Técnicas de Mecanizado 1
Familia de M.V.A Tema 1
TÉCNICAS DE REPRESENTACIÓN GRAFICA
Técnicas de Mecanizado 2
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 es- cala 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
Técnicas de Mecanizado 7
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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Técnicas de Mecanizado 14
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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Técnicas de Mecanizado 15
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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Técnicas de Mecanizado 18
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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Técnicas de Mecanizado 21
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
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Técnicas de Mecanizado 23
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.
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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.
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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
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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
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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
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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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Técnicas de Mecanizado 31
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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Técnicas de Mecanizado 32
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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Técnicas de Mecanizado 34
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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Técnicas de Mecanizado 38
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
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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.
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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.
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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 aran- delas 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.
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Partes de la rosca:
Técnicas de Mecanizado 43
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.
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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
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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
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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
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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.
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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
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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:
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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.
Técnicas de Mecanizado 52
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
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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:
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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
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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
Técnicas de Mecanizado 55
Elaboración de juntas tóricas
Adhesión de diversas piezas de los asientos
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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.
Técnicas de Mecanizado 56
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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Técnicas de Mecanizado 57
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.
Técnicas de Mecanizado 58
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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