Buch lesen: «Desmontaje y montaje de elementos de aluminio. TMVL0309»

1. Introducción

En el año 1953 se fabrica el primer vehículo hecho íntegramente de aluminio y que ha estado presente de forma significativa en la historia del automóvil, es el conocido Panhard Dyna.

Las características del aluminio en la industria del automóvil son: ligereza, seguridad, reciclabilidad, protección contra la corrosión, capacidad de conformación, extrusión, forja, fundición, mecanizado, laminación y absorción de energías y resistencia a la tracción y a la torsión.

En este capítulo veremos las operaciones relacionadas con el corte y despuntado de materiales, así como el taladrado y fresado de puntos, y su representación gráfica. Veremos los distintos conceptos asociados con los procesos de corte y las herramientas de corte más usuales tanto manuales, eléctricas y neumáticas, y por último el desbarbado de las zonas con adhesivos.

Hoy en día, el aluminio es el material ideal para el futuro diseño para la construcción de carrocerías de vehículos, pues son muchos fabricantes los que utilizan este como principal material.

2. Preparación del remache

Para tratar la preparación del remache, destacamos a continuación los distintos tipos de sistemas de sujeción que existen:

Permanentes: remaches y soldaduras.

Removibles: pernos, tornillos, espárragos, tuercas, pasadores y cuñas.

Nota

El aluminio, es un material fundamentalmente utilizado debido a su bajo peso, que supone 1/3 menos que el acero. Existe un ahorro de peso de hasta un 40% en carrocerías íntegramente de aluminio. Esto provoca un aligeramiento en el resto de las piezas del mismo.

2.1. Remaches y pasadores

Un remache es un pasador de metal dúctil, el cual se inserta en los huecos de dos o más piezas y cuyos extremos están configurados para que queden asegurados entre sí.

Existe una variedad de remaches y cada tipo tiene características específicas para las cuales han sido diseñados.

Se clasifican los remaches de acuerdo con:

Su tipo.

Según el material con el que han sido realizados.

Según el propósito para el que se emplean.

Unión mediante remache

El remache corriente, es un método de unión y fijación popular, debido a su simplicidad, bajo costo y confiabilidad.

El remache pesado, se emplea para estructuras de puentes y edificios. Aunque los pernos de alta resistencia casi han reemplazado a los remaches para las conexiones en la obra.

Sabía que...

El dibujo industrial es un lenguaje técnico universal que todo el que trabaja en el sector debe conocer para diseñar, interpretar y construir los elementos que se requieren.

Los remaches se clasifican como elementos permanentes de fijación.

Las uniones remachadas son de dos tipos:

A tope.

Traslapadas.

Remaches

Los remaches livianos son elementos que igualan las ventajas de instalación de alta velocidad y bajo costo que ofrecen los remaches tubulares, semitubulares y abiertos, para la fabricación de estos en grandes cantidades.

Tipos de remaches livianos:

El semitubular es el tipo más usado.

El tubular se puede utilizar para perforar su propio hueco en materiales de revestimiento.

El bifurcado (abierto) es aquel cuyo cuerpo del remache es aserrado o troquelado para obtener un vástago dentado que perfora su propio hueco.

El de comprensión está constituido por dos elementos que son el remache sólido y el miembro tubular de perforación profunda.

Pasadores

Los pasadores de sujeción son una solución barata y eficiente de ensamble cuando la carga se corta de cerca. Cuando se requiere realizar una instalación de pasadores semi permanentes, estos requieren aplicar presión o ayudarse con herramientas para instalarlos o retirarlos.

Principalmente, los pasadores de máquinas y los de sujeción radial son:

1. Pasadores de máquinas:

Pasadores endurecidos y pasadores rectos comerciales

Pasadores de horquilla

Pasadores cónicos

Chavetas estándar

2. Pasadores de sujeción radial: se utilizan formas de pasadores, sólidos con superficie ranurada y pasadores de resorte huecos, que pueden ser ranurados o con alabeo espiral.

Sistema de sujeción

El sistema de sujeción viene a determinar la forma que tiene de sujetarse las piezas de una máquina. Hay 2 tipos de sujeción:

Las sujeciones permanentes, son los remaches y las soldaduras.

Las sujeciones removibles, son los pernos, tornillos, espárragos, tuercas, pasadores y cuñas.

3. Taladrado con brocas específicas

Mediante el taladro se pueden realizar diferentes agujeros. Estos sirven como base para la sujeción de los tornillos, roscas, remaches, etc. Como herramientas se usan de uno o varios filos llamados brocas.

La broca es una pieza metálica que ajustada a una herramienta o taladro permite perforar distintos materiales. El orificio que produce la broca se realiza a través del movimiento rotatorio y otro de avance de la misma.

Las brocas se fabrican con medidas y tamaños estandarizados y existe una gran diversidad de ellas según los distintos tipos, materiales y usos.

La calidad de una broca puede ser decisiva en su precisión durante el proceso de taladro y en su duración. La calidad de estas viene determinada por el material con el cual han sido elaboradas, además de su geometría.

Cuando se pretendan realizar agujeros de gran dimensión, se realizarán en varias fases. Primero, se realizarán los agujeros de menor tamaño en la pieza para ajustar la broca y esta siga un trazado recto al taladrar el material.

Según sea el tamaño del agujero, se realizarán distintos taladros, siempre de menor a mayor diámetro, esta última operación se llama mandrilado. A continuación, destacaremos los tipos de brocas.

3.1. Tipos de broca

Existe en el mercado una variedad considerable de tipos de broca, todas ellas con sus correspondientes variaciones. Su material y diseño vendrán determinados por la función a desempeñar y el material en cuestión a perforar. Algunas brocas sólo deberían utilizarse para un tipo de materiales, mientras que otras pueden usarse en gran variedad de ellos.

La ventaja está en que si utilizamos la broca apropiada para cada material correspondiente se obtendrán trabajos de precisión y calidad, así como una vida más larga de la broca.

Tipos de brocas

Recuerde

Una broca de metal podrá utilizarse para taladrar madera o pared, mientras que una broca específica no se debe utilizar para pared o madera, sino para perforar metal.

3.2. Brocas y parámetros

A continuación se presentan las características o parámetros más importantes de una broca.

La longitud total de la broca. La más común es la denominada “Jobber”. Igualmente existen extracortas, largas y superlargas.

La longitud de corte corresponde a la parte helicoidal de la broca y coincide con la longitud máxima del orificio que puede realizar la broca.

El diámetro de corte de la broca es el que corresponde al diámetro del agujero que se obtiene al perforar.

El diámetro y la forma del mango. El mango puede ser cilíndrico y con un diámetro igual al del corte o con forma cónica.

El ángulo de punta es el formado en la punta de la broca. Los materiales más duros requieren un ángulo mayor de punta, mientras que los más blandos tendrán un ángulo menor.

El ángulo del labio, que será mayor cuanto más agresivo sea el corte.

El número de labios. La broca más común tiene dos labios, y la siguiente más utilizada es de cuatro labios.

La profundidad de los labios está condicionada por el grado de robustez de una broca.

El ángulo de la hélice cuyo objetivo es retirar viruta. Su ángulo podrá variar en función del material para el que fue diseñada la broca.

La conicidad del diámetro de la hélice de la broca es reducir el rozamiento durante la perforación.

4. Representación gráfica: croquizado y acotado

La representación gráfica se lleva a cabo a través del croquizado y acotado, cuya explicación se recoge a continuación.

4.1. Croquizado

El croquizado es un diseño simple que muestra de forma clara y sencilla los sistemas de unión de diferentes piezas utilizando una simbología apropiada para ello, sin necesidad de precisión y sin reflejar los detalles. Los croquis no se harán a escala, pero se pretenderá que las líneas que componen el dibujo guarden cierta proporcionalidad con la realidad.

Para la realización del croquis se aconseja que se realice al mismo tamaño que el de la pieza. En muchos casos, el croquis es la base del dibujo.

La realización de un croquis conlleva la consecución de las siguientes fases:

1. Examen de la pieza

2. Visualización de la misma a mano alzada

3. Terminación de su conjunto

Con objeto de representar lo fundamental de la pieza se observará la pieza con atención y una vez estudiada, se dibujarán antes de nada, los ejes de simetría, completándolos con las vistas necesarias a representar y las cotas de la misma. Si hubiese pequeños detalles se representarían en una zona ampliada para que puedan verse con claridad.

4.2. Acotado

El acotado sirve para informar de las dimensiones de las distintas piezas y debe tener anotadas todas las medidas necesarias y suficientes para su fabricación, verificación o montaje, sin necesidad de tener que medir sobre el dibujo.

Nota

Las cotas de una pieza indican las dimensiones reales de la misma, independientemente de la escala utilizada.

Elementos de acotación

Las líneas de cota son las líneas sobre las que se realizan las indicaciones de las medidas.

Líneas auxiliares o de referencia: se trazan con línea fina y continua partiendo de las aristas o contornos, y estas pueden cruzarse entre sí, aunque es conveniente evitar dicho cruce.

Las flechas de cota se trazan en los extremos de la línea de cota.

La cota es la cifra que se coloca sobre la línea de cota indicando la medida de referencia.

Las cifras de cota son aquellas que establecen medidas reales y no varían con la escala del dibujo.

Los signos de acotación se emplean para simplificar los dibujos. Los más utilizados son los signos de diámetro, de radio, de cuadrado y de la cruz San Andrés.

Para disponer las cotas de una forma correcta es conveniente tener en cuenta, entre otras, las siguientes consideraciones:

Las primeras cotas corresponderán a las dimensiones principales de la pieza situándose la de la altura a la derecha.

Las cotas interiores y exteriores se dispondrán separadas unas de otras.

Cuando se trate de ejes, la acotación se realizará de forma alineada.

Los ejes pueden utilizarse como líneas de referencia, pero nunca como líneas de cota.

En las piezas en las que se dibuje el alzado y planta, los taladros se acotarán sobre la planta, y los que sean simétricos respecto a los ejes de simetría, se acotarán con la distancia entre ejes de los mismos.

En las piezas en las que nos encontremos con superficies rayadas, las cotas interrumpirán el rayado.

Las vistas de una pieza son principalmente la vista de alzado, la vista de planta, la vista lateral derecha y la vista lateral izquierda, según la figura adjunta.

Actividades

1. Enumera algunas de las consideraciones a tener en cuenta en el acotado de una pieza.

2. ¿Cuáles son las diferencias existentes entre el croquizado y el acotado?

Aplicación práctica

Trabajas en una empresa especializada dedicada al diseño de piezas a través de las cuales los diferentes talleres mecánicos nos encargan estas para las sustituciones de las piezas que se encuentran en mal estado, pero no disponemos de un programa específico para ello, ¿cómo actuarías ante esta situación?

SOLUCIÓN

En primer lugar, le solicitaría al taller una visita para poder pasar y realizar un croquizado y una toma de medidas para poder llegar a realizar el trabajo de diseño con todas sus medidas y acotaciones en la oficina. De esta manera, y sin lugar a dudas, tendríamos la solución ajustada al cliente según la necesidad y complejidad del trabajo a realizar, tareas las cuales se diseñarían en la oficina ya con todas las tomas de datos obtenidas. Con toda la información, damos la solución al problema en una situación compleja.

5. Trazado y preparación del corte

En primer lugar, debemos tener presente que los útiles para el trazado son materiales distintos al dibujo en el papel.

El trazado es la operación previa al mecanizado. Consiste en marcar las diferentes puntos o zonas por donde se realizarán los diferentes mecanizados (taladrado, roscado, limado, etc.) de una pieza. El trazado nos sirve en multitud de ocasiones para la realización de verificaciones de piezas.

En este caso, en lugar del lápiz se utiliza la punta de trazar, en la que esta viene definida por una varilla de acero doblada. También los compases, sustituyen las llamadas minas por las puntas de acero afiladas.

El resto de elementos que se utilizan en el trazado pueden ser las reglas, transportadores, etc., estos elementos están adaptados para el trazado de las piezas.

En la actualidad, los avances de la tecnología han hecho posible disponer de equipos informáticos para la realización de todo tipo de dibujos y planos.

Es un elemento de medición y trazado, adecuado a las tareas de taller.

El diseño asistido por ordenador ha hecho posible que se puedan realizar dibujos de gran precisión, los cuales han facilitado el diseño.

5.1. Preparación del corte

Se denomina sección al corte de un objeto por medio de uno o varios planos perpendiculares que permiten una representación gráfica clara y fácil de entender, tanto de la forma interna como externa del objeto en cuestión. La sección representa la parte cortada de una pieza.

La representación del corte vendrá facilitada por líneas de trazos, dando como resultado un dibujo fácil de ver.

Vamos a enumerar los pasos a seguir en el proceso de realización de un corte:

1. Analizamos de la mejor manera posible que nos permita una aclaración del dibujo.

2. Escoger el plano de corte, paralelos a los planos de proyección. La dirección visual de la sección se indicará a través de flechas, para indicar el trazado de la sección.

3. Quitamos la parte eliminada por el plano de corte más cercano al observador.

4. Dibujamos la parte de la pieza que queda detrás.

5. Las líneas ocultas se omiten, a menos que sean necesarias.

6. Las superficies planas se indicarán mediante un trazado o cruce de diagonales.

7. Las líneas de rotura se dibujarán a mano alzada.

Los tipos de corte más usuales son:

El corte parcial se representa para mostrar pequeñas partes de la pieza, pues no es necesario representar un corte total, para realzar más el detalle.

El medio corte que consiste en representar parte de una pieza cortada y la otra sin cortar. Esto se suele representar en piezas simétricas.

El corte total es el que se produce por un plano paralelo a los planos de proyección en toda su longitud.

El plano de corte que produce puede ser:

Paralelo al plano horizontal.

Paralelo al plano vertical.

Paralelo al plano de perfil.

6. Corte de elementos mediante herramientas manuales, eléctricas y neumáticas

Se hará mención a las distintas herramientas utilizadas para el corte de los elementos, las cuales se clasifican como se muestra a continuación.

6.1. Herramientas neumáticas

Las herramientas neumáticas son fáciles de manejar y tienen la ventaja de que el aire comprimido que es la fuente de energía que usan, es menos peligrosa que la electricidad.

Los tipos de herramientas según su utilización son:

1. Herramientas neumáticas de percusión.

En estas herramientas, el aire comprimido es el que activa un percutor el cual puede actuar de la manera siguiente:

Este trata de servir como herramienta propiamente dicha.

Pueden moverse libremente sin conexión mecánica alguna con la propia herramienta accionada.

Tratan de llevar una barra incorporada que salga del tambor, de forma que la herramienta se apoye en el extremo del elemento de trabajo.

2. Herramientas neumáticas rotativas. Su proceso consiste en que el aire comprimido suministra la energía para el movimiento que necesitan. Mediante este movimiento de los pistones alternativo se transmite un movimiento al eje de la herramienta y este a su vez a los dientes de dos engranajes, en la que uno de los 2 ejes se encuentra en el eje de la herramienta.

6.2. Herramientas eléctricas

El principal riesgo que presentan es la descarga eléctrica, por lo que se pueden clasificar en distintas clases según su grado de protección contra choques eléctricos contra contactos indirectos, estos son:

Las herramientas de la clase I. Su grado de aislamiento es el necesario para asegurar un buen funcionamiento de la herramienta y su protección prevista con la puesta a tierra, principalmente ante contactos indirectos.

Las herramientas de la clase II. Su grado de aislamiento hace que no deban estar puestas a tierra, ya que el doble aislamiento es incompatible con la puesta a tierra. Estas disponen de un aislamiento completo.

Las herramientas de la clase III. En este tipo la fuente de alimentación nunca debe superar los 50 voltios, pues están diseñadas para funcionar a bastante baja tensión.

Dentro del tipo de herramientas mecánicas, podemos distinguir en 2: las herramientas portátiles y las fijas.

Las herramientas portátiles son las que sirven para llevar a cabo los trabajos gracias a una fuente de energía que permita realizarlos mecánicamente. Son las que engloban las herramientas eléctricas/neumáticas: Taladradoras, máquinas radiales, lijadora radial vibratoria, sierras, pistola de impacto, soldador de aire caliente, aplicación anticorrosiva, etc.

Pistola de impacto

Las herramientas fijas son las que las situamos en lugares los cuales nos dan la facilidad de no tener que moverlas. Podemos englobarlas en el siguiente grupo: “Son de uso general, tales como: Torno, fresadora, limadora, sierras alternativas, plegadora, cizalladora, taladradoras de columna, etc.”.

Taladro de columna

Las causas más frecuentes de accidentes con herramientas eléctricas se producen por tener las protecciones en mal estado, realizar trabajos en altura sin tomar las precauciones necesarias, entre las que podemos citar, las protecciones individuales y colectivas, el cambiar de útil de trabajo con la herramienta conectada y sobre todo la falta de cualificación del operario, aparte del ya mencionado factor eléctrico. En general, se usarán los equipos de protección individual siempre que no sea posible la protección colectiva:

Se usarán siempre las gafas de seguridad.

El uso de mascarillas adecuadas cuando los operarios estén expuestos a polvo.

El uso del cinturón de seguridad para trabajos en altura.

6.3. Herramientas manuales

Las herramientas manuales son los utensilios de trabajo en cuyo manejo es el propio operario el que lo utiliza de manera individual y solo requieren el esfuerzo principal de este para su accionamiento. Las herramientas manuales son aquellas que permiten el montaje y desmontaje de las diferentes piezas a través de su sistema de unión.

Los tipos de herramientas más comunes son: juego de llaves fijas y mixtas, destornilladores, limas, sierras de mano, tijeras, tenazas, cizallas manuales, alicates, mordazas, tornillos de banco, extractores, martillos, granetes, cinceles y buriles.

Juego de llaves fijas

La utilización de las herramientas manuales es importante, debido a que muchas lesiones son producidas por el inadecuado manejo de estas.

Las prácticas de seguridad más importantes en el uso de herramientas manuales son:

Uso correcto de las herramientas.

Seleccionar la herramienta adecuada al trabajo que se va a desempeñar.

Adecuado mantenimiento de las herramientas.

Guardar las herramientas en lugar seguro.

Procurar evitar que estas se encuentren en un entorno que dificulte su uso lo más adecuado posible.

Procederemos a realizar una asignación individualizada de las herramientas siempre que ello sea posible.

7. Utilización de jabón parafinado en las herramientas de corte

El paso más crítico en la preparación de las superficies a unir es el del proceso de pegado o unión adhesiva. Si no se prepara una adecuada superficie la unión del adhesivo fallará. Para que se obtenga un buen resultado de una unión óptima será necesario realizar un tratamiento superficial.

Se entiende por tratamiento superficial aquel que tiene como objetivo desarrollar la fuerza y durabilidad de las adhesiones, evitando que se produzcan capas de cohesión débil. Para que esto no ocurra su superficie será modificada y se eliminarán los contaminantes superficiales.

Existen varios criterios para observar los distintos tratamientos superficiales de los metales: desde el punto de vista de la adhesión, según la elección del tratamiento y los comúnmente más utilizados.

Las características desde el punto de vista de la adhesión son:

Son necesarios tratamientos superficiales desde el punto de vista que mejoren la durabilidad frente a la humedad. Motivo por el cual, la adhesión inicial tiende a disminuir con el paso del tiempo.

Poseen una alta energía superficial.

Presentan una débil cohesión debido a recubrimientos superficiales, absorción de humedades y capas superficiales de óxido.

La elección del tratamiento superficial de un metal depende de su estado inicial, del tipo de adhesivo a utilizar, su naturaleza y de su entorno.

Los tratamientos superficiales más empleados en metales son las imprimaciones, la limpieza, los tratamientos que se utilicen, y la abrasión mecánica.

El proceso de limpieza es fundamental, pues cuanto más limpias se encuentren las superficies, serán más fuertes las uniones adhesivas tal y como hemos comentado anteriormente, eliminando las partículas superficiales.

Los elementos a tener en cuenta para la limpieza, serán:

Papel de celulosa. No utilizar trapos.

Usar disolventes, siempre puros. Nunca disolventes grasos.

A continuación, describimos el proceso para preparar las superficies:

1. En principio, realizaremos una limpieza a fondo de las zonas donde se va a eliminar todo tipo de suciedad, óxido, así como tipos de selladores, evitando así la no buena adherencia del producto.