Tecnicas de Mecanizado

Técnicas de Mecanizado 1

Familia de M.V.A Tema 1

TÉCNICAS DE REPRESENTACIÓN GRAFICA


La representación de piezas suele hacerse por medio de proyecciones ortogonales diédricas;

pero también se emplea el sistema de proyecciones axonométricas y perspectivas caballera y

cónica. El sistema más en uso es el primero; por su facilidad, rapidez de trazado y

representación en el plano. La representación de una pieza debe hacerse de manera que el

plano resulte claro y explícito, y no existan dudas al interpretarlo.

Es la representación gráfica, ya escala, de máquinas, conjunto de piezas, mecanismos o

piezas unitarias, con las cotas y datos necesarios para su fabricación.

Estos planos se confeccionan en la oficina de estudios y proyectos; son enviados al

departamento de métodos y, a continuación, se trasladan al taller para la mecanización de las

piezas diseñadas.

El dibujo industrial es una base para el trabajo industrial y de artesanía. Se dibujan piezas

sueltas y planos de conjunto para el montaje de las distintas piezas en máquinas, aparatos e

instalaciones de toda clase.

También la construcción de estructuras metálicas, la calderería, las instalaciones de tuberías y

las de carácter eléctrico, lo mismo que las relacionadas con otras ramas de la industria,

necesitan del dibujo industrial, como medio de expresión y enlace entre el proyecto y la

ejecución.

Normalización................................................................................................................................

La normalización es un conjunto de reglas o normas destinadas a especificar, unificar y

simplificar las relaciones en aplicaciones técnicas muy diversas.

Especificar: Que es fijar o determinar, de un modo preciso, los materiales y dimensiones, a fin

de evitar errores en la identificación.

Unificar: Que es adoptar las medidas convenientes para que resulten fabricaciones

intercambiables.

Simplificar: Que es indicar las normas de fabricación que permitan hacer más fácil la forma

geométrica, la mecanización y el número de modelos, de acuerdo con los mejores y más

necesarios.

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Introducción.........................................

Técnicas de Mecanizado 3Las normas están evolucionando continuamente, en razón de las necesidades y adelantos

tecnológicos de la industria; por consiguiente, todo técnico debe estar al día en el conocimiento

de las innovaciones en las normas.

A continuación, se indica el desarrollo progresivo en la evolución de las diferentes normas a

tener en cuenta:

Normas de representación

Son las que codifican el trazado propiamente dicho (formatos, proyecciones, líneas

Normas de dimensiones

Normas de designación

Sistemas de representación de vistas........................................................................................

Existen dos sistemas de representación de vistas: el Europeo y el Americano.

Normas generales sobre la representación de piezas industriales

Las vistas en el plano deben estar dispuestas de manera clara. Hay unos principios que sirven

para decidir qué vistas son las que han de figurar en el plano; pero, en virtud de la diversidad

de aplicaciones, de métodos de fabricación y de aspectos de las piezas, resulta imposible

presentarlos de un modo esquemático.

La representación gráfica de una pieza exige, por parte del dibujante, cierta iniciativa personal

en cuanto a la disposición y elección de aquellas vistas que le permitirán realizar, en las

mejores condiciones, el dibujo de la misma.

Dibujo de detalle

Así se llama a la representación de una pieza aislada, realizada en la posición en que trabaja, o

de montaje, o bien en la de mecanizado.

Las piezas que se emplean en cualquier posición, por ejemplo, piezas giratorias, pernos,

casquillos, tornillos, se representarán preferentemente en la posición de fabricación.

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Técnicas de Mecanizado 4Estudiada la pieza, se elige el formato en que se va a realizar el dibujo y la escala que

conviene emplear.

Sobre el papel, conocidas las características particulares de la pieza, se determinan las vistas

necesarias e imprescindibles para su representación, procurando que sean las más expresivas

para definir mejor su forma:

Se determinan las dimensiones necesarias para la realización de la pieza en el taller, en el

caso de que se haya de proyectar o fabricar.

Elección del alzado

Teniendo en cuenta la posición de empleo o de fabricación, se elige, como alzado, aquella vista

que presenta la idea más clara en cuanto a forma y dimensiones de la pieza.

En general, es suficiente la representación del alzado, de la planta y de una vista lateral para

reconocimiento inequívoco y acotación de un objeto. Las piezas complicadas exigen, a veces,

más de tres vistas.

No deben ponerse nunca más vistas de las indispensables para la clara definición de la pieza.

Una vez elegida la posición de la lámina (apaisada o vertical), se mantiene la misma para todas

las piezas.

Cuando una vista, como consecuencia de la falta de espacio, haya de colocarse en lugar

distinto al normalizado, es necesario indicar la dirección de la visual con una flecha, cuyas

dimensiones sean una vez y media mayores que las de la cota, y con una letra mayúscula, algo

mayor que las cifras de cota.

Detalle

En piezas con detalles pequeños, que no resulten claros, se vuelven a dibujar éstos ampliados

en la parte superior del dibujo, indicando la escala a que se representan y se señala, a su vez,

la zona ampliada en la pieza con un circulo dibujado a trazo y punto.

Las letras empleadas para señalar la vista y el detalle no deben coincidir con las letras para un

curso de corte.

Piezas simétricas

Para economizar tiempo y espacio, se representará nada más que la mitad o la cuarta parte de

los cuerpos simétricos. En este caso, se marca cada extremidad del eje de simetría con dos

trazos paralelos perpendiculares al eje.

CORTES Y SECCIONES....................................................................................................

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Técnicas de Mecanizado 5Elección del plano de corte

Siempre que, en una vista, haya varios cortes, hay que distinguirlos colocando letras frente a

cada flecha. En la sección correspondiente se indica a cuál de las líneas de corte pertenece la

sección representada.

Semicorte

Cuando una pieza es simétrica, especialmente en cuerpos de revolución, se representa la

mitad de la pieza, vista exteriormente; y la otra mitad, vista interiormente, es decir, en corte.

Este tipo de representación se denomina semicorte o medio corte. El semicorte no es

necesario designarlo ni indicarlo.

No obstante, se procurará que esta simplificación no produzca dificultades de comprensión, ni

sea una causa de errores.

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En principio, es conveniente dibujar un corte total de la pieza,

siempre y cuando no existan detalles o irregularidades, que

aconsejen el dibujo de un corte parcial o especial, para su

mejor interpretación.

El corte total debe realizarse en la vista y en el lugar

adecuado, para conseguir la máxima claridad en la

representación. El plano de corte se ha de elegir, según la

sección que dé la máxima comprensión de la pieza. El plano

puede ser horizontal, vertical o de perfil. En piezas

complicadas pueden ser necesarias dos o tres vistas en corte.

Colocación de un semicorte:Si el eje de simetría de la pieza es horizontal, la

parte representada en corte se coloca debajo del

eje de simetría

Cuando el eje de simetría de la pieza es vertical, la

parte representada en corte se sitúa a la derecha

del eje de simetría

Se suprime la representación de formas ocultas a

fin de que la vista sea más clara.

Técnicas de Mecanizado 6En ocasiones, puede coincidir el eje de simetría con una arista de la pieza. En tal caso, se da la

preferencia a la arista

La acotación de las formas interiores se efectúa en la parte representada en corte, inscribiendo

las otras dimensiones en la parte vista exteriormente.

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Tema 2MATERIALES METALICOS


En los últimos años, se han introducido en el mundo del automóvil una serie de innovaciones

tecnológicas que han dado como resultado un nuevo concepto del automóvil.

Uno de los factores que más decisivamente a contribuido a conseguir esta mejora, se produce

en el campo de la metalografía. La incorporación de materiales vanguardistas, así como

nuevos procesos de producción y las mejoras de las aleaciones, han posibilitado la

consecución de unos materiales más resistentes y ligeros.

En cuanto a la construcción de carrocerías, la tendencia constructiva de los fabricantes va

dirigida a conseguir dos objetivos primordiales:

reducción de peso

mayor seguridad pasiva en materia de resistencia estructural

Por lo tanto a la hora de seleccionar el material a emplear para la construcción de las

carrocerías, debe de cumplir una serie de requisitos que permitan conseguir los objetivos de los

fabricantes de automóviles. Por ello el comportamiento de los materiales, tanto en el proceso

de conformación y fabricación como en todo el proceso de manipulación o reparación, va a

estar marcado por sus propiedades físicas y químicas. Por ello la importancia de entender las

características, así como sus propiedades y ensayos de todo los materiales que son utilizados

en la fabricación de los vehículos.

La materia es una de las formas de manifestarse la energía, distinguiéndose de las demás por

sus propiedades generales, que son: masa, peso, inercia, extensión, impenetrabilidad, etc.; es

decir, la materia se presenta ante nosotros en una cantidad constante, ocupa un lugar en el

espacio y requiere una fuerza para cambiar su estado de reposo o movimiento.

Según la teoría atómica la materia está constituida por partículas pequeñísimas denominadas

átomos. Según Dalton, las sustancias que se crían fundamentalmente con el aire, el agua, etc.,

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La Materia.................

Introducción.........................................

Técnicas de Mecanizado 8están compuestas por otros cuerpos, que denominó elementos simples, como el oxígeno, el

hidrógeno, el nitrógeno, etc.

Hoy en día la materia la podremos dividir en dos grupos:

Los cuerpos simples; son sustancias constituidas por una sola clase de átomos; por

consiguiente, no puede ser descompuesta por ninguno de los métodos físicos y químicos

usuales.

Los cuerpos compuestos; son sustancias constituidas por moléculas de distintas clases de

átomos y que, por tanto, pueden ser descompuestas en los elementos que las forman. Se

conocen miles de combinaciones exactamente definidas.

Hay que tener en cuenta que las moléculas que forman los cuerpos no están en estado de

reposo. Entre ellas existen fuerzas de atracción (cohesión) que tienden a mantenerlas unidas y

otras de repulsión que actúan al mismo tiempo y se oponen a las anteriores.

En consecuencia habrá espacios entre ellas tanto mayor cuanto mayor sea el predominio de

éstas sobre aquéllas. Así se explica los estados en que se pueden presentar los cuerpos,

reducidos fundamentalmente a tres: sólido, líquido y gaseoso.

Clasificación de los elementosOrdenados todos los elementos en orden creciente de sus pesos atómicos, se observa que sus

semejanzas en el comportamiento químico y las propiedades físicas y químicas se repiten

periódicamente, de modo que los elementos se pueden reunir en varios grupos. Todos los

elementos situados en cualquiera de los grupos tienen marcadas semejanzas entre sí.

El estudio de las propiedades de los elementos permite establecer una clasificación básica en

tres grupos: metales, no metales o metaloides y gases nobles.

Los metalesLos metales

Poseen un brillo característico, son buenos conductores del calor y la electricidad, ofrecen una

elevada resistencia mecánica y gran plasticidad y se combinan con el oxígeno formando

óxidos. Los metales se pueden dividir en dos grupos, él A y el B.

El grupo A, es el de los que se consideran como verdaderos metales y comprenden los

siguientes grupos:

Alcalinos (litio, potasio, cesio, sodio, rubidio),

Los alcalinos térreos ( berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario),

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Técnicas de Mecanizado 9Los metales de transición (escandio, titanio, vanadio, cromo, manganeso, hiero, cobalto, níquel,

itrio, zirconio, niobio, tántalo, wolframio, renio, osmio, iridio, platino, radio, actino, torio,

proactinio, uranio)

Los del grupo del cobre (cobre, plata, oro)

Las características de estos metales es que su enlace es sólo metálico; es decir, no tienen otro

tipo de enlace. Por eso sus características metálicas son más acentuadas que en los del grupo

B. El grupo B está formado por los siguientes metales ( el aluminio, cinc, cadmio, mercurio,

plomo, bismuto, galio, indio, germanio, estaño, arsénico, antimonio, selenio y telurio).

Estos metales se caracterizan porque sus átomos no tienen un enlace exclusivamente

metálico, pues en ellos intervienen enlaces homopolares.

Metaloides o no metalesMetaloides o no metales

No poseen el brillo de los metales, son malos conductores de la electricidad y el calor y se

combinan con el oxígeno dando anhídridos que a su vez reaccionan con el agua dando ácidos.

Los más importantes son (boro, carbono, azufre, silicio, fósforo, oxígeno, nitrógeno y cloro)

Gases noblesGases nobles

Son elementos químicamente inertes cuya aplicación más conocida es la iluminación mediante

lámparas de conducción gaseosa. Son gases nobles (helio, neón, argón etc.,)

Los metales poseen un conjunto de propiedades llamadas metálicas, las cuales, si bien no son

exclusivamente de ellos, las tienen en grado suficiente para caracterizarlos. Este carácter

especial es consecuencia de la naturaleza de sus átomos y sus enlaces.

El color que presentan es generalmente el blanco argentino brillante, a excepción del oro y el

cobre, que son amarillo y rojizo, respectivamente.

Hoy en día el empleo de los metales, es debido al encontrarse un inmenso campo de

aplicación gracias a sus propiedades mecánicas, las cuales pueden modificarse mediante un

tratamiento o por aleación con otros metales.

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Los Metales................................

Técnicas de Mecanizado 10LA ESTRUCTURA DE LOS METALES

Se llama estructura de los metales a la disposición ordenada y geométrica, en el espacio. La

estructura está íntimamente ligada con el comportamiento de un metal, por lo que es

conveniente efectuar un estudio elemental de la misma. Hay que considerar dos tipos de

estructura la cristalina y la granular.

Estructura Cristalina: los átomos están ordenados en el espacio según un red geométrica

constituida por repetición de un elemento básico llamado cristal.

Estructura Granular: el elemento fundamental es el grano, constituido por agrupación de

cristales.

PROPIEDADES DE LOS METALES

De todas las características de los metales, se debe de tener en cuenta aquellas de las cuales

depende su utilidad en la industria metalúrgica, dichas características son unas veces

cualidades, otras veces defectos y en algunos casos constantes físicas.

A la hora de estudiar las propiedades de los metales, se clasificaran en varios grupos, según

sus propiedades físicas, químicas, tecnológicas y mecánicas.

Propiedades Físicas

Dentro de este grupo se reúnen las propiedades primarias o básicas de la materia, con otras

que son consecuencia de fenómenos motivados por agentes físicos externos. Las más

importantes son:

Extensión: es la propiedad de ocupar espacio. Este espacio ocupado se llama volumen.

Impenetrabilidad: es la propiedad que tienen los cuerpos de no poder ser ocupado su espacio,

simultáneamente por otro cuerpo.

Calor específico: es la cantidad de calor necesario para aumentar la temperatura de la unidad

de masa de un cuerpo desde 0º hasta 1ºC.

Calor latente de fusión: es la cantidad de calor que absorbe la unidad de masa de un metal al

pasar del estado sólido al líquido.

Conductividad calorífica: también llamada térmica, es una propiedad de los metales que les

permiten transmitir el calor a través de su masa.

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Técnicas de Mecanizado 11Dilatación: es el aumento de volumen que experimentan los cuerpos al aumentar su

temperatura.

Conductividad eléctrica: es una propiedad casi exclusiva de los metales y consiste en la

facilidad que poseen de transmitir la corriente eléctrica a través de su masa.

Propiedades Químicas

Las dos propiedades más importantes desde el punto de vista químico y de mayor importancia

para los fabricantes de automóviles, es las referidas a la resistencia que oponen los materiales

frente a las acciones químicas y atmosféricas, es decir:

Oxidación: es el efecto producido por el oxígeno en la superficie del metal y se acentúa al

aumentar la temperatura.

Corrosión: es el deterioro lento y progresivo de un metal por un agente externo. La corrosión

atmosférica es la producida por el efecto combinado del oxígeno del aire y de la humedad.

Pero se da también la corrosión química, producida por los ácidos y los álcalis.

Propiedades Tecnológicas

Son las relativas al grado de adaptación del material frente a distintos procesos de trabajo a los

que pueden estar sometido. Las más importantes son:

Soldabilidad: posibilidad de ser soldado con mayor o menor resistencia.

Ductibilidad: aptitud para la deformación del metal en forma de hilo.

Maleabilidad: capacidad de un metal para ser deformado en láminas.

Templabilidad: aptitud que tiene los metales para dejarse penetrar por el temple.

Fusibilidad: propiedad de fundirse bajo la acción del calor.

Propiedades Mecánicas

Son aquellas que expresan el comportamiento de los metales frente a los esfuerzos o cargas

tendentes a alterar su forma.

Par poder establecer una clasificación de dichas propiedades, debe atenderse a la naturaleza

de los esfuerzos que inciden sobre ellos. De este modo resultan ser las siguientes:

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Técnicas de Mecanizado 12Resistencia: es la capacidad de soportar una carga externa. El metal debe soportarla sin

romperse, a esta resistencia se la define como carga de rotura. Como la rotura de un metal

puede producirse por diferentes efectos; esfuerzo de tracción, por esfuerzo de compresión, por

esfuerzo de torsión y/o esfuerzo de cizallamiento.

Dureza: es la propiedad que expresa el grado de deformación permanente que sufre un metal

bajo la acción directa de una carga determinada.

Hay que distinguir dos tipos de dureza: la física y la técnica. La dureza física es la resistencia

que opone un cuerpo a ser rayado por otro más duro, mientras la dureza técnica es la

resistencia que opone a ser penetrado por otro más duro.

Elasticidad: es la capacidad de un cuerpo elástico para recobrar su forma al cesar sobre el la

causa que lo ha deformado. Se llama límite elástico la carga máxima que puede soportar un

metal sin sufrir una deformación permanente.

Plasticidad: es la capacidad de deformación de un metal sin que llegue a romperse. Si la

deformación se produce por alargamiento mediante un esfuerzo de tracción, está propiedad se

llama ductilidad y cuando lo es por aplastamiento mediante un esfuerzo de compresión se

llama maleabilidad.

Tenacidad: es la resistencia a la rotura por esfuerzo que deforman el metal, la tenacidad

requiere la existencia de resistencia a la plasticidad. Así pues, son materiales tenaces los que

son elásticos y plásticos.

Fragilidad: es la propiedad que expresa falta de plasticidad y por lo tanto, de tenacidad. Los

materiales frágiles se rompen en el límite elástico es decir, su rotura se produce bruscamente

al rebasar la carga del límite elástico.

Resilencia: expresa la resistencia de un metal a su rotura por choque. En realidad es el

resultado de un ensayo y se denomina así la energía consumida en romper una probeta de

dimensiones determinadas.

Fluencia: es la propiedad que tienen algunos metales de deformarse lenta y espontáneamente

bajo la acción de su propio peso o de cargas muy pequeñas.

Fatiga: si se somete un cuerpo a la acción de cargas periódicas se puede llegar a producir su

rotura incluso con cargas que, si actuasen de manera continua, no producirían deformaciones.

ENSAYOS DE MATERIALES

Con el nombre genérico de ensayos se designan una serie de procedimientos que tienen por

objeto conocer o comprobar las características y propiedades de los materiales o descubrir los

defectos en las piezas fabricadas. Ente los ensayos más usuales se encuentran los de:

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Técnicas de Mecanizado 13Ensayos metalográficos

Ensayos de propiedades estáticas

Ensayos de propiedades dinámicas

Los ensayos metalográficos

Son los ensayos más adecuados para conocer la estructura macrográfica y micrográfica de los

metales. La identificación de los constituyentes se realza observando la superficie de una

muestra debidamente preparada para este objeto, con ayuda de un microscopio.

Con ello se consigue observar: grietas superficiales, disposición de las fibras, formas y

tamaños del grano, etc.

Los procesos de ensayos metalográficos comprenden las siguientes fases:

Toma de muestra

Desbaste y pulido de la muestra

Ataque micrográfico

Observación con equipos adecuados

Los ensayos de propiedades estáticas

Ensayos de dureza

La dureza se valora en función de los resultados obtenidos de determinados ensayos de

rayado, penetración o choque.

Dureza al rayado

Los primeros procedimientos que se idearon para medir la dureza se basaron en la resistencia

que oponen los cuerpos a ser rayados. El método Mhos estableció la escala de dureza, que

consta de diez minerales ordenados de modo que cada uno de ellos es rayado por le que le

sigue.

Para determinar la dureza de un material se empieza tratando de rayarlo con el más blando y

siguientes hasta llegar a uno con el cual sea posible. Su dureza estará comprendida entre la de

éste y la del anterior en la tabla.

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Dureza a la penetración

Son los ensayos más importantes, por ser los que se utilizan para designar las durezas. En

estos ensayos, se aplica un penetrador (bola, cono o diamante) sobre la superficie del material

con una presión y en un tiempo determinado, a fin de dejar una huella que depende de la

dureza del material. Los métodos más utilizados son los de Brinell, Rockwell y Vickers.

Método Brinell: ideado por el ingeniero sueco Brinell en 1900, consiste en comprimir sobre un

material a ensayar, una bola de acero templado de un diámetro determinado, por medio de una

carga y durante un tiempo establecido.

Se mide el diámetro de la huella y se halla la dureza del material por la relación entre la carga

citada y el área del casquete de la huella.

Método Rockwell: el método Brinell no permite medir la dureza de los aceros templados ,

porque con ellos se deforman las bolas. Por esto apareció en 1924 este nuevo método, el cual

se basa en también en la resistencia que oponen los materiales a ser penetrados, pero que, en

lugar de determinar la dureza del material en función de la superficie de la huella que deja el

cuerpo penetrante, la determina en función de la profundidad de esta huella. Para ello se

emplean como cuerpo penetrante el diamante en forma de cono de 120º, con la punta

redondeada.

Método Vickers: el ensayo por el método Vickers fue introducido en 1925, se emplea mucho en

los laboratorios y en particular en los ensayos de piezas de pequeño espesor que no

sobrepasan los 0,2 mm. En este método se emplea como cuerpo penetrante una punta de

pirámide de base cuadrada y ángulo en vértice.

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Ensayos de tracción

Este ensayo es uno de los más empleados para conocer la resistencia o carga de rotura, límite

elástico, alargamiento y estricción de los metales y aleaciones. Consiste en someter una

muestra (de forma y dimensiones determinadas), a un esfuerzo de tracción en la dirección de

su eje hasta romperla. La muestra empleadas son generalmente barras de sección uniforme,

casi siempre circulares.

Ensayos de propiedades dinámicas

Ensayos de resistencia al choque

Este ensayo consiste en romper de un solo golpe, con ayuda de una máquina cuyo martillo se

mueve en trayectoria pendular, una muestra de dimensiones determinadas provista de un

rebaje para facilitar la rotura. Este ensayo también se suele realizar, dejando caer desde una

altura determinada un cuerpo de una masa, de peso determinado, sobre una muestra d metal a

ensayar.

Ensayo de conformación

El objeto de estos ensayos es conocer el comportamiento de los materiales cuando se les

somete a procesos de conformación. Entre los ensayos mas utilizados hoy en día son:

Plegado: consiste en someter el material a un plegado simple , doble o alternativo, para

observar las grietas.

Plegado simplePlegado simple: consiste en colocar la muestra sobre dos puntos fijos y a continuación ejercer

una presión mediante un rodillo hasta conseguir que el material se doble en el ángulo deseado.

Plegado doble: Plegado doble: consiste en someter al material a dos plegados sucesivamente en direcciones

perpendiculares.

Plegado alternativoPlegado alternativo: consiste en doblar el material en ángulo de 90º a un lado y a otro hasta

conseguir que se rompa.

Embutición: tiene por objeto conocer la aptitud de las chapas para ser conformadas por

embutición. Para hacer dicho ensayo, se emplea una prensa que desplaza su punzón sobre

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Técnicas de Mecanizado 16una matriz, en el que previamente se ha colocado la pieza a ensayar. Se mide el avance del

punzón desde que toma contacto con la chapa hasta que ésta rompe

Forja: consiste en determinar la aptitud de los metales para modificar su forma o dimensiones

mediante golpes continuos de martillo, sobre una muestra previamente calentada, hasta la

aparición de grietas.

Se llaman aleaciones a la unión de un metal con otro metal o metaloides conservando, es

estado sólido, sus propiedades metálicas.

Los metales se alean con otros para conseguir un conjunto de características muy difícil de

hallar en los metales puros. Debido a esta ventaja, el número de aleaciones posibles es

elevadísimo, y su interés es excepcional.

Para obtener una aleación, se funden al mismo tiempo el metal base y los aleantes. Según el

número de elementos que componen las aleaciones, éstas se llamarán binarias (dos),

terciarias (tres), etc. Hay aleaciones que contienen hasta seis o siete elementos.

Considerando la naturaleza de sus componentes las aleaciones se pueden clasificar en:

Aleaciones férreas: las que tienen el hierro como metal predominante

Aleaciones no férreas: aquellas cuyo metal predominante no es el hierro

Aleaciones pesadas: contienen principalmente metales cuyo peso especifico es mayor que 7.

Aleaciones ligeras: es aquella que tienen un valor inferior a 7.

Aleaciones férreas

El hierro puro carece de importancia industrial, pero, formando aleaciones con el carbono y

otros ingredientes, es el metal más empleado en el mundo del automóvil.

Las aleaciones con un contenido de carbono entre 0,08 y 1,76% tienen unas características

muy definidas y se denominan aceros.

LOS ACEROS

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Las Aleaciones.............

Técnicas de Mecanizado 17El acero se obtiene sometiendo el arribo a un proceso de descarburación y eliminación de

impurezas llamadas afino. Este afino, u oxidación del exceso del elemento carbono, según

varios procedimientos:

Afino al crisol este método de fusión se emplea para obtener aceros de calidad superior

Acero al crisol se utiliza para obtener aceros especiales

Acero al vacío es el acero resultante cuando, en algún momento del proceso, el líquido se

encuentra rodeado por una disminución de la presión atmosférica.

La clasificación de los aceros se realiza atendiendo a diversos criterios:

Según su dureza

Según su composición

Los aceros según su dureza........................................................................................................

Aceros extrasuaves o suaves

Son aceros en bajo contenido en carbono (entre un 0,1 y un 0,3%), son tenaces, dúctiles y

fáciles de mecanizar, conformar y soldar.

Aceros semisuaves o semiduros

Son aceros de medio contenido en carbono (entre 0,3 y un 0,5%), son resistentes y duros, por

lo que se necesitan precauciones especiales a la hora de soldarlos.

Aceros duros o extraduros

Son aceros de alto contenido en carbono (entre un 0,5 y un 0,7%), estos aceros resultan más

duros y resistentes pero a la vez más frágiles.

Los aceros según su composición..............................................................................................

Aceros al carbono

Se denominan también aceros no aleados. Poseen en su composición hierro , carbono,

pequeñas cantidades de manganeso y silicio. Se utilizan para fabricar planchas para

conformado de distintas piezas de la carrocería.

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Aceros aleados

A parte de las impurezas normales, contienen otros elementos metálicos aleados, que le

proporciona propiedades tales como; tenacidad, resistencia al calor y a la oxidación, al choque,

al desgaste, etc.

Tipos de aceros empleados en la fabricación de las carrocerías

Hoy en día en la fabricación de las carrocerías se emplean diferentes tipos de aceros, según

las necesidades de funcionabilidad. Por ello si pretendemos hacer una división de los mismos

empezaremos dividiéndolos en tres grupos.

Aceros convencionales

Aceros de alto límite elástico (A.E.L)

Aceros laminados

Aceros convencionales

Actualmente un 80% de los aceros empleados en las carrocerías son aceros

convencionales, con un contenido en carbono normalmente inferior al 0,2% (aceros suaves).

Este tipo de aceros presenta un buena actitud para la embutición, esto permite obtener piezas

con formas más o menos complejas. Asimismo, es fácilmente soldable.

Aceros de Alto Límite Elástico (A.L.E)

Son aceros que consigue elevar el límite elástico de 24 Kgf/mm2, del acero convencional

hasta 36 Kgflmm2, por termino medio. Este acero constituye una de las soluciones de que

disponen los constructores para reducir el peso del vehículo, sin disminuir la seguridad del

mismo.

Las chapas fabricadas con aceros ALE deben reunir una serie de característica, dado que con

un menor espesor, han de mantener las prestaciones. De estas características destacamos:

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Técnicas de Mecanizado 19• Poseer altas características mecánicas para garantizar que los valores de resistencia al

choque sean los establecidos.

• Tener una buena actitud a la soldadura, lo cual se consigue limitando el contenido de

carbono en 0,2%.

• Poseer en ciertos casos una embutibilidad elevada.

Por lo tanto debemos destacar, que las características esenciales de este tipo de aceros, es la

optimización simultanea de propiedades como resistencia y tenacidad. Ahora bien para obtener

dichas propiedades, se puede conseguir mediante tres vías, las cuales dan lugar a tres tipos de

aceros de diferentes magnitudes:

Aceros refosforados

Son aceros cuyo endurecimiento se consigue mediante la utilización de sustancias sólidas,

tales como el fósforo y el silicio.

Estos aceros surgieron por la necesidad de mejorar las características de embutición.

Características mecánicas

Límite estático: 15 -21 kgf/mm2

Tensión de rotura: 25 - 35 Kgf/mm2

Aceros ALE Microaleados

Son aceros de muy bajo contenido en carbono ( máximo 0,1%), y calmados con aluminio.

Características mecánicas:

Limite elástico: 28 -46 Kgflmm2

Tensión de rotura: 37 - 65 Kgflmm2

Aceros ALE de Doble Fase

Se obtienen mediante un tratamiento térmico que consta de un temple enérgico, seguido e un

revenido para mejorar la plasticidad y por tanto, su comportamiento ante el choque.

Características mecánicas:

Limite elástico: 36 - 48 Kgf/mm2

Tensión de rotura: 60 - 80 Kgf/mm2

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Técnicas de Mecanizado 20Características de los aceros de alto límite elástico

Este tipo de aceros de alta resistencia se emplea principalmente para largueros, traviesas,

montantes, elementos de apoyo, etc. No suele utilizarse para paneles exteriores de carrocería,

pues la chapa de este tipo son más difíciles de trabajar, presentando más resistencia al

enderezado y además son más caras.

ALEACIONES NO FERREAS

Las aleaciones no férreas presentan en general buena resistencia a la oxidación, destacan por

su facilidad de moldeo y mecanización, tienen una elevada resistencia mecánica en relación

peso, una gran conductividad térmica, alta resistencia al desgaste y un perfecto acabado.

Entre las principales aleaciones no férreas, podemos destacar:

• Aleaciones ligeras

• Aleaciones Ultraligeras

Aleaciones Ligeras

Son aquellas aleaciones que tienen como elemento base el Aluminio(Al), este metal tienen una

características intrínsecas como:

• Color gris — brillante

• Densidad 2,7 gr/cm3

• Punto de fusión de 6000C

Propiedades:

Ligero

Dúctil

Maleable

Muy conducto

El aluminio a pesar de su afinidad con el oxígeno, es inalterable, en el aire, pues se recubre

con una delgada capa de óxido, que protege él restó de la masa del ataque de la oxidación. Así

mismo su bajo límite elástico su poca tenacidad y su poca dureza, limita sus aplicaciones,

aunque su bajo peso especifico unido a su excelente relación resistencia mecánica — peso y

su fácil y rentable reciclado un materia a tener cada vez mas en cuenta a la ahora de la

fabricación de carrocerías.

Aleaciones Ultraligereras

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Son las que tienen como elemento base el magnesio (Mg) y algunos elementos de adicción,

como el aluminio (que aumenta la dureza y la resistencia) y el cinc (que aumenta la

ductibilidad)

Así mismo hay que tener en cuenta una serie de características, como son:

• Color blanco

• Densidad 1,74 gr/cm3

• Punto de fusión de 650ºC

Propiedades:

• Mejores que las aleaciones ligeras

Son los procesos a que se someten los metales y aleaciones para modificar su estructura, bien

sea por un cambio de forma y tamaño de los granos, bien por transformación de sus

constituyentes. El objeto de los tratamientos es mejorar las propiedades mecánicas o

adaptarlas, confiriéndoles características especiales, a las aplicaciones que se van a dar a las

piezas. De esta manera se obtienen aumentos de dureza y de resistencia mecánica, así como

mayor plasticidad o maquinabilidad para facilitar su conformación. Estos procesos pueden ser

mecánicos y térmicos, y también consistir en la aportación de algún elemento a la superficie de

la pieza. Pueden clasificarse de acuerdo a los siguientes grupos:

Tratamientos mecánicos

Tratamiento Térmico

Tratamiento Químico

Tratamiento Mecánico

Son aquellos en que se somete al metal a operaciones de deformación ( en frío o en caliente)

para mejorar sus propiedades mecánicas y, además, darle formas determinadas.

Al deformar mecánicamente un metal mediante martillo, prensa, estirado, laminado, etc., sus

granos son deformados y aplastados, alargándose en el sentido de la deformación y ocurriendo

lo mismo con las impurezas y defectos, por lo cual se origina una modificación en la estructura

y, en consecuencia, en las propiedades del metal.

Familia de M.V.A

Los Tratamientos..........

Técnicas de Mecanizado 22Las deformaciones en caliente o tratamientos termomecánicos, denominados también forja,

son las que se realizan a temperaturas superiores a la de recristalización.

Las deformaciones en frío tienen lugar por debajo de la temperatura de recristalización y

pueden ser profundas o superficiales según se efectúe la modificación.

• Tratamiento en frío

La deformación en frío produce un aumento de la dureza y la resistencia a la tracción de los

metales y aleaciones, disminuyendo su plasticidad y tenacidad.

El cambio en la estructura (no es la constitución) se debe a la deformación de los granos y a

las tensiones que se originan; cuando un metal ha recibido este tratamiento, se dice que tiene

acritud.

La acritud se caracteriza porque el metal adquiere un aumento de dureza tanto más conside-

rable dentro de ciertos limites cuanto mayor haya sido la deformación. Además, los

tratamientos mecánicos en frío producen fragilidad en el sentido contrario de la deformación; y,

debido a la falta de homogeneidad de la deformación, se ocasionan las citadas tensiones

internas en las diversas capas del metal.

Cuando el metal tiene acritud, o sea, está en estado agrio o templado en frío, sólo debe em-

plearse cuando no importe su fragilidad o cuando los esfuerzos sólo actúen en la dirección de

la deformación, como ocurre con los alambres, cuerdas de piano, cintas metálicas, etc.

La acritud puede eliminarse total o parcialmente por un tratamiento llamado recocido contra

acritud, y las tensiones internas, mediante un recocido de estabilización.

El recocido contra acritud se realiza a temperaturas muy poco superiores a la de

recristalización y se aplica a todos los metales y aleaciones que se endurecen por deformación

en frío.

El recocido de estabilización se efectúa a temperaturas comprendidas entre los 100 y 200ºC y

durante tiempos muy prolongados que superan frecuentemente las 100 horas; se aplica a toda

clase de metales y aleaciones. Este tratamiento es, en realidad, un envejecimiento artificial,

pues con él se consigue acelerar las deformaciones que se producirían espontáneamente en el

transcurso del tiempo, evitando de esta manera las variaciones de cotas de las piezas una vez

terminadas.

• Tratamiento en caliente

Familia de M.V.A


Se llama forja el tratamiento mecánico en caliente; es decir, cuando la deformación se efectúa

a temperaturas por encima de le de recristalización.

Mediante este tratamiento pueden obtenerse grandes deformaciones sin que se produzca

acritud.

Si la aleación está formada por diversos constituyentes, debe tomarse como temperatura de

forja la correspondiente al constituyente que tenga la temperatura de recristalización más

elevada. Pero es muy importante no subirla demasiado, pues el tamaño de los granos podría

aumentar en exceso. Si tanto se ha elevado que se acerca a la de fusión, en el metal pasa a

tener una estructura de granos muy grandes y se debilita. A este fenómeno se le llama

quemado, y es imposible compensarlo con ningún otro tratamiento.

Todo ello se traduce en una mejora de las características, si bien la creación de fibra da lugar

ciertas propiedades direccionales que aumentar a aquéllas en el sentido de la fibra y las reduce

transversalmente.

La intensidad de la deformación la da el coeficiente de forja, que es la relación entre las

secciones inicial y final de la pieza sometida aquélla.

Según la clase del trabajo y su forma de ejecución, la forja se denomina laminado, embutido

aplanado, estirado, recalcado, extruido, estampado, etc.

Tratamientos Térmicos

Los tratamientos térmicos son operaciones de calentamiento y enfriamiento mediante las cua-

les se modifican la constitución y la estructura de los metales o aleaciones. Se basan en que

las transformaciones en el estado sólido, para que puedan realizarse completamente,

necesitan el tiempo suficiente.

Un enfriamiento lento hasta la temperatura ambiente permitirá la total transformación de los

constituyentes, obteniéndose con ello una estructura y una constitución determinadas.

Si calentamos de nuevo hasta temperaturas superiores a la de transformación y al enfriar otra

vez no se aumenta la velocidad de enfriamiento, la transformación encontrará más dificultades

para realizarse y será sólo parcial (o seré impedida totalmente si la velocidad es

suficientemente rápida), obteniéndose así una constitución y una estructura distintas a las

anteriores.

Familia de M.V.A

Técnicas de Mecanizado 24Se comprende, por tanto, la importancia que tiene conseguir estas modificaciones para poder

variar a voluntad las propiedades que va a poseer el metal a la temperatura ambiente.

Los tratamientos térmicos son especialmente indicados para los aceros, si bien se trata

también con éxito gran número de aleaciones no férreas; por tanto, en la descripción de cada

uno de ellos se detallarán, en general, el proceso y los fines que se persiguen.

En todo ciclo de tratamiento térmico hay que considerar tres fases, a saber: calentamiento

hasta una temperatura determinada, tiempo de permanencia en ella y enfriamiento hasta la

temperatura ambiente, siendo los siguiente; factores los que intervienen en el resultado final:

• Velocidad de calentamiento.

• Temperatura alcanzada y tiempo de permanencia.

• Velocidad de enfriamiento y medio de enfriamiento.

• Efecto de la masa (espesor o diámetro de las piezas).

Los tratamientos térmicos permiten que el material adquiera unas características determinada

para que posteriormente, en su aplicación, puedan efectuar su trabajo en las mejores

condiciones de resistencia, desgaste, dureza, etc.

Los diferentes tratamientos térmicos empleados hoy en día son:

El recocido

El normalizado

El temple

El Recocido

En los trabajos de forja, doblado, enderezado, torneado, etc., en los aceros se desarrollan

tensiones internas que deben eliminarse antes de emplear la pieza, pues por lo contrario darían

origen a la formación de grietas. Para eliminar estas tensiones internas se procede al recocido

de las piezas, consiste en calentarlas y enfriarlas lentamente. Cuando se rebasa la temperatura

indicada para el recocido, se dice que el acero está recalentado

Normalizado

Tratamiento térmico que se da a los aceros de carbono de construcción. Se utiliza también en

piezas fundidas, forjadas, laminadas, mecanizadas, etc.; y, en general, siempre que se trate de

eliminar las tensiones producidas por cualquier método de conformación, También tiene interés

para destruir los efectos de un sobrecalentamiento o un tratamiento térmico anterior> y que

afina la estructura.

Familia de M.V.A

Técnicas de Mecanizado 25Consiste en calentar el acero a temperatura de 30 a 50 0C superior a la crítica (Ac3) y, una vez

transformado completamente, dejarlo enfriar con aire en calma.

Temple

Consiste en calentar el acero por encima de la temperatura crítica superior y luego enfriarlo

suficientemente deprisa para que se forme una estructura martensítica.

Con este tratamiento se las características mecánicas, aumentando:

• Resistencia a la tracción

• Límite elástico

• Dureza

A costa de disminuir:

• Alargamiento

• Estricción

• Resilencia

También modifican las propiedades físicas (aumento del magnetismo y de la resistencia

eléctrica) y las propiedades químicas (aumento de la resistencia a la acción de ciertos ácidos).

Tratamientos Termoquímicos

Los tratamientos térmicos, en ocasiones, no son suficientes para mejorar ciertas

características, particularmente en la superficie de los metales. Cuando se necesitan piezas

con una superficie muy dura, resistentes al desgaste y la penetración, y con el núcleo central

muy tenaz para poder resistir y soportar los esfuerzos a que están sometidas, se usan diversos

procedimientos tales como los tratamientos termoquímicos.

Se denominan termoquímicos (o de cementación) porque, apenas las operaciones de

calentamiento y enfriamiento, modifican la composición química del acero en la capa superficial

mediante el aporte o la difusión de ciertos elementos (carbono, nitrógeno, azufre, etc.)

Con ellos se trata de conseguir algunos de los fines siguientes:

• Aumentar la dureza superficial sin alterar la tenacidad del núcleo.

• Favorecer las cualidades de lubricación y rozamiento

• Aumentar la resistencia al desgaste

• Aumentar la resistencia a la fatiga

• Mejorar la resistencia a la corrosión

Familia de M.V.A

Técnicas de Mecanizado 26Según la naturaleza de] agente difundido, se distinguen los siguientes tratamientos

termoquímicos:

• Cementación

• Nitruración

• Cianuración

• Carbonitruración

• Sulfinización

Estos tratamientos termoquímicos se deben realizar en unos hornos especiales del tipo mufla,

como en el caso de la cementación, o en unos hornos con atmósfera controlada de nitrógeno,

en el caso de la nitruración, durante un tiempo dado que determina el espesor de la capa que

se ha querido endurecer.

Cementación

Consiste en aumentar el contenido de carbono de la superficie de un acero mediante un

calentamiento a temperaturas comprendidas entre 850 y 950 0C en presencia de un medio

capaz de cederle carbono, denominado agente cementante o carburante. La cementación va

seguida siempre de temple y revenido.

Se aplica a piezas que requieran gran dureza superficial (60 a 65 HRc) y resistencia al

desgaste, junto a elevados niveles de ductilidad y resistencia para poder soportar esfuerzos de

importancia. Se emplean principalmente aceros de bajo contenido de carbono (menos del 0,2

%), aleados o no.

El proceso a seguir depende de varios factores que influyen sobre la estructura y el espesor de

la capa (0,3 a 1,5 mm). Éstos son:

• Composición del acero

• Agentes cementantes

• Temperatura de cementación

• Tiempo de cementación

Según sea la naturaleza del agente cementante, se pueden utilizar tres procedimientos

distintos, o sea, con cementantes sólidos, líquidos o gaseosos.

Nitruración

Familia de M.V.A

Técnicas de Mecanizado 27Tratamiento termoquímico que consiste en enriquecer la superficie del acero por medio de la

absorción del nitrógeno, calentándolo a unos 500 0C en una corriente de amoníaco. Consigue

capas extraordinariamente duras sin necesidad de un tratamiento posterior.

Los efectos que intenta conseguir son:

• Capas superficiales más duras (78 HRc) que las cementadas.

• Superficies más resistentes al desgaste y, en algunos casos también, más resistentes a

la corrosión.

Se aplica a piezas que van a ser sometidas a esfuerzos simultáneos de choque y rozamiento

(punzones, matrices) o que deben ser muy resistentes al desgaste (engranajes, instrumentos

de medida, etc.). Los aceros empleados son, principalmente, los aleados con aluminio, cromo y

molibdeno.

Los espesores de capa obtenidos varían entre 0,20 y 0,70 mm y dependen de la duración del

tratamiento.

Las ventajas de la nitruración, además de las excelentes condiciones de dureza y resistencia al

rozamiento, residen en que, al ser templadas y revenidas previamente las piezas, no existe el

peligro de deformaciones y grietas después del tratamiento y, por tanto, se tratan casi con sus

dimensiones finales.

Cianuración

Se utiliza para crear una capa superficial, rica en carbono y nitrógeno, introduciendo el acero

en un baño líquido a 800 ó 900ºC y formado fundamentalmente por cianuro sódico y otras sales

(cloruros y carbonatos sódicos).

El espesor de la capa cianurada depende de la duración del proceso, siendo en general igual o

inferior a 0,3 mm en un tiempo inferior a una hora.

Se emplea para endurecer y aumentar la resistencia al desgaste de piezas de acero de bajo y

medio contenido de carbono. Una vez realizado el tratamiento, se les da un temple para

conseguir la máxima dureza (hasta 65 HRc)

Carbonitruración

Este tratamiento, al igual que el anterior, tiene por objeto crear una capa rica en carbono y

nitrógeno, calentando el acero entre 700 y 900 0C en una atmósfera gaseosa formada por una

mezcla de hidrocarburos, amoníaco y óxido de carbono.

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Técnicas de Mecanizado 28De esta forma se obtienen capas que oscilan entre 0,1 y 0,6 mm de espesor en un proceso que

dura varias horas.

Presenta las ventajas, sobre la cementación, de producir menos deformaciones y de efectuarse

menor temperatura. Se aplica a aceros al carbono y a aceros de aleación, consiguiéndose su

máxima dureza con un tratamiento de temple posterior al proceso. Se usa preferentemente

para tratar ruedas dentadas y piezas de poco espesor.

LA CORROSIÓN

El estado de equilibrio, o forma estable, de los metales es el que presentan en la naturaleza

combinados con otros elementos con los cuales forman compuestos químicos (óxidos,

carbonatos, sulfatos, etc.)

Mediante los procesos metalúrgicos se obtienen Los metales puros, a partir de los minerales,

situándolos en condiciones no estables que pueden conservar durante largos períodos. En este

estado, los metales poseen una tendencia hacia su estado natural llamada corrosión, que se

manifiesta como una destrucción lenta y progresiva de los metales por efecto de agentes

exteriores. Mientras que el proceso para obtener un metal es provocado y rápido, el de la

corrosión es, hasta cierto punto, natural y lento. Cuando un metal se halla en un ambiente

corrosivo, las partículas que reaccionan sólo se encuentran en cantidades limitadas, pues su

contacto es superficial; por tanto, la reacción ha de ser lenta, y más aún si se la obstaculiza

recubriendo de algún modo su superficie.

Oxidación.......................................................................................................................................

Es la reacción fundamental derivada de la corrosión de los metales y se define como el

efecto producido por el oxígeno en la superficie de un metal como consecuencia de factores

externos que facilitan su desarrollo. La oxidación directa por el oxígeno es muy débil, pues la

finísima película de óxido que se forma en la superficie del metal impide el contacto del resto

de la pieza con el oxígeno de la atmósfera, por lo cual no progresa la oxidación.

Pero, al variar algún factor exterior ( elevada temperatura, vapores acuosos, presencia de

ácidos o álcalis, carácter electroquímico, etc.), la oxidación puede progresar a través de la capa

Familia de M.V.A

Tratamiento Anticorrosivos...............................................

Técnicas de Mecanizado 29de óxido. A medida que aumenta el espesor de la película, es más difícil que progrese, hasta

que, al llegar a determinado espesor, cesa la oxidación.

A la vista de lo expuesto, parece que la oxidación tendría que detenerse siempre al alcanzar la

capa de óxido determinado espesor, pero no sucede así, ya que la capa acaba por agrietarse e

incluso desprenderse en forma de cascarilla, quedando así el metal nuevamente expuesto a la

oxidación. No obstante, hay metales, como el aluminio y el cobre, que no presentan este

fenómeno de agrietamiento y tienen un espesor crítico de la capa oxidada que los protege de la

oxidación progresiva.

Tipos de corrosión

La corrosión se presenta bajo distintas formas y depende de la cantidad del metal y de los

factores que intervienen. Esencialmente, se pueden distinguir tres formas o tipos de corrosión:

Corrosión general

Es la que se produce uniforme y homogéneamente en toda la superficie, y su efecto se

traduce en una reducción del espesor y, por tanto, del peso del metal.

Corrosión localizada

Se manifiesta en las zonas de la superficie donde se localiza el efecto destructivo,

quedando el metal «picado» o con grandes rugosidades.

Corrosión Intergranular

Se produce en la unión de los granos o cristales de la estructura de los metales, por

impurezas en sus contornos, debilitando su resistencia y pudiendo originar la desintegración de

la pieza sin que apenas sea visible al exterior.

CAUSAS

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Técnicas de Mecanizado 30La corrosión no ataca por igual a todos los metales, aun en un mismo ambiente, puesto que

están más sujetos a sus efectos los que presentan un carácter más electronegativo que el del

hidrógeno. Aun tratándose de dos metales con igual carácter, no sufren la corrosión en la

misma forma; y algunos, como el cromo y el níquel, quedan «pasivado», y en tal condición no

la experimentan. Actualmente se admite que la corrosión se produce por dos clases de

acciones fundamentales: la química y la electroquímica. A su vez, la corrosión electroquímica

puede producirse sin una fuerza electromotriz exterior, llamándose entonces corrosión

galvánica, o a causa de dicha fuerza, constituyendo entonces la corrosión electroquímica

propiamente dicha.

Corrosión galvánica

Si se sumergen dos metales en una disolución acuosa o se exponen a la atmósfera húmeda,

se produce una corrosión del metal de menor potencial electroquímico, que actúa como ánodo,

y permanece inactivo el de mayor potencial electroquímico.

A continuación se expone la denominada serie de potenciales electroquímicos, que ordena los

metales según su tendencia a corroerse, es decir, a disolverse en una solución normal,

asignando el valor cero al hidrógeno. En esta serie hay elementos con mayor potencial que el

del hidrógeno (positivos), y el lado de la escala en que están situados se llama lado noble o

protegido. En el extremo contrario están los elementos con menor potencial (negativos),

situados en el llamado lado activo o corroído.

Cuando dos metales están sumergidos en una disolución, dado que sus potenciales son

distintos, se produce un desplazamiento de partículas metálicas cargadas eléctricamente,

llamadas iones, que van del metal de menor potencial al de mayor, ocasionándose así una

corrosión del primero, que actúa como ánodo y está más cerca del lado activo o corroído de la

sede.

Por ejemplo:

si en una plancha de hierro recubierta de cinc se produce un poro, como, de los dos metales,

el que está más próximo al lado activo (el de menor potencial) es el cinc, éste se corroerá

actuando como ánodo, quedando así protegido el hierro, que ejercerá de cátodo. En cambio, si

la plancha de hierro está estañada y se produce un poro, siendo el hierro de menor potencial

que el estaño, actuará de ánodo y resultará corroído.

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El fenómeno de la corrosión galvánica no se produce solamente cuando hay dos metales en

contacto, puesto que, cuando sólo hay un metal sumergido en una disolución acuosa o en

atmósfera húmeda, entre metal y disolución se establece una diferencia de potencial que

produce un desplazamiento de iones del metal a la disolución o al revés.

Existen también otras causas de corrosión aun cuando no haya una solución salina, pues

también se produce en un metal enterrado si en las proximidades hay otro catódico con

respecto a él y puede suceder, sin que exista otro metal, por heterogeneidad en el mismo metal

o por el medio circundante: un trozo de tubería nueva insertado en otra vieja puede corroerse

porque actuará de ánodo, y la vieja, de cátodo; una impureza en la superficie de un metal

puede iniciar una corrosión electroquímica actuando la impureza de cátodo, y el hierro, de

ánodo. Las tensiones internas o externas de un metal, el estado de su superficie, etc., son

causas de corrosión, así como las diferencias de temperatura, de concentración y de contenido

de oxígeno.

Corrosión química

Es el resultado de la acción de los ácidos y los álcalis. Por lo que respecta a los ácidos,

hay que distinguir entre oxidantes y no oxidantes.

Acción de los ácidos no oxidantes

Cuando los ácidos no son oxidantes (sulfúrico, clorhídrico, etc.), la corrosión depende de que el

metal sea capaz o no de desplazar los iones de hidrógeno de la disolución, lo cual sucede con

los metales situados en el lado activo de la serie electroquímica, provocando el desplazamiento

de iones de hidrógeno y por tanto la reacción continuará hasta agotarse el metal.

Acción de los ácidos oxidantes

Los ácidos oxidantes favorecen la reacción catódica de modo que ésta, en ausencia de

oxígeno disuelto, puede producirse rápidamente. Los metales del lado activo se disuelven en el

ácido nítrico; los del lado noble también, y más violentamente si no se agita el líquido.

El hierro es atacado por el ácido nítrico, pero aquél puede formar una película protectora en la

superficie, cesando así el ataque, aunque esta película será disuelta muy lentamente. Si el

ácido está diluido, la corrosión tiene lugar violentamente, pero, si el ácido está concentrado, el

hierro queda autoprotegido después de un ligero ataque al principio.

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Así pues, el hierro puede pasivarse introduciéndolo en ácido nítrico concentrado, lo cual le

permitirá resistir la acción del ácido diluido que normalmente lo atacaría.

Acción de los álcalis

Los álcalis actúan como ligeramente corrosivos si están diluidos, pudiendo incluso proteger a

los metales. En disoluciones concentradas, los atacan rápidamente. Los metales susceptibles

de ser atacados por una solución de hidróxido sódico son: cinc, aluminio, plomo, estaño y

cobre. Los más resistentes a los álcalis son: níquel, plata y magnesio.

Protecciones contra la corrosión

Intervienen tantos factores en el fenómeno de la corrosión, que es imposible proteger de ella a

todos los metales y en todos los casos. Para aquellos en que es posible, deberán tenerse en

cuenta las siguientes circunstancias para poder determinar la protección adecuada:

• Clase y estado del metal (composición, estructura, impurezas, elaboración, tratamientos,

etc.).

• Medio en que se encuentra (naturaleza, concentración, PH o índice de acidez, presión,

temperatura, etc.).

• Contacto entre el metal y el medio (forma de la pieza, estado de la superficie, etc.).

Los procedimientos empleados para proteger contra la corrosión se pueden clasificar en cinco

grupos, a saber:

Por recubrimientos metálicos (electrólisis, inmersión, metalización, cementación y chapado).

Por recubrimientos no metálicos.

Por empleo de inhibidores.

Por empleo de pasivadores.

Protección catódica.

Recubrimientos metálicos

Estas protecciones se basan en el hecho, ya indicado, de que al poner dos metales en

contacto, en presencia de una disolución, se produce la corrosión de uno de ellos. Si se

recubre el hierro con un metal situado debajo de él en la serie electroquímica (Al, Zn, Cd, Mg),

será éste el que sufra la corrosión; y lo contrario sucederá con un metal situado encima (Sn,

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Técnicas de Mecanizado 33Cu, Ni), sufriéndola entonces el hierro. Por ello, es preciso un recubrimiento lo más perfecto

posible, exento de fisuras y poros por los cuales se iniciaría la corrosión interior.

En todos los casos de recubrimientos metálicos deben prepararse las superficies de las piezas

mediante operaciones previas de desengrase y decapado.

El desengrase tiene por objeto eliminar las sustancias grasas de que están recubiertas

frecuentemente las piezas. Para lograrlo, se sumerge a éstas en baños de productos

desengrasantes: tricloro etileno, percloro etileno, sosa cáustica, carbonato de sodio, fosfato

trisódico, bencina, alcoholes, etc.

El decapado se realiza para eliminar la capa superficial de óxido o de restos de recubrimientos

mecánico, químico y electrolítico.

Para el decapado mecánico se utilizan cepillos metálicos y chorros de abrasivos (arena, grana-

lla) o de perdigones.

El decapado químico consiste en sumergir las piezas a tratar en ácido sulfúrico diluido al 10%

durante 5 minutos, o en ácido clorhídrico diluido al 20%.

En el decapado electrolítico se hacen actuar las piezas de acero como ánodos en un baño de

solución de ácido sulfúrico.

Recubrimientos por electrólisis

Los recubrimientos electrolíticos, o tratamientos galvánicos, sirven para proteger las piezas

mediante una capa de un metal autoprotector (Ni, Cu, Zn, Cr) depositado utilizando éste como

ánodo y las piezas como cátodo. Se obtienen con un baño electrolítico de una solución en

forma de sulfatos o cianuros del metal que se ha de depositar. Las piezas se sumergen en el

baño suspendidas por bastidores especiales o en tambores.

Los recubrimientos electrolíticos más utilizados son: cobreado, niquelado, cromado, cincado y

cadmiado.

Recubrimientos por inmersión

Estos recubrimientos consisten en sumergir las piezas en un baño fundido de metal protector

durante breve tiempo.

Los metales más empleados son: cinc, estaño, aluminio y plomo.

Inmersión en plomo

Debido a que el plomo presenta gran resistencia a la corrosión atmosférica, se usa, en

especial, para piezas expuestas a la intemperie que no hayan de sufrir fricciones.

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Galvanizado

La protección del acero mediante inmersión en cinc fundido recibe el nombre, impropio, de gal-

vanizado, que tiene su origen en el concepto de protección electroquímica.

Estañado

Es el recubrimiento por inmersión en estaño y proporciona a las piezas protegidas un aspecto

agradable, buena resistencia a la corrosión y superficies que pueden ser soldadas fácilmente.

Aluminizado

Es el método más moderno de protección por inmersión. El aluminio se aplica preferentemente

sobre el acero y ofrece una excelente resistencia a la corrosión y al calor y un atractivo

aspecto.

Recubrimientos por metalización

Con este procedimiento, y por medio de una pistola metalizadora, se proyectan partículas de

un metal fundido o en estado pastoso sobre la superficie de otro, con lo cual se consigue dar a

éste, superficialmente, las características del primero.

Se emplea principalmente para recargar piezas desgastadas, reparar defectos, proteger contra

la corrosión y el desgaste y mejorar el acabado con fines decorativos.

La película metalizadora se obtiene mediante un soplete que funde el metal de aportación y un

suministro de aire comprimido que proyecta el metal fundido. Así se puede proyectar cualquier

metal o aleación sobre la pieza a proteger, según las características deseadas.

Recubrimientos por cementación

Se basan en que la mayor parte de los metales, en estado de polvo finísimo, son capaces de

difundirse en otro metal, o producto siderúrgico, si ambos se ponen en contacto a elevadas

temperaturas. De este modo se obtiene una capa superficial rica en el elemento que se difunde

y que en realidad es una aleación con el metal básico.

Recubrimientos por chapado

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Técnicas de Mecanizado 35El chapado, o placado, consiste en proteger un metal, por una o las dos caras, mediante

láminas protectoras que se laminan en caliente junto con el metal.

Se emplea en el acero para darle resistencia a la corrosión mediante chapas de cobre, latón,

níquel, acero inoxidable, etc., y también en las aleaciones de aluminio, con láminas de aluminio

puro.

Recubrimientos no metálicos

Para conseguir recubrimientos no metálicos resistentes a la corrosión se utilizan los siguientes

procedimientos:

Fosfatado

Consiste en sumergir el acero en una solución de ácido fosfórico, nitrato de cinc, fosfato ferroso

y otras sales, con lo que se obtiene una capa formada por un fosfato de hierro y cinc que

supone una base excelente para las capas de acabado en las carrocerías de automóviles.

Anodizado

En el aluminio se puede producir una capa de óxido protector mediante un tratamiento

electrolítico en el cual el aluminio forma el ánodo en una disolución ácida.

Se emplea para la protección de objetos decorativos, pues la película de óxido puede teñirse

con diversos pigmentos para conseguir un buen aspecto que permanecerá inalterable casi

indefinidamente.

Esmaltado

Se realiza aplicando sobre el metal una capa a modo de papilla de borosilicato de calcio,

potasio y plomo. Una vez secas las piezas, se introducen en un horno, donde se funde el

esmalte formando una capa protectora vidriada.

El esmaltado se usa para cacharros de cocina, electrodomésticos y utensilios para la industria

química. Tiene el inconveniente de no ser elástico, y salta si recibe algún golpe.

Pintado

La protección a base de pinturas, barnices, lacas, resinas sintéticas, etc., actúa principalmente

contra el agua. En realidad, pocas veces ofrece una impermeabilidad absoluta, pero si gran

Familia de M.V.A

Técnicas de Mecanizado 36resistencia a la penetración, limitando la cantidad de agua que alcanza la superficie del metal.

Toda aplicación de pintura debe ir precedida de un desengrasado y un decapado cuidadosos

del metal, para hacer desaparecer toda traza de óxido, orín o cascarilla.

En la actualidad los fabricantes de pinturas y lacas han dado pasos de gigante en este campo,

encontrándose hoy día pinturas que ofrecen una gran resistencia al ataque de los elementos

externos y protegen el metal base del ataque de los óxidos, que en la chapa de hierro es un

auténtico cáncer.

Protección por pasivadores

Ya se ha indicado anteriormente que en algunos metales, como el aluminio, se forma una

película en su superficie que detiene la corrosión apenas iniciada. Se dice que estos metales

tienen una pasividad natural contra la corrosión. También puede conseguirse la pasividad

tratando previamente el metal; por ejemplo: sumergiendo una pieza de acero en ácido nítrico

concentrado, resulta inatacable por el ácido nítrico diluido, lo cual se expresa diciendo que la

pasividad la ha provocado un pasivador.

El metal base protegido por una capa de minio (sobre todo si está a la intemperie) es más

resistente a la oxidación que si se empleara cualquier otro producto.

Los pasivadores más empleados son el minio (óxido de plomo) y el cromato de cinc, ambos

muy útiles como aplicación previa al pintado sobre piezas de acero.

La diferencia entre el minio (pasivador) y una pintura antioxidante es que, si se hace una raya

en la pintura que descubra el metal, éste resultará atacado, lo cual no sucede si la superficie

está recubierta con minio.

Protección catódica

La protección catódica es una consecuencia del mecanismo electroquímico expuesto en las

causas de corrosión y consiste en incluir la pieza que se desea proteger en un circuito eléctrico

en el cual ésta actúa de cátodo.

Por ejemplo:

si se quiere proteger un depósito de chapa de acero que contienen agua, se añade un ánodo

de magnesio

en contacto con la chapa, de forma que el hierro resulta protegido a costa de consumirse en

cinc.

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Técnicas de Mecanizado 37Los ánodos más empleados son de cinc, aluminio o magnesio. Si la resistencia eléctrica del

baño o medio en que se encuentra el metal a proteger es demasiado grande y la corriente que

circula entre los dos metales es demasiado débil, debe suministrarse corriente continua exterior

además de incluir los ánodos, que en este caso son de hierro.

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Los vehículos están formados por un elevado número de componentes, ya sean órganos

mecánicos o piezas de la carrocería. El sistema de unión o sujeción de estas piezas se ajustara

a las necesidades de las mismas. Influida la naturaleza de las mismas y los diferentes

requisitos en su funcionamiento o incluso condicionantes económicos en la fabricación o/y

reparación. La elección del sistema de unión a utilizar dependerá de :

Naturaleza de los materiales que se van a unir, pues, como se ha indicado, pueden ser de

variada naturaleza, precisando en cada caso técnicas de unión adecuadas a sus

características.

Necesidades estructurales requeridas, ya que los diversos métodos de unión se comportan de

modo muy distinto frente al mismo tipo de solicitaciones.

Accesibilidad a las distintas zonas, pues ello puede condicionar el método de unión que se va a

emplear.

Frecuencia de sustitución que los distintos elementos presenten.

Grado de libertad que algunas piezas precisan.

Normalmente, en la fabricación de automóviles se habla de ensamblaje cuando se hace

referencia a piezas que presentan un sistema de unión fijo, generalmente soldadura, y de

montaje cuando se hace alusión a piezas que presentan un sistema de unión que permite su

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Tema 3ELEMENTOS DE SUJECCIÓN

Introducción..............................

Técnicas de Mecanizado 39desmontaje y montaje de forma más sencilla. Todos los tipos de unión presentes en los

vehículos se pueden clasificar en tres grandes grupos:

Uniones desmontables:

Permitirán la separación o desmontaje de los componentes así unidos sin necesidad de dañar

ninguno de ellos, permitiendo un “ilimitado” montaje o desmontaje según sea necesario.

Uniones fijas:

No permiten la separación de los elementos unidos una vez ejecutada la misma. Para retirarlos

sería preciso destruir el sistema de unión, causando daños a las piezas que están unidas.

Uniones Articuladas:

Permitirán un movimiento relativo, un determinando grado o grados de libertad, entre las piezas

ensambladas.

Para elegir el tipo de unión se considerara:

Materiales empelados

Exigencias mecánicas

Acceso a zona de trabajo

Periodicidad en las intervenciones (mantenimiento o reparación)

Posible movilidad

Estética del montaje

Costo del montaje o reparación

Teniendo en cuenta los diferentes tipos de uniones, podemos destacar de forma general los

siguiente sistemas de:

TIPOS DE UNIONES SISTEMAS DE UNIÓN

Uniones desmontables

Uniones atornilladas

Anillos elásticos

Abrazaderas

Uniones mediante grapas

Chavetas y lengüetas

Uniones Fijas

Uniones remachadas

Uniones pegadas

Plegado

Familia de M.V.A

Técnicas de Mecanizado 40Por presión

Soldadura

Uniones Articuladas

Bulones

Pasadores

presillas

Se emplean abundantemente ,ya sea, para elementos de la carrocería como para

componentes en electromecánica .Unas veces con enorme responsabilidad ,por ejemplo;

tornillos de cabeza de biela, otras simplemente será una sencilla unión fácilmente desmontable,

por ejemplo; soporte de espejo retrovisor.

Los tipos principales son:

Uniones atornilladas.

Anillos elásticos.

Abrazaderas.

Uniones mediante grapas.

Chavetas y lengüetas.

Uniones Atornilladas.....................................................................................................................

Se consiguen mediante elementos roscados, siendo lo mas habituales la tuerca y el tornillo.

Normalmente acompañados de arandelas para mejorar las condiciones de la unión. También

mencionaremos los espárragos, "tornillos sin cabeza".

Todas aquellas piezas de sección circular ( generalmente cilindros ) que presentan ranuras o

salientes arrollados en hélice, pueden incluirse bajo el concepto de elementos roscados.

Familia de M.V.A

Uniones Desmontables..........................................................

La rosca puede considerarse como un prisma de sección triangular,

cuadrada, etc., que ha sido arrollado alrededor de un cilindro o bien sobre la

superficie cilíndrica interna de un agujero, originando una curva denominada

hélice.

Técnicas de Mecanizado 41Tipos de tuercas, tornillos, arandelas, espárragos y su aplicación (tipos de unión, tuerca-

tornillo).

Existen diferentes tipos de tornillos según las necesidades de unión:

Tornillo auto taladrante: estos tornillos taladran y roscan a la vez, eliminando así operaciones

costosas.

Tornillo autorroscante

Tornillo autorroscante: en termoplásticos muy blandos estos tornillos autorroscantes pueden

lograr una mayor fuerza de penetración y pueden incrementar la diferencia entre el par motor y

el par final

Tornillo para limpieza de roscas: se utiliza para taladros obstruidos con pintura, salpicadura o

alguna otra materia extraña. Se evita tener que roscar de nuevo el taladro.

Existen diversos sistemas de atornillado, los siguientes son los más representativos:

Tornillo-tuerca

Tornillo-tuerca prisionera

Características de los elementos roscados Geométricas

resistentes.

Geométricas.

Familia de M.V.A

Método muy conocido que consiste en el empleo de un tornillo corriente de mecánica y una tuerca hexagonal. En estos casos sé suele disponer bien de arandelas elásticas de seguridad, o bien de tuercas de interferencia dotadas de una corona de material plástico que se autorrosca en el tornillo evitando que ésta se mueva.

La tuerca no es móvil y está previamente colocada cerca de un taladro bien soldada a la pieza, o bien en una jaula soldada.

Técnicas de Mecanizado 42El perfil permitirá clasificarlas y será definitivo para la elección del tipo de rosca pues se

obtienen diferentes prestaciones.

Comentarios al sentido de la rosca ‘?????????????????????????????????????????

Aunque estamos hablando de uniones, donde el perfil triangular es el mas común, merece la

pena hacer unos comentarios de los diferentes perfiles de roscas. Brevemente mencionaremos

los cinco tipos principales de roscas.

Triangular

Ya vistas, son las mas empleadas. Se pueden conseguir fuertes sujeciones, ya que las roscas

agudas producen grandes esfuerzos. La sección triangular del filete da origen a pasos

pequeños, los cuales, además de favorecer los esfuerzos grandes, dan lugar, juntamente con

el rozamiento entre los flancos de las roscas, a un efecto autofrenante.

Trapecial

La sección del filete es un trapecio. Se utilizan para la transmisión de movimiento. Ejemplo:

cremallera de dirección.

Diente de sierra

Filete con forma de trapecio rectángulo. Se emplea para transmitir fuertes presiones en un solo

sentido. Ejemplo: Husillos de prensas, gatos...

Redondeada

Presentan un perfil redondeado difícil de estropearse. Se emplean en tornillería basta

especialmente en todos aquellos elementos expuestos a sufrir golpes, trabajar en zonas donde

puede haber fango, arena, ... o cuando deben ser utilizadas con precipitación. Por ejemplo:

acoples de manguera, frascos, ...

Cuadrada

Usada en la transmisión de movimiento. Ejemplo: husillos de máquinas herramienta.

Familia de M.V.A

Partes de la rosca:


Resistentes.En el caso de tornillos indica la resistencia a la tracción del mismo, que, lógicamente, afectará a

la fuerza de apriete conseguida en la unión. Para un tornillo del mismo diámetro puede existir

una diferencia de hasta tres veces mas en la resistencia a la tracción según sea su calidad.

Existen dos sistemas para indicar la calidad de los tornillos, mediante una serie de muescas en

la cabeza o una numeración.

Para cada material existirá, lógicamente, una tabla característica. Las tuercas tienen también

unas clases de resistencia.

Materiales y Acabados.

Familia de M.V.A

Técnicas de Mecanizado 44Lógicamente el trabajo a realizar, es decir, las necesidades en cuanto a resistencia mecánica

no se necesita la misma resistencia en un tornillo del soporte del motor que en la bancada del

cigüeñal o el ambiente de trabajo, tornillos inoxidable en ambientes marinos..., condicionará la

elección del tornillo, es decir, el material y el tipo de acabado.

Aparte de la forma del elemento roscado, el material de fabricación y el tipo de acabado deben

ir relacionados para garantizar el trabajo satisfactorio de dicha unión. No valdría para nada

conseguir un buen apriete e inmovilización con un tornillo de acero aleado convencional ,si el

ambiente de trabajo es de gran salinidad, que exigiría acero inoxidable para evitar la corrosión

y la destrucción del tornillo, por ende fragilidad en la unión. Materiales habituales pueden ser:

aceros (inoxidables...), aleaciones ligeras (ergal...), plásticos , etc.

Acabados superficiales : cincados, pavonados, etc.

Así mismo arandelas en aceros de diferentes tipos, cobre, aluminio, etc según se necesite

estanqueidad ( líneas de frenos, tapones de aceite ) o plástico para aislar (presencia de par

galvánico), etc.

Identificación y medición de las roscas.Habitualmente para identificar una rosca lo primero será averiguar el paso. Existen varios

métodos, los habituales en el taller son : Plantillas o peines de rosca y Número de filetes por

longitud.

Mediante peines de rosca .

Contando los hilos de la rosca contenidos en una determinada longitud de roscado

Familia de M.V.A

Formados por diferentes láminas que por la parte superior tienen

el perfil de una rosca determinada, con lo que para identificar una

rosca dada, bastará probar sucesivamente estas láminas hasta

encontrar el perfil que se adapte perfectamente a la rosca en

cuestión.

Se utilizará un calibre. Para hallar el paso de una rosca

métrica, se mide la longitud de diez hilos con las puntas del

calibre, siendo el paso la décima parte de la medida

obtenida. En la rosca whitworth hay que determinar los hilos

que entran en una pulgada.

Técnicas de Mecanizado 45A continuación se mide el diámetro exterior. En los tornillos se mide en los flancos de los filetes

y en las tuercas se mide en el fondo de la rosca.

Apriete de elementos roscados orden de apriete

(norma general/especificaciones del manual- nadie conoce el auto como su propio

fabricante-/comprobación del giro ) Se define como la magnitud de la fuerza de giro que hay

que aplicar a la hora de apretarlo, o en su caso, la magnitud en grados ,generalmente

sexagesimales ,que hay que girar, generalmente el tornillo, para conseguir los niveles de

seguridad/resistencia previstos por el fabricante.

Normalmente en los modernos motores existen tornillos (culata, biela...) a los que se efectúa un

primer apriete con una precarga determinada (Nm ó libras) y luego un giro suplementario

definido por una cantidad de grados (ejemplo Micra).este tipo de tornillos tienen una sola

utilización, debiendo rechazarse después de su desmontaje. El motivo de ello es que trabajan

en la zona de deformación plástica- un motivo por el que los reaprietes de culata prácticamente

no se efectúan.

Nociones sobre la lubricación y fijación de las roscas

En el montaje de elementos roscados existen diferentes posibilidades de montaje según qué

elementos deban roscarse en el montaje en seco de los tornillos después de la limpieza de la

rosca (mediante terrajado)o lubricar, simplemente con aceite de motor.

En ocasiones se emplean pastas de montaje para la instalación de elementos roscados que

trabajan en condiciones difíciles (ejemplo; altas temperaturas y esfuerzos donde solo una

película de separación resistente a las altas temperaturas y presiones puede evitar la formación

de soldaduras en la rosca-marcas como: Bel-Ray, Molykote), por lo que será previsible un

desmontaje "complicado" .La aplicación de estas pastas dependerá del tipo de

suministro ,generalmente latas, tubos o sprays. Pueden aplicarse hasta el fondo de la rosca

Familia de M.V.A

A. Par de apriete correcto (deformación elástica)

B. Par de apriete excesivo (deformación permanente o plástica)

C. Par de apriete muy elevado (rotura)

Técnicas de Mecanizado 46manualmente mediante pincel limpio o pulverizada mediante spray. Estas pastas no deben

mezclarse con grasas o aceites para no variar las propiedades del producto.

Respecto a la fijación de las roscas suelen emplearse diferentes adhesivos con mayor o menor

poder inmovilizador, según se necesite o no un futuro desmontaje. (poner hoja de producto

Nural )

Roscado.

Para la fabricación de tornillos y tuercas existen principalmente dos procedimientos

por arranque de material(a máquina o a mano)

por laminación (método habitual para fabricación en serie )

Nos detendremos a estudiar el Roscado manual(Anaya tema 14 + texto)

Precauciones a tomar.

Incidentes con tuercas, tornillos y espárragos. Métodos de reparación

Las incidencias mas habituales suelen ser:

el dañado del perfil roscado

la imposibilidad de su extracción

la rotura.

En ocasiones parte de los filetes de una rosca pueden tener algún tipo de incidente que afecte

al perfil significando esto que el posterior roscado lleve implícito una mayor dificultad o incluso

sea imposible. Un ejemplo puede ser un espárrago en el que la extracción del elemento fijado

provoque este defecto. Existen una limas específicas para roscas que permiten retocar la parte

dañada de la rosca, lógicamente según sea el perfil de la rosca la lima será específica para

ella. Las mismas herramientas de roscado manual también se utilizan para este fin.

Debido a fenómenos de corrosión, aprietes excesivos, etc. Puede presentarse el caso de una

anormal dificultad para extraer un elemento roscado, ya sea tornillo, tuerca o espárrago. Sin

mencionar que se emplea la herramienta adecuada para aflojar, un primer paso es el empleo

Familia de M.V.A

Técnicas de Mecanizado 47de productos “aflojalotodo”, uso del “destorgolpe”, aplicación del martillo sobre la cabeza del

tornillo para “despegar” los filetes, calentamiento mediante mechero de gas para que la

dilatación de los elemento provoque el mencionado despegue de los filetes, quizá sea

necesario emplear remedios mas drásticos y se necesite romper la tuerca mediante el

tronzatuercas, etc.

Si el elemento está roto, tornillo o espárrago, existen unos extractores parecidos a los machos

de roscar, de diferentes diámetros, que una vez taladrado el elemento a extraer, se aplica

sobre él y como gira en sentido contrario al habitual obliga al resto de tornillo o espárrago a

salir.

Roscas postizas o filetes insertos

Uso principal:

Restaurar roscas con algún filete deteriorado que les impide trabajar correctamente. Un

caso típico son las roscas de bujía, pero existen un sinfín de tamaños y tipos de roscas.

Fortalecer roscados cuando se utilizan materiales con resistencia al cizallamiento reducida,

puede ser: aleaciones de aluminio, magnesio, etc.

Entre sus principales ventajas están: roscado muy resistente con un rozamiento reducido,

repartición uniforme de las tensiones y resistencia a la corrosión y temperatura.

Instalación del filete inserto. De manera general, el procedimiento a seguir es:

I. Se taladra con la broca adecuada al inserto a utilizar(existen tablas o el propio juego ya

la trae )

II. Pasada con el macho de roscar (también específico y normalmente suministrado en el

juego )

III. Verificación del paso de rosca generado

IV. Mediante útil adecuado se rosca el inserto quedando la rosca lista para su uso.

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Denominado popularmente como Helicoil ®. El filete inserto

tiene el aspecto de un muelle. Realizado a partir de un hilo

laminado, generalmente de acero inoxidable, en sección

rómbica. Forma dos roscados concéntricos de alta

precisión, uno interior y otro exterior.

Técnicas de Mecanizado 48Este procedimiento suele ser bastante económico frente a sistemas habituales para reparar

tales contratiempos. Un caso típico: espárragos de un bloque de aluminio. Al estropearse la

rosca del bloque la operación normal era rellenar el hueco con soldadura de aluminio, taladrar,

roscar...engorroso, caro, demasiado tiempo de inmovilización..., con el inserto sería mucho

mas rápido y definitivo!

Precaución: Se seguirán las mismas de las empeladas en el roscado manual.

Muchas veces se necesitará realizar uniones íntimas entre dos o mas piezas sin que el posible

desmontaje sea contemplado. En caso que debiera hacerse, lo normal será que alguna de las

partes "sufra" las consecuencias.

UNIONES REMACHADAS

El remachado es un procedimiento para obtener la unión inseparable de dos o mas

componentes del mismo o de diferentes materiales. Existen diferentes tipos de

remaches/roblones, pero aquí nos referiremos a :

remachado por estampación

remachado de tracción

Remachado por estampación

Aplicaciones

Remachado por estampación de remaches macizos:

Unión de chapas en el ramo del automóvil (accionamiento de lunetas)

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En el remachado por estampación se produce la unión de las piezas en un proceso de corte y remachado con elementos de estampación y remachado sin perforado previo.

Uniones Fijas.......................................................................

Técnicas de Mecanizado 49Remachado por estampación por remaches semihuecos:

Uniones en la construcción de carrocerías de automóviles, así como también en componentes

de metales y materiales compuestos (lunetas térmicas)

Remaches de tracción

Proceso de remachado

Una vez introducido el remache en los orificios de las piezas que se van a unir, introducir e

vástago en una herramienta (remachadora) provista de una boca que además de sujetar la

cabeza de la espiga tira del vástago.

El desplazamiento de este provoca la deformación del extremo de la espiga que, de esta forma,

se asienta en los bordes de la chapa correspondiente, con lo que se cierra la unión.

Una vez que se ha producido dicha deformación, al seguir ejerciendo una tracción sobre el

vástago se produce su rotura; quedando el remache colocado definitivamente.

Los remaches de tracción se designan habitualmente por el diámetro y la longitud de la espiga,

así como por el material de fabricación. El tamaño dependerá de los espesores a unir y el

material de la características moleculares de los materiales a unir. Por ejemplo; se elegirá un

remache de Monel para evitar la corrosión galvánica, que produciría un debilitamiento de la

unión, entre el acero inoxidable y el aluminio.

Familia de M.V.A

Este tipo de remache se utiliza cuando solo se tiene

acceso por un lado de la unión. Consisten en unas

espigas cilíndricas huecas en cuyo interior se

desplaza un vástago o clavo provisto de un

ensanchamiento que queda situado en el extremo

contrario a la cabeza de la espiga.

Técnicas de Mecanizado 50Tuercas remachables

De este modo existe la posibilidad de establecer una unión atornillada entre elementos de

paredes relativamente delgadas. Por tanto, se puede utilizar para realizar, tanto uniones

remachadas como atornilladas. Esto permite obtener uniones seguras y a la vez montar otras

piezas utilizando tornillos comunes.

UNIONES PEGADAS

Hoy en día, la aparición en el mercado de nuevos materiales, implica de una forma directa unos

nuevos tratamientos a la hora de realizar uniones entre ellos. Por ello los fabricantes de

productos para la reparación evolucionan de tal forma que desarrollan componentes que

permitan por un lado la fiabilidad de la reparación disminuyendo las deformaciones en el

material, pero manteniendo la consistencia de la unión y por otro, el recorte de tiempos de las

reparaciones.

Las uniones con adhesivos presentan una serie de ventajas frente a otros sistemas

convencionales, lo cual hace especialmente atractivo el empleo de estos productos en

determinadas aplicaciones.

El empleo en la industria del automóvil, es muy amplia destacando;

Montaje de elementos de carrocería

Pegado de refuerzos

Pegado de material de aislamiento

Embellecedores

Retrovisor de parabrisas

Pegado de zapatas de freno

Pegado de lunas de doble cristal de seguridad

Uniones goma/metal, como montajes flotantes

Familia de M.V.A

Las tuercas remachables, son una especie de remaches

roscados ciegos, que combinan dos tipos de fijación:

El remache ciego

La unión atornillada

Técnicas de Mecanizado 51LOS ADHESIVOS ................................................................................................................

Veamos pues que significado tiene las palabras adhesión y cohesión:

ADHESIÓN......................................

Es la acción de las fuerzas que se oponen a la separación de las moléculas que pertenecen a

diferentes cuerpos o, dicho de otra forma, la fuerza con que el adhesivo se adhiere a la

superficie a pegar.

COHESIÓN.......................................

Es la acción de las fuerzas que se oponen a la separación de las moléculas de un mismo

cuerpo; es decir, hace alusión a la resistencia interna del propio adhesivo.

La ausencia de una de estas dos propiedades conduce a uniones deficientes. Los adhesivos

estructurales proporcionan una fuerte cohesión, una elevada resistencia mecánica y al calor,

así como a una excelente durabilidad.

Veamos pues las diferentes roturas que se pueden generar por la falta de alguna de estas dos

propiedades:

Familia de M.V.A

Un adhesivo es una sustancia que, aplicada entre dos

cuerpos es capaz de adherirse a ellos y mantenerlos

unidos. Los factores que intervienen en una unión pegada

son, además de los materiales a unir y la preparación de

las superficies, la adhesión y cohesión del adhesivo.


Los adhesivos más empleados en la industria del automóvil, y por lo tanto en los tallares de

reparación son:

Los de base de poliuretano (PUR) .

Los de base de resina epoxi (EP)

Adhesivos de Poliuretano

Pertenecen a los adhesivos de la familia de los elastómeros, este tipo de adhesivo es capaz de

absorber movimientos mecánicos o térmicos entre materiales diversos. Además aseguran una

distribución uniforme de esfuerzos.

Los poliuretanos son polímeros que se generan con la reacción de los isocionatos con

alcoholes. Polimerizan por absorción de la humedad atmosférica. Según su formulación

pueden ser mono (PUR 1K) o bicomponente (PUR 2K)

Poliuretano nonocomponente Sus principales características son:

Presentan bajo contenido en disolventes

Secan mediante la absorción de la humedad

Su proceso de secado es lento y de fuera a dentro.

Tienen gran elasticidad.

Son sensibles a los rayos ultravioletas que les atacan y descomponen

Son de baja propiedad estructural

Familia de M.V.A

Rotura por falta de cohesión del sustratoRotura por falta de cohesión del adhesivo

Rotura por falta de adherencia

Técnicas de Mecanizado 53 Se aplican en pegados de lunas, uniones de paneles de puerta, sellado de juntas, etc.

Poliuretanos bicomponentes

Esta compuesto por le poliuretano (PUR) propiamente dicho y el agente de curado,

produciéndose su endurecimiento por reacción química de sus polímeros.

Sus principales características son:

Su endurecimiento se produce por reacción química de sus componentes.

Su proceso de secado es relativamente rápido.

Son más rígidos que los monocapas.

También son sensibles a los rayos ultravioletas.

Se aplican para pegado de lunas, uniones de piezas estructurales.

Las resinas epoxi

Son adhesivos bicomponente, elemento base o resina propiamente dicha y elemento

endurecedor. Se obtienen generalmente por condensación entre una sustancia que contiene un

grupo epoxídico (oxígeno unido a dos átomos de carbono) y una sustancia que tenga átomos

de hidrógeno reemplazables. Sus principales características son:

Los componentes de naturaleza más o menos pastosa y de diferente color.

La proporción de mezcla depende del tipo de resina, por lo que deben observar las condiciones

de cada fabricante.

Presentan, excelente adhesión en diferentes sustratos, como metales, plásticos, cerámicas,

etc.

El tiempo de secado oscila entre los cinco minutos y las veinticuatro horas, a temperatura

ambiente.

Unión con Adhesivos

Para el empleo de adhesivos, se debe de tener en cuenta una serie de consideraciones, a fin

de que los resultados obtenidos se correspondan con las expectativas buscadas.

De forma general, a la hora de utilizar un adhesivo estructural deberá tenerse en cuenta los

siguientes aspectos:

Familia de M.V.A

Técnicas de Mecanizado 54Elección del adhesivo

Diseño de la junta

Preparación de las superficies de contacto

Preparación y aplicación del adhesivo

Posicionamiento de los elementos a unir

Curado del adhesivo

Ejemplos prácticos:

Fijación de la tuerca del eje de rodillo tensor de distribución

Guía de válvulas en motores de gasolina

Familia de M.V.A

Los adhesivos anaeróbicos son ideales para su

aplicación en piezas roscadas metálicas, los pares

mecánicos de apriete que se precisan son inferiores y el

montaje tienen una vida de funcionamiento muy

superior, evitando los problemas de autoaflojamiento.

Adhesivo empleado:

Producto anaeróbico de fijación

Ventajas:

1. se evita el aflojamiento debido a las vibraciones

2. se evita la corrosión

3. sellado de la zona roscada

4. pares de desmontajes controlados

Adhesivo empleado:

Producto anaeróbico de retención

Ventajas:

1. fácil y rápido montaje

2. tolerancia de montaje menos estrictas

3. eliminación del frotamiento

4. se evita el aflojamiento debido a las vibraciones

5. el montaje queda asegurado frente a los

cambios dimensiónales debidos a los

coeficientes de dilatación distintos de los

materiales


Elaboración de juntas tóricas

Adhesión de diversas piezas de los asientos

Familia de M.V.A

Adhesivo empleado

Cianocrilato de uso general

Ventajas:

1. adhiere el caucho casi instantáneamente

2. permite elaborar juntas tóricas a medida en el

momento

3. hace innecesario el stockage de juntas de diferentes

medidas.

Adhesivo empleado:

Cianocrilato de uso general

Ventajas:

1. adhiere las piezas en segundo

2. producto monocomponente cuya dosificación

puede ser automatizada en la cadena

productiva.


PLEGADO

Consiste en, como su propio nombre indica, plegar una pestaña de una de las chapas a unir

sobre el contorno de la otra, mediante procedimiento mecánico en fabricación y generalmente

manual en reparación. Un caso típico son los paneles exteriores de las puertas o los

conectores eléctricos.

UNIÓN POR PRESIÓN

Es un procedimiento de unión mecánico por el cual se efectúan en un solo proceso

ininterrumpido de unión, el corte, la presentación y el aplastado, de las chapas a unir, sin

influencia de calor. Es un proceso exclusivamente industrial de fabricación. Las aplicaciones en

el mundo del automóvil son . soportes del marco de limpiaparabrisas - fijación de la chapa

interior de puertas - posicionamiento de piezas individuales .

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UNIONES SOLDADAS

Este sistema de unión, tiene infinidad de aplicaciones, ya sea en uniones entre paneles de la

carrocería o componentes eléctricos (estañado),existiendo una gran variedad de procesos para

satisfacer todas las necesidades. Se dedica un tema completo a la soldadura debido a su

importancia.

UNIONES ARTICULADAS

Son uniones que necesitan poder tener un cierto movimiento entre sus componentes, además

suelen tener una relativa facilidad para su desmontaje. Ejemplo; bisagras de puerta ,etc.

Se contemplan tres tipos: Bulones, Pasadores y Presillas.

Bulones

Pasadores

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Son elementos de fijación que se emplean, sobre todo, en

uniones con articulación. Constan ( figura a) de un cuerpo

cilíndrico con cabeza tipo "botón", y suelen tener un orificio en el

que se introduce un pasador, de aletas u horquilla, previo

montaje de una arandela para completar el ensamblaje, evitando,

que pueda salirse la pieza articulada. En ocasiones, el propio

perno tiene una horquilla para realizar la función de bloqueo

Son los elementos que sirven de enlace entre las dos

piezas que constituyen la unión y permiten o aseguran,

ocasionalmente, un cierto movimiento entre ambas; como

es el caso de la clásica bisagra que se utiliza para la

fijación de los capós. En otros casos , se utilizan también,

para impedir un movimiento o para mantener las piezas

alineadas.


Clasificación general:

Cilíndricos. Utiles para posicionar o alinear los componentes de un ensamblaje (articulado o no)

. Suelen ser macizos con un extremo biselado para facilitar su inserción en un agujero

perfectamente mecanizado. (fig 2.112. pg 66 E.Amo )

+ Elásticos. Se usan para fijar diferentes elementos entre sí. Al ser elásticos, tienen un margen

mayor de utilización ( el agujero será de diámetro inferior), determinando una cierta fijeza en el

ensamblaje. Suelen ser huecos con un extremo biselado. (fig 2.113 pg 66)

+ Cónicos. Tienen un diámetro más grande en un extremo que en el otro. Se utilizan para

posicionar y enclavar piezas pareadas. (2.114).

Se podría incluir aquí los Seguros. Con una función similar a los anteriores. Además, presentan

otras ventajas como: - compensación de pequeñas tolerancias de longitud debido a su gran

elasticidad y altas cargas axiales. (fig 2.119 pg 68 E.Amo)

- Presillas. Permiten fijar piezas con un cierto juego o movimiento (de rotación ) entre ellas.

Trasmiten muy poca fuerza y, prácticamente, no soportan esfuerzos de torsión más que

moderados. (f.2.120 p.68)

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