Micra Tecnología Metal - José M

7/23/2019 Micra Tecnologa Metal - Jos Mwwwwwwwwwwwwwwww

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Tecnologa metalSegundo Curso del Primer Grado de Formacin Profesional

JOSE M.a SIMO

Profesor de la EscuelaTcnico-Profesional Diocesana de Navs

V. OLLERProfesor de la Escuela

Tcnico-Profesional Diocesana de Navs

Primera edicin

editorial vicens-vives


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Libro presentado al M.E.C.

O.M. 2-XI I -1974

Primera edicin, 1976

,J . M." SIM O , 19 76

Sobre la parte literaria y diseo de las ilustraciones

V. OLLE R, 197 6

Sobre la parte literaria y diseo de las ilustraciones ED ITO RIA L VI CEN S- VI VE S, 1976

Sobre los dibujos

Depsito Legal: B. 40.407-1976

ISBN: 84 - 316 - 060 2 - 9

N. de Orden V. V.: A - 977

IMPRESO EN ESPAA

PRINTED IN SPAIN

Editado por Editorial VICENSVIVES. Avda. de Sarria, 132 - Barcelona-17

Impreso por Grficas INSTAR. Constitucin, 19 - Barcelona-14

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

El dgito de la derecha indica la reedicin

Fotografas cedidas gentilmente por:

INSTRUMENTOS TECNICOS, S. A., Figuras: 1-2, 1-3, 1-4, 1-7, 1-11, 1-12, 1-13, 1-14, 1-15, 1-16, 1-17, 1-18, 1-19, 1-20,

1-21, 1-22, 1-23, 2-1, 2-3, 2-6, 2-7, 2-13, 2-14.

IMEX, S. A., F iguras: 2-1, 2-2, 2-8, 2-9, 2-16, 2-17, 2-19, 2-20.

PRECICONTROL, S. A., F iguras: 2-11, 2-12, 2-22, 2-23, 2-24, 2-25, 2-26, 2-28, 2-29, 2-30, 2-31, 2-32, 2-33.

AR IBER , S. L Figuras: 2-14, 2-15.

WIDIA IBERICA, S. A., F iguras: 4-1, 4-2, 4-3, 4-5, 4-6, 4-10, 4-11,4-12, 4-13, 6-11, 9-2, 9-3, 9-4, 9-6, 9-7, 9-8, 9-9, 9-10,

9-13 , 9 -14 , 9 -15 , 9 -33 .

JOSE PASCUAL CUBELES, Figuras: 4-9, 5-4, 5-5, 5-7.

CEVENTOR, S. A., Figuras: 6-1, 6-21.

TORNOS TOR, S. A., Figuras: 7-2, 7-3a, 7-14.

CARMELO OYARZABAL, S. A., F iguras: 7-4, 7-6, 7-7, 7-12, 7-15, 7-16, 7-19, 7-28, 8-1.

GEMINIS, S. A., Figuras: 7-3b, 7-5, 7-8, 8-3.

LADISLAO ARAMBURU, S. A., Figuras: 10-4, 10-6, 10-7, 10-9.

ACM E, S. A., Figuras: 10-3, 11-6, 13-22.DEFRIES, S. A. E F iguras: 10-16, 11-3, 11-7, 11-9, 11-14, 11-17, 11-19, 13-17, 13-19, 13-20.

THEUS, Figuras: 10-18, 10-19, 10-20, 11-18.

MUVISA, Figuras: 12-1, 12-4, 13-5.

DANOBAT, S. C. / . , Figuras: 13-11, 13-12, 13-13, 13-14, 13-15.


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Indice

Tema 1. Instrumentos de medida .................................................... 1Tema 2. Instrumentos de verificacin .................................................................... 9Tema 3. Trazado al aire ..................................................................................... 21Tema 4. Herramientas de corte ............................................................................ 29

Tema 5. Escar iado.............................................................................................

43Tema 6. Limadora ............................................................................................. 49Tema 7. Torno paralelo ........................................................................... 59Tema 8. Cadena cinemtica del torno paralelo ..................................... 69Tema 9. Trabajos de torneado .............................................................................. 79Tema 10. Fresadora universal...................................................................... 95Tema 11. Trabajos de fresado .............................................................................. 105Tema 12. Muelas abrasivas................................................................................... 113Tema 13. Sierra mecnica, electroesmerlladora y rectificadora..................................... 121Tema 14. Condiciones de tr abajo........................................................................... ' 133Tema 15. Roscas ...................................................................... 145Tema 16. Engranajes rectos............................................... 155Tema 17. Metrologa trigonomtrica.Verificacin de conos y engranajes ....................... 161

Apndice: Tablas ......................... 171I. Aceros

II. LatonesIII. BroncesIV. Velocidades d corteV. Velocidad de corte y avance para el cepillado con herramientas de metal duro

VI. Velocidad de corte y avance para torneado con herramientas de metal duroVII. Velocidad de corte y avance de las fresas de acero rpido superior

VIII. Velocidad de corte y avance para platos de cuchillas de metal duroIX. Rosca mtrica S.l. (paso normal)X. Rosca whltworth (paso normal)

XI. Rosca de gas

XII. Rosca sellersXIII. Rosca trapecial mtricaXIV. Rosca trapecial ACMEXV. Valores de W y K para engranajes de mdulo 1 y ngulo de presin de 20

XVI. Tabla de ajustes ISO


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Tema 1. Instrumentosde medida

OBJETIVOS

Conocer la finalidad y el funcionamiento del micrmetro. Conocer las partes de un micrmetro. Conocer los distintos tipos de micrmetros. Adquirir dominio del micrmetro en las lecturas de mediciones. Conocer las normas elementales de conservacin de los micrmetros.

PRCTICAS BSICAS DEL TEMA

B-9 Medicin con micrmetro de exteriores.C-12 Medicin con micrmetro de interiores, de platillos y de profundida

des.

CUESTIONARIO TERICO

1. Micrmetro: descripcin y partes2. Funcionamiento del micrmetro. Nonio circular3. Manejo del micrmetro4. Clases de micrmetros: aplicaciones5. Normas de uso y conservacin de los micrmetros

FICHA GUA

A travs de un anlisis del tema y de las cuestiones que hayas podido encontrar en la prctica, busca respuestas o soluciones a los siguientes problemas:

1. Habrs observado que los micrmetros tienen formas variadas; no obstante, hay alguna parte que sea invariable?2. Una pieza terminada en desbaste, crees que debe medirse con micrmetro? Por qu?

3. Un micrmetro normal lleva un tornillo micromtrico de 0,5 mm de paso y 50 divisiones en el tambor, con lo cual laapreciacin es de 0,01 mm. Cmo dispondras de uno cuya apreciacin tuviera que ser de 0,005 mm?

4. Fjate en las caractersticas de las medidas a determinar de las piezas A-3, B-8, B-9, C-11 y C-12. Ello deber darteuna idea de los instrumentos de medicin que necesitars pedir en el almacn del taller. Cules sern?

5. Habrs observado que los micrmetros de roscas llevan un juego de palpadores intercambiables. Verifica algunasroscas de distinto dimetro cambiando o sin cambiar los palpadores y analiza los resultados. Cules son las conclusiones que has sacado?

6. Como consecuencia del problema anterior, por qu crees que los palpadores intercambiables pueden girar sin permanecer fijos?

7. Las normas de uso del micrmetro nos dicen que los palpadores deben ponerse en contacto accionando el tornillo defriccin. Pueden hacerse las mediciones accionando el tambor? En cualquier caso, por qu se hace con dicho tornillo?

8. Algunos micrmetros llevan en los extremos de los palpadores unas plaquitas de metal duro. Qu finalidad creesque tienen?

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Fig. 1.1 Pieza B-9 Desarrollo del temaFig. 1.2 Micrmetro de exteriores o pi-mer.

Fig. 1.3 Partes de un micrmetro. 1. MICRMETRO: DESCRIPCIN Y PARTES

Si tomamos la pieza B-9 como ejemplo (fig. 1.1), observaremos en sus medidas unas diferencias en lo que a precisin se refiere, que hacen que el operario necesite, por tanto, unos instrumentos de medida de mayor o menorexactitud. Si nos fijamos concretamente en los dimetros de 13 mm y 17mm veremos que, mientras en la primera medicin, podemos valernos parasu determinacin de un pie de rey, en la segunda, este instrumento nos resulta insuficiente, ya que la medicin que hagamos debe facilitarnos una lecturaque est dentro de los lmites de la tolerancia expresada en la acotacin17i?7, exactitud que no llega a darnos el pie de rey.

Es aqu donde se hace necesario el empleo de un micrmetro, instrumento de medida que nos determina magnitudes lineales con una aproximacin de 0,01 mm hasta 0,001 mm.

El micrmetro para medir exteriores (fig. 1.2), llamado tambin plmer,nombre que proviene de su inventor, es el de uso ms frecuente y esencialmente consta de las siguientes partes (fig. 1.3):

Fig. 1.2

Fig. 1.3

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1. Cuerpo2. Tubo3. Palpador fijo4. Palpador mvil5. Contactos d^ los palpadores6. Tornillo micromtric7. Tuerca micromtrica8. Tambor giratorio9. Graduacin lineal

10. Graduacin circular11. Mecanismo de friccin12. Bloqueo13. Cachas aislantes

Fig. 1.4 Tornillo de friccin de un micrmetro.

Fig. 1.5 Lectura de 32,28 mm.


FUNCIONAMIENTO DEL MICRMETRO. NONIO CIRCULAR

El funcionamiento del micrmetro se basa en el mecanismo de tornillo y tuerca, funcin que en l realizan respectivamente el tornillo micromtrico y latuerca micromtrica.

El tornilo micromtrico (6) que por un extremo forma el palpador mvil(4) va roscado en la tuerca micromtrica (7) fija en el interior del tubo (2). Elajuste de rosca es perfecto y de una gran precisin y el paso suele ser normalmente de 0,5 mm.

Por el extremo opuesto al palpador mvil, el tornillo micromtricoarrastra al tambor giratorio (8) directamente o a travs del tornillo de friccin(11) (fig. 1.4), con el cual se evita el apriete excesivo de palpadores sobre lapieza. En dicho tambor va grabada una graduacin circular (10) de 50 divisiones, mientras que en el tubo lleva la graduacin lineal (9) en medios milmetros. Todo este conjunto, denominado tambin cabeza micromtrica, seapoya en un cuerpo (1) en forma de herradura en el cual se halla el otro palpador fijo (3).

El bloqueo (12) sirve para inmovilizar el palpador mvil.La mayora de estos instrumentos llevan en los extremos de los palpa

dores unos contactos (5) de metal duro de mayor resistencia al desgaste.

Tambin suelen llevar sujetos a ambos costados del cuerpo, unas placas o cachas (13) de material aislante para as evitar que el aparato tometemperatura con el contacto manual y pueda, a causa de la dilatacin trmica, producirnos errores en las mediciones.

Cuando giramos el tambor una vuelta entera, el tornillo micromtrico.por ir unido a l, tambin lo ha hecho y como tiene un paso de 0,5 mm, elpalpador mvil se habr desplazado esta misma distancia. Esta es la raznpor la cual el tubo se halla dividido en medios milmetros.

Para hacer la lectura de una medicin nos fijaremos en primer lugar enel borde biselado del tambor, para ver con qu divisin de la escala linealcoincide y as determinar los milmetros o medios milmetros de dicha medicin. A continuacin observaremos cul de las 50 divisiones que lleva el tambor en la parte biselada coincide con la lnea de referencia marcada en eltubo.

La lectura ser, finalmente, el nmero de milmetros determinados porel borde del tambor ms las centsimas de milmetro que nos sealar elnonio circular del tambor, ya que, como vimos en el curso anterior, la apreciacin de este aparato ser de 0,01 mm.

En las figuras 1.5 y 1.6 vemos dos ejemplos de lectura en un micrme

tro centesimal.

En los micrmetros milesimales, o sea, con apreciacin de 0,001 mm.la lectura de las milsimas de milmetro se hace a travs de un segundo

F i g 1 . 5

11111/1r ^ :

2 5 3 0

--

hg l 6

3


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nonio formado por 10 divisiones que se yuxtaponen, para hacer la lectura,con las divisiones del nonio circular (fig. 1.7).

Como que estas 10 divisiones del nonio abarcan 9 del tambor, ysabiendo que cada divisin del mismo equivale a 0,01 mm. tendremos, enconsecuencia, que la apreciacin ser de:

Fig. 1.7

0,01 mm10

= 0,001 mm

En las figuras 1.8 y 1.9 vemos dos ejemplos de lecturas con micrmetrosmilesimales.

0'002 mm

Fig. 1.7 Micrmetro milsima!.



Fig. 1.10 Medicin sobre piezas apoyadas en l mrmol.

f ' 9 1 .8

0'005 mm

086mm

Fig. 1.9

3. MANEJO DEL MICRMETR O

Fig. 1.10

Siempre que se hace una medicin con el micrmetro se abre ste con unaseparacin entre palpadores mayor que la pieza a medir. Una vez encaradoscon las dos caras a comprobar se gira el tambor hasta aproximarlos a dichascaras; entonces, actuando sobre el tornillo de friccin, se ponen en contacto.

Con este mecanismo se consigue siempre la misma presin de contacto en las distintas mediciones ya que, cuando los palpadores hacen tope conlas caras de la pieza a medir, el tornillo resbala. En este instante se efecta lalectura y una vez determinada se separan ligeramente los palpadores para aspoder retirarlos sin forzarlos y evitar rozamientos de los contactos.

Los procedimientos ms corrientes para la medicin de piezas con elmicrmetro son:

Sobre piezas apoyadas en el mrmol (fig. 1.10).

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Sobre piezas apoyadas en la mquina (fig. 1.11). Por medio de soportes especiales (fig. 1.12).

Los micrmetros tienen generalmente una capacidad de medida de 25mm. Suelen disponerse en juegos desde 0 a 100 mm de la siguiente manera:

De 0 a 25 mmDe 25 a 50 mmDe 50 a 75 mmDe 75 a 100 mm

Para capacidades superiores los micrmetros van provistos de unostopes intercambiables (fig. 1.13), que hacen a su vez de palpador fijo,cubriendo una capacidad de 100 mm.

De 0 a 100 mmDe 100 a 200 mmDe 200 a 300 mm

De 1400 a 1500 mm

4. CLASES DE MICRMETRO S: APLICACIONES

El micrmetro de exteriores o plmer estudiado en esta primera parte deltema y que como se ha dicho es el de uso ms frecuente, no es nico, ya queel mecnico se ve en la necesidad de hacer mediciones en piezas que por suscaractersticas no le es posible hacerlas con l. Es por ello que existen otros

tipos de micrmetros que cubren perfectamente las diferentes contingenciasque se presentan a la hora de hacer mediciones. Entre estos micrmetroscitaremos:

Micrmetro de interiores Micrmetro de profundidades Micrmetro de platillos Micrmetro de roscas Micrmetro para tubos Micrmetro para hilos Micrmetro de tres contactos

Todos ellos funcionan igual bsicamente, ya que conservan invariablela parte denominada cabeza micromtrica, modificando solamente la forma

del cuerpo.

Micrm etro de interiores.Se emplean para medir dimetros de agujeros y distancias entre dos caras paralelas dispuestas de frente.

Constan de una cabeza micromtrica que lleva en cada uno de susextremos un palpador, pudindose acoplar en uno de estos extremos alargaderas que aumentan la capacidad de medida con mrgenes de 25 en 25 mm(fig. 1.14).

Fig. 1.14

Fig. 1.12

Fig. 1.11 Medicin sobre piezas apoyadas en mquina.

Fig. 1.12 Medicin sobre piezas apoyadas con soportes especiales para el micrmetro.

Fig. 1.13 Micrmetro con topes intercambiables.

Fig. 1.14 Micrmetro de interiores.

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Fig. 1.17

Fig. 1.15 Micrmetro de interiores /m i c r o .

Fig. 1.16 Detalle interior del MICRO.

Fig. 1.17 Micrmetro de profundidades.

Fig. 1.18 Micrmetro de platillos.

Fig. 1.19 Micrmetro para roscas.

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Muy apropiado para medir agujeros es el micrmetro de interiores detres contactos, conocido tambin con el nombre de IMICRO (fig. 1.15). Esteaparato lleva acoplado en la cabeza micromtrica un dispositivo provisto detres palpadores dispuestos a 120 que se mueven diametralmente al accionar el tornil lo (fig. 1.16).

Fig. 1.16

En ambos casos debe tenerse en cuenta que la medicin mnima que

puede realizarse ser la correspondiente al tamao de lacabeza micromtrica o del dispositivo referido.

Micrmetro de profundidades.Empleados para la medicin de profundidad de agujeros, ranuras, etc. (fig. 1.17).

Estos micrmetros tienen un cuerpo en forma deT con la cara de apoyoperfectamente planeada. Llevan una varilla que constituye el tope mvil, elcual sale perpendicularmente de la base de apoyo.

El tope mvil puede ser intercambiable, disponiendo de varillas de distintas longitudes para aumentar la capacidad de medida.

Micrmetro de platillos. Es un instrumento especialmente concebidopara la medicin del espesor de dientes de un engranaje (fig. 1.18).

Fig. 1.18

La forma del micrmetro de platillos es idntica a la del de exteriores,existiendo solamente diferencia en la forma de sus palpadores, puesto quelos extremos de los mismos tienen la forma de platillo.

Micrmetro para roscas. Con l podemos determinar el dimetromedio de una rosca (fig. 1.19).

Fig. 1.19


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La diferencia con el micrmetro normal est tambin en los palpadores.Estos micrmetros llevan unos juegos de topes (fig. 1.20), cuya forma seadapta a distintos pasos y tipos de roscas, siendo de fcil colocacin y permaneciendo mviles para acoplarse bien alineado con los flancos del filete.

Micrm etro para tubos.Empleados para la medicin del espesor de lapared de un tubo (fig. 1.21)..

Su cuerpo tiene la forma de un cuadrante con los palpadores dispues

tos perpendicularmente. De esta forma, mientras uno apoya su generatrizsobre la pared cncava del interior del tubo, el otro contacta con la paredexterior.

Micrmetro para hilos.Se utilizan fundamentalmente para la determinacin de dimetros de los hilos metlicos. Pueden tambin medirse con llos dimetros de las bolas.

Est formado por una cabeza micromtrica unida a un cuerpo cilindricoque lleva una ranura transversal y en ambos lados de la ranura se hallan lospalpadores. Unas plaquitas situadas en el fondo de dicha ranura sirven deapoyo para los hilos y las bolas (fig. 1.22).

Fig. 1.22

Micrm etro de tres contactos.Se utilizan en los casos particulares demedir el dimetro de herramientas con nmero impar de dientes (fig. 1.23).

El cuerpo en forma de herradura va provisto de dos palpadores fijos,adems del mvil que desplaza el tornillo micromtrico.

5. NORMAS DE USO Y CONSERVACIN DE LOS MICRME TROS

Por tratarse el micrmetro de un instrumento de gran precisin y exactitud y

adems de elevado precio, se requiere un trato cuidadoso del mismo. Paraello deben tenerse en cuenta las siguientes normas:

Mantenerlo limpio y no mezclarlo con las restantes herramientas detrabajo. Se pondr en un estuche apropiado o bien sobre una gamuza limpia.

Fig. 1.20

Fig. 1.20 Topes intercambiables delmicrmetro de roscas.

Fig. 1.21 Micrmetro para tubos.Fig. 1.22 Micrmetro para hilos y bolas.

Fig. 1.23 Micrmetro de tres contactos.

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Utilizarlo solamente para las mediciones que por su exactitud o tolerancia lo requieran.

Asegurarse que las superficies a comprobar estn limpias y alisadas. No apretar excesivamente los palpadores; para evitarlo, cerrar el

micrmetro accionando el tornillo de friccin. No retirar la pieza o el micrmetro cuando aqulla est cogida entre

palpadores. Antes debe abrirse ligeramente. No debe abrirse o cerrarse el micrmetro cogindolo por el tambor y

haciendo girar el cuerpo a su alrededor. No efectuar nunca mediciones sobre piezas en movimiento. Una vez finalizada su utilizacin, deben limpiarse cuidadosamente,

protegindolos con una ligera capa de vaselina neutra. Seguidamente seguardarn en un estuche adecuado, envueltos con papel o con un pao limpio para preservarlos de la humedad.


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Tema 2. Instrumentos de verificacin

OBJETIVOS

Conocer el funcionamiento y la finalidad del comparador de esfera y delde palanca.

Conocer la finalidad de las calas y calibres. Conocer algunos tipos o modelos distintos de aparatos comparadores. Conocer los diversos tipos de calibres y sus aplicaciones.

Utilizacin correcta de estos instrumentos.


C-12 Empleo del comparador, calas y calibres prismticos.B-8 Empleo del calibre tampn.

CUESTIONARIO TERICO

1. Aparatos comparadores: clases1.1 Comparador de esfera: descr ipcin y funcionamiento

1.2 Comparador de palanca: descripcin y funcionamiento1.3 Otros tipos de comparadores

2. Calas; descripcin y aplicaciones3. Calibres:

3.1 Generalidades3.2 Tipos de calibres: aplicaciones

4. Normas de uso y conservacin

FICHA GUA

Despus de un detenido examen del tema y de los posibles problemas surgidos en la prctica, busca soluciones a las

siguientes cuestiones:1. Se ha visto que una de las utilidades de las calas es la de comprobar la exactitud en la medida de los micrmetros.

Qu juegos de calas seran apropiados para contrastar un micrmetro milesimal?2. Analizando las caractersticas de los distintos tipos de aparatos comparadores, cul escogeras para comprobar la

excentricidad de una pieza?3. Los soportes para los comparadores tienen unas aplicaciones que dependen de las verificaciones a realizar. Si tuvie

ras que verificar piezas pequeas en serie, cul utilizaras?4. Los sistemas de palpacin de los distintos tipos de comparadores son casi idnticos; no obstante, hay uno que es

completamente distinto. Cul es y en qu radica su diferencia?5. Si en el laboratorio de metrologa dispones de un estuche con un juego de calas M-7, podras componer la medida

173,204 mm? Si es posible, haz la composicin.6. La medicin del dimetro 0 17 g6 de la pieza de la prctica B-9 la hacemos por medio de un micrmetro, pero

podra hacerse tambin con un calibre de tolerancia. Cul sera el apropiado para que al mismo tiempo supiramos

si dicho dimetro est ovalado?7. Las normas de uso y conservacin de los calibres y calas dicen entre otras cosas que no deben estar expuestos al sol

y que las verificaciones deben realizarse a 20 C de temperatura. A qu motivos atribuyes esas normas?8. Qu diferencia crees que existe entre un calibre patrn y un calibre de tolerancia?

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Desarrollo del tema

Fig. 2.1 Algunos tipos de soportes paracomparadores: a) con mesa, b) con piemagntico, c) universa!.

En el curso anterior se estudiaron los instrumentos elementales de verificacin utilizados con ms frecuencia por el mecnico. El campo de aplicacinde estos instrumentos se limitaba generalmente a las verificaciones realizadas a pie de mquina, o sea, que eran empleados por el operario durante las

distintas fases del trabajo.En el tema que nos ocupa veremos otros instrumentos de mayor preci

sin que los anteriores, y por ello, son empleados en controles en los laboratorios metrolgicos o bien en trabajos muy precisos. Estos instrumentos son:

Aparatos comparadores Calas Calibres

1. APARATOS COMPARADORES: CLASES

Al controlar las dimensiones de las piezas fabricadas, y si lo son en poca can

tidad, nos valemos del pie de rey (mediana precisin) o de los micrmetros(gran precisin). En grandes series resulta ms rpido y menos fatigoso elempleo del comparador y de los calibres y calas; adems, en los comparadores, la presin de contacto con la pieza que se verifica es siempre la misma,sea quien sea el operario, con lo cual los errores son menos probables.

Con el comparador no conseguimos leer la cota de una pieza, sino quela comparamos con otra determinada, denominada pieza patrn o tipo, obien con unos prismas de gran precisin denominados calas patrn.

Adems, las diferencias entre pieza y cala se reflejan en el comparadorpor el movimiento de una aguja sobre una escala con divisiones bastanteespaciadas, consiguindose de este modo una fcil lectura por pequeas quesean las diferencias mencionadas.

Adems de medir por comparacin, estos aparatos, acompaados delos soportes adecuados (fig. 2.1), se emplean tambin en verificaciones dediversa ndole, tales como:

a) Comprobacin de paralelismob) Comprobacin de perpendicularidadc) Comprobacin de coaxialidadd) Comprobacin de excentricidade) Comprobacin de desplazamientos

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Se fabrican diferentes tipos dede la siguiente manera:

Comparadores mcanicos

Comparadores pticos Comparadores neumticos Comparadores electrnicos

aparatos comparadores clasificndose

comparador de esferacomparador de palancacomparador de palanca y engranajes

1.1 Comparador de esfera: descripcin y funcionamiento

El comparador de esfera, denominado tambin reloj comparador (fig. 2.2),est formado por una caja metlica, generalmente de aluminio, de forma circular, atravesado por un eje o varilla que termina por un extremo en un palpa-dor de metal duro. En su desplazamiento axial, este eje mueve a unos engranajes que al propio tiempo hacen girar a una aguja sobre una esfera divididanormalmente en 100 partes. Esta esfera es giratoria, lo cual facilita la puestaa cero de la aguja cualquiera que sea su posicin. Otra aguja ms pequeanos indica el nmero de vueltas que da la mayor.

El comparador de esfera puede ser centesimal (0,01 mm de aprecia

cin) o milesimal (0,001 mm de apreciacin). En los primeros, la longitud decarrera til del eje del palpador es de 3 a 10 mm, mientras que en los segundos, sta es de 0,5 a 1 mm.

Un reloj comparador consta de las siguientes partes:

1) Caja2) Eje o varilla3) Palpador4) Cabeza de la varilla5) Tubo6) Esfera orientable7) Escala centesimal (o milesimal)8) Escala milimtrica

9) Agujas indicadoras10) Indices cursores

Funcionamiento de l reloj comparador. En la figura 2.3 podemosobservar los mecanismos, situados en el interior del cuerpo, en los que sebasa el funcionamiento del aparato.

El eje del comparador lleva una cremallera (C) de 1 mm de paso queengrana con el pin (A) de 10 dientes. Suponiendo que el palpador se desplaza 1 mm, dicho pin gira un diente (1/10 de vuelta), as como la rueda(B) de 100 dientes solidaria con ste que efecta, consecuentemente, un girode 1/10 de vuelta (10 dientes). Al ir esta rueda engranada con otro pin (D)de 10 dientes, ste efectuar una vuelta completa, con lo cual se verifica que

al desplazarse el palpador 1 mm, la aguja indicadora da una vuelta entera.Como que la esfera graduada del reloj est dividida en 100 partes iguales, laapreciacin del aparato, o sea, el valor de cada divisin ser:

1 mm= 0,01 mm

100

La aguja pequea est movida por una segunda rueda (E) de 100 dientes que tambin engrana con el pin (D) de 10 dientes. Por cada vuelta delpin la rueda girar 10 dientes (1/10 de vuelta). De esta forma nos indicarsobre la escala milimtrica el nmero de vueltas que da la aguja mayor, o loque es lo mismo, el nmero de mm enteros que se desplaza el palpador.

Los resortes (F) y (G) aseguran el contacto del palpador y evitan el jue

go entre engranajes respectivamente.El anillo exterior de la caja del reloj comparador lleva dos ndices curso

res de tolerancia desplazables sobre l, que sirven para graduar los lmitesadmisibles de la medida que se va a verificar.

Fig. 2.2

Fig. 2.2 Reloj comparador.

Fig. 2.3 Mecanismo de funcionamientode! reloj comparador.

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1.2 Comparador de palanca: descripcin y funcionamiento

Fig. 2.4

Fig. 2.5

El comparador de palanca, denominado generalmente amplificador, basa sufuncionamiento en una o varias palancas que son las que transmiten el desplazamiento del palpador a la aguja indicadora.

La apreciacin de este tipo de instrumentos suele ser de 0,001 mm y laaguja indicadora solamente describe un arco de circunferencia sobre la escala graduada; siendo su capacidad de medida entre 0,1 y 0,2 mm.

En la figura 2.4 vemos un esquema del funcionamiento de un tipo decomparador de palanca.

La aguja indicadora (A) va unida a una palanca (B) que se apoya entredos puntos no alineados. Uno de estos puntos de apoyo (C) va solidario a lavarilla del palpador y el otro (D) al cuerpo. El resorte (E) asegura el contactode la palanca con los puntos de apoyo y el del palpador con la pieza.

A travs de la semejanza de los tringulos OAB y OCD (fig. 2.5) sedemuestra la amplificacin que se efectuar, ya que:

OA AB

CD OC

1.3 Otros tipos de comparadores

Son muchos y variados los tipos de comparadores que se fabrican, con unasdiferencias, ms o menos notables, ya sea en su apreciacin, en su principiode funcionamiento, en su forma, en el sistema de amplificacin, etc. El explicar con detalle cada uno de ellos nos llevara a un campo muy extenso. Deah que, exceptuando los dos tipos que se han visto anteriormente, slovamos a revisar brevemente los restantes tipos citados en la clasificacin yque por sus caractersticas resultan de ms inters.

Comparadores de palanca y engranajes.El funcionamiento se basa enuna combinacin de palancas y engranajes para proporcionar el movimiento

de la aguja indicadora. Un modelo muy utilizado es el de la figura 2.6, cuyodetalle interior vemos en la figura 2.7.

Fig. 2.4palanca.

Esquema de un comparador de

Fig. 2.5 Demostracin terica del funcionamiento del amplificador.

Fig. 2.6 Comparadorengranajes.

de palancas y

Fig. 2.7 Detalle interior de un comparador de palancas y engranajes.

Fig. 2.6

En este comparador, el movimiento de la varilla del palpador no es vertical, sino que tiene un movimiento de giro alrededor del eje sobre el que vamontado, y esto facilita el palpado lateral.

Mikrokator. Es un comparador de gran precisin con apreciacionesque llegan a ser de 0,000 001 mm (fig. 2.8). Su funcionamiento se basa en

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FUNCIONAMIENTO

y la aguja de lectura sobrela escale

estira la cinta torcida

a la palanca angular. Esta

La desviacin de la medidaacta sobre

Fig. 2.9

una palanca angular que estira a una cinta torcida sobre la que va la aguja

indicadora tal como se ve en la figura 2.9.

Comparadores pticos. En estos comparadores la amplificacin seproduce por medio de un ndice que se refleja sobre un espejo, el cual girasobre un eje al desplazarse el palpador (fig. 2.10). La imagen queda entoncesreflejada en una escala graduada. Son tambin aparatos de gran precisin, yaque alcanzan apreciaciones de 0,1 mieras.

Comparadores neumticos.Basan su funcionamiento en la variacinde la presin que se produce en una cmara en la que entra aire por un orificio y sale por otro situado en el palpador (fig. 2.11). La separacin de esteorificio con la pieza a comprobar o con la cala es lo que hace variar la presin,variacin que puede apreciarse en un manmetro (fig. 2.12). Son muy utilizados en verificaciones combinadas y en serie.

Comparadores electrnicos.Generalmente constan de dos partes: unpalpador y una caja de lectura (fig. 2.13).

El palpador es parecido al normal, si bien en su interior lleva un mecanismo que transforma el desplazamiento en una seal elctrica; normalmen-

Fig. 2.13

Fig. 2.8 Mikrokator.

Fig. 2.9 Detalle del funcionamiento delMikrokator.

Fig. 2.10 Principio del funcionamientode un comparador ptico.

Fig. 2.11 Comparador neumtico.

Fig. 2.12 Principio del funcionamientodel comparador neumtico.

Fig. 2.13 Comparador electrnico.

Fig. 2.11

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te es una clula fotoelctrica activada por un rayo luminoso regulable por elpalpador. La pequea seal elctrica es amplificada para as poder mover laaguja del aparato de lectura.

El aparato de lectura es una caja con un voltmetro de corriente continua y una escala graduada en milsimas. Tiene una toma de corriente parared normal, un dial de puesta a cero y otro de cambio de escala para aumentar su precisin hasta 0,1 0,01 mieras.

2. CALAS: DESCRIPCIN Y APLICACIONES

Para la contrastacin de los instrumentos de medida o para la comparacinde piezas con el reloj comparador se hace necesaria la utilizacin de unospatrones adecuados de gran exactitud en su medida.

Segn su forma, los patrones pueden ser: cilindricos, cnicos y prismticos.

Fig. 2.15

Los patrones cilindricos (fig. 2.14), se emplean especialmente para lacontrastacin de micrmetros, tanto de exteriores como de interiores. Tienenuna medida fija de gran exactitud denominada cota nominal.

Los patrones cnicos (fig. 2.15), son utilizados en la contrastacin deagujeros o ejes cnicos. Al igual que los anteriores tienen unas dimensionesfijas y muy precisas en el cono.

Los patrones prismticos(fig. 2.16), conocidos con el nombre de bloques patrn o calas Johansson, nombre que proviene del ingeniero suecoque los invent, son los empleados con ms frecuencia.

Fig. 2.14 Patrones cilindricos.

Fig. 2.15 Patrones cnicos.

Fig. 2.16 Patrones prismticos o catasJohansson.

Fig. 2.16

Estos bloques son paraleleppedos de acero templado y rectificado, condos superficies opuestas perfectamente planeadas y un pulido de extremadaprecisin.

Su construccin requiere unos tratamientos especiales para eliminarlas tensiones originadas durante el mecanizado y el temple y que con el pasodel tiempo podran repercutir en variaciones de longitud y deformaciones.

La distancia entre las dos caras planeadas es una medida fija que constituye la cota nominal.

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La cota nominal, as como la marca del fabricante, van grabadas en una Fig. 2.17 Estuche con juego de calas.de las superficies secundarias.

Las calas van en juegos compuestos de varias piezas de diferentesmedidas en un estuche apropiado (fig. 2.17), siendo la cota nominal mnimade 1,000 5 mm.

Fig. 2.17

En la tabla I puede verse una relacin de los diversos juegos de calasJohansson en la que constan los distintos grados de precisin de los mismos,as como el nmero de piezas y su distribucin en los distintos escalonamien-tos de cotas nominales.

TABLA I.

Intervaloen mm 1,0

0.001

1.005 in

0.01 0.1 0 .5 1 10 25 50 100

JuegoSerle

Ooo 0.001

OrS

0.41 1.01 .0 1 0,30 1:10 0 ,5 1 0,5 o 1 11 2 0 25 125 2 50 4 00

1 .005 0 .49 1.09 1 .4 9 0 .9 0 1.90 9.5 24.5 g 2 4 100 100 2 0 0 3 00 50 0

Grado de precisin Nmero

- AA A B C w

M 1 112 1 9 1 49 19 29 1 4

M 1 111 9 49 19 29 1 4

M 2 103 49 19 29 1 4

M 3 88 9 49 19 1 9

M 3 87 9 49 19 1 9

M 5 76 1 1 49 19 13

(20 -40 )

3( 5 0 - 1 0 0 )

M 6 47 1 9 9 1 9 14 4

M 7

M 7T

41

46

9

9

9

9

9

9

1

1

9

9

4(20, 30,60, 100)

9

M 8Q 33 1 9 9 1 9 4

M 11 17 1 9 7(20, 30,60 , 100 )

M 23 9 9

M 29 8 2 2 2

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Con estos juegos, las posibilidades de medida son grandes, ya queuniendo varias piezas entre s podemos componer, en la mayora de loscasos, cualquier medida.

Al hacer la composicin de una medida debe procurarse siempre queintervengan el menor nmero posible de calas y empezando por elegir la quenos determine la ltima cifra decimal. En orden creciente se van uniendoseguidamente todas las restantes hasta completar el valor total que se deseaobtener.

Ejemplo:

Determinar las calas que emplearamos para componer la medida 69,287 mm.

Solucin:

1 cala de 1,007 mm1 cala de 1,02 mm1 cala de 1,8 mm1 cala de 16, mm1 cala de 50, mm

69,287 mm

La unin de las distintas calas entre s se hace, despus de dejar completamente limpias las dos superficies que han de estar en contacto, mediante un ligero movimiento de cabeceo al deslizar una cala sobre la otra (fig.2.18). El acoplamiento es ms seguro cuanto mayor es el grado de precisinde los bloques. De la misma depende la aplicacin de las calas.

Fig. 2.18 Forma de untar dos calas.

Fig. 2.19 Soporte o montura para colocacin de calas. Fig. 2.18

En la tabla I vemos que se fabrican calas con distintos grados de preci

sin: AA, A, B, C y W. Su empleo es el siguiente:

Grado de precisin AA: Calas empleadas exclusivamente en el laboratorio de metrologa. Debido a que son las de ms alto grado de perfeccin, seutilizan para la verificacin de instrumentos de gran precisin.

Grado de precisin A: Se utilizan en la comprobacin de instrumentosde precisin media, como pueden ser los micrmetros, calibres de herradura,etc.

Grado de precisin B: Estas calas se emplean para efectuar mediciones directas, ya que, dispuestas adecuadamente en unos soportes especialmente concebidos para esta finalidad (fig. 2.19), pueden hacer la funcin de

un calibre. Se utilizan asimismo en las mediciones por comparacin.

Grado de precisin C: Calas utilizadas en el taller para mediciones depiezas por comparacin y como elementos de medicin fija y directa (pieza


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C-12). Acoplndolas en un soporte especial y acompaadas de unos bloquesen forma de punta de trazar {fig. 2.20), pueden utilizarse asimismo en trazados de precisin.

Grado de precisin W: Son las de menor calidad y consecuentementesu utilidad se circunscribe a trabajos de control y centraje en mquinas herramientas, topes, apoyos, etc.

3. CALIBRES

Fig. 2.20

3.1 Generalidades

Los calibres de tolerancia son unos instrumentos que sirven para verificar siuna determinada dimensin de una pieza est dentro de los lmites de tolerancia, o sea, comprobar si esta dimensin est comprendida entre las cotasmxima y mnima admisibles.

Veamos, por medio de un ejemplo, el fundamento para la utilizacin delos calibres de tolerancia:

Supongamos un eje cilindrico cuya acotacin viene dada por la expre

sin 0 16 g6 y que corresponde a una tolerancia de i? 7 mieras; ello significaque la cota mxima admisible ser de 15,994 y la mnima de 15,983 mm(fig. 2.21). En consecuencia, diremos que toda pieza cuyo dimetro estcomprendido entre estas dos dimensiones, es admisible.

Fig. 2.20 Bloques para trazado.

Fig. 2.21 Lmites de tolerancia.

Fig. 2.21

Utilizando un calibre como se ve en la figura, cuyas bocas llamadas"pasa" y "no pasa" tienen unas medidas fijas de 15,994 y 15,983 mm respectivamente; hacemos una comprobacin con el lado pasa, y si entra consuavidad, significar que la pieza tiene una dimensin inferior a 15,994 mm.Seguidamente comprobaremos con el lado "no pasa", y si no entra, ser quela dimensin es superior a 15,983 mm y, por tanto, la pieza tendr una medida admisible entre los lmites de tolerancia.

De este ejemplo sacamos como conclusin que los calibres de tolerancia no nos dan la medida de la pieza, resultando su utilizacin un sistema

muy prctico y rpido de verificacin de piezas, especialmente para grandescantidades.

3.2 Tipos de calibres: aplicaciones

Los calibres de tolerancia, conocidos por el nombre de calibres "pasa" y "nopasa", segn la pieza a comprobar, se clasifican de la siguiente manera:

Calibres para agujeros

Calibres para ejes

Calibres para roscas

PlanosPrismticosDe varillas

De herradura

De anilloTampn para roscas interioresDe anillos para roscas exterioresDe herradura para roscas exteriores

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Calibres tampn (fig. 2.22). Se utilizan en la verificacin de agujeroshasta 100 mm de dimetro.

Fig. 2.23

Constan de un cuerpo central, generalmente cilindrico, con una superficie plana en la cual va grabado el dimetro nominal, la posicin y calidad dela tolerancia, as como los lmites de la misma.

A ambos lados del cuerpo central que sirve de empuadura, hay doscuellos y, a continuacin, dos cilindros que son los que hacen de calibres.

A simple vista se distingue el lado "no pasa" por tener la longitud delcilindro menor que la del lado "pasa" y adems porque en su cuello lleva unapequea garganta pintada de color rojo.

Fig. 2.24

Fig. 2.22

Calibres planos (fig. 2.23). Empleados para agujeros cuyos dimetrosestn comprendidos entre 100 y 250 mm.

Su cuerpo, montado en el extremo de un mango, tiene forma de prismarectangular por las caras de contactacin formando arco.

Estos calibres suelen construirse separadamente, es decir, el calibrecorrespondiente al lado "pasa" independiente del lado "no pasa", que generalmente suele construirse de varilla, siendo ste el que lleva la seal roja deidentificacin.

Otro modelo de calibres planos es el que vemos en la (fig. 2.24). Lassuperficies de comprobacin forman un arco de circunferencia.

Calibres prismticos(fig. 2.25). Se emplean en el control de agujeroso alojamientos de perfiles cuadrado, rectangular o exagonal.

Son prcticamente calibres tampn, variando la forma cilindrica de losextremos por la prismtica.

Fig. 2.25

Calibres de varillas (fig. 2.26). Se utilizan para agujeros de dimetrossuperiores a 100 mm.

Las varillas se construyen por parejas, una para el lado "pasa" y otrapara el lado "no pasa" con la correspondiente seal roja de identificacin. Laparte central constituye la empuadura y en la superficie lateral de la varillava grabada la cota nominal y la tolerancia.

Fig. 2.22 Calibre tampn.

Fig. 2.23 Calibre piano.

Fig. 2.24 Calibre piano.

Fig. 2.25 Calibre prismtico.

Fig. 2.26 Calibre de varillas.

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Fig. 2.26

Otra variante de calibres de varillas es la que muestra la figura 2.27.Estos forman una sola unidad, al construirse de forma que las dos varillas"pasa" y "no pasa", van montadas transversalmente a ambos extremos de


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un cuerpo que constituye la empuadura y en el que van grabadas las correspondientes numeraciones o datos.

Calibres de herradura. Denominados tambin quijadas o calibres dehorquilla. Se emplean en la verificacin de ejes y pueden ser de una boca (fig.2.28) o de dos bocas (fig. 2.29).

Tienen un cuerpo en forma de herradura simple (una boca) o doble (dosbocas) y la separacin entre las dos caras paralelas y planeadas que formanlos extremos determinan las cotas mxima y mnima.

La cota nominal va grabada en el centro de dicho cuerpo.

La boca que forma el lado "no pasa" del calibre lleva el escote pintado

de rojo para su rpida identificacin.En el modelo de una boca (fig. 2.28), llamado calibre progresivo, la mis

ma boca dispone del "pasa" y "no pasa" uno a continuacin de otro, lo cuales una ventaja porque se consigue una ms rpida verificacin de las piezas.

Calibres de an illos(fig. 2.30). Se emplean para ejes de pequeos dimetros, con la particularidad que en su comprobacin no es posible controlarel ovalado de los mismos.

Son dos anillos cilindricos con su parte exterior moleteada para su buena sujecin, constituyendo los dos agujeros, los calibres "pasa" y "no pasa",respectivamente. Para su fcil identificacin, el anillo "pasa" es de mayorlongitud.

Calibres tampn para roscas(fig. 2.31). Empleados en la verificacinde roscas interiores de hasta 30 mm de dimetro.

Fig. 2.29

Fig. 2.30

Fig. 2.27 Calibre de varillas.

Su forma es casi idntica a los de tampn cilindricos, slo que en stos, pgm2.28 Calibre de herradura de unalos dos extremos van roscados. boca.

La rpida localizacin del lado "no pasa" nos la proporciona su menor pg_ 2.29 Calibre de herradura de dos

longitud de rosca, adems de que lleva la correspondiente garganta pintada bocas.de rojo.

Fg. 2.30 Calibre de anillo.Se construyen modelos de distintos sistemas de roscas normalizadas,

con rosca a derecha o a izquierda y de una o de varias entradas. Fig. 2.31 Calibre tampn para roscas.

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Fig. 2.32

Calibre de herradura para roscas(fig. 2.32). Sirven para la verificacinde roscas exteriores.

Tienen forma de herradura y en sus brazos van acoplados dos juegos derodillos roscados. La comprobacin se efecta por medio de ellos; los dos primeros forman el "pasa" y los otros dos el "no pasa".

Al igual que los de tampn citados anteriormente, se fabrican en losdiversos modelos.

Calibre de anillos para roscas (fig. 2.33). Utilizados tambin para laverificacin de roscas exteriores.

Exteriormente son iguales que los de anillos para ejes, diferencindoseen su interior, ya que llevan roscado, el agujero.

Se fabrican en juegos de dos anillos "pasa" y "no pasa" o independientes (solo "pasa") y, al igual que en los otros calibres de roscas, los hay en losdiferentes sistemas y clases de roscas normalizadas.

m 4. NORMAS DE USO Y CONSERVACIN

Fig. 2.33

Debido a su gran precisin, los aparatos estudiados son sumamente delicados, por lo que requieren de unos minuciosos cuidados, tanto en su usocomo en su conservacin, mxime si tenemos en cuenta el elevado precio demuchos de ellos.

Estas normas u observaciones las dividiremos en dos grupos: uno paralos comparadores y otro para las calas y calibres.

Comparadores.

Escoger el comparador apropiado al grado de precisin que la piezaa comprobar exige.

Fijar el comparador de forma adecuada en su correspondiente

soporte, si las circunstancias as lo exigen, y alinear perpendicularmente eleje con la superficie a comprobar.

Calibre de herradura para ros- ~ Antes de hacer la comprobacin asegurarse que las superficiesestn pulidas y limpias de suciedad. Asimismo, los dems elementos queintervienen en la comprobacin (mesa del soporte, pie, superficies de apoyo

Calibre de anillo para roscas. en mquinas, etc.) deben tambin estar exentos de suciedad. Al hacer la verificacin procurar que el palpador se apoye suave

mente sobre la pieza, evitando movimientos bruscos de la varilla. No es conveniente verificar las piezas que estn en movimiento, m

xime cuando ste sea rpido. Evtense los golpes, especialmente en la varilla del palpador. Una vez que se ha utilizado, se limpiar con cuidado y se guardar

en un estuche adecuado para protegerlo del polvo y la humedad. No engrasar nunca el aparato porque ello facilitara la adherencia de

polvo.

Fig. 2.32cas.

Fig. 2.33

Calas y calibres.

No tenerlos expuestos ni al polvo ni al sol. Evtense los roces con las herramientas de trabajo y procurar que no

se caigan al suelo. Apoyarlos siempre en superficies lisas y blandas. Evitar el contacto de las manos en las superficies de medida. La temperatura de medicin ser de unos 20 C. Protegerlos de la humedad. Una vez utilizados, limpiarlos bien con una gamuza limpia y antes de

guardarlos, protegerlos con una ligera capa de vaselina neutra. Las calas no deben nunca dejarse adheridas durante mucho tiempo,

pues se corre el peligro de que queden soldadas.

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Tema 3. Trazado al aire

OBJETIVOS

Conocer la finalidad del trazado al aire. Aplicacin y manejo de los distintos instrumentos en el trazado al aire. Adquirir los conocimientos necesarios para efectuar correctamente cual

quier tipo de trazado.


D-4, D-5 Trazado por coordenadas con las dos piezas montadas.

CUESTIONARIO TERICO

1. Trazado al aire: su objeto2. tiles e instrumentos de trazado al aire3. Tcnica de la operacin de trazado al aire

3.1 Trazado por coordenadas3.2 Trazado de centros de una pieza excntrica

FICHA GUA

Con los conocimientos adquiridos a travs de la prctica y del tema expuesto, trata de buscar solucin a las cuestiones

expuestas a continuacin:

1. Entre los gramiles de vstago fijo y orientable existen ciertas diferencias, ya en su forma o en su funcionamiento.Analiza estas diferencias y halla las ventajas o inconvenientes de cada uno.

2. El objeto del mrmol de comprobacin es el de verificar la planitud de las piezas, y el del mrmol de trazado es el deapoyar las piezas, los calzos y el gramil en el trazado al aire, etc. Ahora bien, en caso de necesidad, servira el primero para el trazado? Y el segundo para la verificacin de planitudes? Por qu?

3. La utilidad de las cuas y de los gatos es la misma: servir de apoyo a piezas de forma complicada. Siendo as, porqu crees que existen estos dos tiles y no utilizamos uno de ellos solamente?

4. Tambin entre las escuadras, mesas y cubos de trazar existe una analoga, que es concretamente la de poder sujetarpiezas para ser trazadas. No obstante, tienen otras funciones, de ah su diferencia, que repercuten en sus posibilidades de accin y aplicacin. En qu crees que radican concretamente estas diferencias de cada til?

5. En el ejemplo del libro vemos el trazado por coordenadas de las piezas D-4 y D-5 montadas. Haz un detenido estudio

del conjunto y determina:a) Instrumentos y tiles que te sern necesarios para efectuar el trazado por medio de planos de referencia.b) Planos de referencia necesarios.c) Planos secundarios que se precisan.

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Desarrollo del tema

1. TRAZADO AL AIRE : SU OBJETO

En muchos trabajos de mecanizado de piezas se precisa, con anterioridad,reproducir total o parcialmente el contorno o la forma de las mismas, los ejes

de simetra, los ejes de agujeros, etc. A esta operacin se la denomina trazadoy solamente se realiza en aquellos casos en que los trabajos son unitarioso de pequeas series y siempre que las caractersticas de forma de la piezaas lo requiera.

Los objetivos de la operacin de trazado son los siguientes: Orientar y guiar al operario en el desbaste de una pieza. Obtener, por medio de los correspondientes ejes, los centros de los

agujeros. Comprobar que del material en bruto podr salir la pieza definitiva. Facilitar el centrado y posicionado de piezas en las mquinas herra

mientas.

El trazado puede ser de dos clases:

Trazado plano Trazado al aireTrazado plano es aquel que se realiza sobre una sola superficie

(fig. 3.1).Trazado al airees el que se efecta sobre diferentes superficies de una

pieza, o sea, dicho de otro modo, el que puede hacerse en las tres dimensiones (fig. 3.2).

Fig. 3.1 Trazado plano.

Fig. 3.2 Trazado al aire.

Fig. 3.3 Instumentos elementales de trazado. Fig. 3.2

El primero de los dos, as como los instrumentos elementales, se trataron con detalle en el Curso 1., por lo cual, en el presente tema solamente se

estudiar el segundo tipo de trazado, as como los restantes tiles e instrumentos propios de ste.

2. INSTR UME NTOS Y TILES DE TRAZADO AL AIRE

Adems de los instrumentos elementales de trazado (punta de trazar, grnete, comps de puntas, reglas y escuadras, figura 3.3) vistos en el curso anterior, se utilizan para el trazado al aire los siguientes instrumentos y tiles:

Gramil Mrmol Calzos Cuas y gatos

Escuadras Cubos Mesas

Fig.3.3 Aparatos divisores

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E l gramil. Es el principal instrumento de trazado al aire. Sirve para trazar lneas paralelas entre s y a la superficie de apoyo a cualquier distancia.

En ocasiones se utiliza tambin el gramil como instrumento de verificacin, en la comprobacin de paralelismo y en el centrado de piezas en mquinas herramientas.

Constan de una base (1) perfectamente planeada en su cara de apoyo.Esta lleva en algunos tipos un rebaje longitudinal en forma de V para poder

as apoyarlo mejor en ejes o superficies cilindricas (fig. 3.4).Sobre dicha base se levanta un vstago vertical (2) que puede ser fijo o

inclinable, por el cual se desliza una corredera (3) portadora de la punta detrazar (4). Los tornillos de fijacin (5 y 6) sirven para orientar y fijar respectivamente al vstago y a la punta de trazar.

Los tipos de gramiles que tienen el vstago fijo, suelen llevarlo generalmente graduado (fig. 3.5), con lo cual resultan de mayor precisin, ya quepuede ajustarse la punta de trazar a la altura y posicin conveniente con bastante exactitud.

E l mrmol de trazado. Sirve de apoyo de las piezas y de los instrumentos y tiles de trazado (fig. 3.6).

Fig. 3.6

Su forma es parecida a la de los mrmoles de comprobacin, con ladiferencia de que son de mayor tamao y especialmente porque no tienentan bien acabada y aplanada la superficie de apoyo, soliendo llevar pequeasranuras cruzadas y equidistantes para evitar deslizamientos de las piezas, delgramil, etc.

Para que el trazado resulte perfecto es indispensable que el mrmol sehalle bien asentado y nivelado.

Los calzos. Son unas piezas de fundicin de forma prismtica con unoo varios rebajes en forma de V y sirven para apoyar piezas de forma cilindrica(fig. 3.7).


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Las cuas y los gatos. Se utilizan como tiles de apoyo de piezas que,debido a sus formas irregulares, son difciles o imposibles de apoyar directamente en el mrmol.

Las cuas son unas piezas prismticas (van en juegos de a 2), quesuperpuestas pueden darnos, segn su posicin, distintas alturas (fig. 3.8).

Fig. 3.9 Fig. 3.8

Los gatos son de formas y tipos variables. El ms sencillo y el de ms

uso en el trazado al aire est formado por una base en la cual va roscado uneje terminado en una pequea plataforma orientable por el sistema de rtula(fig. 3.9).

En lneas generales, los gatos se utilizan para alturas mayores que lascuas.

Las escuadras de trazar. Son unos tiles auxiliares del mrmol parafacilitar la operacin de trazado.

Son de fundicin y estn formadas por dos superficies en ngulo rectoque llevan unas ranuras para posibilitar la sujecin de piezas por medio debridas (fig. 3.10). Pueden ser fijas u orientables.

Los cubos. Sirven para facilitar el trazado en el mrmol. Son de fundicin y tienen forma de exaedro o cubo, llevando en sus caras unas ranuras yagujeros para la sujecin o embridado de piezas (fig. 3.11).

Fig. 3.8 Cuas.

Fig. 3.9 Gato.

Fig. 3.10 Escuadras de trazar: a) fija; b)orientable.

Fig. 3.11 Cubo de trazar.

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Las mesas de trazar. Al igual que las escuadras y los cubos, facilitan laoperacin de trazado en el mrmol.

Estn formadas por una plataforma de fundicin que apoyada en unsoporte orientable, puede girarse en distintas posiciones. Dicha plataformalleva unas ranuras que posibilitan el embridado de las piezas a trazar (fig.3.12).

Los aparatos divisores. (Se estudian detalladamente en el tema de la

fresadora.) Sirven para el trazado de lneas equidistantes o bien formando ngulos determinados, ya que con estos aparatos podemos girar la pieza sobresu eje el ngulo que se desee con gran exactitud (fig. 3.13).

Fig. 3.13

3. TCNICA DE LA OPERACIN DE TRAZADO AL AIRE

Para la realizacin de un preciso trazado al aire es indispensable la previadeterminacin de las superficies de la pieza que nos han de servir de referencia.

Estas superficies, denominadas planos de referencia, se eligen despusde un estudio de las caractersticas de la pieza, as como de su utilizacin.Vienen determinados por dos superficies de posicionado y por el plano desimetra de la pieza, siendo generalmente perpendiculares entre s (fig. 3.14).

Fig. 3.12 Mesa de trazar.

Fig. 3.13 Aparato divisor.

Fig. 3.14 Pianos de referencia.

Fig. 3.14

De esta manera, todas las lneas que se tracen estarn contenidas enplanos secundarios paralelos a sus respectivos planos de referencia.

El proceso a seguir para el trazado al aire de una pieza podemos verlo atravs de la que ilustra las figuras 3.15, 3.16 y 3.17.

Para ello utilizaremos el gramil, apoyndolo en el mrmol al igual que lapieza, con la ayuda de cuas, gatos, escuadras, etc., segn sean necesariospara facilitar un apoyo correcto. Entonces el orden de operaciones ser elsiguiente:

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Fig. 3.15 Determinacin de PR y pianossecundarios PS: y PS2.

Fig. 3.16 Determinacin de PR' y pianossecundarios P S y PS

Fig. 3.17 Determinacin de PR " y pianossecundarios PS\' y PS2.

1) Determinacin del plano de referencia principal PR por mediogramil y, a continuacin, los restantes planos secundarios PS, y PS2, teniendo muy en cuenta al trazar el plano principal PR, el procurar que las alturashasta los referidos planos secundarios los hagan coincidir aproximadamenteen el centro de los muones (fig. 3.15).

2) Determinacin del segundo plano de referencia PR' que, por regeneral, ser perpendicular con el plano de referencia principal PR. Seguidamente se trazan los restantes planos secundarios PS,' y, PS2' a las alturascorrespondientes.

Es de notar que para realizar esta segunda operacin ha sido necesario

girar la pieza 90 para que los dos planos de referencia sean perpendicularesentre s (fig. 3.16).

3) Nuevo giro de 90, pero esta vez en distinto sentido al anterior, pdeterminar el tercer plano de referencia PR" perpendicular, por tanto, a losotros dos y que coincide con el plano de simetra de la pieza. Paralelos a stey a las distancias correspondientes se trazan los planos secundarios PS, yPS2" (fig. 3.17).

Estas operaciones tericas son difciles de realizar en la practica por loque, para facilitar este trazado, se suele mecanizar previamente la superficiecorrespondiente al plano principal de referencia PR y de esta forma se consigue un apoyo perfecto de la pieza en el mrmol, escuadra, cubo, etc.

En la figura 3,18 vemos como se simplifica la operacin de trazado dela pieza anterior al poderla coger bien orientada en un cubo de trazado, yaque, con un simple cambio de posicin del cubo, la pieza nos queda perfectamente situada para la siguiente operacin.

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32/189

As vemos que para trazar los planos correspondientes a los ejes de losagujeros, es necesario, por regla general, hacerlo siempre en la cara opuestaa la de referencia.

Fig. 3.18

3.1 Trazado por coordenadas

Cuando en una pieza deben efectuarse trazados angulares se utilizan lasmesas orientables o bien se procede trazando las coordenadas en los distintos puntos.

En la figura 3.19 vemos un ejemplo prctico de aplicacin de este procedimiento de trazado.

Colocando la pieza bien orientada en un cubo de trazar, marcaramos

con el gramil las dos trazas con las correspondientes ordenadas de cada una(y- y^Girando la posicin del cubo en 90 marcaremos dos nuevas trazascon sus abcisas correspondientes (x, x,).

El cruce de y con x y el de y, con x, nos determinarn los dos centrosrespectivos.

Fig. 3.18 Trazado al aire con el cubo.Fig. 3.19 Trazado por coordenadas.

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33/189

3.2 Trazado de centros de una pieza excntrica

Es un caso particular y muy corriente en el cual debe aplicarse el trazado alaire. El orden de operaciones a seguir sera el siguiente (fig. 3.20):

a) Determinacin de un dimetro por medio de la escuadra de centros.

b) Con la pieza apoyada en los calzos se pasa este dimetro a la caraopuesta por medio del gramil.

c) Se gira la pieza 90 (puede comprobarse con una escuadra) y setrazan en ambas caras los respectivos dimetros perpendiculares a los an-

Fig. 3.20 Trazado de centros de una tenores.excntrica. d) Trazaremos una paralela a uno de los dimetros a una distancia

igual a la excentricidad de la pieza y seguidamente se pasa a la segunda cara,con lo cual habremos conseguido un centro.

e) Si la pieza lleva 2 centros, giraremos la pieza 180 para marcarsegundo. Si los centros han de ser 4 se efectuarn sucesivamente tres girosde 90.

Si el nmero de centros es distinto a los mencionados o bien si stos no

son equidistantes, ser necesario trazar cada uno de los ejes en su correspondiente posicin, pudindose tambin conseguir por medio de una circunferencia auxiliar trazada con el comps de puntas.

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Tema 4. Herramientas de corte

OBJETIVOS:

Conocer los materiales empleados en las herramientas de corte. Conocer la finalidad de las diferentes clases de herramientas de corte. Comprender la aplicacin en la prctica segn sus formas o clases de

material. Distinguir las superficies y ngulos caractersticos de una herramienta de

corte. Conocer la designacin normalizada de las diferentes herramientas de

corte.


B-8 Utilizacin de cuchillas de: cilindrado exterior, interior, refrentar yranurar.

D-6 Utilizacin de cuchillas de limadora.C-12 Utilizacin de fresas de planear y ranurar.

CUESTIONARIO TERICO

1. Generalidades2. Materiales para herramientas

2.1 Aceros al carbono2.2 Aceros aleados2.3 Aceros rpidos2.4 Aleaciones no ferrosas2.5 Metales duros

2.6 Cermica de corte2.7 Diamante3. Clases de herramientas

3.1 Herramientas de corte nico Geometra del filo Designacin de una herramienta de corte nico

3.2 Herramientas de corte mltiple Geometra del filo Designacin de una herramienta de corte mltiple

4. Construccin de una herramienta de metal duro

FICHA GUA

A travs de la experiencia adquirida en el uso de las diferentes herramientas de corte y con la ayuda de la informacinterica incluida en el tema que nos ocupa, deduce los puntos siguientes:

1. Al tener que mecanizar la pieza B-8 necesitars varias herramientas de corte; ahora bien, con qu designacin ISOlas pediras al almacn, suponiendo que todas ellas han de ser de metal duro?

2. Las herramientas de metal duro se presentan al mercado con tres colores, distintivos del grado de calidad: azul, amarillo y rojo. Qu color escogeras respectivamente para mecanizar las piezas B-6, A-4 y D-16?

3. Dentro de cada grupo de colores de ios mencionados no todas las herramientas tienen la misma dureza ni la mismatenacidad; as, qu nmero escogeras para trabajar piezas de F-112 y F-522 respectivamente?

4. De entre los materiales que se emplean en la fabricacin de las herramientas de corte hay algunos que no admiten eltemple. Cules son?

5. Las aleaciones no ferrosas, el metal duro, las cermicas de corte y el diamante tienen una caracterstica muy acusada que se da en todos ellos. Cul crees que es?

6. Al afilar una herramienta de corte durante el proceso de trabajo, qu consecuencias puede traer consigo el modificar el ngulo de desprendimiento?

7. Para mecanizar la pieza C-8 necesitas de una fresa frontal. Qu designacin normalizada daras al almacenista parasu identificacin?

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Desarrollo del tema

1. HERRAMIENTAS DE CORTE: GENERALIDADES

Para modificar la forma de una pieza en las mquinas herramientas, mediante el arranque de la masa metlica, se emplea un rgano de forma especialmente concebida llamado herramienta.

Las mquinas herramientas que estudiaremos en este texto arrancan elmaterial por los procedimientos siguientes:

Por medio de cuchillas Por medio de abrasivos

El material arrancado por medio de cuchillas tiene forma de tiras continuas o discontinuas, denominadas virutas; en cambio, el obtenido por mediode abrasivos se separa en forma de partculas y la herramienta empleada sellama muela.

En este tema estudiaremos solamente el arranque de material pormedio de cuchillas, analizando los materiales de que se fabrican, clases, formas y ngulos caractersticos de las mismas, dejando para otro tema el estudio de las muelas.

El buen rendimiento de las mquinas herramientas, depende, entreotros factores, de la calidad del material de la herramienta y de las condiciones de corte de las mismas, por lo cual, es conveniente que el material poseauna gran tenacidad para resistir los esfuerzos que se originan durante el trabajo, y que tenga un elevado poder cortante, o sea, dureza.

2. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS

Son varios y de distintas caractersticas los materiales utilizados en la fabricacin de las herramientas de corte, de los que distinguimos los siguientes:

Aceros al carbono Metales duros Aceros aleados Cermicas de corte Aceros rpidos Diamante Aleaciones no ferrosas

2.1 Aceros al carbono

El contenido de carbono de estos aceros oscila entre el 0,5 y el 1,4 %. Adems llevan pequeas cantidades de manganeso y silicio.

Las temperaturas de temple oscilan entre 770 C y 825 C y el revenido se efecta entre 150 C y 400 C.

Los aceros al carbono para herramientas pertenecen al Grupo F-510 dela tabla de calidades normalizadas por el Instituto del Hierro y del Acero(I.H.A.) (tabla I).

TABLA I

I.H.A. %C % Mn %Si Aplicaciones

F-511 0,5-0,6 0,25-0,6 0,1-0,25 Herramientas agrcolas

F-512 0,6-0,7 0,25-0,6 0,1-0,25 Cinceles, tijeras, hachas, martillos

F-513 0,7-0,8 0,25-0,6 0,1-0,25 Cuchillas, herramientas madera,navajas

F-514

i

0,8-0,9 0,25-0,6 0,1-0,25 Matrices, punzones, herramientas de choque

F-515 0,9-1 0,25-0,6 0,1-0,15 Machos de roscar, brocas finas,troqueles y sierras

F-516 1-1,2 0,25-0,6 0,1-0,15 Brocas, fresas y terrajas

F-517 1,2-1,4 0,25-0,6 0,20,3 Limas, herramientas torno, piezas


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TABLA II

I.H.A. %C % Mn % Si % Cr % W V Temple C Revenido C Aplicaciones

F-521 1,6-2 0,2-0,4 0,15-0,3 11,5-13 925-975 200-300Matrices en frfo , cuchillas

de cizalla, peines de roscar,

calibres, hileras.

F-522 0,9-1 1-1,2 0,15-0,3 0,4-0,6 W=0,5 780-800 200-300Machos para terrajas,

fresas, escariadores

F-523 0,85-1,05 0,25-0,6 0,15-0,3 1,3-1,6 850-875 150-250

Matrices en frfo para mo

nedas, cubiertos, piezas

autom vil, brocas, hileras,

escariadoresF-524 0,45-0,55 0,25-0,35 0,9-1,1 0,75-1 W=1,8-2,2 860-880 200-300 Herramientas de choque

F-525 0,3-0,4 0,25-0,35 0,9-1,1 0,5-0,7 W= 1,8-2,2 900-920 200-400Herramientas de martilla

do y estampacin

F-526 0,3-0,4 0,2-0,4 0,15-0,3 2,5-3 W = 9,5-10,5V = 0,2-0,5

1100-1150 500-600 Buterolas, punzones, bu riles

F-527 0,3-0,4 0,20,4 0,9-1,1 1-2 W=3,75-4,25 1050 500-600 Estampacin en calienteF-528 0,4-0,5 0,20,4 0,15-0,3 0,6-0,75

N i

1,3-1,7

850-875 500-600Estampacin en callente

F-529 0,5-0,6 0,6-0,9 0,2-0,5 0,5-1 820 550-600Estampacin en callente,

cortafros

F-531 1,25-1,5 0,2-0,4 0,15-0,3 0,4-0,6 W = 3,5-4,5 800-850 200-300

Herramientas de corte

para torno, matrices,

hileras

F-532 1,1-1,2 0,2-0,4 0,15-0,3 W = 0,9-1,1 780-800 150-225Brocas, fresas, escaria

dores, terrajas

F-533 1,15-1,3 0,2-0,4 0,15-0,3 0,5-1 V = 0,4-0,6 780-800 150-225 Limas

F-534 0,65-0,75 0,2-0,4 0,15-0,3 3,5-4,5 W = 9-11 1150-1175 450-500Herramientas de corte

para torno

F-535 0,3-0,4 0,2-0,6 0,15-0,3 13-14 900-950 150-225 Cuchillera

2.2 Aceros aleados

Forman los grupos F-520 y F-530 segn norma del I.H.A. Sus caractersticasson variables segn la composicin, por lo que no puede darse una norma

concreta sobre ellas (tabla II).

2.3 Aceros rpidos

Pertenecen al grupo F-550 segn el I.H.A. Contienen cantidades variables decarbono, manganeso, silicio, cromo y nquel.

Las caractersticas principales de estos aceros son la dureza y el filocortante en caliente, pudiendo alcanzar durante el trabajo temperaturas de

500 C a 600 C.

Las velocidades de corte desarrolladas por una herramienta de acerorpido son muy superiores a las obtenidas por herramientas de acero al car

bono (tabla III).

Las temperaturas de temple de estos aceros varan entre los 1200 C ylos 1320 C y las de revenido entre 525 C y 570 C.

2.4 Aleaciones no ferrosas

Estos materiales, conocidos tambin por el nombre de estelitas, son aleacio-

I.H.A. %C % Mn %Si Co % Cr %W % V Aplicaciones

F-551 0,65-0,75 0,2-0,4 0,2-0,4 3,75-4,25 13-15 1-1,25 Herramientas de torno, aceros hasta 100 Kg/mm2

F-552 0,7-0,8 0,2-0,4 0,2-0,4 4-4,5 17-19 1-1,25 Herramientas de to rno, trabajos pesados

F-553 0,75-0,8 0,2-0,4 0,2-0,4Co=4-6

4-4,5 17-19 1-1,25Mo=0,8-1

Herramientas de torno

F-554 0,8-0,85 0,2-0,4 0,20,4Co=9-11

4-4,5 17-19 1-1,25Mo=0,8-1

Herramientas no finas ni delicadas.

Son las de mximo rendimiento

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nes de cobalto, cromo, wolframio y otros metales en menor proporcin. Losporcentajes aproximados de los distintos componentes son los siguientes:50 % de cobalto, 30 %de cromo, 16 % de wolframio, 2 % de carbono y cantidades inferiores de hierro, manganeso y silicio.

El mtodo de obtencin dejas estelitas es por fusin de los componentes a temperaturas que sobrepasan los 1300 C. El producto resultante es deuna gran dureza, que le hace slo mecanizable por medio de abrasivos; noobstante, pese a que su resistencia es superior a los aceros rpidos, no sonmuy utilizados debido a su gran fragilidad, habiendo sido desplazados en elmercado por los metales duros.

Las aleaciones ferrosas no admiten tratamientos trmicos.

2.5 Metales duros

Se fabricaron por primera vez en el ao 1926 por la empresa alemana Krupp.

Son unas aleaciones a base de carburos de metal, exentas de hierro. Seobtienen al sinterizar una solucin slida de carburos de tungsteno, tntalo ytitanio con cobalto que acta como ligante.

El proceso de fabricacin se puede ver en el esquema que muestra la

Fig. 4.1 Proceso de fabricacin del meta! figura 4.1.duro.

1 Trixido de tungsteno (W03) en polvo, obtenido de mine 12 Pieza mecanizadarales de tungsteno, p. ej., de scheelita o wolframita 13 Sinterizado final a unos 1500 C

2 Reduccin de xido de tungsteno a unos 800 C median 14 Placa de corte de metal durote hidrgeno A-F Para que algunas calidades de metal duro adquieran

3 Tungsteno (W), en polvo determinadas propiedades se aaden, como componen4 Carbono (C), en polvo tes adicionales, carburos -de titanio (TiC) o de tntalo5 Mezclado del tungsteno y carbono (TaC)6 Carburacin de la mezcla de tungsteno y carbono en pol A Dixido de titanio (Ti02), en polvo

vo a alta temperatura (unos 1500 C) B Carbono (C), en polvo7 Carburo de tungsteno (WC), en polvo C Mezclado del dixido de titanio y carbono8 Cobalto (Co), enpolvo D Carburacin de la mezcla de dixido de titanio y carbono9 Molienda y mezclado de los componentes en molinos de en polvo a alta temperatura (unos 1800 C)

bolas E Carburo de titanio (TiC), en polvo0 Prensado de la mezcla F Carburo de tntalo (TaC), en polvo1 Sinterizado previo de la pieza prensada a unos 750 C

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El metal duro se distingue por su gran dureza y su resistencia al calor,permitiendo trabajar a elevadas velocidades de corte sin perder el filo, aun atemperaturas superiores a los 800 C. En el grfico de la figura 4.2 podemoscomparar la diferencia de la resistencia al calor entre el metal duro y los aceros rpidos.

El metal duro no se templa, adquiriendo la dureza mediante la sinteriza-cin, fase del proceso de fabricacin en la que se produce la coccin de las

pastillas en hornos de vaco calentados por induccin a temperaturas delorden de los 1500 C.

Su inconveniente principal es su fragilidad, pese a que el cobaltoaumenta su tenacidad, debindose tener cuidado en que no reciban golpes yevitar las vibraciones en el trabajo, ya que son las causas generales de roturas en las aristas de corte.

La Organizacin Internacional de Normalizacin ISO, estableci tresgrupos principales para el mecanizado de los metales, a los que distinguipor medio de colores y letras, adems, cada grupo lleva unos nmeros quedesignan la calidad de las herramientas. Estos nmeros que siguen a lasletras correspondientes a cada grupo, hacen referencia a la tenacidad y a ladureza de la plaquita de metal duro. Las dos propiedades citadas aumentan

en el sentido de las flechas que aparecen en la tabla IV, o sea, que a menornmero le corresponde menor tenacidad y mayor dureza y, a mayor nmero,le corresponde ms tenacidad y menor dureza; por tanto, con una plaquita denmero pequeo se podr trabajar con mayor velocidad de corte y pequeaseccin de viruta y con nmero mayor, ms seccin de viruta y menos velocidad de corte (tabla IV).

Kg/mm

2000

1500

c 1000

500

111111

metal duroN. i

X iX. 1

' >*.

i X .1 X .

x acero/rpido

acero de

s

herramie

X

n t a s ^ J

i "* * "

250 500

temperatura

750 1000 aproximado(en mm)

10 218 136 0,5

150 0,2

Fig. 12.3 Determinacin del tamao delgrano.

Fig. 12.4 Tipos de estructuras.

3.2 Grado de dureza

El concepto de dureza designa, de una manera general, la fuerza con quequedan sujetos los granos abrasivos por el aglomerante.

De la proporcin de la mezcla del aglutinante con el abrasivo, se consigue que stos queden ms o menos ligados entre s.

Su designacin es emprica, y sigue las letras del alfabeto; siendo A lams blanda y Z la ms dura, segn la escala siguiente:

GRADO DE DUREZA

A

V

A, B, C, D BlandsimoE, F, G Muy blando

H, I, J, K Blando

L, M, N, 0 Medio

P, 0, R, S Semi duro

T, U, V Duro

W, X, Y, Z Muy duro

As, en una muela blanda, la cantidad de aglutinante ser mnima y, lgicamente, rica en grano. De este modo obtendremos una mayor renovacin

de abrasivo antes de que ste pierda su arista de corte.

*3.3 Estructura

La posicin relativa de los dos elementos, abrasivo y aglomerante, determinala estructura de la muela. Cuando ms juntos estn los granos en relacincon su tamao, la estructura ser ms densa o cerrada y viceversa (fig. 12.4).

La estructura de una muela se designa mediante unos nmeros segnla escala siguiente:

1,2,3 Estructura cerrada4, 5, 6 Estructura mediana7. 8, 9 Estructura abierta10 a 22 Estructura superporosa

Entre los nmeros 1 y 9 la porosidad es natural, mientras que en ladesignacin del 10 al 22 la porosidad es artificial. En esta ltima, como se veclaramente (fig. 12.4), los poros son muy grandes con relacin al tamao delgrano.

116


122/189

3.4 Aglomerante

Se denomina aglomerante a las sustancias que hacen posible la unin o ligado de los granos abrasivos.

Los principales tipos de aglomerantes y su designacin son los siguientes:

V VitrificadoS Silicato

B ResinoideR VulcanizadoE Goma lacaD Magnesita

El aglomerante vitrificadoes el ms usado. Sus caractersticas sonsu rigidez, su porosidad y la extraordinaria fuerza con que quedan sujetos losgranos abrasivos con un reducido volumen de aglomerante. A la muela vitrificada no le afecta el agua, los cidos, los lubricantes ni los cambios de temperatura, dentro de unos lmites. Los trabajos que se pueden realizar son muyvariados, desde un pesado desbarbado hasta el rectificado de la ms alta precisin.

Las muelas aglomeradas con silicatodesprenden el grano con ms

facilidad que las anteriores, y se prestan especialmente para amolar herramientas de filo muy delgado en cuya abrasin debe reducirse al mnimo lageneracin de calor. Tambin son indicados los silicatos para la fabricacinde muelas muy grandes.

La resina sinttica constituye el procedimiento de aglomerado msmoderno, siendo el ms importante despus del vitrificado. Con l se obtienen muelas que trabajan a altas velocidades perifricas. Sirve especialmentepara la fabricacin de muelas de desbarbado y para los discos tronzadores,muelas delgadas y de superacabado.

El vulcanizadose presta para el aglomerado de muelas muy duras,muelas tronzadoras, muelas muy delgadas, etc.

La goma lacaes indicada para la fabricacin de muelas de superacabado y de muelas delgadas, Han sido sustituidos en la mayora de los casos

por la resina sinttica. Las muelas aglomeradas con magnesitase emplean en algunos tra

bajos de cuchillera, para obtener filos muy finos y para desbaste de superficies planas.

0

N i I

/7\

4. FORMA DE LAS MUELASFig. 12.5

Segn los trabajos a efectuar, las muelas pueden ser de formas variadas. Lasde uso ms frecuente son (fig. 12.5):

FORMA APLICACIONES

a) Muela plana Anolado de superficies cilindricas, cnicas yplanas

b) Muela de disco Para tronzado y ranurado

c) Muela de copa cilindrica Afilado de fresas, escariadores, etc.Rectificado plano

d) Muela de copa cnica Afilado de herramientas

e) Muela de plato Afilado de dientes de fresas

f) Muela bicnica Afilado de fresas y escariadores

g) Muela de perfil circular Ranurados con fondo circular

h) Muela plana con escote Afilado de herramientas

i) Muela recta con bisel Afilado de sierras

Una variante de las muelas la constituyen los llamados segmentos,cuyas formas ms empleadas vemos en la figura 12.6 y que se montan enunos platos apropiados.

Fig. 12.5 Formas ms corrientes demuelas.

Fig. 12.6 Segmentos.

Fig. 12.6

117


123/189

Fig. 12.7 Muelas con vstago.

Otros tipos especiales de muelas son las que muestra la figura 12.7.Son de reducido tamao y van montadas en un eje de pequeo dimetro (de3 a 6 mm aproximadamente). Sus formas son muy variadas y se destinan atrabajos de acabado en matrlcera.

5. ELECCIN DE UNA MUELA

Las muelas empleadas en los distintos tipos de mquinas deben elegirse cuidadosamente, cosa que, en ocasiones, resulta tarea difcil debido a la granvariedad de abrasivos, tamaos, durezas, etc.

Por todo ello, a continuacin trataremos de los factores que afectan a laeleccin de una muela. Estos son:

Material a trabajar Tipo de operacin Superficie de contacto Precisin y acabado Velocidad de corte, avance y profundidad de pasada

5.1 Material a trabajar

Conociendo el material que se ha de trabajar y sus caractersticas, podremosdeterminar:

a) Tipo de abrasivo: Corindn artificial, para los aceros y carburo desilicio para fundicin, metales no frreos o materiales no metlicos.

b) Tamao dei grano-.Basto para materiales blandos y fino para materiales duros.

c) La dureza: Muelas duras para materiales blandos y blandas paramateriales duros.

d) La estructura-.Generalmente cerrada para materiales duros y quebradizos y abierta para materiales blandos, aunque en definitiva esto noresulta una norma fija para todos los materiales.

e) Ei aglomerante: Generalmente vitrificado para aceros y hierro

fundido.

5.2 Tipo de operacin

Segn se trate de desbaste, rectificado cilindrico exterior o Interior, rectificado de superficies planas, etc., deber escogerse:

a) Tipo de abrasivo-.Tenaz para operaciones de desbaste y fcil de desmenuzar en ciertas operaciones de rectificado.

b) Tamao del grano-.Basto para desbaste, mediano para rectificado yfino para acabado.

c) La dureza-.Grande para desbaste, mediana para rectificado y escasaen el acabado.

d) La estructura-.Mediana para desbaste, amolado corriente y rectifica

do cilindrico, y abierta para superficies planas.e) Ei aglutinante-.Vitrificado para rectificado cilindrico exterior, Interior

y plano, y reslnolde o goma laca para bruido.

5.3 Superficie de contacto

Este mporante factor Influye notablemente en la eleccin de:a) Tamao de! grano: Basto para grandes superficies de contacto y

relativamente ms fino a medida que sta se reduce.b) La dureza-. Escasa para superficies grandes y grande para superfi

cies de contacto pequeas.c) La estructura-.Muy abierta para superficies de contacto considera

bles y cerrada para pequeas superficies.

5.4 Precisin y acabado

De estos dos factores que estn ntimamente ligados o relacionados entre s,depende tambin la eleccin de:

11 8


124/189

a) Tamao del grano'.Relativamente basto para operaciones corrientes y fino para rectificado de precisin y acabado.

b) La dureza'.Se escoger la mayor dureza posible siempre que se trate de mantener un perfil.

c) La estructura: Se escoger cerrada o mediana cuando la muela tenga que mantener un perfil determinado.

d) El aglomerante-.Vitrificado para desbaste y acabado y resinoide o degoma laca para superacabado.

5.5 Velocidad de corte, avance y profundidad de pasada

La velocidad de corte de la muela influye considerablemente sobre su durezaaparente. Cuanto mayor sea su velocidad, ms blanda debe ser la muela, yviceversa.

Asimismo, se emplearn muelas vitrificadas para velocidades perifricas de hasta 35 m/s y muelas aglomeradas con resinas sintticas para velocidades superiores.

A mayor avance y profundidad de pasada se requiere una muela msdura y viceversa.

6. DENOM INACIN DE UNA MUELA

La denominacin de una muela se efecta indicando, en primer lugar, suforma y dimensiones y, a continuacin, la correspondiente identificacin desus factores constitutivos, siguiento el orden mismo en que se han venidodesarrollando.

A travs del presente cuadro (fig. 12.8), resumen condensado de losfactores constitutivos de una muela, podemos efectuar rpidamente y conclaridad, la identificacin de cualquier tipo de muela.

SISTEMA NORMALIZADO PARA DESIGNAR LAS CARACTERISTICAS DE

UN CUERPO ABRASIVO

Plana 400 X 60 X 40 (A 54 J 7 V)

ABRASIVOTAMAO DEL

GRANOGRADO DEDUREZA

ESTRUCTURATIPO DE

AGLOMERANTE

D = Diamante

K = Corindn natural

N = Carburo de Boro

C = Carburo de Silicio

(A )= Corindn Artificial

8 l102 i muY basto

14 J

162

24 bast0

3 0

36

^ mediano

60

7 0 ]

80 fino100

120

150 1

180 > muy fino

220 j

a > -super f ino

1000J

A

B

C

D

E

F

G

HI

K

L

M

N

0

P

Q

R

s

T

U

V

w

X

Y

z

blandsimo

muy blando

blando

medio

semi duro

duro

muy duro

1

2 cerrada

3

4 l5 > m ed ian a6 I

8 abierta

9

10 1a > super porosa22 ]

(J )= Vitrificado

S = Silicato

B = Resinoide

R s Vulcanizado

E = Goma laca

0 = Magnesita

Fig. 12.8

Fig. 12.8 Cuadro resumen de los constituyentes de una muela.

119


125/189

Sea una muela plana de 400 mm de dimetro exterior, 60 mm de grueso y 40 mm de dimetro del agujero. El abrasivo es de corindn artificial, eltamao del grano 54, grado de dureza J, estructura 7 y el aglomerante esvitrificado.

Las flechas indican en el cuadro la situacin de la columna correspondiente a cada uno de los factores constitutivos y los datos concretos o desig

naciones que nos cita el ejemplo estn marcados en dicho cuadro por mediode un crculo.

Veamos un ejemplo:

7. CONSIDERACIONES EN LA MANIPULACIN Y USO DE LASMUELAS

Fig. 12.9 Comprobacin del estado deuna muela.

Fig. 12.10 Rectificadores de muelas.

Debido a que las muelas son herramientas de corte que trabajan a elevadasvelocidades de rotacin, es de gran importancia el cuidado de las mismas,pues de lo contrario pueden entraar el riesgo de graves accidentes. En consecuencia, es necesario observar las siguientes recomendaciones:

Al desembalar las muelas deben examinarse para asegurarse que nohan sufrido desperfectos durante su transporte. Para ello se golpearn ligeramente con un instrumento no metlico, cuyo peso estar en proporcin conel tamao de la muela. Los golpes se darn a ambos lados de la vertical delcentro y distantes de la periferia unos 25 50 mm (fig. 12.9), y si emite unsonido metlico es que la muela est en buen estado, exceptuando las muelas de aglomerante orgnico que emiten otro sonido ms oscuro.

Las muelas deben guardarse en estantes construidos exprofeso. Lasde tamao grande o mediano se colocan de canto.

Los discos de tronzar deben guardarse sobre platos metlicos, perfectamente planos, en posicin horizontal, para evitar su deformacin.

Los locales de almacenaje no deben estar nunca sometidos a temperaturas extremas, y se mantendrn sieempre secos.

= Evitar que las muelas caigan o choquen entre s.

La muela debe entrar libremente sobre el eje. Nunca ha de tener unjuego excesivo, ya que provocara descentrmiento.

Entre la muela y los platos deben interponerse un cuerpo blandopara su perfecto adaptamiento. Generalmente, las muelas llevan ya pegadosunos discos de papel adecuados para este fin.

Cuando la muela trabaja con refrigerante, debe pararse la refrigeracin al terminar el trabajo, dejando girar la muela en vaco unos instantes,hasta que haya expulsado todo el lquido.

Procurar que la muela no sufra un excesivo calentamiento, ya quepuede ser causa de roturas.

Al desgastarse la muela por el trabajo, se desequilibra. Entonces sehace necesaria la operacin de rectificado de la misma por medio de tilesapropiados (fig. 12.10). De la misma forma se opera para desembotar lamuela.

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Tema 13. Sierra mecnica, elec-troesmeriladora y rectificadora

OBJETIVOS

Adquirir unos conocimientos generales sobre las sierras mecnicas alternativas, su constitucin y su funcionamiento.

Adquirir unos conocimientos generales sobre las electroesmeriladoras, suconstitucin y su funcionamiento.

Conocer las caractersticas del montaje de las muelas en las electroesme-riladras.

Conocer las principales caractersticas de las rectificadoras y sus clases. Adquirir unos conocimientos generales sobre las rectificadoras universa

les, su constitucin y su funcionamiento. Adquirir unos conocimientos generales sobre las rectificadoras verticales,

su constitucin y su funcionamiento. Adquirir unos conocimientos generales sobre las rectificadores horizonta

les, su constitucin y su funcionamiento. Adquirir unos conocimientos generales sobre las rectificadoras sin centros, su constitucin y su funcionamiento.

Conocer las principales normas de uso y conservacin de las mquinasdescritas en el tema.

APLICACIONES GENERALES Y PRCTICAS BSICAS DEL TEMA

Preparacin del material para la ejecucin del conjunto A Afilados, desbastes y desbarbados en general, propios de trabajos

diversosC-11 Rectificado exterior cilindrico

C-12 Rectificado interior cilindricoC-10 Rectificado plano

CUESTIONARIO TERICO

1. Sierras mecnicas. Generalidades 8.2. Sierra alternativa. Partes3. Hojas de sierra4. Normas de uso y conservacin5. Electroesmeriladoras6. Montaje de las muelas 9.7. Precauciones en el uso de las muelas

Rectificadoras: sus clases8.1 Rectificadora universal8.2 Rectificadora vertical8.3 Rectificadora horizontal8.4 Rectificadora sin centrosNormas generales de uso y conservacin

FICHA GUA

A travs de las experiencias

Micra Tecnología Metal - José M

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