientos de las chavetas) están normalizados.
31.1.10 Lenguetas Son una clase de chavetas llamadas chavetas de ajuste . En la figura 31 48 se ven lengüetas segun DIN 6885. Se diferencian esencialmente de las cha186
Incl. 1:'100
Fig 31,42 Pasador de estrlas que soporte esfuerzo Fig, 31.45 Chaveta longitudinal DIN 6887
vetas en que el ajuste lo hacen por las caras laterales, en lugar de hacerlo por la superior, como aquéllas. Van encajadas en los ejes y pueden deslizarse suavemente sobre los chaveteros de las poleas o ruedas (Iig. 31.49). A veces, para dimensiones grandes, se las sujeta al eje con tornillos (Iig. 31 . 50).
Fig. 31.43 Pasadores de estrías de posicionamiento,
Fig 3146 Chaveta longitudinal DIN 6881
Fig 31 47 Chaveta longítudinal DIN 6868
Dentro de las lenglJetas, existen las redondas (Iig. 31 51) empleadas en máquinas herramientas y en automovilismo para pequeños esfuerzos.. Tienen el inconveniente de debilitar el eje, por la gran prolundidad del chavetero (Iigura 31.52) En algunas ocasiones lacilitan el montaje o desmontaje.
D/N
68BS
D/N
forma A
6BBS forma G
31111
6B8S
forma F
!1
D/N
Fig 3149 Unión por lengüeta
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Fig 31 48
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"'H! t tfl
f'/,-2b
Fig, 3150 Lengueta de ajuste con tornillo de fijación
Diversos tipos de fengúetas
h;4==h
Aplicaciones de los elementos de unión
Las liguras 3153 Y 3154 muestran la aplicación de elementos normalizados en una máquina-herramienta moderna.. La ligura 31 .55 reproduce el dibujo de un grupo de piezas de una máquina incluida la lista de piezas, y en ella la designación completa de los elementos normalizados.
~
D/N
6BB8
Fig 3151
,-----,-14
Lengüeta redonda
MEDIOS DIDAcTICOS Una buena colección de elementos normalizados pueden ayudar a conocer estos ele~ mentas, El estudio de dibujos de conjunto y listas de piezas bien ejecutados, dan3n ocasión de interpretar e identificar elementos normales,
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO - Hacer un estudio de elementos normalizados para uniones desmontables.. acompañado de la lista de nombres y número de la norma.. - Hacer una lista de los elementos normalizados que se aprecian en las figuras Buscar el número correspondiente para tres de ellos y designarlos normalizada mente.
187
Fig 31.52 LengtJeta tipo Woodru!t, montada en un eje
Fig 31 53 Aplicación de elementos de unión normallzados
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DE
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N 9051..03000 Q
Origina! nO
Fig, 31 55 Grupo o conjunto de piezas con algunos elementos de unión.
188
18
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3 11"1/,·
I
19 ~ 31,5 .0:45
1. 31. 1.8
Fig" 3154 Aplicación de elementos de unión normalizados
BIBLlOGRAFIA KLEI N M, Introducción en las normas DIN. Editorial Balzola. Bilbao 1967 Normas UNE, Instituto Nacional de Racionalización y Normalización, Madrid E, P. S., Tecnologla Mecánica. tomos primero y segundo. Ediciones Don Bosco, Barcelona 1970.. SCHROCK .r, Montaje. ajuste. verificación de elementos de máquinas. Editorial Rever· té, S, A, Barcelona 1965. MATA J. Y ALVAREZ e, Técnicas de Expresión Gráfica 1,1. Metal. Ediciones Don Basca. Barcelona 1975,
VOCABULARIO TÉCNICO Avellanado' El hueco que se hace en las piezas para que la cabeza de algunos tornillos quede oculta o a ras de la superficie, Varilla roscada~' Tornillo sin cabeza, roscado en toda su longitud Pivote; Tornillo sin cabeza, roscado s610 por un extremo" Escariar: Operación que se realiza después del taladro para dejar el agujero dentro de la tolerancia y las superficies de taladro lisas,
189
8.
Operaciones a máquina-
Tema 32. Brocas OBJETIVOS
,i
- Conocel las blocas helicoidales, paltes de que se componen y desclipción de cada una de ellas. - Afilado a mano de las blOcas - Indicar las normas impoltantes de los afilados especiales y lecursos pala obtener más rendimiento de corte en las blOcas GUiÓN -
Taladrado
-
Broca.
-
Brocas helicoidales,
-
Tipos de brocas helicoidales.
-
Afilado de las brocas helicoidales Brocas especiales.
PUNTOS CLAVE -
Angulos de las brocas
-
Afilado en funci6n del material
-
Emplear la broca apropiada para cada clase de material.. No intentar trabajar con la guia o faja desgastada.
CONOCIMIENTOS PREVIOS Normas para el empleo adecuado de las muelas de afilar,
EXPOSICiÓN DEL TEMA 32.1
Taladrado
oe:
t:s la operaclon que tiell~ (JUI oiJjeiu hal;er agujero~ pur t;urle virutas, con una herramienta llamada broca, sobre difeí8ntGs tipos de material. cuya
posición, diámetro y profundidad han sido determinados previamente. 322
Broca
Es una barra de acero templado, de tal manera afilada por un extremo, que al girar pueda penetrar en un cuerpo y cortar pequeñas porciones llamadas virutas Hoy dia las brocas más generalizadas son las llamadas helicoidales. Las demás pueden considerarse brocas especiales..
190
32<3
Brocas helicoidales
Son las más comúnmente empleadas para taladrar metales, por su alto rendimiento En la broca helicoidal hay que distinguir: la cola o mango; el cuerpo y la boca o punta (fig< 321)<. cola o mango
cucllo
cuerpo
punta
Fig 32 1 Broca helicoidal
de mango cillndrico
32<31
Cola o mango
Es la parte de la broca por la cual se fija a la máquina Generalmente es cilíndrica o cónica, aunque excepcionalmente pueda tener otras formas - Mango cillndrico. Es del mismo diámetro nominal de la broca (fig. 321). Suele emplearse para brocas menores de 15 mm< - Mango cónico, Estos mangos tienen forma de tronco de cono, Tienen forma y dimensiones normalizadas Los tipos más empleados son los llamados conos Morse (fig.. 32.2) Los conos Morse se designan según su tamaño, con los números del O al 7.. El número de cono que corresponde a cada broca es: Cono Morse n° 1, para brocas hasta 15 mm. Cono Morse nO 2, para brocas mayores de 15 hasta 23 mm Cono Morse n ° 3< para brocas mayores de 23 hasta 32 mm. Cono Morse n ° 4, para brocas mayores de 32 hasta 50 mm Cono Morse n ° 5, para brocas mayores de 50 hasta 80 mm Cono Morse nO 6, para brocas mayores de 80 hasta 100 mm Cono Morse nO 7, para brocas mayores de 100 mm - Mecha o lengüeta Es el extremo del mango; rebajada en forma plana, ajusta a una ranura apropiada para ayudar al arrastre de la broca en las cilindricas y para la extracción, en las cónicas Los mangos normales cónicos la llevan siempre; las de mango cilíndrico, sólo algunas -las mayores- Algunas brocas cilíndricas llevan a todo lo largo del mango uno o más píanos fresados para sujetarías a portabrocas especíales y así facílitar el arrastre (Iíg 32 1) Fig 322 Broca helicoidal de mango cónico
3232 Cuerpo Es la parte de la broca comprendida entre el mango y la punta El cuerpo de la broca lleva una o más ranuras en forma de hélice Las brocas normales llevan dos - Alma de la broca El espesor central que queda entre los fondos de las ranuras se llama núcleo o alma< Va aumentando hacia el mango, es decir, las ranuras son cada vez menos profundas Se hacen así para darle más robustez a la broca (fig.. 32.3) Fig, 323 Núcleo o alma
- Fala O guia, Faja o guía es la periferia del cuerpo, que no ha desaparecido con las ranuras. Parte de estas fajas se rebajan Iígeramente (fig< 32.4), y queda solamente una faja-guia a lo largo del borde de ataque. Se hacen estos rebajos para que no roce la broca en el agujero o taladro El diámetro de la broca se míde, en consecuencia, sobre las fajas-guia, y junto a la punta, ya que la broca suele tener una pequeñísima conicidad -0,05 %-, dismínuyendo hacia el mango El otro borde de la faja se llama talón, - Cuello Cuello es un rebajo que llevan algunas brocas al final del cuerpo junto al mango.. En él suele ir marcado el diámetro de la broca, la marca del fabricante y, algunas veces, el acero de que está construida 191
32.3.3 Boca o punta
E
superficie de
~
desprendimiento
filo -",! / / . ~-' superficie
\
,
da inciaencia ,
destalonado faja-gula
Es la parte cónica en que termina la broca y que sirve para efectuar el corte. En la boca, deben distinguirse: - El filo t1ansvelsal, que es la línea que une los fondos de las ranuras, o sea, el vértice de la broca El ángulo que forma con las aristas cortantes es de 550 para trabajos normales (fig 32.4) . - El filo principal o labio es la arista cortante; une el transversal con la periferia o faja-gula (fig. 32.4) Destalonado del labio, es la calda que se da a la superficie de incidencia, al rebajar el talón, Tiene forma cónica. En el destalonado correcto radica la clave para obtener un buen rendimiento de la broca. - Angula de la punta. Se llama ángulo de punt) E al comprendido entre los filos principales - Angulas de cOlte. En el mismo labio cabe distinguir tres ángulos, llamados: ángulo de filo o ángulo del útil B, ángulo de Incidencia A y ángulo de desprendimiento El más importante para nosotros es el ángulo de incidencia. porque es el que podemos variar con el afilado
e
"'6n ~'"gr~"';p,'
~
lilo transversal, _
_ _.
_
....
Fig. 32.4
"
'--..faja-gula
Nomenclatura
de la punta de la boca,
324 Tipos de brocas helicoidales - Brocas helicoidales de mango cónico, cono Morse, diámetro de 8 a 70 mm - Blocas helicoidales de mango cilíndrico series corta, normal y larga - Brocas helicoidales con agujeros de lubricación para agujeros profundos (fig, 32.15). - Brocas helicoidales con más de dos ranUlas, llamadas broca-escariador para agrandar un agujero dado con anterioridad (fig. 32.11) 325 Afilado de las brocas helicoidales Ante todo hemos de decir que no es fácil afilar las brocas sin un dispositivo especiaL Con todo, un mecánico que se precie de tal, debe lograr afilados correctos Hay que practicar el afilado hasta lograr un buen rendimiento Una broca normal debe reunir las condiciones siguientes:
32 51
Fig 32.5
Verificación de los labios
Angula de punta
El ángulo de punta de las brocas normales es de 118° En general, debe ser tanto mayor cuanto más duro y tenaz sea el material que se haya de taladrar Los ángulos de punta que se deben emplear Son: , = 118° a 116°, para acero, fundición, latón ordinario y materiales de dureza similar; , = 140°, para aluminio y sus aleaciones, acero y fundición dura; , = 135° a 125°, para fibra vulcanizada, aceros, trabajando en caliente, forjados o estampados; , = 100° a 80°, para electrón, madera, bakelita, ebonita y fibra; , = 60° a 50°, para materias plásticas moldeadas y caucho endurecido No es suficiente que el ángulo de punta sea el adecuado. Es preciso, además, que sean iguales los ángulos que forman los filos principales con el eje de la broca y que dichos filos tengan exactamente la misma longitud De este modo, la punta quedará perfectamente centrada con respecto al eje de la broca Esto se comprueba con unas galgas especiales de afilar brocas (fig. 325)
325 2 Angula de incidencia y destalonado
Fig 32.6 Plantilla para verificar
el ángulo de
¡ncjdencia~
Cuanto mayor sea el ángulo de incidencia, se dice que más destalonada está la broca. El ángulo de incidencia normal es de 12°, mas si el material es duro se puede reducir hasta 6° y aún menos (fig, 32.6). La mayoria de las veces, el mal rendimiento de las brocas es debido al incorrecto destalonado de la superficie de incidencia y, por tanto, al equivocado ángulo de incidencia Si el afilado se hace a mano, se transmitirán a la broca dos movimientos combinados, como se muestra en la figura 32,.7, cuyo resultado se comprobará con las galgas y observando la punta de la broca (fig, 32,.8).
192
32.6
Brocas especiales
- Brocas helicoidales de más de dos ranuras. Las hay de tres y cuatro ranuras (fig. 32.11). Se emplean para repasar agujeros, en bruto de fundición y para achaflanar
Fig, 32,11
Broca
de varias ranuras, Fíg, 32 7
Afilado a mano
- Brocas de pezón Son semejantes a las brocas de punta de lanza, pero llevan en el centro un pezón o mecha cilíndrica que sirve para mantenerlas centradas en un agujero-guia abierto de antemano (fig.. 32.. 12) - Fresas. Las hay de dientes fresados, llamados entonces fresas (figura 32.13). 2
FiO 328
3
Verificación del afilado
por observación. 1. bien; 2, demasiado destalonado. 3, poco destalonado Fig 32.. 13 Fresa de pezón
- Brocas para avellanar Pueden emplearse las mismas brocas normales afiladas con el ángulo de punta adecuado En este caso, debe ponerse especial esmero en que los cortes principales estén a la misma altura para que trabajen los dos a la vez; de no hacerlo asi, quedará un chaflán con escalones y aún con forma poligonaL Dan mejor rendimiento las de tres o cuatro ranuras helicoidales Se emplean también para este fin unas herramientas especiales llamadas fresas (fig 32.14) Fig. 329
Afilado por el talón
Fig 32 14 Fresa de avellanar
Brocas con ranuras o agujeros para la lubricación y relrigeración (figura 32.15).
Fíg 32,15 Broca con ranuras y con agujeros para la lubricación y refrigeraci6n Fíg. 3210 Afilado por el filo
Brocas para pasadores cónicos, sirven para abrir directamente el alo-
principal para mejor penetración
jamiento de los pasadores cónicos. El avance debe ser lento y uniforme para evitar que se clave y rompa la broca. Las aristas cortantes suelen llevar unas muescas para romper las virutas (fig 32.16). - Brocas para el taladrado de chapa, se fabrican con mango cilindrico y más pequeñas que la serie corta (fig. 32.17). - Broca para construir puntos (fig 32.. 18).
Fíg 32.17
Fíg. 32.16 Broca para agujeros cónicos.
Broca para taladrar chapas.
Fíg 32.12
Fig 32 18 Broca para construir puntase
193 7
Tecnofogla del Merall T
Broca de pezón
SEGURIDAD E HIGIENE Precauciones en las máquinas de afilar: Usar gafas protectoras 2,11 Grado de las muelas y grano de las más apropiadas, 3,.:1 Colocación adecuada de los soportes,
1}1
MEDIOS DIDÁCTICOS Audiovisuales Diapositivas;
12,1,1
Diversos tipos de brocas.
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO Haz una recopilación de brocas especiales Material de que se fabrican las brocas" Fabricación de brocas helicoidales.
EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLICACiÓN -
Afilado de brocas de varios diámetros Afilados especiales para distintos materiales. Afilado de brocas para fondos 'planos Comprobación de las brocas para ~segurarse de su correcto afilado.
CUESTIONARIO ¿Qué es la broca? ¿Para qué sirve? Explica qué parte de la broca tiene mayor importancia para lograr un buen rendimiento. ¿Es importante la lubricación y refrigeración de la broca? ¿Por qué? ¿Cómo se logra? ¿Qué es un cono Morse? ¿Cuál es el vaior del ángulo de la punta más normal?
BIBlIOGRAFfA BARTSCH W., Herramientas máquinas de trabajo, Reverté. Barcelona 1971. DANOWSKY H:, Manual práctico de Tecnologla Mecánica.. Gustavo Gilí. Barcelona 1971 E P,. S, Tecnología Mecánica. Librería Salesiana. Barcelona 1965. HENRY FORD TRADE SCHOOL. Teoría del taller. Gustavo Gili, Barcelona 1966 VAN GELDER T, J. Curso de Formación Profesional. Urmo. Bilbao 1971
Tema 33. Máquinas de taladrar OBJETIVOS
Conocimiento de estas máquinas desde el punto de vista de su utilización racional Conocer los diversos mecanismos o soportes para la fijación de piezas que van acoplados al soporte generala bancada de la máquina. - Estudio de la cadena cinemática de una taladradora.. Conocer los mecanismos de avance y penetración en las taladradoras sensitivas y en las que disponen de reductor de avance - Conocer los diversos dispositivos para fijar la broca a la máquina - Resolver los cálculos que puedan presentarse en el trabajo de esta máquina herramienta. GUiÓN -
División de las laladradoras Elementos de una taladradora..
PUNTOS CLAVE Distinguir mecanismos principales, Características de las máquinas.. Precauciones en el manejo
CONOCIMIENTOS PREVIOS Elementos de corte..
194
EXPOSICiÓN DEl TEMA Taladrado, como hemos dicho, es la operaclon que se realiza para obtener agujeros cilindricos por medio de una herramienta llamada broca. Para esto hay que dotarla de dos movimientos: uno principal de rotación, para obtener la velocidad de corte, y otro de avance o penetración, en la dirección del eje (fig. 33 1) Estos dos movimientos los obtenemos por medio de una máquina herramienta llamada taladradora. También puede realizarse con otras máquinas: torno, fresadora, etc, pero nosotros aqui sólo hablaremos de las taladradoras, que es el procedimiento más fácil para obtener agujeros por arranque de viruta,
331
Fig 331
Movimiento de la broca
División de las taladradoras
Teniendo en cuenta estos dos movimientos que necesita la broca para realizar su trabajo, podemos dividir las taladradoras: 1.0 Según el movimiento de rotación de la broca en: taladradoras rápidas, que giran de 500 a 12000 rpm; - taladradoras normales, que giran de 300 a 6000 rpm; - taladradoras lentas, que giran de 11 a 850 rpm. 20 Según el movimiento de avance en: - taladradoras de avance manual; - taladradoras de avance automático Suelen clasificarse también en taladradoras sensitivas y no sensitivas Más adelante aclararemos estos conceptos
33 11
Elementos de una taladradora
'iodas las taladradoras deben tener (fig 332): un soporte general o bancada A; - un soporte B para fijar la pieza a taladrar, o mesa portapiezas; - un cabezal o conjunto de mecanismos e, para dar a la broca los dos movimientos: de rotación y de avance; - dispositivos D, para la fácil y eficaz fijación de la broca Vamos a describir brevemente estos elementos
Fig 332 Elementos de una taladradora de columna
1
33 1 1 1 Soporte generala bancada Según este elemento fundamental, las máquinas se dividen en: taladradoras de columna; taladradoras de sobremesa; taladradoras de bastidor a) Taladradoras de columna. En las taladradoras de columna, el armazón principal está constituido por una columna redonda (fig. 33.2), en la cual se apoya un brazo, capaz de deslizarse verticalmente y girar sobre ella Este brazo a su vez lleva una mesa o plato, generalmente redondo, que también puede girar sobre su eje Al girar alrededor de la columna, puede dejar libre un espacio vertical debajo del cabezal y permitir el apoyo en la base de piezas largas. b) Taladradoras de sobremesa (fig.. 33.3) Estas taladradoras se llaman asi porque, debido a su pequeña altura, pueden colocarse encima de un banco
o mesa
Fíg. 333A
Taladradora
de .obremesa
la base que sirve para fijarla o apoyarla en el banco sirve a su vez de mesa porta piezas. Podriamos dividir estas máquinas en dos tipos: - De cabezal fijo, es decir, que siempre se mantiene a la misma altura respecto a la base. Estas máquinas llevan una mesa portapiezas, similar a las descritas en las taladradoras de columna. Podría decirse que son pequeñas taladradoras de cólumria. - De cabezal móvil, es decir, que puede acercarse o separarse a la mesa portapiezas, qúe en estos tipos es la propia base, como dijimos antes. Estas son las taladradoras más caracteristicas de sobremesa (fig. 33.10).
1 Por razones de clasiftcación se nombran algunas máquinas o elementos principales, pero s610 estudiaremos los más sencillos dejando para 2,0 curso Jos restantes.
195
Fíg 3338 Taladradora eléctrica portátil
33.1.L2Soporte para fijación de las piezas
Fig, 33,4 Mecanismo para levantar el plato
Ya hemos dicho algo de cómo suelen ser estos soportes al describir la bancada. Estudiaremos para: - taladradoras de columna; - taladradoras de sobremesa. a) Taladradoras de columna (fig.. 33.2) En estas taladradoras hay dos mesas portapiezas: una fija, la base de la máquina, otra móvil, con posibilidad de movimiento vertical sobre la columna, generalmente a mano por medio de un sistema de manivela, engranajes y cremallera (fig. 33.4) Debe incluir un sistema de retención automática; es decir, que el peso de la mesa no pueda hacerla caer, figura 33.5. Tiene también un sistema de fijación a la columna, a fin de que no se mueva una vez coloc.ada en su sitio (fig. 33.6). Generalmente el plato o mesa puede girar sobre su eje y fijarse fuertemente en cualquier posición (fig. 33.7). Algunos constructores hacen también que el brazo pueda girar hasta tal punto que el plato se incline y llegue a quedar vertical. b) Taladradoras de sobremesa. Ya hemos dicho que la máquina no lleva plato móvil; sólo mesa fija . En las que llevan plato móvil, éste es similar al descrito para las de columna, con la salvedad de que se alza o baja a mano y de que no lleva otro mecanismo que el de fijación
33.113 Cabezal
Fig, 335 Detalle del mecanismo de la figura 33,4,
Es el conjunto de mecanismos necesarios para conferir al husillo principal los dos movimientos que debe transmitir a la broca. Digamos que en algunas máquinas no forma un conjunto compacto, sino que son hasta cierto punto independientes. Para facilitar la comprensión, vamos nosotros también a descomponerlo en tres partes: husillo principal; mecanismo de rotación; mecanismo de avance
a) Husillo o eje principal es uno de los elementos más importantes de la taladradora, que debe ser de acero de buena calidad y estar convenientemente tratado. mecanizado y montado (fig 338). El movimiento de rotación lo recibe a través de poleas o engranajes; a ser posible, no debe ser solicitado por otros esfuerzos más que el de torsión; es decir, que no ha de ser forzado con tendencia a doblarlo y que debe procurarse no transmitirle vibraciones
! Fig,. 336 Mecanismo de fijación del brazo
Debe estar montado de tal manera que no tenga holgura o juego radial', para evitar que se rompa o desvie la broca al empezar el taladrado o durante el mismo. Se logra a base de rodamientos de rodillos o bolas. Tampoco debe tener holgura en el sentido del eje -juego axial-, para evitar sacudidas durante el trabajo y posibles roturas de brocas o ser causa de accidente cuando la broca atraviesa la pieza al finalizar el agujero; se elimina el juego axial con rodamientos axiales y tuercas de ajuste.. Todo va montado en un casquillo-cremallera (fig. 33.9), del que recibe el movimiento de avance axial y penetración; a su vez debe ir ajustado radialmente y tener el menor juego posible en el sentido axial. b) Mecanismo de rotación. los sistemas empleados para obtener los distintos números de vueltas del husillo principal suelen ser: de poleas escalonadas; de engranajes; de variadores de velocidad; mixtos.
De poleas escalonadas. es el sistema usado en las taladradoras de pequeñas potencias. En las de precisión y rápidas, las poleas suelen ser planas a fin de poder
Fig 33.7 Mesa giratoria.
1 Se dice holgura o juego radial, para indicar juego en sentido del radio, es decir, perpen dicular al eje de giro.
196
M
obtener mayor posibilidad de reducción y sobre todo mayor suavidad en el
:, :I :'1
funcionamiento"
Con todo, las correas trapeciales suelen ser las más usadas (lig.. 33.. 10) . Con frecuencia, las poleas pueden cambiarse de ejes para lograr una gama' mayor de velocidades. Estas máquinas disponen de un sistema rápido de tensado y destensado de las correas para facilitar la operación de cambio. Debe estar protegido el acceso a las correas y, a ser posible, al levantar las protecciones, debería quedar abierto el circuito eléctrico, de manera que fuera imposible conectar el motor mientras no estuviera cerrada la protección, con lo cual se evitarían accidentes., - De engranajes.' es el sistema más empleado en las máquinas potentes (fíg.. 33.11). Para evitar el ruido, los engranajes más rápidos suelen llevar dientes inclinados, todos ellos sumergidos en baño de aceite o lubricados a presión por bombas incorporadas en la misma carcasa - Con variador de velocidades se emplean para pequeñas y medianas potencias y, en general, para altas velocídades. Los mecanismos más empleados son los de poleas y correas, y los de conos de fricción En general, en estas máquinas suele efectuarse el cambio de velocidad con la máquina en movimiento; si no tiene embrague es conveniente, al ir a parar el motor, poner el variador a la mínima velocidad, con lo cual se evitan tirones y desgastes prematuros. Estos sistemas tienen la ventaja de poder ajustar el número de revoluciones al deseado sin escalonamientos Para conocer la velocidad a que se trabaja, llevan un tacómetro o cuenta vueltas. - Sistemas mixtos' con frecuencia se combinan los sistemas; así, en la figura 3312 aparece el esquema de una taladradora equipada con variador de conos, correas y engranajes, en el cual vemos que lleva un embrague a la entrada para evitar el resbalamiento de las correas La figura 33 13 es una combinación de poleas de escalones y engranajes
Fíg 339 Avance del husillo sensitivo
Fíg 338
Husillo principal
c) Mecanismos de avance y pene/ración en las taladradoras de bastidor el avance se logra dando movimiento a todo el cabezal; en unas, por medio de cremallera; en otras, por medio de husillo roscado En todas éstas, el movimiento puede hacerse a mano o automáticamente
La mayoría de las taladradoras emplean el sistema de piñón y cremallera para hacer avanzar el husillo principal, en tanto que permanece fijo el cabezal Según la manera de dar el movimiento al piñón de la cremallera, se dividen en:
sensitivas; -
con reductor.
Fíg. 33.12 Transmisión mixta por variador y engranajes
i.~~~~]·.LC)
,
,
1,
_.--.......-jI<:1
LUl-,
Fíg- 3310
Transmisión de poleas
Fíg 3311
Transmisión por engranajes
y correas trapeciales. 1
Fíg. 33.13 Transmisión mixta por poleas y engranajes
Gama de velocidades: gradación o numeros de velocidades,
197
- Talad/adoras sensitivas (fig, 33.9). Se 'Ilaman asl aquéllas a las que se da el movimiento al piñón accionando a mano un volante o palanca exterior incorporada al mismo eje del piñón. Asi el operario aprecia muy bien la presión que ejerce la broca contra la pieza, - Taladradoras con reductor de avance, Las llamamos asl porque el movimiento al piñón de la cremallera se le comunica a través de una reducción (fig. 33.14), generalmente de rueda helicoidal Y tornillo sin fin. Se emplea este sistema en las máquinas medianas o grandes con el fin de reducir el esfuerzo necesario para la penetración -no en el husillo, pero si en el volante de accionamiento manual, con lo cual ya no se aprecia la presión de penetración-, En la mayoria de las máquinas, es posible, por medio de embragues o sistemas más o menos ingeniosos, desacoplar el sistema de reductor y moverlas directamente como en las sensitivas. Esto suele emplearse para la operación de acercamiento y para el retroceso rápido. Todas las máquinas suelen llevar un sistema indicador de la profundidad de penetración, que puede ser lineal (fig, 3315); otros llevan un tambor circular graduado, colocado en el eje del piñón de ataque de la cremallera, es decir, en la palanca de accionamiento manual También todas las máquinas llevan un sistema de equilibrado para contrarrestar el peso del husillo o del cabezal Puede ser de contrapeso o de resortes graduados Ordinariamente se regulan de manera que, al disparar el automático o dejar la palanca de accionamiento libre, retroceda instantáneamente el cabezal o husillo y con ellos la broca 331 1.4
Dispositivos para fijar la broca
Las máquinas grandes suelen llevar en la punta del husillo un agujero cónico, preparado expresamente para recibir las brocas de cono morse (fig 33.8). Lleva una ranura que sirve para la extracción de la broca.
Fig. 3314 Avance por reductor
o
6-' é o'
o O
-
o
oo
Fig, 33, 15 Indicadol de profundidad
Manguitos
Cuando el husillo tiene el agujero mayor que el cono de la broca, se emplean unos casquilllos o manguitos reductores con cono morse, tanto por el exterior como por el interior (fig. 3316) En la figura 33 17 se ve un juego de éstos; el pequeño tiene cono nO 1 interior y n.o 2 exterior, el mediano, n. o 2-3, y el mayor n° 3-4 A veces se usan también manguitos ampliadores corno el de la figura 3318 cuando el cono de la broca sea mayor que el agujero del husillo.
Normas prácticas
El perfecto centrado del husillo y su buena conservación son importantlsimos para que las brocas giren centradas y sean arrastradas sin dificultades Antes de fijar una broca en su asiento, hay que limpiar el cono Interior y exterior -y siempre con la máquina parada-, La mecha del cono sirve para la extracción de la broca, no para el arrastre No golpear nunca, ni los manguitos, ni los conos de las brocas con martillo; para fijar las brocas en el husillo o los manguitos, hay que emplear una madera o maza de plomo o plástico. Para sacar la broca o los manguitos, emplear siempre cuchillas apropiadas, corno la de la figura 33.19 y mejor aún, las de la figura 3320, que no necesitan martillo, como se ve en la figura, Si se emplea la de la figura 3319, procurar que la punta de la broca esté cerca de la mesa y encima de ésta colocar una tabla, con lo cual no se dañará ni broca ni mesa, ya que no se podrá sujetar con la mano por tener ésta ocupada en la cuchilla.
-
Portabrocas
Las brocas cilindricas suelen sujetarse por medio de unas pinzas, llamadas Fig. 33. í {] /víiJJlguita cónico reductor
po~tab!'Ocas Debe!"'! mantener las brecas perfcctnmente celitiéidéi5 y con fUE:iZa suficiente para que no gimn du;;:¡nte el taladrado. ,
Se fabrican de muy variadas formas: para brocas pequeñas, son preferibles los que aprietan sin necesidad de llave (fig 33,21) (transparencia 12,1); para brocas mayores, suelen emplearse con llave (fig. 3322),
Fig 33,18 Manguito cónico ampliador.
Fig. 3317 Juego de tres manguitos.
198
-
Conservación de los portabrocas
Lo dicho para los conos de las brocas y manguitos sirve para la conser· vación de los portabrocas: No golpearlos ni forzarlos. Si una broca patina después de apretarla normalmente. será debido a que no corta bien por estar mal afilada, o porque se pretende avanzar demasiado rápidamente o por estar el porta brocas estropeado. . En los taladros pequeños, suele ir colocado directamente en el husillo y no se saca nunca. Para colocarlo en las máquinas normales, llevan un cono morse adecuado (fig 33.23).
iI
PROBLEMAS L° Calcular las revoluciones por minuto a que puede girar el husillo de una taladradora como la representada en el esquema, si la polea A tiene de diámetro: d 6 .... , 05. ds = 133,
d. ~ 162. d 3 ~ 188. d, ~ 215, d, ~ 238; Yla polea 8 tiene de diámetro: d" dIO ~ 163. d, = 137, de ~ 11 O. d, ~ 87 El motor gira a 1 460 rpm
~
220. d"
~
192,
Como se ve en el croquis las poleas se pueden cambiar de ejes, por tanto el número de velocidades será en total de 12,
madera
~~#4¡ Fig, 33.19 Cuña para sacar brocas
Solución:
n,
d7 = n,
n,
n,
d, d,
1 450 87 238
de
1 450 . 110 215
d,
ne
n,
8
d,
A
530 738
,"
¡'--
L __
n3
1450 137 188
n4
1450 163 162
n5
1 450 192 133
2 090
ns
1450 220 105
3000
n,
1450 d,
1450 238 87
ne
1450 215 110
2840
n,
1450 188 137
- 1 990
n"
1 450 . 162 163
n"
1 450 133 192
1 000
1 460 105 220
693
0 12
=
1 058
'"
d,
'"
1450
3970
. &
í /O
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Mofor
HU$il1a
~
sección AB
"",'
=======.--r=S:E;:;·-·~-;--/«I
1450
queda asi el escalonamiento:
n, n" n, n" n, n,o
n,
530 693 738 1 000 1 058 1 450 1 450
rpm
n,
rpm rpm rpm rpm rpm rpm
n5
ne
ns n,
1 990 2090 2840 3000 3970
rpm rpm rpm rpm rpm
Fig. 3320 Cuña especial con muelle y su empleo
SEGURIDAD E HIGIENE - Precauciones en el manejo de la máquina: cambio~ de correas con la máquina parada. - Precaución en la colocación de la pieza: sujetarla adecuadamente para evitar que se suelte durante el trabajoc
Fig. 33,21
sin llave
Portabrocas
Precaución al colocar la broca y extraerla -para no lastimarse, Precaución al limpiar las mesas o piezas, para no cortarse con las rebabas o virutas. Precaución en el empleo de los lubricantes o refrigerantes adecuados.
MEDIOS DIDÁCTICOS
I!\
Audiovisuales Transparencias: 12,1 Portabracas, 12. 2 Porta brocas de sujeción rápida Diapositivas:
I!¡ ~ ,
1r
122,1
'!1'
Fig. 3322 Portabrocas con llave
Taladradora de columna,
12.2.2 Mecanismo de avance o penetración. 12.2,,3 Porta brocas.. 12,2.4 Portabrocas normal y rápido.
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO - Haz un estudio comparativo de las máquinas existentes en el taller y describe para qué tipo de trabajo se presta mejor cada una de ellas. - Describe el estado de conservación en que se encuentran.
Fig, 3323
Cono para pOftabrocas,
CUESTIONARIO -
¿Qué es una taladradora? División de las taladradoras: a) por su construcción; b) por su manera de trabajar; e) por su velocidad; d) por su capacidad de trabajo. Partes principales de una taladradora, ¿Por qué puede ser causa de accidente el juego axial del husillo principal? Explica el enlace de transmisión en los sistemas de las figuras 3311, 33,12 Y 33.13
BIBLlOGRAFIA DANOWSKY H., Manua/ práctico de Tecn%gla Mecánica Gustavo Giti, Barcelona 1971, E, P. S.• Tecn%gla Mecánica. Librerla Salesiana,' Barcelona 1965. FPCT, Formación Profesional y Cultura Técnica. Mecanizado de agujeros, Gustavo Gili.. Barcelona 1972 ROSSI M, Máquinas hertamientas modernas. Científico Médica, Barcelona 1971
Tema 34. Taladrado OBJETIVOS
- Conocer las peculiaridades de la operación de taladrado a fin de no cometer errores y sacar el mayor rendimiento de las máquinas y de las brocas, a la vez que se evitan trabajos defectuosos y accidentes. - Dentro de las posibilidades del taller saber elegir la máquina más apropiada a la clase de traba/o que vamos a realizar. - Conocer las normas prácticas para garantizar la fijación de la pieza y la operación de taladrado. GUION
-
Estudio del plano o dibujo Elección de la máquina. Colocación de la broca. Fijación de la pieza. Operación de taladrar Casos especiales. Algunos defectos y accidentes que pueden presentarse en el taladrado y sus causas,
PUNTOS CLAVE -
200
Velocidad de corte. Avance, Conocimiento de la máquina" Normas de seguridad.
EXPOSICiÓN DEL TEMA Ya hemos definido como taladrado la operaclDn de hacer agujeros, genetalmente en piezas metálicas, con desprendimiento de virutas También hemos hablado de la herramienta empleada y de la máquina de taladrar o taladradora Veamos cómo se realiza la operación de taladrar. Seguimos en la descripción del proceso lógico y cronológico a fin de aclarar mejor la operación 341
Estudio del plano o dibujo
En el dibujo se indica la situación del centro, respecto a unas aristas o superficies de referencia, las cuales nos sirven para trazar dos ejes y señalar con un punto de granete el centro o cruce de ellos. Cuando hay muchas piezas iguales, se pueden usar unas plantillas (fig 34.1) Otras veces se hacen sin necesidad de trazar, empleando unos utillajes de taladrar (fig.. 342) Según la precisión que se requiera en el dibujo, la operación de trazado tendrá que hacerse con mayor o menor esmero. Cuando la precisión deba ser grande, convendrá hacer el trazado de una circunferencia auxiliar ligeramente menor que la del agujero y señalar en ella unos finos puntos de granete, para poder comprobar, al iniciarse el taladrado, si se producen o no desviaciones y poder corregir si procede; es aconsejable empezar con broca menor que la definitiva, La cota del diámetro del agujero nos indicará la broca que hemos de emplear Si no hay tolerancias para el diámetro, podemos elegir el mismo diámetro de la cota para la broca Si exige una tolerancia estrecha, deberemos proceder a taladrar primero con una broca menor y hacer el acabado con otro procedimiento más preciso También el acabado superficial nos indicará si hemos de tomar
precauciones especiales o
Fig 342
Util/rJjes de taladrar,
nO,
Fig 343 Manera de apretar la broca o portabrocas
Fig 34 1 Plantilla de taladrar
342
Elección de la máquina
Para la elección de la máquina, tendremos en cuenta: - Capacidad de la máquina: la determina el tamaño de la pieza y el diámetro de la broca, asi como la gama de velocidades de acuerdo con el material de la pieza, el de la broca y el diámetro de ésta Calidad de la máquina: la determina la precisión de la medida del agujero y la calidad superficiaL Emplear una máquina de calidad suficiente, eS decir. si nos piden un taladrado normal, sería antieconómico emplear una máquina muy precisa, ya que se envejecería innecesariamente; si, por el contrario, hace falta gran precisión, será muy dificil obtenerla con una máquina de baja calidad. - Posibilidad de trabajar en serie o con husillos múltiples, de emplear máquinas normales o especiales. 343
Fig 344 Par producido por la broca
Colocación de la broca
Si hemos de hacer un sólo agujero o varios de la misma medida, tendrá poca importancia el sistema de fijación, el cual vendrá impuesto por la máquina -recordar que las máquinas pequeñas sólo emplean el sistema de portabrocas para la fijación de la brocaSi son muchos los agujeros a realizar y de diámetros distintos o muy grandes
e interesa emplear varias brocas, es decir, si hay que cambiar frecuentemente las brocas, convendrá emplear portabrocas rápidos. Limpiar bien el alojamiento de la máquina y el mango de la broca o portabrocas..
201
topo
PilfO
cvilür el 'gilo
Fig. 345 Topes en la mesa
Montar la broca y asegurarse de que queda bien fijada y centrada. Para apretar el portabrocas o las brocas cónicas, puede presionarse contra la mesa interponiendo un tarugo de madera dura o emplear una maza de plástico (figura 34.3). No golpear nunca con martillos en los conos y evitar cualquier golpe en los mismos, asl como en los manguitos de reducción. Emplear siempre las cuchillas de extracción. 344
Fig. 346 Fijación con bridas.
Fig 34 7 Fijación de piezas en mordazas
El centro del agujero debe quedar exactamente debajo de la punta de la broca y los ejes coincidir perfectamente. La pieza debe mantenerse bien asentada y rlgida durante toda la operación de taladrado. Si el agujero ha de ser pasante, hay que prever la salida de la broca para que, en ningún caso, llegue a tocar a la mesa la punta de la broca. Si el taladro no es de gran precisión, podrá apoyarse en una madera perfectamente labrada. . Si es de. precisión, mejor será apoyarla entre dos b/oques.o paJa/e/as del mismo espesor y dejar entre ellos un espacio para que pueda pasar la broca. Si el plato de la máquina lleva un agujero central, se colocará la pieza de manera que coincida el agujero a taladrar con el del plato. Hay que contrarrestar el par de giro provocado por la broca (fig . 344). Si la pieza tiene una cara plana y es suficientemente pesada y el agujero no es muy grande, bastará el propio peso y la presión de la broca contra el plato Pueden ayudar unos topes colocados en la ranura de la mesa (fig. 34.5) Si no es suficiente, se fija con tornillos y bridas (fig. 34.6). l.as piezas pequeñas y de caras paralelas se fijan en mordazas de máquina (fig 347); si es de forma irregular, pueden emplearse mordazas especiales hidráulicas (fig 34.8). Nunca deben sujetarse las piezas con las manos, sobre todo cuando se trate de piezas pequeñas y con aristas cortantes; muy peligrosas son las chapas, que si no se puede hacer de otra manera, se sujetarán con entenallas o alicates, a ser posible, de presión mecánica (fig 34.9). Para piezas redondas, se emplea calzos en V como se ve en la figura 34 10 Para que el agujero quede bien centrado, el eje de la broca deberá coincidir exactamente en el vértice del prisma 34.5
Fig 348A Fijación de piezas irregulares en mordaza,
Fijación de la pieza
Operación de taladrar
1 o Seleccionar la velocidad y el avance -ver tablas 34.11, 3412 y 34.13 2 o Si el agujero es ciego y debe quedar a una cierta profundidad, se ajusta el tope de la regla indicadora o el tope de disparo y se asegura uno de que se detiene la broca a la profundidad deseada 3 o Si el material necesita refrigeración, probar si funciona el sistema y si es el adecuado 4° Conectar la máquina, acercar la broca \l/.iniciar el taladro; comprobar
Tabla 34.11
Velocidad de corte en m/min recomendada para taladrar diversos materiales con brocas helicoidales
MATERIAL Fig 3488 Fijación de piezas irregulares directamente iH¡ ,'a iii~$¡;
NOTA. Dentro del mismo tipo de ma· terial puede variar la dureza. Se elegirán las velocidades mlnimas para la máxima ..1 •• _ - - uu.¡;"a
VELOCIDAD Para trabajos corrientes Con brocas :;::!1f!1
~!
d~
I Con brocas de
CB!- 1
Bcero r~.t)¡dn
bono
Fig, 349 Fijación de piezas delgadas con alicates de presión mecánica o entenallas
Fundición Fundición dura. Fundición maleable Acero dulce Acero semiduro Acero duro Bronce, latón y aluminio ordinarios ... . Acero moldeado" ,
202
8 a 6 a 6 a 10 a 8 a 6 a 15 a 6 a
12 8 12 12 10 8 20 10
15 10 10 20 15 12 25 10
a a a a a a a a
20 15 15 25 20 15 40 15
Para gran producción con buena refrigeración con brocas de acero rápido 30 20 25 25 20 15 60 10
a a a a a a a a
45 30 27 35 25 20 90 20
Tabla 34c 12
Número de revoluciones por minuto que han de llevar las brocas gún el material y el diámetro para trabajos ordinarios"
se~
Bronce, latón y aluminio
MATERIAL TALADRADO CON BROCAS DE ACERO AL CARBONO
AceJ dulce Fundición Acero semiduro Fundición maleable Acero moldeado
I
Acero duro Fundición dura
Diámetro de la broca
1 1.25 1.5 1,7& 2 2,25 2.5 3 3,5 4 4.5 5 5,5 6 6.5 7 7,5 B B.5 9 9,5
10 11 12 13 14 15 16 17 lB 19 20 MATERIAL TALADRADO CON BROCAS DE ACERO RAPIDO
I
Fig. 34.10 Fijación de piezas en calzos, Velocidades de corte (m/min)
6
8
10
12
15
20
25
40
1 BBO 15BO 1270 1040 BOO 790 770 640 560 4BO 430 3BO 350 320 300 270 260 240 230 210 200 190 170 160 150 140 130 120 110 110 100 100
2550 2070 1590 1430 1270 1130 9BO B50 750 640 5BO 510 470 420 390 360 350 330 320 2BO 260 230 210 200 180 170 160 150 140 130 130 120
3190 2660 2120 1B60 1590 1430 1270 1060 930 BOO 720 640 590 530 500 460 440 400 3BO 350 340 320 290 270 250 230 210 200 190 IBO 170 160
3B30 3190 2550 22BO 1910 1720 1530 1270 1120 960 B60 760 700 640 600 550 510 4BO 460 430 410 3BO 350 320 290 270 260 240 220 210 200 190
47BO 39BO 31BO 2790 2390 2160 1910 1590 1390 1190 lOBO 960 BBO BOO 740 6BO 640 600 570 530 510 4BO 430 400 370 340 320 300 280 270 250 240
6370 5170 3970 35BO 3190 2B20 2450 2120 1 B50 1570 1420 12BO 1170 1060 990 910 B50 BOO 760 710 6BO 640 5BO 490 460 420 400 370 360 340 320 300
7960 6630 5300 4640 39BO 35BO 31BO 2650 2320 1990 1790 1590 1460 1330 1240 1140 1060 1000 940 8BO B40 BOa 720 660 610 570 530 500 470 440 420 400
12740 10620 B500 7440 6370 5740 5100 4250 3720 3190 2B70 2550 2340 2120 1970 1B20 1700 1590 1500 1420 1350 1270 1160 1060 980 910 B50 BOa 750 710 670 650
I
Fundición dura Acero moldeado Fundición maleable Acero duro Fundición Acero semidura Acero dulce Bronce, latón y aluminio
si sale centrado. Si se hubiera desviado, hacer un nuevo punto de granete y, si procede, ayudarse con un buril de boca redonda (fig. 34.14). Si va centrado se prosigue el taladro con el avance a mano o conectado el automático, previamente seleccionado según los valores de la tabla 5.. 0 La refrigeración se hará ya, desde el principio, y de una manera continua y abundante. 6. o Estar muy atento al final del agujero, ya que si el husillo tiene juego axial, caerá por su propio peso al disminuir la presión de la broca, con lo cual podrá engancharse la broca y romperse.. También podrla producirse el efecto de enroscarse la pieza a la broca y, si la pieza no estuviere fija, podrla levantarse y producir algún accidente o rotura de la broca.
203
Fig .'3414 Corrección del agujero que se desvía "1
Fig 34 15 Inconvenientes de un taladro profundo
Q
\jO
(W>4 L1lbilJf Fig. 34.. 16' Broca especial para quitar rebabas en los taladros
Tabla 34.13 Avances de taladrado para brocas helicoidales expresados -en milíme~ tras por revolución,
Diámetro en mm Malerial
Hierro. acero, fundición maleable
Broca
Acero al carbono
Acero rápido
Fundición, bronce, latón y aluminio
Acero
al carbono
1 a 5
5a 10
10 a 15
15 a 25
25 a 40
0,05 a 0,1
0,1
0.1
0,15
0,2
0,05 a 0,1
0,1 a 0,15
0,15 a 0,2
0,2 a 0,25
0,25
0,05
0,125
0,175
0,2
0,225
0,05
0,15
0,2
0,25
a
a
a
a
0,15
0,2
0,25
0,3
0,3 a 0,35
a
0,30
a
0,1 Fig 3417 Taladrado de superficies inclinadas~
Fíg 34 18 Final del taladro
desigual
Acero rápido
7.° Si el agujero es muy profundo, convendrá sacar a intervalos la broca para facilitar la salida de la viruta y la refrigeración de la punta. Si fuesen muchos los agujeros, seria conveniente emplear brocas con agujeros de refrigeración (flg. 34.15). 8. ° Una vez finalizado el agujero, se retirará la broca parando previamente la máquina; se sacará la pieza y se limpiará el soporte o mesa para poder empezar un nuevo ciclo 9.° A la salida del agujero, suelen quedar unas rebabas y pequeños rebordes que hacen que la pieza no asiente bien, además de que pueden ser ocasión de rasguños o cortaduras Estos inconvenientes se evitan haciendo un chaflán o avellanado Hay herramientas especiales para realizar esta operación por ambos lados, sin girar la pieza (fig 3416)
34.6
Casos especiales
1 ° Taladros en paredes inclinadas: para que la broca no se desvle, se hace un rebajo con un burilo mejor con una fresa plana (fig 34 17). 2. ° Si el final del taladro es un plano Inclinado y la broca no es suficientemente robusta, es fácil que se desvie, que se enganche o rompa la broca . Este peligro será mayor si el taladro termina en dos planos distintos (fig 3418) . Para estos casos se hace el taladrado normalmente hasta llegar a reventar en el plano inclinado y en el punto más alto. Entonces se reanuda la operación con pequeño avance y no habrá peligro, ni de que se desvle la broca, ni de que ésta se enganche y se rompa; aún resultará más seguro si, al llegar a reventar, se cambia la broca normal por otra afilada con la punta plana.
347 Fíg 34.19 Se estlOpea rápidamente un filo,
Algunos defectos y accidentes que pueden presentarse en el taladrado y sus causas
1 o No sale viruta más que por una sola ranura o salen virutas desiguales, o se estropea rápidamente uno de los dos filos (fig.. 34.19). La causa radicará en que los dos labios de la broca serán desiguales o estarán afilados con ángulo desigual 2. Q [f agüj6iü i65ülta demasiado g¡ande,. La caü5a 56:iá la mi5inCi qU6 61t
el caso anterior o bien que tendrá juego el husillo de la máquina (fig" 34.20) 3>° Saltan o se estropean rápidamente los dos labios (fig. 34.21). La
Fíg. 3420 Broca mal afilada
o juego en máquina.
causa será que el ángulo del filo es demasiado pequeño, es decir, que está excesivamente destalonado, o bien, que la broca lleva excesivo avance. 4.° Se embota el filo transversal (fig 34.22) La causa será el excesivo avance, 5.° Se rompen o embotan los extremos exteriores de los filos (lig . 34.23) La causa será, en general, una velocidad de corte excesiva o bien refrigeración incorrecta o escasa. También puede ser la existencia de puntos duros en el material que se taladra
204
6_·' La broca talona (fig.. 34.24). Se dice que una broca talona cuando roza por la parte posterior o talón de la superficie de incidencia. La causa será un destalonado nulo o escaso con relación al avance.. Se remedia con un afilado correcto -ángulo de incidencia 12°7 ° La broca no corta La causa puede ser que la broca talone -como en el caso anterior-, o bien que esté embotado o roto el filo, o que el núcleo sea excesivamente grueso Sáquese la broca y examlnese la punta. Obsérvese si la broca gira en el sentido adecuado Ro La broca se rompe. La causa será, generalmente, que la pieza no esté suficientemente sujeta o no sea suficientemente rlgida, o bien, que la broca o el portabrocas no estén bien sujetos. Compruébese dichos extremos y corrijase la causa, déjese perfectamente inmóvil la pieza o empléese otro sistema de sujeción.. También puede suceder que el otro ángulo de destalonamiento sea pequeño, que la broca esté embotada, que la velocidad sea pequeña con relación al avance o que no tengan salida las virutas. A veces se rompe también la broca al terminar el taladro a causa de la holgura de husillo en el sentido axial -sentido del eje9_° El agujero resulta basto La causa será que la broca esté embotada, o mal afilada, o mal montada; o que la pieza no esté bien montada, o que la velocidad sea pequeña en relación con el avance o que la lubricación sea defec-
Fig, 34,21
Se astillan los filos.
Fig 34.22 Se embota el filo transversal
tuosa o insuficiente 10.° La mecha se rompe Causa: el cono no ajusta bien, por suciedad, desgaste, golpes en el husillo, en los manguitos 11° La viruta cambia de aspecto Se debe afilar de nuevo la broca 12° El núcleo se raja . La causa será afilado defectuoso o excesivo avance 13.° La faja guia se descantilla Se produce este defecto al taladrar con casquillo guia si éste es demasiado grande Una circunstancia que hay que evitar es taladrar con el principio de las fajas-guía desgastadas: se irán gastando esas fajas guia a medida que avance el taladro y resultará el agujero menor que la medida, pero sobre todo se inutilizará la broca; podrá sobrecalentarse y acabar rompiéndose. PROBLEMA RESUELTO ¿A qué velocidad y avance hay que taladrar una pieza de fundición de hierro con brocn de acero rápido? ¿Cuánto tiempo se tarda en hacer un agujero de 14 mm de diámetro y 90 mm de profundidad? Solución: La velocidad es función del material de la pieza, de la herramienii:l y de la refrigeración Según la tabla 34_ 11 tenemos:
1 ve
=:
20 m/min, 1
El avanCe es función del material de la pieza, de fa herramienta y del diámetro de la broca_ Según la tabla 34,13
Ia
- 0,15 a 0,2 mm/vuelta.
I
El tiempo será: t =
L
¡;;-
en la cual L = longitud del recorrido; A = el avance en un minuto
=:
a
n,
Para averiguar A hemos de conocer el n o de vueltas que da la broca: n =
1 000 ve "'d
1 000
20
;c'14::::
454
rpm
Si éste es el valor calculado, elegiremos el más aproximado según la gama de la máquina; supongamos \{Ue la gama más próxima sea n "" 400 rpm, Como la broca debe recorrer un espacio igual a:
L = h + I
h
0.3 - 14
donde
h I
altura de la punta de la broca longitud de la pieza
~
0.3 d
e
4,2
205
Fig 3423
Se estropean las fajas
Fig 3424
Broca que lalona
En este caso, tiene poca ifflportancia comparando con los 90 mm de profundidad del agujero, pero en otras ocasiones.. para agujeros cortos,
+
t = -':--'-::''a . n
SO + 4,2 0,2 . 400
sr
que la tendrá,
11,17 mini
SEGURIDAD E HIGIENE Ac.:emás de lo dicho en el tema anterior, un punto importante atener en cuenta en evitación de accidentes es el de sujetar. correctamente las piezas en el taladrado. mediante topes, bridas mordazas, etc" para evitar el par producido,
MEDIOS DIDÁCTICOS Audiovisuales Diapositivas: 123.1 Operación de taladrado.
EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLICACiÓN - Taladrar en el taller varias piezas de diversos materiales con brocas de acero al carbono y acero rápido. - Saca conclusiones de los resultados obtenidos. - Ver carpeta de prácticas de taller.
CUESTIONARIO -
¿Es importante esta operación? ¿Qué operaciones preceden al taladrado propiamente dicho? ¿Qué precauciones hay que tener al taladrar? ¿Qué operaciones siguen a la operación de taladrar? ¿Qué influencia tiene el material de la pieza para la velocidad de corte? ¿Es lo mismo velocidad de corte que revoluciones por minuto? Explica por qué ¿Qué es avance por vuelta y por minuto?
PROBLEMAS 1 o ¿A qué número de revoluciones debe girar una broca de 20 mm e de acero al carbono, para taladrar acero duro? 2. 0 ¿Qué avance por minuto llevará una broca de 20 mm de diámetro de acero al carbono para taladrar acero duro? 3° ¿Cuánto tiempo se tarda en taladrar 50 agujeros de 12 mm de diámetro en aluminio con una broca de acero rápido. si la chapa tiene 18 mm de espesor?
BIBLlOGRAFIA BENDIX F.._ Alrededor del trabajo de los metales. Reverté, Barcelona 1965 E, P. S., Tecnología Mecánica. Librería Salesiana, Barcelona 1965 GERLlNG H", Alrededor de las máquinas herramientas.. Reverté. Barcelona 1964" üTI-EPS. Problemas l. Familia Mecánica. Módulo A Ediciones Don Bosco, Barcelo~
na 1973 VAN GELDER T. J" Curso de Formación Profesional Urmo. Silbao 1971. WIECZOREK-LEBEN. Tecnologia fundamental para el trabajo de los metales. Gustavo Gili, Barcelona 1967"
206
9.
Procesos die trabajo
Tema 35. Procesos de mecanizado OBJETIVOS
-
Iniciar en el estudio de procesos,
GUIÚN -
Finalidad de los procesos de trabajo Ficha de trabajo, hoja de proceso o gama. Preparación de la hoja de proceso
PUNTOS CLAVE Distinguir superficies asociadas Distinguir entre elementos de fijación. herramientas normales y especiales Interpretación de procesos de trabajo
EXPOSICiÓN DEL TEMA 35 1
Finalidad de los procesos de trabajo
Proceso de trabajo es la sucesión de operaciones y manipulaciones, previamente estudiadas, para hacer el trabajo más racional, de acuerdo con la idiosincrasia del hombre, Se pretende con ello evitar improvisaciones y eliminar responsabilidades
innecesarias al operario" Se gana tiempo al prever con antelación las herramientas, útiles y maquinaria necesaria Se guia y orienta al operario a lo largo de todo el trabajo, ahorrándole esfuerzos inútiles y titubeos, y haciendo más lógica y racional su labor, Y, sin embargo, no se disminuye la capacidad de autodeterminación y el poder de decisión del operario, En una palabra, se pretende con estos procesos lograr una mayor productividad; es decir, obtener el máximo resultado con el minimo esfuerzo, No es este un trabajo fácil; requiere un personal especializado para su estudio y preparación 352
Ficha de trabajo, hoja de proceso o gama
Es un documento en el que se recogen todos los resultados del técnico analista o agente de métodos En este documento quedan reflejados los siguientes detalles: Recorrido de la pieza por los diversos puestos de trabajo (fases), - Posturas en cada puesto de trabajo (subfases), con indicación de los útiles de sujeción, Máquinas a utilizarHerramientas especiales de fabricación,
207
Utiles especiales de verificación. Categorla del operario que debe realizar cada fase. Tiempo de maniobra, preparación y corte. Preparación de la hoja de proceso
35.3
Sugerimos el siguiente orden para facilitar la preparación de un proceso:
35.3.1
Estudio del plano de taller
Atendiendo: 35.3.1 .1
Matetial
Estado de la pieza en bruto y tratamientos térmicos; todo lo cual determinará: - precauciones a tomar para la sujeción, sin provocar deformaciones ni roturas; los útiles de sujeción; - las herramientas necesarias; - si deberá hacerse un desbastado previo a todas las superficies o si se podrán ir terminando superficie por superficie 35.31 2
Datos del dibujo
Las dimensiones, tolerancias y acabados superficiales, que determinarán el tamaño y calidad de la máquina, los dispositivos especiales y la sucesión de las operaciones
35.31.3 Especificaciones Las especificaciones particulares, que ayudarán a determinar las superficies de partida, las de referencia y las asociadas
35.3.2 Estudio de una superficie El estudio de cada una de las superficies a mecanizar, haciendo primeramente un dibujo de la pieza (por el sistema más sugerente) en el cual se vean todas las superficies a mecanizar y numerando cada una de ellas para facilitar su identificación Determinando además la máquina necesaria de acuerdo con el tipo de superficie y señalando algunas superficies de referencia para las diferentes posturas, mecanizados y verificaciones de acuerdo con la función que ha de cumplir la pieza
35.33 Agrupación de superficies Se agrupan las superficies asociadas, es decir, aquéllas que deban guardar entre si alguna relación particular y que deberán mecanizarse en la misma postura o subfase.
", J '
f~ , /
17
.
-
35.34 Agrupación de subfases Se agrupan las subfases que deberán realizarse en la misma máquina o puesto de trabajo y con ello quedan determinadas las fases.
.'
Detalle X Defecto admisible de perperdÍOJlaridad
en 100 fTVT¡
35.3 5 Elección del proceso Se determinan (sin detalles) varios procesos posibles (si hay lugar a ellos) y se elige el que parezca más sencillo, lógico y económico
Conclusiones
353 6
Se concretan en una hoja estereotipada !3S conc!u::;¡oncs obtenidas Rccué~ dese que las indicaciones deberán sor tanto más detalladas cuanto menos prB-
I 11 sl
I
tolerancias segun O/N 7T68 grndo medio
Material
F 1f¿Onormalizado
paración tenga el operario que va a realizar la fase
35 3 7 Ejemplo 1 Realización de una hoja de proceso de acuerdo con la figura 35.1 que representa una escuadra para utillaje
Plano de tallel. Matelial y tratamientos' no hay ningún problema por tratarse de un
353 7 1 :jg
35,1
Escuadra. dibujo de tallel
208
material de buena resistencia y porque las dimensiones no dan lugar a secciones o puntos débiles. Podrán ir terminándose superficie por superficie. - Dimensiones, tolerancias y acabados superficiales.. puede mecanizarse en cualquier máquina pequeña y de calidad ordinaria, ya que las dimensiones son pequeñas y el acabado sin pretensiones. - Especificaciones particulares. sólo la perpendicularidad de las caras interiores tienen importancia y la tolerancia admitida es suficientemente grande. Convendrá, de todos modos, hacer las caras interiores en la misma postura 3537 2
7
70 2 70
Estudio de cada una de las superficies a mecanizar
Se hace el dibujo de la pieza (en perspectiva caballera), se señala en él todas las superficies con números correlativos (fig 35.2). Las superficies planas de la pieza dicen que se puede emplear cualquier tipo de máquina de «planear», limadora, fresadora, etc. y como no se necesitan características especiales de situación o precisión, se puede partir de las superficies 1, 2 Y 3, como de referencia.
9
3 Fíg 35.2
70
Numeración de todas
las superficies
35.3.73 Agrupación de superficies asociadas En este caso, aunque ya nos dicen que existe una relación entre la 4 y la 5, la tolerancia es tan grande que se puede mecanizar en la misma postura o no. También se podrian mecanizar en la misma postura la 6 y la 7 Otras superficies que pueden mecanizarse en la misma postura son la 2 y la 3 353 7.4 1"
Agrupar en subfases Troceado de la barra
2" Aplanado: 1-2-3 3" 4" 5" 6" 353 7 5
Trazado: 4-5-9-10 Taladrado: 9-10. Serrado: 4-5 Planeado: 4-5-6-7-8
Posibles procesos
Dependen éstos de las máquinas disponibles Si se trata de un ejercIcIo para un aprendiz que sólo puede trabajar en limadoras. sierras y máquinas de taladrar el proceso queda reducido a la utilización de tales máquinas También se puede pensar en hacer la escuadra forjada para mejorar la orientación de las fibras (fig 353) En el punto 4 ° ya ha quedado marcado un posible proceso Cabria n pequeñas variantes si se mecanizan las superficies 8-6 y 7 en la fase 2.", en lugar de hacerlo en la 6" y aún se obtendria una nueva fase si al final se da un pulido a todas las caras externas
Fíg 353
Diferencias
si se construyen de chapa o de pletina forjada
35 3 76
Concretar en la ho/a según modelo.
Gueda concretado este proceso según un modelo predeterminado en el proceso n o 1, Gueda detallado otro proceso en las hojas 1 y 2 para la misma pieza en el caso de que se partiera de una pieza forjada. Para este proceso cabría sugerir eí cambio del agujero 9 por un corte (ver detalle). 35 38
Modelo de ho/a del proceso
Las hojas empleadas para concretar el proceso pueden presentar dístintas distribuciones, según los autores Nosotros elegimos la forma de la figura 35.4, en formato A4. (Se pone un número en cada espacío rellenable para la identificación en la descripción siguiente.) 1.° Razón social de la escuela o empresa. 2.° Denominación del conjunto a la que pertenece la pieza: igual a la que aparece en el dibujo de taller. 3.° Número del proceso: se forma un quebrado, cuyo denominador indica el número de procesos; y el numerador señala el número del proceso. Si se trata de cuatro procesos los números serán: 1/4, 2/4, 3/4, 4/4. 4 . ° Número de la lámina: depende de los sistemas de numeración y archivo de planos que se utilicen. 5.° Número de identificación de la pieza en el conjunto
209
HOJA Dé PROCéS() Dé MéCANIZADO
I
1 Marca!
5
-,
tfe18 I DlWaminar::irin I N'd~( plUM I
I 6
I
7
l
2
I
8
Material
1
I
9
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I 4
3
~mZ~í~nlls I
ObservaclQ!le!;
I
10
11
12
F"" Dlwuminacion
N'
13
de
la
14
Croquis
Mo, C,/
d,/
fase
P'
15
16 17
UTlLES Traba '0
18
Confrol
19
TiEMPO Tp rc.r;
20 21
Fig, 354 Modelo de hoja de proceso.
6. 0 Número de piezas que entran en cada conjunto 7 o Nombre de la pieza. 8.'" Número del plano de taller en que se dibuja la pieza terminada 9 o Clase de material y sus caracteristicas 10..0 Dimensiones totales del material de partida. o el número de modelo, pieza fundida. forjada. etc. 11 o Observaciones que se crean oportunas. Por ejemplo. el número total de piezas que deberán hacerse en la misma serie 12 o Dibujo de la pieza con la numeración de las superficies a mecanizar. 13 o Número de la fase. Se enumeran de 10 en 10: 10. 20. 30. etc. Asi se pueden intercalar otras fases intermedias. si hiciese falta. 14. 0 Nombre de la fase. por el nombre del mecanizado principal: torneado. fresado, limado. etc Cuando haya iugar se pone: subiase n.u i, 2, etc Si ei mecanizado es de desbaste o acabado, se indica con: acabado o desbastadoA Finalmente los números de las superficies mecanizadas. ' 15 0 Croquis de la pieza en su posición de trabajo y con la forma que tendrá al final de la subfase. Se dibuja con linea fina. remarca nejo las superficies mecanizadas en la subfase. Se les pone. también. el número de la superficie Si una superficie debe quedar con una medida de desbaste. que lógicamente no está indicada en el dibujo de taller, se acota en el croquis de la subfase También se pueden acotar las medidas de colocación. por ejemplo lo que ha de sobresalir una pieza de las mordazas del plato.
210
Hoja de proceso de mec¡mizado
Escuela Prófesional
de Marca 5
Gama No
ÚTILES DE TALADRAR
N,o de piezas
Denominación
4
Escuadra
Material
Dimensiones en bruto
F-7 740 Normal.
56 x 12 x 77
N° de dibujo Fig 351
1/1 Observaciones
t
V
1O~
~
3/
/
Fase
N° 10
20
¿
\
10
?
\
Croquis
Mo.
de opera
Tiempo
Uiiles Trabajo
Control
Tp
Tm + Tc
b ~
cili-"~ ·10
Taladrar Acabado 9
Serrado Desbastado 4-5
60
Planeado Acabado 4-5
Pulido Todas menos 9
Sierr
1
e
1
e
1
e
1
e
1
e
-
-
-
-
-
-
-
Compás de espesores
-
-
Escuadra
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Escuadra Pie de rey
-
-
-
-
-
/1
Cepillado Subfase 1 A-cabndo 1
50
70
~
I
¿Z;Z:¡
Subfase 3 Acabado 2-3
40
/ Iv
7
Troceado Desbasfado 7
Trazado 4-5
1.
Categ
Denominación de la fase
Subfase 2 Acabado 8
30
~
/
1
5
~Jl. 9rr§l)
~
.~5
17'"
~ o
7
lImü~
dora
300
Umadora
Herramien. de ncabado
tdem paralelas
300
Limadora
-
-
Mármol de lrazado Gramil Granete
Taladrador.
s
Torni· 110 de banco
Limadora
e
1
e
1
e
Herra de acabado
1
e
Urnas finas
300
Torni/lo'de banco
Broca
1
o 4
..
.
Escuela
~
Profesional
..
.
-
Hoja de proceso de mecanizado
..
Gama
de
111
ÚTILES DE TALADRAR
Marca
N,o de piezas
Denominacidn
N° de dibujo
5
4
Escuadra
Fíg. 35.1
Hoja 1 de 2
Dimensiones
Material
Observaciones
20 x 12 x 77
F-1140Normal.
6 10,
]
1--5
~. ------------ ~
, / V / ,,,r. i
9
/
1
Fase
Denominación
n°
de la fase
10
Troceado Desbastado
20
Forjado Punto clave (seguridad) Preparación
40
Planeado Sub fase 1-2
Desbaste 1 y 8
Subfase 3
Acabado 2 y 3
'lo Maq
~o".
r
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*
aperae
-,~
8)Y?
~'
7\f3
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+ Te
-
-
-
-
-
-
Pirómetro
-
-
Compás de
-
-
Comoás de espesores
-
-
tas de acabado
Escuadrll Pie de rey
-
-
Herramientas de acabado
Escuadra Pie de rey
-
-
e
martillo
-
1
e
Tajadera Mallo
Horno
1
e
-
Limadora 300
1
e
-
1
e
tas de acabado
1
e
-
1
e
1
e
-
Mallo y
Martillo
Herramien-
300
Tm
-
1
lima-
Tp
-
-
dora
Control
-
e
1
j-¡F\
Trabajo
1
Sierra
dI~
/---;:37
Vales
de
(-7
'-
I
1
(normalizado)
I
2
Categ
- / f'/ Tratamiento térmico
7
~
Croquis
Recalcado
30
/8
L
espesores
Escuadra
Pie de rey
6
!
~5.9 " / / j l l / I //7
Subfase 4 Desbastado 4. 5. 6 Y 7 Acabado 9
J
¿
,JI
I
¡1f
,
Subfase 5-6 Acabado 1 y 8
8~ 9fi'
Lima~
dora
300
Herramjen~
Lima~
dora
300
6
Subfase 7 Acabado 4, 5. 6 Y 7
~7
Limadora
300
._-.-
.._-
!
·
Hoja de proceso de mecanizado
Escuela
Gama
Profesional
de
Fase n°
50
tlq-~ 1\
I
Acabado 10
70
Pulido Acabado todas las caras menos 9
-
1
e
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R~ / Ir
Trabajo
Mármol de trazar Gramil Granete
Contro!
-
Tp
Te + Tm
-
-
Martillo
t
,~
Tiempo
de operi/c
-
Trazado Acabado 10
Taladrar
MJq
Croquis
Hoja 2 de 2
Vii/es
Categ
Denominación de la fase
I-=¡¡ 60
1I1
ÚTILES DE TALADRAR
Tala· dradora
1
e
Brocas
1
e
Limas linas
Torni110 de banco
o 5
-
-
-
-
-
, 11
3
.....2 5
10
Fig, 355 Brida Dibujo de taller y proyección ¡sométrica
CDI==!3.50=:::1
nJ UJ
=n
"DW.-:-'---'-:
~ "If
g
50
Por fin, deben aparecer en el croquis el elemento o elementos de sujeción de la pieza con su nombre abreviado, Si es un útil nuevo a realizar, se pondrán las características que debe reunír para que en el departamento de utillajes puedan prepararlo. 16° Nombre de la máquina Si hacen falta unas determínadas caracterís, ticas se específica el número de la máquína asígnada en el taller 17° Categoría o preparación mínima que debe tener el operario para realízar la fase 18° Nombre y características de las herramíentas de trabajo que haya que pedir o sacar del almacén 19° rdem, referido a los útiles de control 20. o Tiempo de preparación de la sublase 21 . 0 Tiempo de corte y maníobra Nota: Los tiempos no se colocan hasta que hayan sido estudiados por el departamento de tiempos. SEGURIDAD E HIGIENE
/'
,
L-L
/2
Los procesos de trabajo han de hacerse de tal manera que no ofrezcan ninguna operación o manipulación peligrosa. Si en algún momento se tiene que tomar alguna providencia necesaria, para prevenir accidentes, se debe hacer constar como un punto clave. Entre los varios procesos posibles siempre se elegirá el de menor peligrosidad o mayor seguridad, no olvidando nunca la primacia del hombre sobre la producción
NORMALIZACiÓN
/
Emplear siempre que sea posible elementos normales, tanto para herramientas útiles, como para las de manipulación, fijación o control
Fíg 356 Perspectiva caballera.
ajuste y dibujó de taller
MEDIOS DIDÁCTICOS Para una mayor comprensión de las diversas posibilidades de los medios de producción y de las máquinas herramientas, convendrá hacer visitas a talleres o fábricas especializadas en las varias actividades industriales de la rama y que descuellen por sus métodos y buena organización, Algunas actividades y procesos podrán darse a conocer por medio de diapositivas y peliculas concepto.
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO ---:¡-I!'f.l,'
f
nL'~(~=="
--ILiill
'1--'
,
- Hacer un recuento de las máquinas y puestos de trabajo existentes en el taller, - Estudiar alguno de estos puestos de taller concretando en fichas las características y posibilidades del mismo Hacer una recopilación de sistemas de sujeción de piezas empleados en el taller, Criticar esos sistemas y sugerir mejoras si hay lugar a ello Estudiar el proceso de trabajo para cada una de las piezas de las figuras 35,5, 35,6
\ l,
J /'
BIBLlOGRAFIA
~
)L----:~:,--i~:·~~$,/
Fig 357
1
Martillo Dibujo de taller
y proyección bimétrica
CHEVALlER A, Tecnología de las fabricaciones mecánicas.. fasciculo 16,. Ediciones TEA, Madrid. SCHROCK J., Montaje. ajuste. verificación de elementos de máquinas.. Editorial Reverté, Barcelona. BARTSCH W., Alrededor del torno. Editorial Reverté, Barcelona 1964,
214
10.
Normas de seguridad y conservación
Tema 36. Seguridad y mantenimiento OBJETIVOS
Conocer y evitar el peligro que entrañan las máquinas-herramienta Conocer y evitar los peligros propios de algunos puestos de trabajo.. Conocer y evitar los peligros de algunos elementos fuego, electricidad Aprender a evitar los peligros propios del trabajo. Aprender a cuidar las máquinas. herramientas y útiles de producción
-
GUiÓN -
Normas generales para todos los puestos Seguridad en el puesto de ajustador Seguridad con las herramientas
-
Seguridad en el puesto de taladrado.
-
Seguridad en la esmeriladora., Seguridad en la fragua y operaciones de forjado" Seguridad en el puesto de soldadura
Código del color, Reglas de conservación y mantenimiento
PUNTOS CLAVE -
Prevención de accidentes: «Vale más prevenir que curamc Conservación y empleo racional de los elementos y máquinas de producción,
CONOCIMIENTOS PREVIOS NECESARIOS Conocer los puestos de trabajo reseñados, y las máquinas herramientas que se men-
cionan
EXPOSICiÓN DEL TEMA las normas de seguridad en toda actividad humana, tienen gran importan-
cia y cada día se cuida n más por las empresas y se exigen por los agentes olidales. En la asignatura de Higiene y Seguridad en el Trabajo se estudian las normas generales Nosotros hemos ido señalando en cada operación y al describir las herramientas y máquinas, las normas particulares Sólo nos queda recomendar a operarios, maestros y encargados ser muy exigentes para evitar lamentaciones tardías y tal vez daños irreparables.
215
36.1
Normas generales para todos los puestos
- Tener siempre el puesto de trabajo en orden. Nunca debe haber piezas por el suelo ni suciedad alguna: un suelo con aceite o grasa es sumamente peligroso. Las virutas y limaduras retienen el aceite o grasa Algunos tipos de virutas de máquina pueden ser muy peligrosas (fig. 36.1) La limpieza contribuye a la seguridad - Las herramientas en orden son un ahorro y evitan accidentes (fig. 36.2).
Fig 36 1 La recogida de virutas y otros desperdicios evitan accidentes. Fig 362 El orden en el puesto de trabajo proporciona seguridad
Fig 363 Los vestidos inadecuados son causa de accidentes
- Tampoco debe olvidarse usar equipo de ropa adecuado Conviene que la ropa este bien ceñida, sin cinturones, corbatas ni bufandas y llevar las mangas ajustadas o arremangadas (figs. 363 y 364). - Una buena iluminación y un ambiente acogedor pueden evitar también muchos accidentes. - Por sistema, toda pieza que ruede, v gr, poleas (figs 365 y 36.6), engranajes (figs. 36.7 y 36.8), debe estar siempre cubierta por defensas apropiadas Dlgase lo mismo de herramientas circulares: brocas, fresas, muelas, etc. - No menos peligrosas son las cuchillas en movimiento: herramientas de cepilladoras o limadoras, cizallas, guillotinas, etc. - La electricidad es a su vez un elemento muy peligroso, si no se toman las medidas necesarias de seguridad A ninguna máquina que utilice electricidad, deberá faltarle su conexión con tierra (fig 36 9) La electricidad siempre sigue el camino de menor resistencia Téngase también en cuenta esta precaución al usar herramientas portátiles
Fig 364 Una máquina en marcha es siempre un peligro. No te aproximes peligrosamente
FIg 365 Las piezas en mOVimiento deben estar cubiertas. Si han de moverse a mano._ espera que primero se paren totalmente
362
Fig. 36.7 No poner en mafcha sin antes volver a colocar las protecciones que se han sacado
Fig 36,6 Protección de volante o poleas
Seguridad en el puesto de ajustador
Los mangos de las limas y las mismas limas pueden ser causa de accidentes - No hay que usar mangos de lima en mal estado, es decir sin anillo metálico o rajados. Conviene asegurarse de que estén bien colocados: ni torcidos ni poco metidos, ni flojos (fig. 36.10). Al trabajar con el cincelo buril hay que utilizar las gafas de seguridad y tener cuidado de no dañar a los compañeros para lo cual conviene colocar
una mampara protectora
216
- La cabeza del cincel debe estar limpia, sin rebabas Procede, por tanto, repasar su cabeza en la piedra de esmeril cuantas veces sea necesario" - El martillo debe estar en perfectas condiciones con el mango bien sujeto, no rajado ni astillado (fig.. 36 11 ) . Un martillo que se escapa de la mano (mano engrasada), que se desprende por rotura del mango o que salta por estar mal colocado, se convierte en peligro mortal. Se evitan los golpes en la mano dirigiendo la vista al filo de la herramienta y no a la cabeza. 363
Seguridad con las herramientas auxiliares
-
Destornílladores Deben mantenerse bien afilados Bien afilado no quiere decir que deba cortar, sino que tenga la forma adecuada (fig 36.12). Hay que emplear el destornillador adecuado para el tamaño y tipo de tornillo. Evitando siempre que la herramienta pueda alcanzar a la mano, por resbalarse de la ranura del tornillo. Es fácil este accidente cuando el destornillador o la cabeza del tornillo están engrasados (fig 36.13)
bien
m,1
Fig. 368
Evitar máquinas Que na estén protegidas
/~tierm 1 I I
Fíg .'36 13 No sujetar las piezas con la mano sí se puede hacer
Fíg 36 12
Utilizar siempre herramientas adecuadas
de otra manera
- Alicates Es una herramienta que precisamente por su versatilidad, suele emplearse más y peor Hay varios tipos de alicates Conviene usar cada uno de ellos para su propio fin con lo que ahorran molestias y pequeños accidentes No hay que emplear nunca alicates sin protección aislante cuando se manipulan conductores eléctricos Tampoco deben usarse para apretar o aflojar tuercas hexagonales, pues para esto ya hay llaves apropiadas fijas o ajustables - Llaves. Siempre que ello sea posible emplear llaves fijas, preferiblemente las de boca cerrada y siempre bien ajustadas De no hacerlo asi, se estropean la tuerca y, a veces, la propia llave, causando golpes y magulladuras en los dedos o nudillos de la mano (fig.. 36.14). No se deben empiear nunca dos llaves para hacer mayor palanca; es una práctica detestable y peligrosa. Tampoco se debe usar tubos para aumentar el brazo de la palanca más que en casos extremos y no sin antes haber intentado disminuir la resistencia a aflojarse, engrasando o empleando petróleo o liquidas aflojatuercas. Para algunos casos especiales habrá que golpear con el martillo, pero esto sólo debe hacerse con llaves que están fabricadas para ello y que se llaman precisamente asi: «Llaves de martillm) o «llaves fijas para trabajo a golpes» como las llama la DlN133 Otras herramientas auxiliares o útiles muy empleados, y que pueden dar serios disgustos, son los rayadores o puntas de señalar, los compases de puntas, los gramiles, etc. Es una práctica muy recomendable proteger estos instrumentos punzantes con un corcho (fig. 36.15) o guardarlos en estuches apropiados..
(1I.' ¡·y. [
o; )
Fig 369 La conexión a tierra evita sacudidas eléctricas
Fig 36.10
Las herramientas
de uso más frecuente suelen ser
364
las más descuidadas y peligrosas
Seguridad en el puesto de taladrado
- Todas las máquinas herramientas entrañan ciertos peligros. Veamos aqui algunos de la máquina de taladrar, - La pieza debe estar bien sujeta con medios mecánicos y nunca con la mano. Un descuido, una sacudida brusca puede hacer girar la pieza y crear un grave peligro.. Una pieza delgada, en giro, corta como un verdadero cuchillo (fig. 3616A) Cuando se usan bases magnéticas o mordazas, hay que fijarlas a la mesa con bridas - El pelo largo no recogido, las corbatas, la ropa demasiado holgada pueden ser causa de accidentes (fig.. 36.16B)
217
Fíg 36,11
Los martillos con
el mango roto o flojo. son peligrosos
para quien los usa y para los demás
mal
bien
Fig 36,14 Una llave no apropiada puede ocasionar lesiones.. además de esttopea; la tuerca o tornillo,
corcho
Fig, 36.16A Fijar siempre por me~ dios mecánicos las piezas que la má~ quina puede arrastrar o hacer girar
re~
- También en el taladrado hay que proteger los ojos con gafas de seguridad Evitese todo obstáculo en de'redor de la máquina y que el suelo esté engrasado o mojado: el menor traspiés o resbalón puede hacer que uno se agarre, aunque sea a una broca o a una polea en giro. Cuando la suelte, iserá tarde! No se debe usar durante el trabajo anillos ni pulseras 36.5
tornillo poslcionador 7'--,;,/#'//
Fig. 36.. 168 Evitar el pelo largo no cogido
Seguridad en la esmedladora
- No trabajes nunca sin gafas o pantalla protectora para tus ojos (figura 3617) - Una muela o piedra de esmeril es un peligro latente si no está bien montada Debe tener su correspondiente protección (fig. 36.18) Y sus platinas de diámetro adecuado - No debe trabajarse con una muela cuyo apoyapiezas está mal colocado ni cuando la muela gira descentrada. Esto puede ser causa de acuña miento de la pieza y provocar la rotura de la muela con el consiguiente peligro (fig 36.19). Es preciso avisar inmediatamente a quien proceda cuando se observa alguna anomalía en este sentido
Fig 36 15 Protección de partes punzantes Un simple corcho puede ahorrar serios disgustos
mal
>2 mm
bien,
Fig 36 17 La IHOiccclón de los ojos es de gran imporiancía 36 6
l.a 2 mm
Fig 36.19 El soporte de piezas debe estar bien ajustado: evitará accidentes graves.
Fig 36.18 La e!ectroe.smeri/adora ofrece grandes riesgos' son evitables si está adecuadamente protegida
Seguridad en la fragua y operaciones de forjado
- Los accidentes más frecuentes en la fragua suelen ser por emplear ma~ las herramientas o hacer mal uso de ellas - Los mangos de los martillos deben estar en buen estado y bien colocados. Las cabezas de las herramientas, con las que se golpea o donde se golpea, (tajaderas planas) no deben tener rebabas (fig 36.20) Las tenazas debentenér la boca apropiada para la forma de la pieza a sujetar. Si la opéración es prolongada hay que ayudarse con una argolla que mantenga las tenazas fuertemente cerradas (fig 3621). Los golpes en falso, por apoyar mal la pieza, son causa de graves accidentes (lig. 3622). Aunque en menor escala, también lo son tocar y coger piezas no enfriadas completamente.
218
Fíg 3621
367
bion m" Eleg;r bien el modelo de tenazas y, en traba¡os prolongados, mantenerlas cerradas con ayuda de argollas,
Seguridad en el puesto de soldadura -
En la soldadura oxiacetilénica el elevado grado de explosión del acetileno y el gran poder comburente del oxígeno pueden ser causa de accidentes, aparte de las quemaduras.. Dado el peligro de las fugas de acetileno hay que investigar posibles fugas con agua de jabón, pero nunca con una llama. Se emplean abrazaderas apropiadas para la fijación de las mangueras a los racords de los aparatos.. Hay que usar siempre las válvulas antirretorno y asegurarse de que están en condiciones de funcionamiento Los aparatos de conducción de oxigeno deben estar limpios de toda grasa pues la oxidación rápida produce la combustión espontánea - Las botellas de oxigeno son robustas, pero delicadas sus válvulas y sus llaves, por lo que es necesario evitar golpes o caídas (fig 3623) Las botellas de oxígeno y acetileno deben protegerse de lugares calurosos e íncluso de los rayos solares directos, pues pueden dar lugar a un aumento de vesión de gas, llegando a conve'ti'se en peli9'osas (fig 3624) c;¡:;'
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Fig 36' .20 Las rebabas de la cabeza de martillos. cinceles y similares son muy peligrosas, hay que eliminarlas en un principio
Fía 362-3 Las botellas de gas conviene tenerlas sujetas con argollas
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Fig 3624 No exponer las botellas con gas a los rayos del sol de forma prolongada
- El generador de acetileno no debe estar nunca a una distancia menor de 3 m del puesto de trabajo, ni de los de soldadura por arco, ni de las muelas de esmeril, porque una sola chispa puede ser el principio de un accidente (figura 3625). Tampoco cerca de focos de calor intenso, hornos, etc
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Fíg 3625, Los gases combustibles deben estar alejados de los lugare.s en que se producen chispas o hay calor concentrado: 1, tablero de herramientas; 2, mesa de soldar;' 3, ho;no: 4. equipo oxiacetilénico.
219
Fig, 3622 No apoyar bien las piezas en el yunque puede ser muy peligroso o. al menos. molesto
Fig. 36.26 Las gafas son imprescindibles para soldar. Los cristales deben ser de calidad pues. de lo contrario.. la protección suele ser s610 aparente
- Si alguna vez se produjera un escape de gas acetileno y sobreviniese el fuego, no hay que intentar apagar con agua, sino con un extintor apropiado; o bien echando arena o tapando con tela de amianto. - Para trabajar con el soplete se deben emplear siempre gafas apropiadas con cristales protectores de los rayos infrarrojos y ultravioletas. Al quitar escorias también hay que usar gafas con cristales blancos.. Las gafas de doble cristal (fig. 36 26) son muy apropiadas y cómodas, pero deben conservarse en buen estado. - En la soldadura eléctrica son todavia más peligrosos los rayos ultravioletas; por consiguiente, las caretas deben proteger los ojos de la luz directa y de los reflejos laterales (fig 3627) de manera que protejan también la piel. Un trabajo prolongado sin caretas apropiadas, puede producir eccemas y quemaduras en el cutis Es preciso emplear petos de cuero o de amianto y hasta guantes y polainas (fig. 36.28), y evitar las prendas de fibras sintéticas pues una sola chispa puede provocar la combustión de estas prendas, con los peligros consiguientes Los gases son también causa de molestias y transtornos que se evitan con el uso de aspiradores y con una buena ventilación (figs. 36.29, 36.30 y 36.31 ) Para estos puestos de trabajo suele haber una reglamentación y unas ordenanzas que es preciso cumplir a la letra 36.8
Código del color
Para llamar la atención de una manera más rápida, se utiliza en algunas fábricas el código del color De acuerdo con este código, hay que saber: que el color rOJo señala el material contra incendios; - que el color verde indica los botiquines y el material de primeros auxilios; - que el color azul señala el aparellaje eléctrico, los interruptores, fusibles, etc.; Fig 3627 Careta para soldar por arco
Fig. 3629 Los subsidios de segUlidad están para emplearse: el extractor parado no aspira
Fig36.28A Guantes y polainas de cuero para trabajos prolongados
Fig. 36.288 Piqueta con mango aislante
Fig, 36.30 Aspirador trabajando eficazmente
220
·
N° de máq.
Sección FICHA DE MANTENIMIENTO
28
A
Caracterlsticas técnicas
Engrase Fresadora
Motor: 3 CV 1410 r.p,mo
V: Visor
Corriente: Trifásica 220 V Velocidad de trabajo: Máx: 2000 r,p. m, Mio: 75 f"p"m"
N: Nivel del aceite, T: Llenado de aceite bianuaL A: Engrase automático cada dos horas de trabajo,
A T"(
/
~ Puesta en servicio
N
2-1-75
Piezas de recambio N.o/n
Designación
Stock
1
3711
2
2
510-59-20
1
\-f-O
"1.J1 , 11/1 ~ II..J u '- -
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A
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Planing de engrase Años
Fechas efectivas M, M, M,
1975
8-1-75 5-IV-75 25-VII-7!
1977 1978 1979
0\
T
Tipo de aceite: V-2 (Calvo Sotelo).,
1976
S
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1.-
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L,
L----e
5-
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r/A
V
/A
1980 1981 1982 1983 1984
Diaria de reparadones
N.O repoM
Fecha
Fecha
N
o
horas
ración
Pedido el
Naturaleza de la reparación
1
5-IV- 75
Rotura de eje telescópico
S-lV- 75
5-IV-75
trabajo 20
Rotura del visor de aceite
25-VI-75
25-VI-75
I
2
25-VI-75
parada
ejecución
Fig 3632 Ficha de mantenimiento de máquina
221
Observaciones Mirar si sufre pérdida de aceite.
':'- que el color naranja recuerda los órganos de máquinas '0 parte de aparellaje peligroso; - y que el color amarillo y negro a rayas indican las partes fijas o móviles peligrosas para la circulación.
E
E
g
..• ..• ]J " ..· ro
o
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3
Fig 3631 Mesa de trabajo con aspirador incorporado
36.9
Fíg. 3633 Foto test.
Reglas de conservación o mantenimiento
- Las instalaciones, máquinas y herramientas son los medios que sirven para el trabajo diario. Por tanto, hay que conservarlos en buen estado si que· remos que el trabajo Sea útil y agradable. Ello requiere un programa de revisión y reparación preventivos, Sólo en casos imprevistos habrá que hacer reparaciones no programadas. Cada máquina tiene sus puntos delicados que requieren una atención en cuanto a limpieza y engrase En consecuencia, cada una debe tener una hoja de instrucciones en la que aparezcan claramente señalados los puntos y tiempos para hacer los engrases y las calidades de lubricantes a emplear - Un buen equipo de mantenimiento es la mejor inversión en cualquier instalación industrial Bastan pocos y aún una sola persona responsable para que este servicio funcione - Hay que conservar en perfecto estado las herramientas o útiles de trabajo y control. En muchos centros puede el mismo encargado de almacén revisarlos y proceder a su reafilado y puesta a punto o ser quien dé las órdenes para que se reparen,
- El querer ahorrar en esta cuestión suele ser causa de grandes gastos o al menos de pocos beneficios, ya que no se puede lograr trabajo de calidad con herramientas o equipos en mal estado. El orden es un buen principio para la buena conservación y ahorro, MEDIOS DIDÁCTICOS Las diapositivas y las películas-concepto son siempre de gran ayuda para hacer comprender la importancia d,e este tema, . Resultan también muy eficaces los carteles anunciadores de peligros y causas de acciden~ tes. El Ministerio del Trubajo tiene una buena colección Para que resulten eficaces deben cambi
TEMAS PARA DESARROLLAR EL ALUMNO - Hacer un recorrido por el taller y anotar todos los puntos que pueden ser ocasión de accidente. - Hecha la lista, propón un sistema de mejoras para evitar los accidentes en algunos de estos puestos, -'- Hacer una ficha de mantenimiento de una máquina, - Hacer un esquema de lb que podria ser un servicio de mantenimiento del taller y cómo organizarlo entre compañeros y encargados.
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CUESTIONARIO - ¿Qué normas generales de seguridad conoces? - Enumera algunas de las normas para los puestos de limadora, taladradora, fragua y soldadura., - ¿Qué es un sistema de mantenimiento en un taller? - ¿Son necesarfas muchas personas para un equipo de mantenimiento? ¿De qué de-
pende? -
¿Cuántas imprudencias está cometiendo el operario de la fetografia en la figura 36.33? Indica medios de seguridad que necesita la máquina de la figura 368.
BIBLlOGRAFIA Seguridad y Trabajo, Instituto Nacional de Medicina y Seguridad del Trabajo. Segurídad en la Industria Metalúrgica.. Asociación para la prevención de Accidentes,
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