Especificaciones técnicas en procesos de mecanizado por arranque de viruta. FMEH0109

ic editorial

Especificaciones técnicas en procesos de mecanizado por arranque de viruta. FMEH0109

Autores: David Serrano Sánchez

Fernando Mejías Sanguino

Francisco José Rodríguez Dorado

Colaborador: Manuel Jesús de Borja de los Santos

1ª Edición

© IC Editorial, 2013

Editado por: IC Editorial

C.I.F.: B-92.041.839

Avda. El Romeral, 2. Polígono Industrial de Antequera

29200 ANTEQUERA, Málaga

Teléfono: 952 70 60 04

Fax: 952 84 55 03

Correo electrónico: iceditorial@iceditorial.com

Internet: www.iceditorial.com

IC Editorial ha puesto el máximo empeño en ofrecer una información completa y precisa. Sin embargo, no asume ninguna responsabilidad derivada de su uso, ni tampoco la violación de patentes ni otros derechos de terceras partes que pudieran ocurrir. Mediante esta publicación se pretende proporcionar unos conocimientos precisos y acreditados sobre el tema tratado. Su venta no supone para IC Editorial ninguna forma de asistencia legal, administrativa ni de ningún otro tipo.

Reservados todos los derechos de publicación en cualquier idioma.

Según el Código Penal vigente ninguna parte de este o cualquier otro libro puede ser reproducida, grabada en alguno de los sistemas de almacenamiento existentes o transmitida por cualquier procedimiento, ya sea electrónico, mecánico, reprográfico, magnético o cualquier otro, sin autorización previa y por escrito de INNOVACIÓN Y CUALIFICACIÓN, S. L.; su contenido está protegido por la Ley vigente que establece penas de prisión y/o multas a quienes intencionadamente reprodujeren o plagiaren, en todo o en parte, una obra literaria, artística o científica.

ISBN: 978-84-15942-18-4

Nota de la editorial: IC Editorial pertenece a Innovación y Cualificación S. L.

Presentación del manual

El Certificado de Profesionalidad es el instrumento de acreditación, en el ámbito de la Administración laboral, de las cualificaciones profesionales del Catálogo Nacional de Cualificaciones Profesionales adquiridas a través de procesos formativos o del proceso de reconocimiento de la experiencia laboral y de vías no formales de formación.

El elemento mínimo acreditable es la Unidad de Competencia. La suma de las acreditaciones de las unidades de competencia conforma la acreditación de la competencia general.

Una Unidad de Competencia se define como una agrupación de tareas productivas específica que realiza el profesional. Las diferentes unidades de competencia de un certificado de profesionalidad conforman la Competencia General, definiendo el conjunto de conocimientos y capacidades que permiten el ejercicio de una actividad profesional determinada.

Cada Unidad de Competencia lleva asociado un Módulo Formativo, donde se describe la formación necesaria para adquirir esa Unidad de Competencia, pudiendo dividirse en Unidades Formativas.

El presente manual desarrolla la Unidad Formativa UF0876: Especificaciones técnicas en procesos de mecanizado por arranque de viruta,

perteneciente al Módulo Formativo MF0089_2: Procesos por arranque de viruta,

asociado a la unidad de competencia UC0089_2: Determinar los procesos de mecanizado por arranque de viruta,

del Certificado de Profesionalidad Mecanizado por arranque de viruta.

Índice

Portada

Título

Copyright

Presentación del manual

Índice

Capítulo 1 Interpretación de planos para el mecanizado

1. Introducción

2. Representación espacial y sistemas de representación

3. Métodos de representación

4. Vistas, cortes y secciones

5. Croquización de piezas y esquemas

6. Interpretación de catálogos y ofertas comerciales

7. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Capítulo 2 Las herramientas para el arranque de viruta

1. Introducción

2. Funciones, formas y diferentes geometrías de corte

3. Composición y recubrimientos de herramientas

4. Elección de herramientas

5. Adecuación de parámetros: velocidad de corte, avance y profundidad de pasada

6. Desgaste y vida de la herramienta

7. Estudio del fenómeno de la formación de viruta

8. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Capítulo 3 Utillajes y elementos auxiliares para la fabricación del mecanizado por arranque de viruta

1. Introducción

2. Alimentadores de piezas

3. Descripción de útiles de sujeción: sistemas de sujeciones y sistemas de soporte

4. Descripción de útiles de centrado: centrajes manuales y sistemas de centrado automático

5. Útiles de verificación: sistemas de verificación del paralelismo, de la planicidad y de los ángulos de una pieza

6. Aplicación práctica sobre útiles de montaje

7. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Capítulo 4 Tecnología del mecanizado por arranque de viruta

1. Introducción

2. Procesos de fabricación y control metrológico

3. Formas y calidades que se obtienen con las máquinas por arranque de viruta

4. Descripción de las operaciones de mecanizado

5. Ejemplo de operaciones de mecanizado

6. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Bibliografía

Capítulo 1

Interpretación de planos para el mecanizado

1. Introducción

Dibujar es reflexionar, es transmitir, es el fin de un proceso que comienza en la mente, tanto como elaboradora de los estímulos que le llegan a través de la vista, como generadora de las ideas que se traducen en un dibujo.

El dibujo es una herramienta potentísima, que permite al profesional técnico tener un lenguaje de comunicación universal, de tal modo que, en primer lugar es capaz de proyectar, transmitiendo en papel las necesidades a fabricar; y en segundo lugar, trasladándolo mediante procedimientos de fabricación a una realidad, sea él, el profesional que desarrolla el trabajo o cualquier otro trabajador.

Es evidente la importancia que tiene para un técnico mecánico el conocimiento del lenguaje universal de la representación por dibujo, con sus principios, normas y tipologías, para su correcto desarrollo profesional.

2. Representación espacial y sistemas de representación

Cuando se tiene un objeto a la vista o en la imaginación, la persona se hace una idea de él y puede representarlo sobre el papel, como el artista plasma un paisaje sobre el lienzo.

Cualquiera que observe el dibujo realizado sobre un papel, podrá hacerse una idea de lo que se quiso transmitir el autor gráficamente; pero aquel dibujo no servirá ni será admitido por un técnico en un taller de mecanizado, si no cumple las normas específicas dispuestas para el uso correcto del lenguaje de representación.

Sabía que...

La Geometría Descriptiva es la ciencia que estudia la representación de figuras y objetos del espacio sobre un plano, así como las propiedades y relaciones entre las formas planas (dos dimensiones) y las formas del espacio (tres dimensiones).

El problema fundamental planteado en la ejecución de cualquier dibujo técnico consiste en resolver la dificultad de representar en un plano que solo tiene dos dimensiones, un objeto determinado que siempre tiene tres dimensiones, por estar representado en el espacio.

Para resolver el problema de esta representación, proyectando en el papel (dos dimensiones), una representación espacial (3 dimensiones), existen varios procedimientos a seguir, con sus ventajas e inconvenientes. Estos procedimientos se conocen con el nombre genérico de “sistemas de representación”.

Definición

Representación

Según la Real Academia Española: figura, imagen o idea que sustituye a la realidad. Cuando se refiere a figuras en tres dimensiones se habla de representación espacial.

Los sistemas de representación más empleados son los siguientes:

1 Sistema de representación cónico.

2 Sistema de representación axonométrico.

3 Sistema de representación diédrico.

Sea cual sea el sistema de representación empleado, cuando se trata de representar un objeto en un plano se recurre a la proyección sobre él, es decir, a hacer pasar por todos los puntos notables del objeto líneas de proyección, cumpliendo determinadas características que al incidir sobre el plano, dan los puntos proyectados correspondientes (intersecciones).

Definición

Proyección

Para la RAE, la acepción en Geometría es figura que resulta, en una superficie, de proyectar en ella todos los puntos de un sólido u otra figura.

Los elementos que intervienen en toda proyección son:

1 Centro de proyección: punto desde el que parten todas las líneas de proyección (V).

2 Plano de proyección: plano sobre el que se proyecta un objeto con el fin de obtener una representación del mismo (Π).

3 Línea de proyección: línea recta que tiene por origen el centro de proyección y pasa por un punto (A) del objeto que se representa. Su intersección con el plano de proyección constituye la imagen de ese punto del objeto (A´).

Los tipos de proyecciones existentes son:

1 Proyección paralela o cilíndrica:Proyección ortogonal.Proyección oblicua.

2 Proyección central o cónica.

La proyección paralela o cilíndrica es el método de proyección en el que el centro de proyección se sitúa a una distancia infinita y todas las líneas de proyección son paralelas. Dentro de esta tipología, se pueden encontrar dos casos. El primero es la proyección ortogonal: líneas de proyección perpendiculares al plano de proyección (α = 90º).

El segundo caso de proyección paralela o cilíndrica es la proyección oblicua: líneas de proyección oblicuas al plano de proyección (α ≠ 90º).

La proyección central o cónica es el método de proyección en el que el centro de proyección se sitúa a una distancia finita y todas las líneas de proyección son convergentes.

De todos los sistemas, el más empleado en fabricación mecánica es el sistema diédrico. Este sistema:

1  Utiliza la proyección cilíndrica ortogonal sobre dos planos de proyección perpendiculares entre sí, llamados plano horizontal (PH) y plano vertical (PV) de proyección. La intersección entre ambos planos recibe el nombre de línea de tierra (LT) y está identificada por un trazo en cada uno de sus extremos en su parte inferior.

2  Una vez obtenidas las dos proyecciones, se abate el PH, alrededor de la LT, hasta hacerlo coincidir con el PV, que será precisamente el plano del papel o del dibujo. Se podría haber efectuado el giro con el PV en sentido contrario.

Sistemas de representación.ppt, de: <http://www.uclm.es>.

Sabía que...

El sistema diédrico lo inventó el matemático francés Gaspard Monge (1746-1818) para crear figuras tridimensionales.

Según las normas UNE (Una Norma Española), se suele llamar a la vista o proyección sobre el plano vertical, vista en alzado; y a la proyección sobre el plano horizontal, vista en planta. A la vista realizada desde uno de los lados, se le llama vista de perfil.

Aunque según la normativa UNE, las piezas se recomienda que se representen en el primer y tercer cuadrante, cualquiera de estas representaciones se podría realizar en uno de los cuatro diedros disponibles, tal y como se puede observar en la siguiente imagen.

Cuando la representación se realiza en el primer cuadrante, la nomenclatura a emplear es la que se recoge en la siguiente tabla.

Según la norma y utilizando la denominación de la tabla, la vista en el primer diedro quedaría como muestra la Figura 1.

Y las vistas quedarán, tal y como se puede observar en la siguiente imagen.

Al sistema de proyección realizado en el primer diedro también se le conoce como sistema europeo.

Simbología, según norma, que indica en un plano que las vistas de la pieza están representadas en el primer diedro o con sistema europeo

Cuando la proyección se realiza en el tercer diedro, las proyecciones se realizan tal y como las ve el observador y en el mismo plano desde la que este las observa. La nomenclatura a emplear en cada una de las vistas a realizar son exactamente las mismas que para las representaciones en el primer diedro. Este tipo de representación es de uso más habitual en Estados Unidos y Canadá. Las vistas quedarían tal y como se puede observar en la siguiente imagen.

2.1. Selección de las vistas

Cuando haya que representar una pieza que se debe mandar a un taller de fabricación, lo primero que se debe hacer es seleccionar la colocación de esta pieza para ser representada. Es decir, qué vista de la pieza pondrá como alzado, cuál como planta, etc.

La selección de las vistas de la pieza que quiere representar, pasa por la representación de su vista más importante y significativa, que es la vista frontal o alzado. Seleccionada esta, quedan elegidas el resto de vistas del dibujo. Las pautas a seguir según la norma UNE 1-032-82, para la selección de esta vista son las siguientes:

1 Ha de ser la vista más representativa de la pieza, que generalmente, se encuentra representada por su posición de utilización.

2 Puede seleccionarse en función de su posición principal de mecanización o montaje.

Representada la vista principal, si fuese necesario emplear cualquier otra vista o vistas, estas deben seleccionarse siguiendo las pautas que a continuación se indican:

1 Debe representar la pieza de manera que no exista ambigüedad, aunque empleando el número mínimo de vistas.

2 Se deben evitar las líneas o contornos ocultos.

2.2. Aplicación práctica

Usted es operario de un taller de fabricación mecánica y un cliente le trae la pieza que aparece en la figura, para que le fabrique una igual, ¿cuáles considera que serían las vistas para la realización del croquis?

Solución

Las vistas para la realización del croquis son la que se muestran en la siguiente imagen.

2.3. Líneas a emplear en las vistas

Una vez haya decidido cuál va a ser la vista principal y pensado en el número de vistas necesarias para representar la pieza sin ambigüedad, debe plasmar las vistas en el plano. Las líneas a emplear en cada una de ellas deben tener un estilo propio, que va en función de unas características y que quedan recogidas en la siguiente tabla.

Aplicación práctica

Le encargan que fabrique una pieza como la de la imagen, ¿cuáles serían las vistas para la realización del croquis, si la flecha es la posición indicada por el cliente para su uso en el conjunto?

SOLUCIÓN

Para la realización del croquis, las vistas a dibujar serían las siguientes.

3. Métodos de representación

Para saber interpretar los planos para el mecanizado es necesario conocer los métodos de representación. Por ello, a continuación se detalla cómo interpretar la simbología, la acotación, la rotulación, las tolerancias dimensionales y las geometrías.

3.1. Simbología

En muchas ocasiones, el técnico debe representar ciertos elementos mecánicos que son muy complicados y que con normalidad se repiten en todos los conjuntos, debido a la función tan importante que estos suelen desarrollar inmersos en el conjunto mecánico.

Debido a ello, la normativa ha desarrollado unas formas de representación simplificada que ayudan a que el técnico pueda expresar esos elementos de forma rápida y sencilla.

Los elementos mecánicos representados de forma simplificada quedan perfectamente definidos mediante la acotación, como podrá observar en el siguiente apartado.

Abundantes son los elementos mecánicos que poseen representaciones simplificadas. A continuación se presentan algunos ejemplos, como los tornillos.

Otro ejemplo sería la representación simbólica de una tuerca o taladro roscado pasante.

La siguiente representación simplificada es de un agujero roscado ciego.

La siguiente figura muestra la representación simbólica de un muelle.

El próximo elemento mecánico cuya figuración se simplifica es un rodamiento.

3.2. Acotación

Cuando se habla en dibujo técnico de acotar, se refiere a especificación, a indicar las medidas reales y detalles complementarios de un objeto sobre un plano, que posteriormente, pasará a un taller mecánico para ser fabricado.

Las normas de acotación tienen por objeto unificar los criterios de todos aquellos técnicos que realizan los planos, facilitando de esa manera, la interpretación de los mismos cuando estos se encuentran en las fases de fabricación, montaje, etc.

Nota

Los principios generales de acotación para cualquier sector (mecánica, electricidad, ingeniería civil, etc.), se encuentran recogidos en la norma UNE 1-039-94.

En definitiva, la acotación es una operación muy importante, formada por un conjunto de líneas, cifras y signos, en la que no se debe de olvidar ningún detalle.

Elementos de acotación

Una cota se puede entender como un valor numérico, representado gráficamente en un plano o dibujo técnico, para el cual se emplean una serie de elementos fundamentales que se analizan a continuación.

Línea de cota

La línea de cota es aquella línea sobre la que se inscribe la cifra de cota. Se colocan generalmente perpendiculares a las aristas de los cuerpos o paralelas a las aristas cuya dimensión se va a indicar.

Importante

La separación entre las aristas del objeto y las primeras líneas de cota debe de ser de unos 7 mm. Además, se debe procurar que todas las líneas de cota estén fuera de los contornos de la pieza.

Líneas auxiliares de cota

Las líneas auxiliares de cota son las líneas que delimitan las líneas de cota. Estas deben sobrepasar a las líneas de cota entre 2 y 3 mm.

Importante

Las líneas de cota y las líneas auxiliares de cota, a ser posible, no deben cortar ninguna línea del dibujo. Asimismo, la intersección entre línea de cota auxiliar y línea de cota debe evitarse.

Línea de referencia

Este tipo de línea se evitará en la medida de lo posible. Se emplea para indicar un detalle o parte del mismo. Deben ser líneas oblicuas a las aristas, contornos o líneas de cota y terminar en una flecha, punto o directamente en la línea indicada.

Ejemplo de representación de línea de cota, línea auxiliar y línea de referencia. Obsérvese que las líneas auxiliares de cota, las líneas de cota y las líneas de referencia se indican en el dibujo mediante una línea llena fina, tipo B2.

Extremos de cota

Las líneas de cota expresadas en un dibujo han de tener una terminación que sea clara y precisa, mediante el empleo de una flecha, un trazo oblicuo o un círculo como indicación de origen. Las flechas se deben representar mediante dos trazos cortos que formen entre sí un ángulo comprendido entre 15º y 90º, pudiendo ser las flechas cerradas y vacías, cerradas y llenas o abiertas. Durante su utilización en el dibujo se han de seguir las siguientes pautas:

1 El tamaño a emplear en sus extremos debe ser proporcional al dibujo que se esté realizando, dejando sus indicaciones totalmente claras.

2 En un mismo dibujo solo se debe emplear un tipo de terminación.

3 En dibujos que sean de pequeño tamaño, la flecha puede sustituirse por el trazo oblicuo o el punto.

4 Las flechas extremos deben colocarse en la parte interior de las líneas de cota; aunque si es de pequeño tamaño, puede indicarse por el exterior y en sentido hacia la cifra de cota.

Cifras de cota

Las cifras de cota deben tener un tamaño tal que deben ser perfectamente legibles y colocarse en una posición de la línea de cota que debe seguir uno de los métodos que se exponen a continuación. En un dibujo, solo se debe emplear uno de los siguientes métodos:

1 Método A.

2 Método B.

Método A

Las cifras deben colocarse paralelas a las líneas de cota y situadas, a ser posible, en el centro y ligeramente separadas de esta. Las cifras deben colocarse para ser leías desde la derecha o desde abajo. Para colocarlas en líneas oblicuas, deben de seguirse las indicaciones mostradas en la siguiente imagen.

Método B

Las cifras de cotas se colocan para ser interpretadas de abajo hacia arriba. En esta ocasión, las líneas de cotas que no sean horizontales, se interrumpirán, para colocar la cifra ligeramente hacia el interior. Para la colocación de cifras en líneas oblicuas, se deben seguir las indicaciones marcadas en la siguiente imagen. Cuando las circunstancias lo requieran, las cifras de cota podrán colocarse más cerca de un extremo. Cuando la línea de cota quede en el interior de una pieza, esta no se interrumpirá, se continuará verticalmente y se sacará en su extremo un trazo horizontal en el que se inscribirá la cifra de cota.

Simbología complementaria de acotación

La siguiente simbología que a continuación se detalla, simplifica el dibujo manteniendo la comprensión total del mismo. En primer lugar, se verá el diámetro (Ø): se sitúa delante de la cifra de cota, en el caso de no apreciarse la forma circular.

El radio (R) se sitúa delante de la cifra de cota, esté o no definido el centro, con la utilización de una sola línea de cota y con un solo extremo de indicación.

En cuanto al radio de esfera (SR), se sitúa delante de la cifra de cota, para indicar una forma esférica, siempre y cuando el arco sea igual o inferior a 180º.

El diámetro de esfera (SØ) se sitúa delante de la cifra de cota para indicar una forma esférica, cuyo arco es superior a 180º.

Así, el cuadrado () se sitúa delante de la cifra de cota para indicar que la forma es cuadrada, evitando emplear más vistas.

Sistemas de acotación

Las diferentes disposiciones que pueden tener las cotas en una representación, quedan recogidas en los siguientes sistemas:

1 Acotación en serie o en cadena.

2 Acotación en paralelo.

3 Acotación progresiva o de cotas superpuesta.

Acotación en serie o en cadena

Cada elemento se acota con respecto al contiguo. Este tipo de acotación se emplea cuando las distancia entre elementos contiguos son fundamentales para su fabricación, aunque tiene el inconveniente de sufrir la acumulación de tolerancias y de errores. Se puede emplear cualquier tipo de extremos de cota, con excepción de la flecha a 90º.

Acotación en paralelo

Se toma como origen de todas las acotaciones un mismo plano de referencia. Se adopta este sistema si existe un elemento que, por su importancia constructiva o de trazado, puede tomarse como referencia para los demás.

Acotación progresiva o de cotas superpuesta

Es una acotación en paralelo simplificada que se emplea cuando hay falta de espacio y cuando no afecta a la legibilidad de la acotación. La situación del origen se marca mediante un círculo y en un lugar apropiado. Cada uno de los extremos de cota termina con una flecha. Las cifras de cota se pueden colocar:

1 Cerca de la flecha, por encima de la línea de cota.

2 Cerca de la flecha, alineada con la correspondiente línea auxiliar de cota.

3.3. Rotulación

La rotulación en dibujo técnico es el arte de escribir una serie de letras y números con arreglo a unas normas establecidas. Es el texto escrito que acompaña a la representación realizada para clarificar los conceptos.

Es por esto, que la rotulación normalizada permite indicar las medidas de las piezas, las características de los materiales, así como los acabados y las demás especificaciones técnicas que necesita una representación, para que entregada en el taller, se fabrique con las condiciones técnicas de diseño.

Como bien se ha indicado, la rotulación es una escritura normalizada cuyas características generales se encuentran recogidas en la norma UNE EN ISO 3098-0:1997, siendo esta norma de aplicación para escritura a mano alzada, escritura mediante plantillas de rotulación, calcomanías y sistemas de escritura y dibujo numéricos.

Las cualidades que ha de cumplir esta escritura normalizada son:

1 Las indicaciones realizadas han de ser legibles con facilidad.

2 Las indicaciones realizadas deben ser homogéneas, es decir, que la anchura del trazo y la separación entre caracteres debe ser constante.

3 Apta para procedimientos de microfilmado, telefax, etc.

4 Apto para todo procedimiento de reproducción fotográfico.

Para poder realizar una rotulación que presente estas cualidades, deben tenerse en cuenta las siguientes notaciones:

1 Deben distinguirse claramente unos caracteres de otros, con el fin de evitar cualquier confusión entre ellos.

2 El microfilmado y los demás procedimientos de reproducción fotográficos exigen que las distancias entre dos líneas contiguas sea como mínimo igual al doble de la anchura de la línea; y la distancia entre caracteres sea el doble que la anchura del trazo. Si dos líneas contiguas tienen una anchura diferente, el espacio deberá ser igual al doble de la anchura de la línea más ancha.

Tipos de rotulación

Los tipos de rotulación que se pueden emplear se clasifican en función de su finalidad. Así, la rotulación vertical se utiliza generalmente para desarrollar planos que se emplean en el sector de la construcción, en el sector eléctrico y electrónico.

Otro tipo es la rotulación inclinada, una rotulación que posee una inclinación de 75º con respecto a la horizontal y que se emplea con mayor frecuencia en el sector de la fabricación mecánica.

Tanto para realizar la rotulación vertical, como para realizar la rotulación inclinada, se han normalizado dos tipos de escrituras, escritura tipo A y escritura tipo B, radicando la diferencia, como se puede observar a continuación, en las proporciones de las letras, números y símbolos.

Un ejemplo de rotulación inclinada con dimensionamiento de escritura tipo A sería la siguiente imagen.

La normalización de la escritura tipo B se puede estudiar en esta tabla.

En la próxima imagen se presenta una muestra de rotulación inclinada con dimensionamiento de escritura tipo B.

De los dos tipos de dimensionamiento para la rotulación, norma UNE recomienda que se emplea para la realización de planos la rotulación tipo B.

Selección del tamaño de rotulación

Como se ha podido observar en el apartado anterior, las dimensiones para la escritura se encuentran normalizadas, siendo:

1 Las dimensiones para la altura (h): 1,8 - 2,5 - 3,5 - 5 - 7 - 10 - 14 - 20 (mm).

2 La anchura de los trazos normalizados son: 0,18 - 0,25 - 0,35 - 0,5 - 0,7 - 1 - 1,4 - 2 (mm).

Todas las dimensiones para la rotulación se encuentran relacionadas con respecto a la altura y esta a su vez con los formatos de papel que se encuentran estandarizados mediante la norma ISO 216.