UF1252: Elementos amovibles y fijos no estructurales

Elaborado por: Enrique A. Guzmán Pascual

Edición: 5.0

EDITORIAL ELEARNING S.L.

ISBN: 978-84-16557-01-1

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Impreso en España - Printed in Spain

Presentación

Identificación de la Unidad Formativa

Bienvenido a la Unidad Formativa UF1252: Elementos amovibles y fijos no es-tructurales. Esta Unidad Formativa pertenece al Módulo Formativo MF0134_3: Elementos amovibles y fijos no estructurales que forma parte del Certificado de Profesionalidad TMVL0609: Planificación y Control del área de Carroce-ría, de la familia de Transporte y Mantenimiento de vehículos.

Presentación de los contenidos

La finalidad de esta Unidad Formativa es enseñar al alumno a determinar los procesos de sustitución de piezas o elementos amovibles y fijos, seleccionan-do los equipos y materiales a emplear según el tipo de unión a realizar.

Para ello, en primer lugar se estudiará la constitución del vehículo, los elemen-tos amovibles exteriores e interiores y las operaciones en el desmontaje/sepa-ración y montaje de elementos fijos no estructurales. Por último, se analizará el diseño de utillaje y mecanizado básico.

UF1252: Elementos amovibles y fijos no estructurales

Objetivos de la Unidad Formativa

Al finalizar esta Unidad Formativa aprenderás a:

– Analizar la composición de la carrocería determinado la función de los elementos amovibles y fijos no estructurales.

– Planificar los procesos de mantenimiento y las técnicas adecuadas de sustitución de elementos amovibles.

– Planificar los procesos de mantenimiento y las técnicas adecuadas de sustitución de elementos fijos no estructurales.

– Idear soluciones constructivas en transformaciones y diseño de peque-ños utillajes.

Índice

UD1. Constitución del vehículo ................................................ 9

1.1. Tipos de carrocerías y sus características ............................. 11

1.2. Tipos de chasis y cabinas .................................................... 15

1.3. Diseño de una carrocería autoportante en acero y aluminio .... 17

1.4. Descripción elementos amovibles exteriores e interiores ........ 19

1.5. Uniones desmontables ........................................................ 42

1.5.1. Características de la unión y elementos utilizados ........ 43

1.5.2. Procedimientos de unión y técnicas ............................ 46

1.5.3. Uniones: Atornilladas, pegadas, remachadas, grapadas, articuladas ................................................................. 51

1.6. Tipos de lunas; características técnicas y de montaje ............ 68

UD2. Elementos amovibles interiores y exteriores ................... 83

2.1. Especificaciones técnicas .................................................... 85

2.2. Procesos de desmontaje y montaje de elementos ................. 86

2.2.1. Atornillados ................................................................ 87

2.2.2. Remachados ............................................................. 95

2.2.3. Fijados con bisagras .................................................. 98

2.2.4. Pegados .................................................................. 101

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2.3. Sistemas de cierre; funcionamiento, averías y manipulación . 102

2.4. Sistemas de elevación; funcionamiento, averías y manipulación 111

2.5. Procesos de sustitución de lunas [pegadas, calzadas y roscadas] .......................................................................... 115

2.6. Métodos de ajuste de elementos amovibles ........................ 129

2.7. Técnicas de reparación de lunas laminadas ........................ 135

UD3. Operaciones en el desmontaje/separación y montaje de elementos fijos no estructurales .................................. 149

3.1. Equipos y útiles necesarios para el desmontaje y la unión de elementos ......................................................................... 151

3.2. Métodos y técnicas en los procesos de reparación ............. 165

3.2.1. Sustitución total o parcial .......................................... 166

3.2.2. Método de protección anticorrosiva del elemento y de la soldadura ............................................................. 171

3.2.3. Técnica de solape en zonas de corte ........................ 175

3.2.4. Particularidades en las reparaciones de aluminio ....... 176

3.2.5. Normas técnicas del fabricante ................................. 180

3.2.6. Preparación y ajuste del recambio ............................ 181

3.3. Representación gráfica: croquizado, acotado y trazado ....... 182

3.4. Operaciones de desmontaje/separación mediante procesos de corte ............................................................................ 187

3.4.1. Despuntado y/o desengatillado ................................ 188

3.4.2. Corte de elementos ................................................. 188

3.4.3. Despegado de adhesivos ......................................... 193

3.5. Operaciones de unión: Métodos de soldeo ........................ 194

3.5.1. Mediante soldadura.................................................. 195

3.5.1.1. Eléctrica por puntos ........................................ 196

3.5.1.2. MIG/MAG ...................................................... 199

3.5.1.3. Soldadura blanda ........................................... 201

3.5.1.4. Función, características, materiales de aportación y uso de los equipos ......................................... 202

Índice

3.5.2. Mediante adhesivos, contrachapas de solape y engatillado ............................................................... 207

UD4. Diseño de utillaje y mecanizado básico ........................ 221

4.1. Metrología; aparatos de medidas ........................................ 223

4.2. Necesidades de diseño o modificación de pequeño utillaje . 243

4.3. Interpretación de la documentación técnica sobre el utillaje .. 245

4.4. Realización de croquis y plantillas ....................................... 249

4.5. Representaciones gráficas: sistema axonométrico y proyección ortogonal ........................................................................... 250

4.6. Conocimientos de los materiales a utilizar valorando sus pro-piedades y maquinabilidad ................................................. 255

4.7. Procedimientos de mecanizado .......................................... 257

4.7.1. Soldadura ................................................................ 258

4.7.2. Roscado .................................................................. 259

4.7.3. Corte manual ........................................................... 261

4.7.4. Taladrado ................................................................. 262

4.7.5. Remachado ............................................................. 267

4.8. Normas de seguridad en el diseño de utillaje....................... 269

Glosario ............................................................................. 277

Soluciones ......................................................................... 279

Área: transporte y mantenimiento de vehículos

UD1Constitución del vehículo

UF1252: Elementos amovibles y fijos no estructurales

1.1. Tipos de carrocerías y sus características1.2. Tipos de chasis y cabinas1.3. Diseño de una carrocería autoportante en acero y aluminio1.4. Descripción elementos amovibles exteriores e interiores1.5. Uniones desmontables

1.5.1. Características de la unión y elementos utilizados1.5.2. Procedimientos de unión y técnicas1.5.3. Uniones: Atornilladas, pegadas, remachadas, grapadas, arti-

culadas1.6. Tipos de lunas; características técnicas y de montaje

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1.1. Tipos de carrocerías y sus características

Antes de entrar en los diferentes tipos de carrocerías y sus características será conveniente estudiar distintas maneras de clasificar los vehículos, atendiendo a razones como distribución de espacios interiores y forma.

Tipos de vehículos

Según distribución de espacios anteriores Según su forma

1 volumen 2 volúmenes 3 volúmenes Turismos Vehículos industriales

Vehículos especiales

En la clasificación según la distribución de los espacios interiores, los volú-menes atienden a los compartimentos separados que se pueden encontrar dentro del vehículo, los vehículos de un solo volumen reciben el nombre de monovolumen, los de dos volúmenes tendrán un volumen que será el com-partimento motor y el otro para los pasajeros, mientras que el de tres volúme-nes tendrá, además de los dos ya mencionados, otro compartimiento para equipajes bien diferenciado.

La carrocería actual es el resultado de la evolución de las nuevas tecnologías de la evolución, junto con la de los materiales y el diseño industrial, que has dado como resultado vehículos con una habitabilidad excelente, muy buena protección del habitáculo en caso de siniestro y un menor coeficiente aerodi-námico con la ayuda de estructuras cada vez más rígidas.

Se puede definir la carrocería como la parte del vehículo en la que descansan la carga y los pasajeros. Está concebida estructuralmente para soportar las fuerzas producidas en una colisión y evitar que estas lleguen a los ocupantes, absorbiendo la energía.

Autoportantes De chasis independiente De chasis tubular

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– Carrocerías autoportantes. La carrocería autoportante es el tipo de ca-rrocería más utilizada en la fabricación de automóviles hoy en día y es la que se usa en la construcción de todos los turismos.

Este tipo de carrocería es la estructura que soporta todas las cargas a las que se ve sometida el vehículo, ya sean estas estáticas o dinámicas, siendo estas últimas las que varía cuando el coche se encuentra en circulación.

Se puede hacer una división entre los tipos de piezas que conforman la carrocería autoportante atendiendo a la función que desempeñan:

∙ Piezas estructurales. Son estas las que soportan los esfuerzos an-teriormente mencionados y son interiores.

∙ Piezas cosméticas. Son las que influyen en la estética y aerodinámi-ca y se encuentran en el exterior.

Modelo de coche que utiliza carrocería autoportante

Importante

El peso de este tipo de carrocería se ha visto disminuido en los últimos tiempos gracias a la aparición de nuevos aceros y elementos de plástico y aluminio.

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– Carrocerías de chasis independiente. Este sistema de construcción es muy antiguo pero se sigue usando hoy en día para la fabricación de ca-miones, autocares, todoterrenos y en vehículos con carrocería de fibra.

Esta configuración se compone de un chasis rígido sobre el que se en-samblan todos los elementos mecánicos (motor, transmisión, dirección, etc.), la carrocería también va acoplada al chasis en esta configuración.

La razón por la que esta construcción se usa en los vehículos destinados a la carga es que, al estar compuesto por largueros de acero tanto longi-tudinales como transversales forman una estructura especialmente sólida y muy resistente.

Coche con chasis independiente

– De chasis tubular. Esta carrocería era ampliamente utilizada en deporti-vos clásicos de mediados del siglo pasado.

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Esta técnica utiliza una red de tubos de metal soldados entre si y recubier-tos con láminas de metales como aluminio o magnesio como estructura, consiguiendo una gran resistencia y rigidez con un peso muy bajo, pero a un mayor precio tanto en fabricación como en material.

Coche que utiliza un chasis tubular

Por último, convendrá hacer un pequeño estudio sobre la estructura general de las carrocerías. Todas las carrocerías están formadas por dos conjuntos:

Basamento + Habitáculo = Carrocería

También se pueden distinguir cuatro conjuntos estructurales atendiendo a la colocación de las diferentes piezas que lo constituyen.

Paneles exteriores

Armazón delantero Armazón del piso Armazón central

y trasero

UD1

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Recuerda

Aparte de por los tipos de carrocerías, los vehículos a motor se pueden di-ferenciar gracias a la distribución de sus volúmenes, atendiendo a esta clasi-ficación se puede encontrar el monovolumen, donde el habitáculo del motor entra en el habitáculo y no existe una separación visual entre el habitáculo y el vano motor, dos volumenes, donde se encuentra una separación clara entre el compartimiento del motor y el habitáculo. En este caso el habitáculo y el maletero se encuentran comunicados y suelen tener un portón trasero en lugar de la tapa maletero más propia de los tres volumenes, donde el maletero y el compartimento del motor están claramente diferenciados, estos vehículos suelen tener dos o cuatro puertas.

1.2. Tipos de chasis y cabinas

El chasis o bastidor es el conjunto de elementos que forman una estructura completamente rígida, es la encargada de soportar todas las cargas y esfuer-zos a los que se ve sometido el automóvil y es la base sobre la que se apoyan todos los componentes como son el motor, la suspensión, el sistema de es-cape y la caja de dirección.

A continuación se exponen los diferentes tipos de chasis que se pueden en-contrar en el mundo de la automoción.

Chasis bitubo Chasis multitubular

Chasis de cercha

Chasis monocasco

– Chasis bitubo. Compuesto por dos largueros de sección tubular que están unidos entre si por diferentes refuerzos tanto transversales como diagona-les. Este tipo de chasis es conocido por tener una alta resistencia a la tor-sión. Es muy pesado y deben incluir algún elemento adicional para soportar la dirección pero son fáciles de diseñar, presentan una duración muy pro-longada en el tiempo y el acceso a los componentes mecánicos es simple.

– Chasis multitubular. Este bastidor está compuesto por cuatro elementos laterales y poca o ninguna triangulación entre estos, este modelo es más resistente que el chasis bitubo pero es más frágil y el acceso a los com-ponentes es más complicado.

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– Chasis cercha. Chasis compuesto por una estructura articulada o cer-cha. La cercha es una estructura compuesta por elementos rectos co-nectado entre sí, el punto de unión de cada uno de estos elementos recibe el nombre de nudo, estos se posicionarán siempre en los extremos para que la estructura resultante sea lo más rígida posible.

Este tipo de chasis se encuentran entre los modelos más eficientes dis-ponibles ya que combina una gran resistencia a los esfuerzos, economía en la composición, buen aguante ante los impactos y una deformación del chasis muy progresiva. Quizás el uso de este tipo de chasis no está más extendido debido a lo costoso de su fabricación y diseño, facilidad de corrosión y el difícil acceso a los componentes.

– Chasis monocasco. Este chasis es el que se puede encontrar a día de hoy en la gran mayoría de los automóviles, su alta resistencia estructural se debe a la distribución de las cargas en el momento del impacto, ya que está construido de una sola pieza y esto hace que la energía del impacto se absorba de manera más eficiente.

La cabina es el habitáculo donde se posicionan los pasajeros y el conductor del vehículo. El tipo de cabina variará según la función del vehículo. Para ser-vicios de reparto la cabina se ideará con acceso cómodo y una altura baja, mientras que para vehículos concebidos para recorrer grandes distancias se valorará más una cabina confortable y espaciosa. Se puede distinguir princi-palmente entre dos tipos de cabina:

– Cabina adelantada. En la que el salpicadero y la dirección están en una posición completamente avanzada. El motor se encuentra bajo la cabina o bajo el túnel que hay entre el asiento del conductor y el copiloto.

Camión con cabina adelantada

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– Cabina con capó. El bloque motor se encuentra delante del salpicadero, debajo de una cubierta o capó generalmente de acero o plástico, en este tipo de cabina la puerta de acceso está detrás del eje delantero.

Vehículo con cabina con capó

1.3. Diseño de una carrocería autoportante en acero y aluminio

En el diseño de una carrocería hay factores de gran importancia, aparte de la es-tética y la funcionalidad, como son peso, seguridad, aerodinámica o necesidades estructurales. La finalidad de todos estos factores no es otra que la del ahorro energético, mejora de la calidad y, por supuesto, protección de los ocupantes.

En la actualidad el diseño de una carrocería se realiza mediante técnicas de DAO (Diseño asistido por ordenador) y FAO (Fabricación asistida por orde-nador) que simplifican en gran medida el diseño ya que facilitan mucho el diseño de elementos tridimensionales, su modificación y su adaptación a los

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métodos de fabricación industriales. De esta manera pueden ser diseñadas todas y cada una de los componentes de la carrocería por separado y luego integrarlas en un mismo conjunto (ensamblaje), pudiendo estudiar también la actuación de estas piezas o conjuntos ante diferentes esfuerzos mediante el uso de técnicas de análisis por elementos finitos. Todo esto permite prever el comportamiento de la carrocería en caso de colisión, pudiendo optimizarla, reduciendo peso y aumentando la seguridad.

Sabías que

Existe un amplio abanico de programas de diseño asistido por ordenador, pero los que más destacan en la industria del automóvil son Catia V5, Siemens Nx y Solidworks.

A la hora de diseñar una carrocería autoportante, ya sea en acero o aluminio, hay que tener en cuenta diversos factores para el dimensionado de la misma, tanto del interior como del exterior de esta.

Para dimensionar el interior de la carrocería los factores a considerar van des-de el tipo de carrocería hasta el servicio, pasando por tipo de tracción, tamaño proyectado para el habitáculo, seguridad, etc. Las posiciones de los asientos atienden a razones ergonómicas. Para las medidas exteriores se tendrán en cuenta el espacio que ocupa el motor y demás componentes de la mecánica del automóvil, el espacio de las ruedas (en su posición amortiguada o giradas del todo), el tipo y tamaño de la tracción, el depósito para el combustible, los parachoques, aerodinámica, altura sobre el suelo, conjuntos auxiliares y mon-tajes especiales.

La forma y dimensiones del portaequipajes dependerán de cómo está cons-truida la parte trasera del automóvil, el posicionamiento del depósito de com-bustible y el de la rueda de recambio.

El uso de los materiales en el diseño de las carrocerías ha evolucionado mu-cho en los últimos años, y a día de hoy siguen abriéndose nuevas líneas de investigación. Cada material tiene diferentes propiedades, tanto a nivel físico como químico y mecánico, lo cual influye directamente en que sea más ade-cuado para determinado tipo de funciones.

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Aunque existen una gran cantidad de materiales aplicables al diseño de la carrocería de un automóvil, se expondrán a continuación los más representa-tivos, siendo estos el acero y el aluminio.

– Acero. Es el material más extendido en la construcción de carrocerías, pero bajo el mismo nombre existen diferentes calidades y aleaciones, las cuales tienen distintos grados de resistencia a la deformación, siendo la última tendencia la de utilizar los aceros de alto y ultra alto límite elástico. Las características mecánicas del acero son excelentes, sobresaliendo su rigidez, resistencia, y su facilidad para el mecanizado y conformado.

– Aluminio. De este material se puede destacar su relación entre resistencia y peso, siendo uno de los materiales más adecuados para la fabricación íntegra de carrocerías. Se puede reducir el peso de esta hasta un 40% sin bajar los valores de la resistencia. Otra característica a destacar del alu-minio es que durante su oxidación se produce de forma instantánea una capa impermeable, que protege al material de la oxidación. Como punto negativo podemos destacar que los sistemas de unión que son válidos para el acero no lo son, por norma general, para el aluminio, por lo que requiere nuevas técnicas tanto de fabricación como de reparación.

1.4. Descripción elementos amovibles exteriores e interiores

Los elementos amovibles son aquellos instalados para que se puedan retirar fácilmente. Podemos distinguir entre elementos interiores y exteriores según dónde estén instalados.

Elementos amovibles

Elementos interiores Elementos exteriores

∙ Asientos

∙ Panel de instrumentos

∙ Guarnecidos, tapizados y revesti-mientos

∙ Puertas

∙ Capó delantero

∙ Tapa del maletero

∙ Portón trasero

∙ Aletas

∙ Frente delantero

∙ Paragolpes

∙ Techo practicable

∙ Embellecedores

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Elementos amovibles exteriores

Se denominan elementos exteriores a todos aquellos que se hayan fijados a la carrocería cuya función principal atiende a razones estéticas y a las de embe-llecer el vehículo, estos elementos son molduras, anagramas, elementos de personalización y láminas adhesivas.

Las molduras están fabricadas en forma de perfil plástico que cumplen dife-rentes funciones como puede ser la de ocultar juntas o uniones, acentuar la línea de la carrocería o impermeabilizar la carrocería para que no sufra filtracio-nes de agua.

También se pueden encontrar en este grupo los carenados, que limitan el paso de aire bajo la carrocería, alerones traseros, que mejoran la adherencia del vehículo, deflectores laterales para canalizar las corrientes laterales que inciden en el automóvil y evitan que el aire incida en las ruedas o cantoneras de aletas cuyo propósito principal es meramente estético.

Alerón trasero de un automóvil