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Agujereado con punzón a mano y con prensa de punzonar, o punzonadora Las planchas se agujerean, por ejemplo, cuando varias de ellas han de estar sujetas por medio de roblones o de tornillos y cuando se necesitan agujeros para alojar pernos. En la cerrajería para construcciones, por ejemplo, las planchas de acero se proveen de perforaciones de las más diversas formas. Los agujeros se consiguen en las planchas más delgadas del modo más sencillo con ayuda de un punzón a mano (fig. 77,1) que se golpea poniendo la plancha sobre un apoyo no demasiado blando (placa de plomo o de madera dura). Cuando se trata de planchas o de llantas o de barras de perfil más gruesas no es suficiente ya para hacer el agujero el esfuerzo de percusión desarrollado con el martillo de mano. Para estos trabajos es más bien necesario el empico de una prensa de punzonar (punzonadora) (fig. 77,2) en la cual se pueden ajercer, por medio de palancas, grandes esfuerzos sobre la herramienta de perforar. La herramienta de perforar consta de dos partes. En lugar del punzón de mano de que hemos hecho antes mención interviene aqui un punzón corto que

V)

Fig. 77,1

Agujereado con pun/cin de mano

FÍR. 77,2 Agujereado con la prensa de punzonar

llamaremos simplemente punzón. Como apoyo o calce se emplea una placa de acero provista de una perforación de sección exactamente ajustada a la sección transversal del punzón; la citada placa se llama matriz. El agujereado y el taladrado constituyen dos diferentes procedimientos de trabajo (fig. 77,3). Al taladrar, el material del agujero se desmenuza en pequeñas porciones, y al agujerear sale cortado en forma de disco. En el proceso de trabajo llamado «agujereado» el material arrancado es un desperdicio y cae en forma de disco. Si, Fie- 77,3 Dos procedimientos de trabajo que de distinto modo al mismo fin. empero, el material arrancado de la plancha se emplea conducen ) recorte del materia] en forma de disco para dar lunar al agujero cortado ». 77

AGUJEREADO Proceso de trabajo al recortar y agujerear El agujereado,es un proceso de trabajo parecido al corte o cizallamiento, puesto que también ahora el material es primeramente entallado, recalcado y finalmente cortado (fig. 78,1)-

Fig. 78,1 Proceso de trabajo ai agujerear, a) Centrado de la pieza; b) el material se recalca y se empieza a cortar; c) terminación del corte; d) expulsión del disco; e) retroceso del punzón; /) pie/a agujereada; g) sujetador

Las aristas del corte constituyen en el agujereado y en el recorte una línea cerrada en si misma. En contraposición con el paulatinamente progresivo corte de la tijera, el proceso de trabajo es repentino al agujerear de modo que el material es sometido ahora a un esfuerzo violento. Las huellas de este empleo de fuerza pueden observarse claramente sí contemplamos más de cerca las paredes del agujero y del disco. Veremos que los bordes de la cala están deformados y no es raro que estén provistos de finas grietas. En la parte inferior de la pieza agujereada se presenta una notable rebaba. Las paredes del agujero son muy ásperas, análogamente a las superficies de corte en el cizallamiento. El disco muestra también fuertes recalcado y rebaba. Al retroceder el punzón se engancha o enclava en el agujero como consecuencia de la deformación que ha tenido lugar en el material, y la pieza es levantada. Para evitar esto la matriz va provista de un separador. Ese enclavamiento que se observa en el punzón que retrocede tiene su explicación en una peculiaridad del comportamiento de los materiales. Las partículas del material situadas cerca de la superficie de corte se separan lateralmente por la presión de corte que ejerce el punzón que baja y por elasticidad vuelven después un poco hacia el centro del agujero. El diámetro del agujero se hace entonces algo más pequeño que el del punzón. Este retroceso como de resorte se llama comportamiento elástico del material y se observa en todos los procedimientos de trabajo con arranque de viruta. 78

AGUJEREADO Herramientas para agujerear Los punzones de mano (fig. 79,1) se construyen generalmente con acero redondo templable. La parte correspondiente al corte o filo, redonda o de otra forma cualquiera ( n » Q, A) se forja previamente, se lima a su medida definitiva y se templa. Hacen de filo las agudas aristas de la superficie inferior y de contrafilo las paredes interiores de una tuerca o también las fibras de un taco de madera dura. Para agujerear materiales blandos, como cuero, cartón o caucho, se emplean los así llamados sacabocados (fig. 79,2). Su filo anular se forma taladrando un hierro redondo y afilando las paredes (ángulo de filo de, aproximadamente, 25 a 35°). En el sacabocados, los discos arrancados al material que se agujerea se van introduciendo en el hueco cilindrico subiendo por él y pudiendo ser expulsados por aberturas adecuadamente dispuestas.

Vig. 79,1 Punzones para agujeros redondos (a) y triangulares (b)

Fig. 79,2

Sacabocados

Fig. 79,3 Tenazas sacabocados

Las tenazas sacabocados son en realidad como pequeñas prensas perforadoras. El punzón y la matriz se mueven uno contra otro con ayuda de una palanca de dos brazos. En la carrera de trabajo se pone ordinariamente en tensión un resorte cónico. La tensión previa del resorte da lugar a la carrera de retroceso en cuanto se deja de presionar sobre los mangos de la tenaza. Hay tenazas sacabocados de distintos tipos. Las que tienen por objeto agujerear materiales metálicos (fig. 79,3) se construyen más robustas que aquellas destinados a perforar materiales blandos (cuero, plásticos) (fig. 79,4). Con objeto de poder ejercer a mano los grandes esfuerzos de corte necesarios para agujerear plancha de acero, por ejemplo, se dota a estas tenazas sacabocados de las llamadas palancas dobles, es decir, que el esfuerzo manual, lo mismo que ocurre con la cizalla de palanca, no se aplica directamente sobre el punzón y la matriz, sino que se transporta allí a través de un segundo juego de palancas. Con ayuda de este dispositivo, llamado de doble multiplicación de palancas, es fácilmente posible si se eligen convenientemente las longitudes de los brazos de palanca, obtener esfuerzos de corte de 10 a 15 veces mayores que el esfuerzo manual aplicado.

les sintéticos,

etc.

7''

AGUJEREADO

Prensas de punzonar En las prensas de punzonar, o punzonadoras (fig. 80,1), la carrera necesaria para el movimiento ascensional y de descenso del punzón se consigue generalmente por medio de lo que se llama una excéntrica, es decir, que el cabezal o portapunzón avanza o retrocede en virtud del movimiento pendular de un pivote excéntrico. Bl gran esfuerzo de corte necesario para agujerear se consigue por medio de una palanca de maniobra de longitud que varía entre I y 2 m y que hace girar la excéntrica.

El punzón, generalmente circular, que va fijado en el cabezal o portapunzón por medio de un tornillo de fijación, va provisto de un pitón de centrado. De este modo, con ayuda de un trazado previo y de los centros de agujero marcados con gránete, es posible agujerear con toda exactitud según plano. La parte del punzón que penetra en el material y también la perforación de la placa de corte o matriz tienen forma cónica. De este modo pasa el punzón fácilmente entre las paredes del agujero y el disco arrancado entre las de la matriz evitándose un rozamiento excesivo y el agarrotamiento del punzón. Especialmente la caída del disco arrancado tiene lugar con toda facilidad.

F¡g. 80,1 Punzonadora: Función de las distintas piezas, a) Palanca de maniobra con superficie de presión dispuesta en forma excéntrica; b) portapunzón; r) herramienta de corte (punzón); ti) matriz; e) plancha con disco

En la punzonadora de husillo (Dúplex) el movimiento de bajada y subida se consigue con ayuda de un husillo (figura 80,2). Un giro del husillo a la izquierda o a la derecha da lugar al movimiento de corte o al de retroceso de la herramienta. La transmisión de fuerza desde el husillo al punzón tiene lugar a través de dos tuercas de movimiento inverso y de los brazos de palanca a ellos (luidos. El husillo y las tuercas tienen roscas a l,i derecha y a la izquierda (compárese con lo que pasa con los tensores de patines). 80

Fig, &0,2 Punzonadora de husillo, u) Husillo; b) y < ) tuercas encontradas; d) palanca de maniobra; e) punto fijo de giro; /) punios de giro móviles; g) portapunzón; h) punzón; i) matriz; k) pieza

AGUJEREADO Esfuerzo de corte y resistencia de corte Para conseguir punzonar de una plancha una rodaja de forma cilindrica, e! esfuerzo de corte necesario deberá ser mayor que la resistencia al esfuerzo cortante en la zona del corte (fig. 81,1). La magnitud de la resistencia al esfuer/o cortante depende de los siguientes factores: I.", de la resistencia especifica al corte del material a agujerear en kp/mm 2 ; 2. de la magnitud de la sección que se trata de punzonar en mm 2 (figs. 81,3 y 4). Resistencia al esfuer/o cortante (kp) - resistencia especifica al corte (kp/mrrr)- Superficie del corte (mm-). La resistencia específica al corte varía según la resistencia del material que se trabaja. El acero St 37 tiene, por ejemplo, una resistencia m í n i m a a la tracción, garantizada por la fábrica suministradora, de 37 kp/mm-. Por medio de ensayos se ha determinado que la resistencia específica de corte, es, aproximadamente, los 4/5 de la resistencia a la tracción, o sea en este caso unos 30 kp/mm- (fig. 81,2). Ejemplo: Un hierro angular de 3 0 ' 6 0 - 5 se provee de agujeros de 0 20. La resistencia a la tracción del material es de 34 kp/mm". Resistencia especifica al corte — 4 / i - 3 4 kp/mm" * 27 kp/mmSuperficie de corte (paredes del agujero) en mm 2 = 20 m m - 3 , 1 4 - 5 mm — 314 mm 2 Resistencia al esfuerzo cortante - 27 kp/mirr-3~14 mm 2 = 8478 kp El esfuerzo de corte ejercido por el punzón de la prensa pun/onadora habrá de ser mayor que 8478 kp para que tenga lugar el deseado arranque de la rodaja' de material. Con carácter general se puede decir: E) esfuerzo de corte necesario pura agujerear es tanto mayor cuanto más fuerte, más resistente, sea el material y cuanto mayor sea la superficie de corle cci lu pared del agujero. Para agujerear o recortar piezas de acero es necesario emplear esfuerzos de corte extraordinariamente grandes. Las prensas empleadas para ello, corno por ejemplo, las de excéntrica y las de husillo, se accionan por medio de electromotores y es costumbre designarlas por su máximo esfuerzo de corte (por ejemplo, se dice: prensa de 80 ó de 150 t). PJ es un símbolo que significa aproximad amenté igual a... ».

?. 81.Z Resistencias especificas a la tracin y al corte de los materiales

-0=30-

1 D-tt

Fig. 81,3 Superficies de corte: a) a disco punzonado

pared del agujero; h) en la rodaja

47,1 mm

\

3

Fig. 81,4 Verdadera magnitud de superficies de corte: a) en punzonados circulares; í>) en punzonados rectangulares

i.'

81

AGUJEREADO Agujereado de materiales diversos En la operación de agujerear, el material es fuertemente deformado en los bordes del punzonado. Únicamente los materiales tenaces y dúctiles, como el acero blando, el cobre y latón blandos y el aluminio, resisten esta enérgica solicitación. Los materiales frágiles o duros, como el acero de herramientas o el de resortes y el hierro colado, se rompen cuando se trata de agujerearlos. Como al agujerear materiales blandos también es de temer que se presenten grietas en las paredes del agujero, los agujeros de piezas en que tenga importancia conservar una gran resistencia (como, por ejemplo, en planchas de caldera, piezas de puentes, etc.) deberán hacerse sólo por taladrado (fig. 82,1). El gran esfuerzo de corte que entra en juego al agujerear somete el material del punzón a solicitaciones muy fuertes poniendo a dura prueba su resistencia. Para un determinado diámetro de agujero crece el esfuerzo de corte con el aumento del espesor de la plancha. Si se ensaya, por ejemplo, el agujereado de planchas cuyo espesor sea mayor que el diámetro del punzón, se romperá éste (figura 82,2). El espesor del material no debe jamás ser mayor que el diámetro del agujero. Cuando se agujerea con el punzón de mano se debe emplear como apoyo o calce del material plomo blando o madera dura (haya, roble, arce, p. ej.). Los tacos de madera deben colocarse poniendo hacia arriba su cara de testa, o cara frontal, es decir, la cara en que se ven los anillos anuales en forma de líneas circulares. Si se pone debajo del material madera blanda (pino, tilo) o sí la madera dura se pone en posición distinta a la indicada,- las piezas que se agujerean resultan fuertemente deformadas. La consecuencia será que los agujeros no saldrán limpiamente hechos ni sus medidas serán exactas.

Peligro de accidente Los trabajos en la prensa de punzonar traen consigo gran peligro a causa de la gran fuerza con que desciende el punzón. Para impedir que puedan introducirse los dedos entre el punzón y la matriz, en la mayoría de las máquinas se dispone una plancha como protección de los dedos (fig. 82,3). Esta protección para los dedos en las máquinas de punzonar no debe quitarse nunca. Si alguna pieza queda enganchada, no deberá nunca meterse la mano entre el punzón y la matriz para agarrarla. FiE. 82,3

Ejercicios 1) ¿Por qué razón se necesitan en el punzonado esfuerzos de corle mayores que en el cizallamienlo? (Se suponen iguales espesores de plancha en ambos casos.) 2) ¿Por qué se denomina el mismo proceso de trabajo unas veces como « agujereado » o « punzonado » y otras como « recorte»? 3) ¿Qué propiedades del material conducen en el agujereado o punzonado a la deformación del borde del agujero y al trabamiento del punzón con las paredes del agujero? 4) Calcular los esfuerzos de corte en el punzón de la tenaza sacabocados (fig. 79,3) en el caso de un esfuerzo manual de 8 kp. Considerar para ello la relación de longitudes de la primera palanca igual a l : 8 y la de la segund^ igual a I : 3. Croquizar el sistema de palancas con las fuerzas que actúan. 5) Calcular ra resistencia al corte en kp para el recorte de una pieza de plancha cuadrada de dimensiones 20 X 20 x 2,5 siendo el material St Vil 23 con una resistencia a la tracción de 35 kp/mm*.

82

Taladrado con la taladradora Las máquinas y aparatos, los depósitos de plancha, las calderas, los puentes y muchas otras obras de construcción, se componen, por lo general, de muchas piezas. La disposición de taladros convenieniemente colocados en esas piezas permite unirlas entre si por medio de roblones o de torni'los. Los taladros se ejecutan con brocas espirales en máquinas taladradoras. El taladro cilindrico se produce mediante arranque de viruta con los filos de la broca. Con objeto de obtener el necesario movimiento de corte se hace mover la broca con movimiento de rotación y, a medida de que paulatinamente se va arrancando viruta, se la empuja lentamente en el taladro que va, poco a poco, aumentando de profundidad (fig. 83,1).

La misión de la máquina de taladrar consiste en suministrar a la broca, al menos, el movimiento de rotación, pero también corrientemente el movimiento de avance yendo, con estos fines, la broca firmemente sujeta en lo que se llama el portabrocas o cabezal de taladrar. A veces se dejan encajadas o, como se dice ordinariamente en los talleres, avellanadas en la pieza cabezas de tornillos o de roblones. Con objeto de hacer los agujeros, o cajeras, cilindricos o cónicos, se emplean herramientas, análogas a las brocas de espiral, tales como la barrena de espiga-guía o la barrena avellanadora, respectivamente. Esta operación del barrenado se hace igualmente en la máquina taladradora (fig. 83,2). Fig. 83,1 Kn e! taladrado se procede a arrancar viruta en lo que ha de ser e! taladro o agujero Puesto que en los talleres metalúrgicos o talleres mecánicos se realizan una gran canlidad de trabajos variados de taladro y de barrenado, construyen también las casas dedicadas a la fabricación de máquinas herramientas una serie muy variada de tipos de taladradoras. Además de taladradoras de sobremesa y taladradoras de columna se construyen, por ejemplo, taladros radiales para piezas voluminosas, lo mismo que taladradoras de varios husillos para el taladro simultáneo de varios agujeros, etc.

F¡K. 83.2 Cajeras para recibir a) un tornillo cilindrico ; b) un tornillo avellanado

83

TALADRADO

Acción y movimientos de la broca Hemos de considerar como partes activas de la broca sobre todo sus filos principales (véase pág. 85). La broca realiza dos movimientos: Un movimiento de rotación alrededor de su eje longitudinal y al mismo tiempo un movimiento longitudinal en la dirección de aquel eje. Como los filos llegan a cortar en virtud del movimiento de rotación, recibe éste el nombre de movimiento de corte. El movimiento rectilíneo que va dirigido hacia el fondo del taladro se llama, por el contrario, movimiento de avance (fig. 84,1). La magnitud del avance se da habitualmente en mm por revolución de la broca, por ejemplo, 0,3 mm/revoluc¡ón. Con ello se fija también el espesor de viruta. En efecto : en una revolución de la broca arranca cada filo principal la mitad del espesor correspondiente al avance. Con esto resulta que e! espesor de viruta = 0,3 mm/2 -^0,15 mm. Proceso del arranque de viruta Al aplicar la broca se encuentra la punta guiada primeramente por la concavidad del granetazo que marca el centro del taladro. El filo transversal que penetra en ese sitio aplasta el material hacia afuera durante todo e! tiempo que media hasta que, al seguir penetrando, entran en acción los dos filos principales y levantan en el fondo del agujero dos virutas del mismo espesor. Simultáneamente el filo achaflanado que gira arranca el material correspondiente de la pared del taladro. Las virutas se alojan en las ranuras helicoidales de la broca y se guían hacia el exterior (fig. 84,2). Las virutas se eliminan de un modo tanto más eficaz cuanto más recto sea el rayado es decir cuanto mayor sea el ángulo del rayado (véase pág. 86). Fifj. 84,1

Movimientos de corte y de avance en el taladrado

Fig. 84.2 Proceso al taladrar, n) Cenlro de agujero marcado con granate, y pieza nivelada; b) aplastamiento con el tilo transversal; c) acción de corte de los filos principal y del bisel; ti) salida de la viruta; e) la broca atraviesa la pieza

84

TALADRADO

Broca espiral Constitución, características y designaciones La broca espiral, construida partiendo de una barra redonda de acero, obtiene su forma característica, por medio de las ranuras que suben por ella en forma helicoidal y que sirven para guiar las virutas. La sección llena que queda entre las « ranuras para virutas» se llama núcleo o alma de la broca. La punta de la broca está afilada en forma cónica. En la intersección de las ranuras que hemos llamado «para virutas», con la superficie afilada, se forman los dos labios o filos principales y en la zona del núcleo el filo transversal (fig. 85,1). Con objeto de que los filos principales puedan penetrar en el material, se « afilan », « destalonan » o « despullan » es decir que su superficie cónica se desplaza frente al eje de la broca de tal modo que únicamente las aristas que son delanteras, considerando la dirección del movimiento de giro, es decir los'filos principales, irán apoyadas en el fondo del taladro, yendo por el contrario «libres» todas las partes de superficie colocadas detrás. Kl extremo de la broca por donde se sujeta a la máquina, es decir, el mango, tiene cuando se trata de diámetros pequeños (< 10 mm) *, ordinariamente forma cilindrica y cuando los diámetros son mayores (> 10 mm) 1 , forma cónica (fig. 85,2). Las-superficies cilindricas que suben en forma helicoidal entre las antes citadas ranuras se rectifican a la medida exacta de la broca y se fresan por detrás de tal modo que queden delgados « biseles » o « fajas de guía ».

Fig. 85,2 Formas del mango

Fig. 85,1 Características y designaciones en la broca cilindrica, a) Mango; b) ranuras para virutas (forma helicoidal); c) biseles o lajas de gula; i/) filos principales; e) filo transversal

Fig. 85,3

Hélice y espiral

La designación « broca espiral », aun cuando impropia, ha tomado carta de naturaleza en nuestros talleres; lo correcto seria llamarlas brocas helicoidales dada la forma helicoidal con que suben por ella las tantas veces citadas ranuras. También es corriente llamar a las hélices de la broca, rayados de la broca. Forma espiral es la que tienen los resortes de reloj, que están, como sabemos, arrollados en un plano (fig. 85,3).

1 < 10 = símbolo para indicar « menor que 10 mm; > 10 = simbolo para indicar « mayor que 10 mm; recuérdese que el símbolo para- indicar « d e igual magnitud o valor» es —.

85

TALADRADO

Ángulos en los filos de la broca Ángulo de otaque y

O

Lo mismo que en las limas, los cinceles o las hojas de sierra, intervienen también en la broca los ángulos que caracterizan a toda 1 herramienta para arranque de viruta y que son 1os de corte o de filo, de ataque y de incidencia, que aquí llamaremos de destalonado. En la broca son estos ángulos más difíciles de reconocer y de medir que en las demás herramientas de corte. Ángulo de ataque y Para poder juzgar sobre las relaciones de magnitud de los ángulos en los filos principales hay primeramente que observar el llamado grado de pendiente de las ranuras para viruta. Se entiende por grado de pendiente la inclinación de la hélice o del rayado, es decir ei ángulo entre el eje de la broca y la arista del bisel o faja de guía. Cuanto más empinado sea el rayado, tanto más pequeño será el ángulo de pendiente del rayado y viceversa. Este ángulo corresponde aproximadamente a lo que hemos llamado ya antes ángulo de ataque y, es decir, al ángulo con respecto a la vertical (eje de la broca) bajo el cual la viruta se desliza sobre la superficie de trabajo (fig. 86,1 a).

Ángulo de incidencia 01

Ángulo de corte fl Juntamente con la magnitud del ángulo de rayado o ángulo de ataque se determina en la broca la magnitud del ángulo de corte fi. /? ^- ángulo entre la superficie de las ranuras para viruta y la superficie de afilado posterior o de despulla (figura 86,1 b). Ángulo de ataque grande =- ángulo de corte pequeño, ángulo de ataque pequeño •= áng'ilo de corte grande. Con objeto de que los fil_ j de la broca espiral puedan soportar las grandes resistencias de corte .que se presentan al taladrar materiales duros y frágiles, se da a estas brocas grandes ángulos de corte (fl f- 70°); para (aladrar materiales blandos, por el contrario, se necesita un ángulo de corte de únicamente 45...50°. Por lo tanto, para obtener en la broca espiral los ángulos correctos de corte, deberá elegirse en cada caso un determinado ángulo de pendiente del rayado (ángulo de ataque).

Ángulo de destalonado ) cabezal de sujeción; c) Vaina de husillo; d) Rueda dentada; e) poleas de transmisión; /) motor

Dos poleas de transmisión formando pareja constituyen, juntamente con las correas que transmiten el esfuerzo, un mecanismo de transmisión por correa; las ruedas dentadas, emparejadas también, forman lo que se llama una transmisión por engranajes (véase taladradora de mano). Empleando varias parejas de poleas con sus correas o varios pares de ruedas dentadas se puede hacer girar con más o menos rapidez, según necesidades, el husillo de taladrar. Husillos, cremalleras y mecanismos de transmisión, son elementos y dispositivos frecuentemente empleados en las máquinas. No solamente los encontraremos constantemente en los muchos tipos de taladradoras que existen, empezando por la sencilla taladradora de mano y terminando por la de husillos múltiples, sino también, en general, en la mayor parte de las máquinas herramientas (fig. 88,2). El husillo de las taladradoras de mano (que son máquinas de taladrar transportables a mano) es accionado por medio de un manubrio y el esfuerzo muscular del hombre, o también por medio de un pequeño electromotor. Estas taladradoras de mano son preferidas para los trabajos que se realizan fuera del taller o también para taladrar piezas muy voluminosas. El avance se realiza, por lo general, con ayuda de un husillo helicoidal y una sufridera.

Fig. 88,2 Mecanismo de engranajes de la taladradora de mano, a) « Marcha lenta» del husillo; b) «marcha rápida» del husillo

88

El mecanismo de engranajes, tanto el de las taladradoras accionadas a mano como el de las que lo son por electromotor, facilita habitualmente el uso de dos distintas velocidades de rotación (marcha « lenta » y marcha « rápida ») (figura 88,2).

TALADRADO

Movimientos de rotación El husillo de la máquina de taladrar, y la broca por él arrastrada, realizan un movimiento de rotación. En éste, cada punto de las piezas que giran describe una trayectoria circular cuyo centro se encuentra en el eje de rotación correspondiente (fig. 89,1). Los «puntos» situados sobre la superficie de la Tierra, tales como casas, árboles y personas, están sometidos al movimiento de rotación de la Tierra alrededor del eje de giro (eje terrestre) que pasa por los polos Norte y Sur. A una revolución o giro le corresponde un trayecto recorrido cuya longitud es igual al perímetro de la correspondiente curva Irayectoria. Ejemplo: Un punto de la periferia de una muela de afilar (fig. 89,2) de 200 mm 0 recorre en una revolución un trayecto de 200 mm 3,14 = 628 mm.

Número de revoluciones

89,1 Movimien tos circulares en el husillo de [aladrar

Lo mismo que cuando se trata de movimientos rectilíneos, los movimientos de rotación pueden tener lugar también con rapidez mayor o menor.

9,2 Camino reo en cada revo= perímetro la trayectoria cirlar

El eje de la dinamo del faro de una bicicleta gira notablemente más aprisa, por ejemplo, que el cubo de la rueda delantera cuya llanta acciona la dinamo. El árbol del motor de accionamiento de la taladradora gira, generalmente, con mayor rapidez que el husillo de taladrar por él accionado. La rapidez de un movimiento de giro se determina por el número de vueltas realizadas en un tiempo determinado, por ejemplo, en un minuto o en un segundo. Viene dada esa rapidez por el número de revoluciones (n). La placa de características del motor de accionamiento de una taladradora da su número de revoluciones que será, por ejemplo, un número tal como 1485 rev/min (n — 1485 rev/min). El segundero de un reloj de bolsillo da I rev/min mientras que la aguja que marca las horas da 2 rev/24 h. Todos los datos de esta clase constitu- Fie. 89,3 A números iguales de revoluciones1 yen una medida de la rapidez del movimiento de rotación. (rev/min) corresponden velocidades diferentes en un movimiento de giro

Velocidad de los movimientos de rotación Si se observa con más detenimiento una muela de afilar que esté sometida a movimiento de rotación, se puede fácilmente determinar que las partículas abrasivas dispuestas en la perifecia de la muela recorren, en un tiempo delerminado, trayectos mucho mayores que los de las que se encuentran en las proximidades del eje de giro. Pero puesto que se entiende por velocidad el camino recorrido en un tiempo determinado, se puede enunciar para todos los movimientos de rotación la siguiente conclusión : Los puntos que se hallan sobre un mismo diámetro tienen, pese a su misma, común, velocidad de rotación, muchas distintas velocidades. La máxima velocidad la tienen aquellos puntos que se hallan sobre la periferia (velocidad periférica o circunferencial) mientras que tienen las mínimas aquellos puntos que se hallan en las proximidades del eje de rotación (fig. 89,3).

Fig. 89,4 Camino de corte del filo por cada revolución = perlmelro de la broca

fALAORADO En el centro de un árbol por muy rápido que éste gire no existe movimiento alguno; la velocidad en el eje de giro es, por lo lanto = O m/s. La velocidad en los movimientos de giro no tiene, por lo tanto, de ningún modo, el mismo significado que el número de revoluciones y no debe confundirse con éste. En las herramientas para arranque de viruta, mediante movimiento circular de corte, tales como brocas, fresas, etc., la velocidad circunferencial se denomina velocidad de corte y se da en metros por minuto (m/min). Si se conoce el número de revoluciones por minuto de la broca, se deducirá de este dato el camino recorrido en un minuto, es decir, la velocidad de corte; ésta valdrá: perímetro• número de revoluciones. Ejemplo: Para una broca de 50 mm 0 el perímetro es 0,05 m-3,14 *= 0,157 m (fig. 89,4). Si la broca da 200 rev/min, su velocidad de corte será = 200-0,157 m = 31,4 m/min. Sentido de rotación o giro En los talleres se ha visto que es conveniente, cuando se trata de movimientos de rotación, indicar como dato el sentido del mismo. Así, se dice que un movimiento de giro, o de rotación, tiene el sentido de giro « a la derecha», significando con ello que el giro tiene lugar en ei mismo sentido que las agujas de un reloj. El sentido inverso se llama giro « a la izquierda» (figura 90,J). Hay brocas con rayado a la izquierda y a la derecha. Las primeras cortan hacia la izquierda, contra el sentido de las agujas de un reloj, y las últimas hacia la derecha, en el sentido de las agujas.del reloj. Los tornillos se introducen, por lo general, mediante un giro a la derecha y se suelian girándolos a la izquierda. En los tornillos llamados de rosca izquierda ocurre lo contrario. Fig. 9Ú,t Sentido Je «ÍTO de movimientos de rotación. K) en sentido de tas agujas del reloj = giro a la derecha; L) en sentido contrario a las agujas del reloj — giro a la izquierda

La designación « giro a la derecha o a la izquierda » es completamente arbitraria, (oda vez que se considera el sentido del movimiento de giro mirándolo siempre desde el lado en que está el accionamiento. En las brocas, por lo tanto, desde el mango, y no desde la punta de la misma.

Trabajo de taladrado Granetcado del centro de los taladros

En los planos de taller se acotan los centros de (aladro. Se indican también las distancias entre los taladros de centro a centro (fig. 90,2). La punta de la broca penetra primeramente en el material empezando por el centro del agujero. Por esta razón hay que tener cuidado de que en esc punto esté bien guiada la broca. Si rio ocurre esto asi, la broca se desvía. El centro del (aladro, previamente trazado, se marca enérgicamente con el gránete: la cavidad que se produce con esto en £l material suministra la primera guía a la broca.

TALADRADO

En trabajos de precisión se traza lo que se llama una circunferencia de control del diámetro del agujero y se marca con gránele (fig. 91,1). Cuando la posición de la broca durante el trabajo es la correcta quedarán al final los puntos de gránele corlados por la mitad. Si la broca se desvía, puede reconocerse esto anticipadamente por el trazado hecho y puede marcarse de nuevo con el gránete.

Elección de la broca correcta El diámetro de la broca va grabado en el mango de la misma; se verá, por ejemplo, 8,8 mm, como señala la figura 91,2. Si las cifras no se reconocen bien, por algo de desgaste que pudiera tener el mango, se podrá determinar la medida de la broca en la parte superior, donde terminan los filos, utilizando para ello el pie de rey (fig. 91,2). No debe medirse nunca por los filos de bisel o fajas de gula. Las brocas grandes tienen un filo transversal muy grande que no encuentra una buena guia en el grandazo que marca el centro y por esta razón se desvían con facilidad. Los taladros grandes se taladran previamente con broca pequeña (fig. 91,3). Entonces sirve el taladro previo de guía y al mismo tiempo para descargar el filo transversal de la broca grande. El diámetro del (aladrado previo debe ser algo mayor que el diámetro del núcleo de la broca que se va a emplear a continuación. El aluminio, cobre, materiales sintélicos, etc., se taladran con brocas especiales. Las brocas especiales tienen distinto rayado y afilado de la punta que las brocas de espiral corrientes. La forma de su filo se acomoda a las especiales características del material, como resistencia, dureza, tenacidad o fragilidad. Las brocas especiales producen taladros limpios y ahorran tiempo en la operación.

Ajuste del número de revoluciones en la taladradora

Fig. 91.3

Para elegir el número de revoluciones correcto juega, sobre todo, un pape! importante el diámetro de la broca. Cuanto mayor es éste tanto mayor se hace también la velocidad periférica que se presenta en sus cuchillas (velocidad de corte). Ejemplo: Diámetro de la broca Número de revoluciones Perímetro en m = 0,01 3,14 = Perímetro-número de revoluciones (velocidad de corte)

10 mm 1000 rev/min 0,0314 m

30 mm 1000 rev/min 0,0942 m

3 1 , 4 m/mín

94,2 m/min

Ahora bien, cuando la velocidad de corte es demasiado grande se produce recocido o rotura de los filos. Para evitarlo se taladran los agujeros de pequeño diámetro con elevado número de revoluciones y los de diámetro grande, por el contrario, con pequeño número de revoluciones.

No solamente el diámetro del agujero, sino también el material a trabajar juegan su papel a la hora de elegir el número de revoluciones adecuado. Cuanto más resisientc y duro sea el material a trabajar, tanto más pequeño tendrá que ser el número de revoluciones.

TALADRADO Cuando se emplean brocas de acero rápido en lugar de brocas de acero de herramientas, podremos hacer el número de revoluciones 1,5.. .2 veces mayor. Las brocas con filos de metal duro pueden trabajar, sin recocerse, con número de revoluciones 5 veces mayor que las brocas de acero rápido. La presión de avance a mano hay que elegirla por impresión, por tacto, de tal modo que no se produzca, especialmente para las brocas de diámetros pequeños, rotura por flexión lateral. Resulta especialmente grande el peligro de rotura cuando la punta de la broca llega a atravesar el material. Los filos se enganchan fácilmente y, como consecuencia del gran trabajo a la torsión, se rompe la broca.

Refrigeración y lubricación de la broca

,

^m

Al taladrar se produce rozamiento en los sitios de contacto entre los filos o cuchillas y las paredes del agujero. Tanto la herramienta como la pieza pueden calentarse con ello notablemente. La punta de la broca puede recocerse con lo cual se embota y queda inservible prematuramente. Para evitar esto, habrá que disminuir el rozamiento y desviar o eliminar rápidamente el calor producido, es decir que habrá que lubricar y refrigerar suficientemente la punta de la broca. El medio empleado generalmente para refrigerar y lubricar es la taladrina mezclada con agua que se aplica a la punta de la broca con una brocha.

Cuidados con herramientas y máquina Las brocas hay que manejarlas cuidadosamente. Ante todo hay que proteger sus filos templados de los posibles deterioros a consecuencia de golpes y caídas. Las brocas embotadas no penetran ya sino difícilmente en el material. Al taladrar, se conoce el embotamiento en que en el borde superior del agujero se forma un abultamiento y en la parte inferior una fuerte rebaba. En la misma broca se nota primero el desgaste, por regla general, en el sitio de contacto entre el filo principal y el de bisel, que se halla en la periferia (fig. 92,1). La taladradora necesita constantes cuidados. La mesa de la taladradora hay que limpiarla de virutas después del trabajo. Sobre todo las virutas pequeñas, por ejemplo, las de fundición gris, actúan cuando se meten en los soportes o guías de la máquina como un medio abrasivo y dan lugar a un prematuro desgaste o deterioro de las partes en movimiento. Los restos y salpicaduras de refrigerante deben quitarse con cuidado porque en caso contrario se producen oxidaciones.

Afilado de las brocas embotadas Las brocas de espiral cortan únicamente bien cuando el afilado de la punta es correcto, o sea cuando los ángulos que intervienen en los filos de la broca se mantienen con exactitud. Por experiencia se sabe que esto no se consigue sino con ayuda de una máquina para afilar brocas de espiral o, al menos, de un montaje especial aplicado a una muela corriente. Si, a pesar de esto que decimos, hubiera que afilar a mano se dará lugar, generalmente, a faltas. 1. Al taladrar sobre acero u otros materiales tenaces no se produce nada más que un bucle de viruta. La broca se desafila rápidamente. Sólo uno de los filos principales llega a cortar. Esto es solamente posible cuando ambos filos o cuchillas están afilados bajo un ángulo distinto respecto al eje de la broca. En este caso uno sólo de los filos tiene que correr con todo el trabajo del arranque de viruta, es decir con todo el trabajo de facilitar toda la profundidad de avance. Ese filo resulta así sobrecargado y la herramienta se desafila rápidamente (fig. 92,2).

TALADRADO 2. El taladro resulta notablemente mayor que el diámetro de la broca de espiral, por ejemplo, 12,6 en lugar de 12.0 mm (fig. 93,1). Todas las brocas de espiral hacen el taladro un poco mayor que lo que correspondería a su diámetro. Esto tiene por causa la defectuosa guia de la broca en el centro del agujero. Durante el taladrado se desvia la punía de modo que los filos en bisel arrancan todavía algo de material de las paredes del agujero. El exceso de medida es de magnitud variable; cuando se taladra en acero vale, según sea el diámetro de la broca, de 0,1 a 0,2 mm y cuando se trabaja con el aluminio y demás materiales blandos, de 0,5 a 1,0 mm también según el diámetro de la broca. Como aquí se ha sobrepasado notablemente el exceso corriente de medida (0,1 mm), habrá que atribuir la causa únicamente a un afilado excéntrico. El diámetro obtenido se rige en este caso siempre por la cuchilla o filo que tenga mayor longitud.

Fie. 93,1

3, La broca no corta sino que « comprime». Se necesita emplear una gran presión de avance sin que se consiga, no obstante, un arranque que valga la pena (fig. 93,2). Los filos principales no están suficientemente destalonados y no pueden, como consecuencia de esto, penetrar en el material. Cuando se afila a mano hay que tener en cuenta, por lo tanto, lo siguiente: 1. Ambos filos principales tienen que guardar un ángulo exactamente igual con respecto al eje de la broca (fig. 93,3a) (comprobarlo con plantillas de afilar) (fig. 93,4). 2. Hay que guardar siempre la posición exactamente centrada de los filos principales (fig. 93,3 b). 3. La punta de la broca debe estar correctamente destalonada (figura 93,3 e).

. 93,3

El destalonado correcto se reconoce en el ángulo que forman entre sí los filos principal y transversal. Este ángulo suele valer en brocas con ángulo en la punta de 116a, unos 55°.

Sujeción de herramienta y pieza Las brocas de mango cilindrico se sujetan en portabrocas, o mandriles de taladrar, especiales, llamados de dos o de tres mordazas. Estas mordazas desplazables radialmente, es decir en dirección del radio, facilitan la sujeción de brocas de diámetros diferentes (fig. 94,1).

TALADRADO Los esfuerzos de rozamiento que se presentan en las superficies de sujeción de las mordazas,, arrastran consigo la broca. El portabrocas de dos mordazas tiene, generalmente, en el fondo dos superficies en cuña que se aprietan fuertemente contra dos superficies del mango impidiéndole así que pueda girar. Las brocas con mango cónico se colocan directamente en el correspondiente taladro del husillo (figura 94,2). Cuando, en el caso de brocas de pequeño diámetro, resulla el cono interior del husillo mayor que el exterior del mango de la broca, lo que se hace es utilizar vainas o casquillos intermedios. Para soltar estas brocas se utiliza una cuña que empuja hacia abajo la mecha del mango cónico que asoma por la ranura transversal del husillo. Las piezas tienen que apoyar bien sobre la mesa de taladrar y ser aseguradas contra un involuntario vuelco o un resbalamiento lateral que pueden presentarse como consecuencia de la presión de avance. La mesa de la taladradora debe estar, antes de comenzar el trabajo, completamente limpia de virutas. Con objeto de no deteriorarla cuando atraviesa la broca de parte a parte, se colocan debajo, o bien piezas paralelepipédicas que dejen entre si el hueco necesario para alojar la punta de la broca, o bien tacos de madera dura. Las piezas cilindricas se sujetan en un prisma o pieza en « u v e » y se aseguran contra el giro por medio de un estribo de fijación.

Prevención de accidentes durante el trabajo de taladrado Los husillos de taladrar son peligrosos cuando están en funcionamiento porque pueden arrastrar consigo ropas flotantes o cabellos que cuelguen. Deben i i p 94,3 llevarse ropas bien ajustadas (sobre todo las mangas). Es recomendable llevar el cabello bien corto. La pieza debe estar asegurada contra el giro que tiende a darle la broca. Las virutas y, sobre todo, los bucles largos no deben retirarse con la mano, sino empleando un gancho adecuado para ello. Ejercicios

1. ¿Por qué razón al taladrar se trazan circunferencias de control cuando se realizan trabajos de precisión? 2 Explicar el modo de formarse una viruta al taladrar y qué filos de la broca de espiral intervienen en ello. 3. ¿Qué precaución hay que tener especialmente en cuenta en el afilado manual de brocas de espiral? ¿Cómo se ponen de manifiesto en el trabajo los defectos de afilado? 4. ¿Por qué razón se acciona el husillo de la taladradora de mano con dos números de revoluciones distintos? 5. Calcular en m/min la velocidad de corte de una broca de 200 para un número de revoluciones del husillo n = 450/min; explicar la marcha del cálculo. 6. ¿Qué misiones tiene que cumplir la taladrina durante el proceso de taladrado? 7. En la medición, realizada con pie de rey, de un taladro hecho en acero mediante una broca de espiral de 200 se obtiene una medida de 20,5 í5. Explicar las causas hipotéticas.

94

Raspado con escariador Cuando se trata de asegurar entre si piezas en sus posiciones relativas, como pasa, por ejemplo, en herramientas de corte, se utilizan pasadores o también tornillos ajustados. Para eslo se agrandan, o alisan, con auxilio del escariador, los agujeros taladrados con la broca de espiral. Los taladros de los soportes se utilizan para alojar árboles en rotación. Con objeto de mantener pequeño el rozamiento en los soportes o cojinetei (véase pag. 69) debe ser la pared del agujero tan lisa como pueda conseguirse. El taladro debe tener un diámetro ligeramente mayor que el del árbol que ha de alojar (debe presentar un pequeño exceso de medida) con objeto de que éste pueda girar fácilmente en él y, a pesar de ello, sin chacolotear dentro (sin juego). Las necesarias exactitud de medidas, uniformidad y lisura (calidad superficial) de esos taladros de soporte se consiguen en virtud de esa operación de escariado. Los agujeros de roblones cuyos ejes no coincidan exactamente, se corrigen en cuanto a este defecto medíante escariado con objeto de que los roblones puedan ser introducidos sin dificultad. En el escariado de taladros se arrancan de sus paredes virutas pequeñísimas por medio de las herramientas de corte adecuadas que se llaman escariadores (fig. 95,1). Los taladros se llevan así al diámetro exacto que deben tener. Los defectos de forma, tales como la discrepancia de las paredes con una forma exactamente cilindrica, se eliminan con el escariado. La aspereza de paredes de los taladros hechos con la broca de espiral se alisan y afinan al mismo tiempo. Los escariadores de mano se introducen cuidadosamente con ayuda de un giramachos, presionando (movimiento de avance) y girando (movimiento de corte) ligeramente (fig. 95,2a). Los escariadores para trabajar con máquina se sujetan en el portabrocas de la taladradora o en el casquillo del husillo del cabezal móvil del torno (fig. 95,2 b y c). En la taladradora le son aplicados a la herramienta los movimientos de avance y de corte mediante el husillo de taladrar. En el torno lo que se mueve es la pieza, que gira frente a la herramienta y es únicamente desplazada contra el taladro. Fig. 95,1 (arriba) Ejecución de un taladro ajustado. a) Taladrado previo con la broca espiral; b) escariado con el escariador FÍE. 95,2 (abajo) Movimientos durante el escariado. a) Escariado a mano; b) escariado en taladradora; c) escariado en el torno

95

ESCARIADO

Proceso de trabajo en el escariado Los filos o cuchillas del escariador pueden arrancar material de las paredes del taladro cuando el taladrado previo pre•ente frente al diámetro del escariador un reducido defecto de medida. Las virutas van siendo arrancadas en virtud del movimiento de corte circunferencial de las cuchillas del escariador que van introduciéndose paulatinamente en el taladro (fíg. 96,1). Como e! proceso de arranque de virutas se reparte uniformemente sobre varios filos (6-18), cada uno de ellos arranca sólo muy pocas virutas. Únicamente la parte delantera de las largas cuchillas del escariador, llamada entrada, que es la que se introduce primero en el agujero, está afilada en forma cónica. Es-la parte de las cuchillas que arranca las virutas. La parte larga, que sigue a la que hemos llamado entrada, se mantiene con forma aproximadamente cilindrica y sirve para guiar de modo más seguro el instrumento en el taladro (parte llamada de guia). Los escariadores no se desvían, en virtud de esta buena guia, tan fácilmente como las brocas de espiral, por ejemplo. Con objeto de que la parte de guia no frote de modo innecesariamente fuerte en las paredes del taladro ya alisadas, a veces se hace suavemente cónica. También las pequeñas virutas que se forman durante el escariado se quiebran cuando, según sea la tenacidad del material que se arranca, han adquirido una determinada longitud.

Fig. 96,1 Proceso de arranque de viruta en el escariado

Fig. 96,2

96

Paso o división de escariadores

En el punto de rotura puede fácilmente formarse una pequeña cavidad. Si todos los filos del escariador estuvieran uniformemente distribuidos a lo largo de su periferia, es decir, si el paso del escariador fuera uniforme, las virutas se romperían siempre en el mismo sitio. Como los dientes se sabe por experiencia que se clavan fácilmente en esos sitios, se van profundizando los punios de rotura paulatinamente y se forman unas marcas o surcos que estropean la buena calidad superficial del taladro. Esto se evita haciendo que los filos o cuchillas estén dispuestos de modo no regular sobre la periferia de la herramienta. Ejemplos: E[ reparto regular de, por ejemplo, 8 cuchillas da un ángulo en el centro de 45 entre cada dos cuchilla:; contiguas. En una distribución no regular se elegirían, por ejemplo, para 8 cuchillas los siguientes ángulos en el centro: 42°, 44°, 46°, 48°, 42°. 44", 46°, 48°. Con esto resultan siempre 2 dientes exactamente enfrentados (fig. 96,2). El peligro de enganche de los dientes puede evitarse también mediante una Corma helicoidal de las cuchillas (escariadores llamados de dientes helicoidales).

Escariadores Las cuchillas cuneiformes del escariador se fresan en la periferia de un acero redondo. Ante cada arista de.una cuchilla hay una ranura para viruta que aloja la viruta arrancada (fig. 97,1). El mango del escariador, o bien está provisto de un cui.drado para encajarse en el giramachos (escariador de mano), o bien está constituido en forma cónica para ser sujetado en el casquillo del husillo de la taladradora (escariador de máquina) (fig. 97,2). Hay también escariadores de máquina con mango cilindrico.

Ángulos en la cuchilla Como los escariadores no deben arrancar nada más que virutas muy pequeñas, se escogen los ángulos de ataque de las cuchillas con unos O . . . — 5". Es decir, que los dientes no cortan, sino que rascan (véase pág. 65). Cqn eslo se disminuye también el peligro de que se enganchen los dientes. A consecuencia de la conformación cilindrica de la superficie de trabajo, el ángulo de ataque;' es aqui el ángulo entre la superficie de ataque y el radio, es decir, la normal en el punto de contacto de la arista cortante con la superficie de la pieza. El ángulo de incidencia n es el que forman la recta que toca en esc punto, es decir, lo que se llama la tangente (cuya posición es normal al radio) y la superficie de incidencia.

Fig. 97.1

Las cuchillas del escariador

O

El ángulo de incidencia se obtiene, después del esmerilado cilindrico de las cuchillas a un diámetro exacto, por medio de un sub- Fig. 97,2 Extremo del escariador (mango) siguiente afilado de des- para ser sujetado, a) Escariador d« mano; b} escariador de máquina (cónico); c) escatalonado de 5 a 8". Se riador de máquina (cilindrico) destalona de tal modo que permanezca sólo un estrecho bisel de guia. Los escariadores de mano tienen una entrada larga (fig. 97,3 a). Esto hace que no se ladeen con tanta facilidad al empezar a penetrar. Estas entradas largas tienen, empero, el inconveniente de que cuando se escarian materiales tenaces se forman bucles de viruta muy anchos: las cuchillas se sobrecargan fácilmente y pueden romperse. Los escariadores de máquina son más cortos que los de mano. Como van conducidos con gran seguridad en el portabrocas de la taladradora, y no se ladean, por lo tanto, tan fácilmente, no necesitan una entrada tan larga.

FÍR. 97.J Entradas en los escariadores, a) Escariador de mano; b) escariador de máquina

Los escariadores para agujeros no pasanles (taladros ciegos) no deben tener sino una entrada muy corta, para que se pueda producir el escariado hasta tan cerca del fondo como sea posible (figura 97,3 b).

97

ESCARIADO

Forma de los dientes La mayoría de los escariadores van provistos de dientes rectos, es decir, que sus filos tienen forma recta y van dispuestos paralelamente al eje de la herramienta. Las herramientas de dientes en espiral o mejor dicho, de forma helicoidal, se emplean para el escariado de taladros provistos de ranuras, o de agujeros, o de lumbreras. Los escariadores provistos de dientes rectos se clavarían en los bordes también rectos de las ranuras, chaveteros y análogos, y los filos cortantes se romperían. La inclinación de! rayado (compárese con el sentido de giro) va en sentido opuesto a la dirección de corte o de giro del escariador. Es decir, que la herramienta, que ordinariamente corta con un movimiento a la derecha, se proveerá de aristas cortantes con forma helicoidal izquierda (fig. 98,1). Si el rayado de la herramienta v el movimiento de giro fueran ambos del mismo sentido, el escariador, lo mismo que sucede con una broca de espiral, se introduciría a manera de un sacacorchos en el taladro y se atascaria en él.

Hélice a la izquierda

1 11?. 98,1 Sentido de movimiento de los filos del escariador

Escariadores ajustables

r— D Escariadores . i | i . . i , i N r

O

FÍE- 98,4 Escariadores cónicos, a) Escariador desbastador i b) escariador para trabajo previo; c) escariador de acabado

9)1

El diámetro de los escariadores con dientes fresados, o sea de los llamados escariadores fijos, se hace más pequeño cada vez que se afila la herramienta. Por esta razón, los escariadores fijos son poco tiempo utilizables para el escariado de un determinado diámetro de taladro. Ya casi desde el primer afilado no pueden usarse nada más que para el escariado previo. Todos los dientes de los escariadores ajustables van introducidos y guiados en ranuras longitudinales pudiendo, con ayuda de anillos roscados, desplazarse sobre superficies cónicas en dirección axial, es decir, en la dirección del eje de la herramienta (figura 98,2). Como consecuencia del deslizamiento sobre la superficie cónica, se desplazan las cuchillas al mismo tiempo en dirección del diámetro, es decir, radialmente, hacia fuera. Con esto puede compensarse el desgaste que se produce en el afilado. Los escariadores para enchufar, no llevan mango. Están constituidos sólo por la parte provista de cuchillas, que es hueca y que puede fijarse en un mandril de sujeción (figura 98,3). Con esto resulta posible, especialmente en el caso de grandes diámetros, ahorrar material de elevado precio ya que el mandril de sujeción puede estar hecho de acero barato. Hay escariadores cónicos que se utilizan, por ejemplo, para escariar los casquillos cónicos en que ha de introducirse el cono de las herramientas. Los taladros correspondientes se ejecutan previamente de modo escalonado. Como con los escariadores cónicos hay que arrancar más cantidad de viruta, se utiliza un juego (3 piezas) (figura 98,4). Fig. 98,3

Escariador para ir enchufado

RSCARIADO

Medición y medidas Exactitud de medidas de las piezas Se dice que una pieza es exacta en cuanto a medidas, cuando las longitudes de sus aristas, de sus diámetros, etc. coinciden con los datos dimensionales que dan las cotas indicadas en el plano de taller. Al comprobar con instrumentos de medición exactos — por ejemplo, calibres de precisión — las medidas obtenidas en la pieza, puede, empero, ponerse de manifiesto que, según sea el procedimiento de trabajo empleado para obtener la pieza, discrepan más o menos de las medidas exigidas en el dibujo, es decir que todas las piezas se obtienen siempre únicamente con mayor o menor exactitud. El diámetro de un taladro escariado se diferencia, por ejemplo, menos de la medida exigida que el que ha sido obtenido con la broca de espiral. Cuando se forja un vásiago de 50 D resulta difícil, por no decir imposible, obtener la medida exigida, ni siquiera aproximadamente, si no quiere uno lener que conformarse con someler la pieza a varios engorrosos y costosos calentamientos en la fragua. Si, por el contrario, se quisiera construir el mismo vastago mediante un acabado con lima, podrá esperarse que las medidas obtenidas en las aristas de la pieza se diferencien sólo muy ligeramente de las medidas exigidas por el dibujo. Este hecho se tiene en cuenta haciendo ?«. 99,1 u E n '° s trabajos bastos, como lo son, por ejemplo, los de lorja, hay que contentarse con admitir discrepancias bástanle que en todas las piezas se toleren detergrandes con las medidas exigidas en el plano minadas discrepancias con las cotas del dibujo. La magnitud de las diferencias admisibles guarda relación con el procedimiento de trabajo. En el trábalo «basto», por ejemplo, en el trabajo de forja, se toleran diferencias mayores (por ejemplo, varios milímetros) (fig. 99,1). En el trabajo fino, como, por ejemplo, en el de escariado, se admiten sólo discrepancias pequeñas ('/•a mm y menos) (fig. 99,2). Las máximas diferencias de medida admitidas ordinariamente en las piezas con respecto a las colas del plano se han ñjado como valores experimentales para distintos procedimientos de trabajo, tales como los de forja y embutición, los que tienen lugar con arranque de viruta ', etc. Para designar de modo inequívoco las diferencias admisibles, se emplean expresiones técnicas especiales. Estas expresiones deben sernos conocidas porque en determinados casos intervienen también en el dibujo de taller.

Fie. 99,2 Las piezas timadas con exactitud deben discrepar muy poco de las medidas del plano

Véase Jütz-Scharkus, SlofC-Zahl-Forrn (Material-Nú mero-Forma) pan. 143.

99

ESCARIADO

Discrepancia de medidas La cota del dibujo, por ejemplo, 50 0, se denomina medida nominal (fig. 100,1). La medida de longitud en que la pieza se admite que supere a la medida nominal, se llama diferencia superior y aquella medida en que la pieza puede ser inferior se llama diferencia inferior. Adicionando la diferencia superior, por ejemplo, 4- 0,4 mm, a la medida nominal, se obtiene la medida máxima de la pieza y restando de la citada medida nominal la diferencia inferior, por ejemplo, — 0,4 mm, se obtiene la medida mínima. La exactitud que se tolera como admisible en la fabricación de una pieza, se llama tolerancia y es la diferencia entre las medidas máxima y mínima. Cuando se indican en el dibujo las diferencias, es corriente ponerlas en cifras pequeñas detrás de la medida nominal. En este caso pondríamos :

+M 50 - ••* Ejemplo: 50

0 +M —M

Trabajo de lima:

¡•ir 100,1 Designaciones de las discrepancias admisibles en la pieza

Medida nominal diferencia superior diferencia inferior

50 mm I- 0,4 mm — 0,4 mm

Medida máxima = medida nominal -I- diferencia superior = 50 mm -f 0,4 mm - 50,4 mm. Medida mínima — medida nominal — diferencia inferior = 50 mm — 0,4 mm = 49,6 mm. Tolerancia ™ medida máxima — media mfnima — - 54,4 — 49,6 - 0,8 mm.

Hay que tener cuidado con los signos + y — que se indican delante de las diferencias. El signo « m á s » significa que la diferencia a que afecta hay que sumarla a la medida nominal y el signo « menos» que hay que restarla siempre de la citada medida nominal. Es decir que si la diferencia superior va precedida del signo menos habrá que restarla, lo mismo que la diferencia inferior, de la medida nominal. — •,2 Ejemplo: 50 — °>5

Medida máxima = medida nominal — diferencia superior •= 50 mm — 0,2 mm 49,8 mm. Medida mínima = medida nominal — diferencia inferior = 50 mm — 0,5 mm =- 49,5 mm. Tolerancia medida máxima — medida mínima = 49,8 mm — 49,5 mm • 0,3 mm. Si en pernos, espigas, vastagos y análogos se sobrepasa la diferencia inferior, es decir si queda su diámetro demasiado pequeño, la pieza resulta inútil, resulta « desperdicio ». Del mismo modo, los taladros cuya medida superior se sobrepasa, es decir, aquellos en que el diámetro ha salido demasiado grande, hacen también que la pieza sea « desperdicio ». Los pivotes que son todavía demasiado grandes, o los taladros que aún son demasiado pequeños, pueden seguirse trabajando o ser repasados para ajustar sus dimensiones.

100

I S( M i l \ I X )

Ajuste mutuo de piezas Los pivotes o pernos que correspondan a un taladro escariado, por ejemplo, a 20 0 pueden ajustar en él de modo muy variado (fig. 101,1). Queremos decir con esto que esos pernos o pivotes se introducirán con facilidad mayor o menor en el taladro. Esto será lo que ocurra cuando el diámetro del perno se diferencie en una magnitud insignificante — por ejemplo, en pocas centésimas de milímetro — del diámetro del taladro correspondiente. Un perno de 21 0 no se podría introducir, ni aun con violencia, por ejemplo, con presión o a golpes, en un taladro de 20 0 ; un perno de 19 chacolotearía dentro: es decir que estos dos pernos no ajustan en un agujero de 200.

Fie. 101,1 «Ajuste» de piezas que se corresponden

Si el perno es algo más grueso que el taladro, por ejemplo, 20,05 mm, será posible, como se ve experímentalmente, meterlo con prensa o con un martillo. En este caso el perno se halla firmemente fijado en el taladro y no se desplazará ni girará dentro de él. Este tipo de ajuste se llama de presión, de aprieto o de prensado. Si el perno es un poco más delgado que el taladro, por ejemplo, 19,95 mm, será factible introducirlo con facilidad en el taladro. Se podrá ahora desplazarlo y girarlo, sin chacoloteo. Se hablará entonces de un ajuste con juego. Entre los dos citados diámetros puede, empero, imaginarse uno, por ejemplo, de 20,00 mm.'quc no permita el desplazamiento o giro nada más que empleando para ello un gran csfuemi. Ksle tipo de ajuste se designa como ajuste de paso o de transición. Asiento de ¡uego libre ligero

As. de As. As. As. As. ¡uegoíibre des- entrado adhe- arrasestrecho l¡i. suave rencio tre

As. forzado

Asiento de aprieto

Fig. 1 ( 1 1 , 2 Tipos de asiento

O sea que el tipo de asiento — ajuste de presión o de aprieto, ajuste de paso y ajuste con juego — queda determinado para un mismo taladro por medio del diámetro del perno correspondiente (fig. 101,2). Es posible, además, obtener experimenialmente, medíanle unos finos escalonamientos de algunas milésimas de milímetro en el diámetro del perno, tipos de asiento perfectamente determinados tales, por ejemplo, como asiento de aprieto, asiento forzado, asiento de arrastre o asiento de adherencia, asiento de enlrada suave o asiento de deslizamiento, asiento de juego libre estrecho o asiento de juego libre ligero. 101

ESCARIADO Cotas toleradas para trabajos de ajuste El hecho de que sea imposible, ni aun en el caso de trabajo ñno, la obtención de dimensiones exactas en las piezas, diñculta el ajuste de piezas especialmente en la fabricación en serie. Como a cada una de las piezas que han de ajustar se le debe garantizar una determinada exactitud de fabricación (tolerancia), no intervienen en el ajuste solamenle 2 diámetros, por ejemplo, los 20,00 y 19,95 mm. Por el contrario, lo que pasa ahora es que muchos diámclros del taladro tendrán que ajustar con muchos diámetros del pivote dentro de las tolerancias. Con objeto de que la correspondencia de las piezas que ajustan se reconozca independientemente de su verdadera medida, se da a ambas piezas la misma medida nominal en el dibujo del taller, por ejemplo, 20 0. Ejemplo I. : Ajuste con juego (f¡g. 102,1) Taladro Medida nominal Diferencia superior Diferencia inferior Medida máxima Medida mínima Tolerancia i ir 102,1

200

+ 0,021 O 20,021 20,000 0,021

mm mm mm mm mm

Pivote 200 — 0,020 mm — 0,041 mm 19,980 mm 19,959 mm 0,021 mm

Ajuste con juego

Elección de las diferencias Las diferencias de piezas ajustadas se eligen, meditando bien sobre el particular, para que en todos los casos posibles se produzca, por ejemplo, un ajuste con juego entre ambas piezas, es decir que se cuidará de que los diámetros de los pernos resulten siempre menores que los de los taladros. Si, por ejemplo, se hacen ensamblar o encajar entre sí el taladro mínimo (20,000) y el perno máximo (19,980) que aún están dentro de las diferencias admitidas, no deberá existir exceso de medida Sino juego. En este caso se produce el juego menor posible (juego mínimo) que es 20,00 mm — 19,980 mm =. 0,020 mm. Si, por el contrario, coinciden casualmente el agujero máximo (20,021 mm) con el perno más pequeño (19,959 mm), el juego máximo (0,062 mm) deberá ser tal que no se dé lugar a que baile una pieza dentro de la otra. Mediante una elección apropiada de la magnitud del así llamado campo de tolerancia, es decir de la discrepancia gráficamente representada entre las diferencias inferior y superior, así como med.ante la correcta elección de la posición del campo de tolerancia con relación a la medida nominal — designada aquí como « línea cero » — se tiene a mano la obtención, en primer lugar, de ajustes más bastos o más finos y, en segundo lugar, de ajustes de juego, de paso (también llamados de tránsito o intermedios) y de presión o aprieto. Ejemplo 2. : Ajuste de presión o aprieto (fig. 102,2) Taladro Medida nominal Diferencia superior Diferencia inferior Medida máxima Medida mínima Tolerancia

200

Perno 20 .

\- O,02I

mm

+ 0,048 mm

O 20,021 20,000 0,021

mm mm mm mm

+ 0,035 20,048 20,035 0,013

mm mm mm mm

Ajuste de aprieto

En los dibujos de taller las medidas de ajuste toleradas, se indican abreviadamente mediante letras y cifras colocadas detrás de la medida nominal. Las correspondientes letras o cifras se hallan fijadas, en virtud de convenio internacional, en los llamados ajustes Isa 1 . Víase

102

Jütz-Scharkus,

Sioff-Zahl-Form « Maleri«l-Númcro-Forma », páginas 82 y siguientes.

ESCARIADO Verificación de las piezas por medio de medidas límites y calibres límites o de tolerancia Como para cada pieza ajustada se habrá fijado una precisión de fabricación perfectamente determinada, la medición de esta clase de piezas queda muy simplificada. Sí, por ejemplo, se consideran todos los taladros de medida nominal 20 0 como correctos cuando sus diámetros se hallen comprendidos entre la medida máxima 20,021 y la mínima 20,000 dejará de interesar la medida realmente obtenida en cada caso, que se denomina medida real o medida efectiva. Por el contrario, lo que se hace es considerar únícamenle que lodos los taladros que tienen más de 20,021 mm 0 son desperdicios y que todos los de menos de 20,000 0 están necesitados todavía de un trabajo suplementario como, por ejemplo, el de escariado. Para esto se vale uno de instrumentos fijos para medición de longitudes llamados plantillas, galgas o calibres que para cada medida nominal llevan siempre únicamente dos medidas fijas: por uno de los lados la medida máxima y por el otro la mínima admisibles de la pieza ajustada. Estos calibres provistos de medidas límites se llaman calibres limites o de tolerancia. Los calibres de tolerancia machos, o para interiores sirven para verificar taladros ajustados (fig. 103,1). Sus superficies de verificación son mandriles o pernos cilindricos rectificados con toda exactitud que se introducen en el taladro que se quiere verificar. El extremo de diámetro iiayor (^ medida máxima) debe únicamente « empezar I iK- 103,1 Verificación de taladros con calibres limite machos, a) El cilindro mayor entra en ta pieza (la pie/a es inútil, es desperdicio); 6) el cilindro mayor empieza solamente o entrar (el taladro no es todavía inútil): c) el cilindro pequeño entra en el [aladro (la medida del taladro está deniro de la discrepancia admisible)

BUENO

a entrar », pero no entrar en el agujero. Si fuera de otro modo, es decir si entrara, la pieza sería inútil, desperdicio. El extremo provisto, Fig. 103,2 Verificación de pivotes y árboles con calibres de herradura. por el contrario, del diámetro mí- a) La separación pequeña de las garras de medida se puede pasar sobre la (el pivote o perno es desperdicio); />) la separación pequeña empieza nimo debe poderse introducir bien pieza a pasar (el perno es todavía utilizable); r) la separación grande puede (lado bueno). Si no ocurre asi la sólo pasar (el diámnro del perno M- halla comprendido deniro de la tiíacrepieza deberá ser escariada. pancia tolerada) El lado üe desperdicio (lado malo) de estos calibres límites se reconoce en que las superficies de verificación son muy corlas y va además provisto de un anillo rojo. Los calibres de herradura sirven para verificación de diámetros de árboles, pivotes, pernos, etc. (figura 103,2). Sus dos pares de superficies de verificación son perfectamente planas y están rectificadas exactamente para dar la medida máxima o la mínima, respectivamente. Eil lado del desperdicio corresponde aquí a la medida más pequeña. No debe poder pasar, sino únicamente empezar a pasar, sobre la pieza, pues en caso contrario ésta será desperdicio. El lado bueno (medida máxima) debe pasar fácilmente, resbalando, sobre el perno. SÍ no ocurre asi, éste deberá ser repasado.

O

ti lado de desperdicio de los calibres de herradura se indica por el bisel y una raya roja de que va provisto el arco de la herradura. ti empleo de calibres limites simplifica mucho la medición en la verificación de piezas. Se evitan también con ello la mayoría de los errores de lectura, o de aplicación, que se producen de ordinario en las mediciones. 103

F

ESCARIADO

Errores de medida Para poner de manifiesto la coincidencia de las medidas obtenidas en la pieza con los datos del plano de taller, será preciso proceder a medir la pieza con instrumentos apropiados, es decir que tendremos que comparar con la unidad de medida las medidas conseguidas en el trabajo. En todo proceso de medición se producen, según la práctica demuestra, errores que van en perjuicio de la exactitud de los resultados obtenidos. Cuando los errores son producidos por el que mide, pueden evitarse poniendo en la operación de medir el necesario cuidado y teniendo los conocimientos técnicos indispensables para ello (véase página 16). Son. por el contrario, inevitables los errores que derivan del desacuerdo entre el instrumento de medida —por ejemplo, el metro articulado con la unidad fijada, es decir con lo que se llama la unidad patrón. Es imposible fabricar metros articulados que tengan exactamente una longitud de 1000 mm. Es, por el contrario, inevitable por razones prácticas de fabricación tenerse que conformar con metros cuya longitud sea de 1001 o de 999 mm. Si valiéndonos de un tal instrumento se toman en una pie/a 1000 mm. lo más seguro es que se cometa un error inevitable de 1 mm. La pieza podrá ahora tener en lugar de 1000 mm de longitud 1001 ó 999 mm. También la escala graduada de los instrumentos más cuidadosa y costosamente fabricados que se emplean en construcción de máquinas, se diferencia, a u n q u e poco, de la unidad de medida patrón (por ejemplo, 0,01 mm en 100 mm de longitud). Los errores inevitables que se cometen en la fabricación de instrumentos de medidas se llaman errores de construcción. Todo error o defecto de construcción lleva consigo, como consecuencia, otro error de fabricación en la construcción de la pieza. La existencia de estos errores obliga al que mide a proceder con un cuidado extremo con objeto de que al citado error de fabricación no se le sumen otros por mala aplicación del instrumento o por mala lectura de la medida. Hay que tener además en cuenta que no tendría, por ejemplo, sentido querer determinar una medida de 102,55 con un pie de rey provisto de nonio decimal cuyo error de construcción vale en números redondos ocho centésimas de milímetro en 100 mm de longitud. Con objeto de poder disponer para las distintas ramas del trabajo de los metales — como, por ejemplo, para la construcción de maquinaria agrícola, de motores, de mecánica fina, de máquinns herramientas— de instrumentos de medida adecuados a sus muy variadas exigencias en cuanto a exactitud de fabricación, se han determinado los máximos errores de fabricación que generalmente se consideran como admisibles. El error máximo admisible de construcción se considera como grado de precisión del instrumento. Se suele dar por ejemplo, en mm/100 mm de longitud. Ejemplos: Metros articulados Reglas de acero

0,1 mm/100 mm • 0,05 mm/100 mm

Pies de rey } 0,075 mm/100 mm Instrumentos de medida por comparación : 0,01 mm/100 mm La exactitud de medida de una regla graduada se determina por la de su graduación (en el caso de pies üe rey por sus graduaciones principal y auxiliar). La precisión lie lectura da aquelki longitud de medida que se puede leer todavía en la regla directamente, es decir, sin apreciación. :

Ejemplos: Cintas métricas 1 cm de prec. de lectura Metros articulados I mm » » Reglas de acero 0,5 mm » » Píes de rey 0,1 mm » » Tornillos de lectura fina 0,01 mm » » Instrumentos de palancas (llamados minimetros) 0,001 mm » » La prr'isión del instrumento y la de lectura de los instrumentos de medida se amoldan a las cxigenci.'.s prácticas. Los instrumentos muy precisos y con elevada precisión de lectura se llaman « instrumentos de medida de precisión».

104

HSCARIADO Excesos dejados en los taladros que han de escariarse ti diámetro de taladro ejecutado con la broca de espiral debe presentar un determinado delecto de medida con respecto al taladro terminado -le escariar. Un defecto demasiado pequeño de medida da lugar a paredes ásperas y uno demasiado grande a una fuerte sobrecarga del escarador. fin ciertas circunstancias la herramienta entra mal o no entra en absoluto en el taladro previo. La magnituüdel defecto de medida depende, según indica la experiencia, del diámetro del taladro; cuanto mayor sea este, tanto mayor deberá ser el defecto de med'vda. Por término medio vale 1/100 del diámetro del taladro en cuestión (fig. 105,1). De todos modos en la elección de la broca hay que tener en cucntt que ésta taladra siempre a un diámetro algo ma>or que el suyo propio. En el caso anterior, supongamos que el exceso de medida al taladrar sea de 0,^ mm (véase pág. 93); el diámetro de la broca se cUculara con ello del siguiente modo: Kjemplo: Sea el diámetro del tahdro acabado de escariar igual a 50 mm. El defecto de medida lo loriaremos, según lo antes dicho, igual a 1/100 de 50 mm — 0,5 mm. F-.l diámetro que rtsulta así oara la broca de taladrado previo es 50 — 0,5 nm = '49,5 mm, sin tener en cuenta el exceso de medida que se tiene siempre al taladrar. El diámetro real de la broca, 'cnicndo en cuenta el exceso producido por ella e» el taladro, será: siendo el exceso en este caso: 0,2rnm, 49,5 — 0,2 = 49,3 mn

«25 Fie- 105,1

espesor de viruta- 5 0 — 49,5 =- 0,5,2 = 0,25 mm

Elección de la herramienta adecuada Los escariadores deben elegirse con 1* parte que hemos llamado « entrada », tanto más c*rla cuanto más tenaz sea el material en que se va a trabajar (figura 105,2). Las herramientas con entrada larga son nadecuadas para el escariado de materiales tenace: y resistentes porque la viruta resulta con ellos denasiado ancha. Los filos o cuchillas del escariador sesobrecargan en virtud de esto y se rompen fácilrauíle. La entrada larga es adecuada para materiales Tragues, como, por ejemplo, la fundición gris. La entrada corta es conveniente para materales tenaces y resistentes. Los escariadores para trabajar agujeros cieíos tienen que tener una entrada tan corta como :ea posible con objeto de que el taladro pueda s-r escariado hasta el fondo.

Fin. 105.2

105

ESCARIADO

Indicaciones especiales Los escariadores de mano deben aplicarse en dirección exactamente perpendicular a la superficie exlerior de la pieza e irlos introduciendo girando poco a poco en el laladro previo y presionando scbre la herramienta ligeramente (fig, 106,1). Si se aplica la herramienta oblicuamente o si se ladea algo la dirección de la presión, el uladro no saldrá redondo, porque los filos habrán arrancado demasiado material en el sitio donde si ejerce la presión. Cuando se presiona demasiado los dientes pueden engancharse con facilidad y fl escariador quedar atascado en el taladro.

F¡K. 106,1

Los escariadores que hayan quedado atascados pueden soltarse de nuevo levantándolo;' ligeramente con el giramachos al mismo tiempo qae se hacen girar cuidadosamente hacia delante (fifí- 106,2). Si se gira hacia atrás se atascan las virutas entre el dorso del diente y las paredes d

di-'LliH 1,1

Mediante martillado del ala de un acero angular que permanece en el plano tle curvatura — por ejemplo, sobre el mármol de enderezar —• puede curvarse un anillo con perfil de ángulo (fig. 112,3).

Fin. I12..1

112

El radio de curvatura puede variarse dentro de amplios límites según sea la medida del alargamiento (intensidad y frecuencia de los martillazos). Mediante este proceso pueden obtenerse también acódamientos arbitrarios. Al martillar se alarga el material del ala en cuestión recalcándose o aplastándose el de la otra de tal modo que con golpes uniformemente dados se forma un anillo circular.

DOBLADO Curvado de tubos Los tubos se aplastan aplanándose en la parte doblada: en c! exterior se mete la pared del tubo hacia dentro y en la parte interior por el contrario sale hacia fuera. Las partículas de material de la pared del tubo se sustraen así en parte a las tensiones de tracción y de compresión que surgen con motivo del estirado y del aplastamiento. Con objeto de evitar el aplanamiento de que hemos hablado antes, en la parte doblada, lo que se hace para doblar tubos de acero fundido es llenarlos, antes de proceder al curvado, con arena seca, cribada con tamiz fino. Golpeando el tubo, con el mango del martillo, por ejemplo, se apelmaza la arena y termina por rellenar bien el interior del tubo. Los extremos se cierran con tapones de madera (fig. 113,1). SÍ la arena no se golpea bien, se seguirá aplanando el tubo en la parte doblada o curvada. La arena tiene que estar bien seca, pues, de lo contrario, cuando se trata de curvar en caliente tubos grandes, se forma en el interior vapor de agua que puede llegar a expulsar los tapones. Los tubos de pared delgada, de cobre blando, de aluminio o de latón se llenan, antes de proceder a su doblado, con colofonia liquida (resina de abeto) (figura 113,2). Después de curvado el tubo se extrae la colofonia por fusión; los restos de colofonia que quedan en el lubo pueden eliminarse mediante lavado con bencina. Los trabajos de curvado de tubos pueden realizarse, o bien en el tornillo de banco, o bien valiéndose de montajes especiales (fig. 113,3). Los montajes constan, generalmente, de una plantilla de curvado con el radio de la curva deseado y cuyo borde exterior lleva la forma de la pared exterior del tubo. Ll tubo, lleno de arena o de colofonia, se presiona paulatinamente por medio de un rodillo accionado por una palanca de mano, contra la acanaladura de la plantilla de curvado. Con las máquinas de curvar tubos no se necesita el llenado de arena, porque en la parte que se curva hay un mandril que avanza a medida que lo hace el curvado, impidiendo el aplastamiento del tubo. Los tubos soldados deben curvarse siempre teniendo cuidado de que la costura soldada caiga en la capa de fibra neutra. Si cuando se curva en el tornillo de banco el plano de curvatura tiene, por ejemplo, posición horizontal, la costura soldada deberá caer arriba o abajo, pero no lateralmente.

Fi K . 113,1

Fig. H3.2

Fig. 113,3

113

DOBLADO

Arrollamiento de resortes Los resortes de tracción o de compresión (figura 114,1), hechos de acero de resortes delgado y duro, se curvan helícoidalmente en el tornillo de banco por medio de un montaje adecuado. Este montaje de arrollamiento consiste en el caso más sencillo en una terraja de madera y un manilríl de arrollamiento. Los resortes de tracción y de compresión se utilizan, por ejemplo, en los sillines de las bicicletas para amortiguar los choques producidos por las desigualdades de la carretera. Los esfuerzos de choque comprimen entonces apretando cnlre sí las espiras del resorte arrolladas con separación entre unas y otras. Las espiras, apretadas unas contra otras, de los resorles de (racción son estiradas. Eslas variaciones de forma de los resortes absorben la mayor parte de los esfuerzos de choque, haciendo que sus efectos queden notablemente disminuidos. Los resortes de tracción y de compresjón se utilizan por lo demás l'recucn temen te en máquinas y aparatos, por ejemplo, en las válvulas de los motores, como partes componentes de los acoplamientos o embragues de vehículos, en las balanzas llamadas de resortes, en los interruptores eléctricos, etc. (fig. 114,2). Hay que tener en cuenla la elasticidad Je! alambre de resorte cuando se procede a curvarlo. Esla elasticidad provoca un enérgico retroceso elástico del alambre ul soltarlo del montaje utilizado. Al mismo tiempo aumenta el diámetro del arrollamiento. El diámetro del mandril de arrollamiento debe ser aproximadamente '/7- • -Va mas pequeño que el diámetro interior del arrollamiento del resorte. La dirección del desarrollo del carrete de alambre tiene importancia para la separación resultante o paso de las espiras {figs. 114,3 y 4). Las espiras estrechas del resorte de tracción se curvan con igual sentido en el alambre que se desarrolla que en el que se arrolla y las espiras separadas del de compresión, por el contrario, con sentidos opuestos en el arrollamiento que en el desenrollamiento. El paso del resorte de tracción se puede modificar variando el ángulo bajo el cual el alambre se aplica sobre el mandril, Los resortes helicoidales se representan en los dibujos técnicos de acuerdo con la norma DIN 29. Para representaciones simplificadas se utilizan símbolos '. Véase Jütz-Scharkus, StolT-Zahl-Form (MaterialNomero-Forma), pág, 145. 1

114

DOBLADO Doblado de chapas Rebordonado, pestañado, plegado Las piezas pequeñas de plancha se curvan o doblan en el tornillo de banco (fig. 115,1). Si no se quiere doblar a arista viva, se empicarán suplementos o calces con aristas redondeadas. En las mandíbulas del tornillo debanco se pueden sujetar suplementos de plancha que se prestan bien para el doblado de superficies anchas de plancha (fig. 115,2). En hojalatería se suele llamar al doblado de los bordes de una chapa, pestañado o rebordonado. Para esta operación se emplean bancos o máquinas especiales de rebordonar o plegar (fig. 115,3). Con objeto de que se puedan conseguir plegados y rebordonados de distintos tipos, como, por ejemplo, con radios de curvatura distintos, se prevén varias distintas bandas recambia bles. En el plegado de planchas hay que prestar especial atención al radío de curvatura de la dobladura. Si se dobla con arista demasiado viva, es decir, habiendo elegido un radio de curvatura demasiado pequeño, se rompen las planchas por la dobladura. La elección del radio correcto de curvatura depende: 1." del espesor de la plancha que se trata de doblar (fig. 119,4), y 2." de la ductilidad de la plancha. Cuanto más gruesa la plancha y menos dúctil (más frágil, más agrio) el material, tamo mayor tiene que ser el radio de curvatura. Si se expresa como fracción o, en su caso, como múltiplo del espesor de la plancha se llegará para los distintos materiales a lo que se puede llamar coeficientes o módulos. Estas cifras multiplicadas por el espesor de la plancha nos darán el mínimo radio de curvatura admisible en cada caso. Radio de doblado (mm) •• coeficiente espesor de la plancha (mm) Material Coeficiente Radio de dobladura para espesores de plancha de 2 mm 1 mm Acero blando 0,5 0,5 mm 1,0 mm Cobre blando 0,25 0,5 mm0,25 mm 0,3 Latón blando 0,3 mm 0,6 mm Dural 2,5 2,5 mm 5,0 mm Para el cálculo de las longitudes de los recortes de plancha que hay que preparar ', en los trabajos de curvado de planchas, hay que tener en cuenta lo siguiente: Si el radio de curvatura o, lo que es igual, de la dobladura es menor que el quíntuplo del espesor de ,1a plancha, no se podrá tomar ya la fibra neutra como pasando por el centro de la sección de la dobladura. Por el contrario, esa capa que hemos llamado de la fibra neutra se desplaza ahora más hacia dentro. En estos casos se calcula el recorte por medio de una formula práctica. Véase Jütz-Scharkus, Stoff-ZahI-Form -Forma), pág. 121. 1

fig. 115,2

FÍR. 115,3

(Material-Número Fie. 115,4

115

DOBLADO Colocar las aristas de doblado normales a la dirección del laminado Supongamos que de una plancha (palastro de I x 2 m y 1 mm de espesor) se recortan dos bandas estrechas que vamos a considerar como probetas para ensayo de doblado y que una de ellas se haya tomado paralela y la oirá normal al lado mayor de la plancha. Si se doblan estas probetas una tras otra repetidas veces en el tornillo de banco a un lado y a otro, se podrá observar que la probeta que hemos recortado paralela a fa arista más larga de la plancha aguanta más dobladuras que la otra (fig. 116,1). lista observación reposa en el hecho de que los palastros laminados son más tenaces en el sentido normal a la dirección que se llama de laminado que en el paralelo a ésta.

9

Fie. M6,i

Fie. 116,2

U

1

Fifí. 116.3

Las aristas de doblado se trazaran, a ser posible, en las planchas de tal modo que tengan dirección transversal respecto a la de laminación (fig. 116,2). Cuando haya que doblar aristas que forman entre si ángulos de 90U (por ejemplo, en construcción de cajas y análogos) se trazarán esas aristas a 45" con la dirección de laminado (fig. 116,3). Por lo general, la dirección de laminado en las probetas es paralela al lado más largo de la plancha. Las aristas de doblado que se cortan entre sí suelen taladrarse en el punto de intersección, para evitar que se rasgue la chapa por allí (fig. 116,3). *

Curvado Las superficies laterales de forma cilindrica de tanques y análogos se curvan partiendo de recortes convenientes de palastro. Para curvar a mano se golpean con un martillo de madera las tiras estrechas de plancha dispuestas sobre trozos Tle tubo o de redondos de acero sujetos en el tornillo de banco. Lo primero que se redondea son los extremos de la plancha. Las superficies laterales de diámetros mayores se curvan a mano sobre un Irozo de carril. La operación de curvar va mucho más aprisa cuando se dispone de una máquina de curvar o un cilindro para chapa, consiguiéndose también piezas más uniformes que cuando se curvan a mano. Los tres rodillos o cilindros de la máquina de curvar se accionan por medio de ruedas dentadas. Dos de ellos se pueden ajustar al espesor de la chapa que se va a cilindrar: estos cilindros son los que hacen como conductores o alimentadores, siendo el lercero el que realmente podemos llamar cilindro de curvado. Como está dispuesto de modo basculante se podrán curvar con la máquina superficies laterales de diámetros vanados (fig. 116,4). Los cilindros conductores no deben estar ajustados para una separación demasiado pequeña pues podrían doblarse. También podrían endurecerse, especialmente, las chapas delgadas.

116

Martillado y endere/ado de barras y planchas Las llantas o las chapas de materiales dúctiles se pueden redondear, curvar, por martillado. Con ayuda de martillos adecuados se curvan, se cambian de forma, las piezas originalmente planas. Recortes de chapa planos, de forma circular, se pueden, abombándolas, por repujado, convertir en cascaras o cubetas, recipientes y análogos (fig. 117,1). En otros casos las aristas exteriores de esos recortes de plancha pueden proveerse de un rebordeado con el martillo, como ocurre, por ejemplo, cuando la pieza en cuestión ha de ajusfar, como tapa o como fondo, con una superficie cilindrica (fig. 117,2). Las barras o las planchas que llegan al taller, procedentes del suministrador, con forma que discrepe de la recta o plana deben tener ordinariamente esas piezas, se enderezan o aplanan con el martillo, es decir, se corrigen las discrepancias que presentan respecto a su forma ordinaria. El arqueado, el repujado, el rebordeado y el enderezado son operaciones realizadas a mano en que se obtiene la forma que deseamos dar a la pieza, mediante estirado y recalcado o aplastamiento del material en determinados sitios (véase el cap. « Doblado» en la pág. 110).

Fij*. 117,1 Trabajo de repujado, a) Retoñe de chapa; h) repujatlí. en el molde (repujado en hueco); c) pieza terminada

Fi(j. H7.2 Trabajo de rebordeado, u) Recorte de chapa; b) replegado sobro el hierro de rebordear; r) pie?a terminada

El estirado o el aplastamiento del material se realiza martillando sobre apropiadas sufrideras fijas, tales como placas o mármoles de enderezar, yunques de forma especial y análogos. La indudable dificultad que entrañan las operaciones de arqueado, repujado y rebordeado estriba en que toda esta clase de trabajos exigen una habilidad manual especial (manejo del martillo, dirección del martillazo, energía de! mismo). Aparte de esto, es necesario tener un sentido bien desarroll"i'.c para apreciar el posible grado de deformación del material (ductilidad y maleabilidad). 117

M A R T I L L A D O Y ENDEREZADO Proceso en el martillado y enderezado Todo golpe que se da con el martillo sobre la superficie de la pieza acarrea consigo consecuencias que son, en parte, las que se desea ocasionar, pero que pueden ser también totalmente indeseables. Bajo la energía del golpe las partículas directamente afectadas por el centro de la tabla del martillo son comprimidas, aplastadas. Se produce como consecuencia una abolladura en la superficie de la pieza (modificación no deseada de la forma). Hacia los bordes de la tabla se separan las partículas de material lateralmente, es decir, que el material es estirado.

f*¡8- 118,1 Golpe con l . i tabla del martillo: se produce predominantemente acción de aplastamiento

Fig. 118,2 Golpe con la punta, corte o peña del martillo: efecto de alargamiento

El efecto de alargamiento es tanto más grande cuanto menor es la superficie de aplicación del martillo. (Véase pág. 67.) La punta, corte o peña del martillo (que de los tres modos se llama el extremo opuesto a la tabla) ejerce, por lo tanto, un mejor efecto de alargamiento que la tabla del mismo (figs. 118,1 y 2). En todos los casos produce el martillado o enderezado en el material un aumento, en frío, de. resistencia. Éste se hace más duro, frágil, menos elástico y menos propicio para ser estirado. Su ductilidad y su maleabilidad disminuyen. Por este motivo son recocidas las piezas entre los distintos procesos del trabajo especialmente cuando se trata de repujado. (Véase pág. 164.) Por medio del recocido el material recupera su primitiva ductilidad. En todos los trabajos de martillado y de enderezado se hace uso, en forma adecuada, de la acción de estirado y de aplastamiento, o recalcado, del material. Las piezas pueden esta r unas veces apoyadas con asiento prieto, es decir, intimamente adosadas sobre la sufridera — que puede ser, por ejemplo, el mármol de enderezar— o bien estar otras veces en hueco sobre este último. ^J^ÉÉ* Una barra de acero, torcida, curvada, puede enderezarse a golpes de martillo aplicados sobre la parte que está en hueco. Los martillazos producen un aplastamiento de las fibras superiores, demasiado largas, y un acortamiento délas inferiores que eran demasiado cortas (fig. 118,3). Los dobleces que resultan en los bordes de la pieza durante los trabajos de rebordeado o de repujado se aplastan a martillazos aplicados sobre el doblez (figura 118,4). En esta operación hay que tener especialmente en cuenta que no se formen ánFig. 118,3 Enderezado barras curvadas

118

de

S ulos ° cod°S afilados, pues por ellos Se romperia el material.

Fig. 118,4 Efecto de aplastamiento al rebordear

MARTILLADO Y ENDEREZADO Martillado para enderezar y arquear Para todos los trabajos de enderezado o de arqueado en piezas de acero se empican martillos normales de ajustador, con tabla y corle o peña. Se escogen los martillos de acuerdo con el espesor del material: cuanto mayor sea éste, mayor deberá ser también el peso del martillo. Las planchas de cobre, latón, cinc o aluminio se enderezan o aplanan con martillos de madera o de material sintético (plástico) de diferente tamaño. Sus tablas tienen un abombamiento más fuerte que las de los martillos de ajustador.

Fig. 119,1 o)-c), diversos martillos de repujar y de afinar o pulimentar; í/>, martillo de rebordear

Fig. 119,2 Sufrideras para enderezar o para repujar, a) Placa o mármol de enderezar; b) yunques enchufables de diferentes abombamientos y acodamientos; r) hierro para plegar; rf) hierro para rebordear

Martillos para repujar planchas, rebordearlas, etc. La forma de la tabla de los martillos de repujar se acomoda a la que se pretenda dar a la pie/a en los distintos trabajos de repujado. Suelen tener una forma más o menos esférica, bombeada. Los martillos de pulir tienen la tabla unas veces abombada como los anteriores y otras veces también plana. Con estos martillos se eliminan los abombamientos producidos en el material al repujar, alisándose bien las superficies, es decir, afinándolas (f'B- 119,1.) Con la superficie activa (tabla del martillo) ligeramente abombada del martillo de pulir (fig. 119,1 c) se consigue sobre la pieza una superficie con brillo de espejo. Tratando esta superficie con un disco de trapo (de tejido blanco) girando a gran velocidad, puede mejorarse aún más la lisura de la superficie de la pieza. Para iniciar el plegado se usan martillos de madera o de material plástico con objeto de evitar el no deseado alargamiento del material. Soportes o sufrideras. La placa o mármol de enderezar, que es, por lo general, una gruesa placa de acero de tamaño variable, tiene una superficie exactamente plana. En el trabajo de planchas * se emplean como sufrideras, sobre todo para el repujado o el rebordeado, yunques recambíables de formas variadas llamados tas. Se introducen en el agujero cuadrado del yunque de forja o se empotran en tacos de madera especiales (fig. 119,2). En nuestros talleres es costumbre llamar a estos trabajos, trabajos de planchisteria o chapistería. — ,V. del T.

119

MARTILLADO Y ENDEREZADO

Movimientos oscilatorios En los trabajos de enderezado puede observarse con frecuencia que la energía de los martillazos da lugar a una especie de « rebote », que produce una rápida sucesión de sacudidas dolorosas en la mano que sujeta la pieza trabajada, por ejemplo, una barra de llanta. Estos golpes de rebote, o sacudidas, son provocadas por movimientos oscilatorios de las piezas. Se entiende por movimientos oscilatorios los movimientos de vaivén de las partículas de material alrededor de una posición de -oposo. El extremo libre de una pieza de acero plano sujeta en el tornillo de banco empieza a oscilar en cuanto se pulsa. El movimiento oscilatorio va cediendo lentamente y la pieza vuelve al reposo (fig. 120,1). En el péndulo puede observarse de modo especialmente claro un movimiento parecido (fifi. 120,2). Un movimiento completo de vaivén se llama movimiento oscilatorio. El tiempo invertido en realizarlo se llama tiempo de oscilación o periodo (p. ej. V, s). El número de oscilaciones en un segundo se llama también frecuencia. (Es decir, que en el caso anterior diríamos 4 oscilaciones por segundo, o sea, 4/s.) La unidad de frecuencia es un herz (1 Hz). Esta unidad vale una oscilación por segundo (1/s.) 5000 Hz significan, por lo tanto, 5000 oscilaciones por segundo. El tiempo de oscilación, o sea, lo que hemos llamado también periodo es en este caso 1/5000 s. La mayor separación que llega a ¡"Ican/ar la pieza oscilante con relación a la posición de reposo es lo que se llama amplitud.

Fie- 110.1 Movimientos de vaivén. Movimiento oscilatorio, oscilación, tiempo de oscilación o período, frecuencia

La amplitud, el período y la frecuencia son valores característicos que intervienen en todos ios movimientos oscilatorios o pendulares. Las oscilaciones de las piezas se producen por Tuerzas exteriores, como ocurre, por ejemplo, cuando flexamos un fleje de acero. La fuerza exterior da lugar a una variación de forma a la cual, en virtud de sus fuerzas elásticas interiores, se oponen las partículas de material afecladas. Se produce un estado de tensión entre las partículas. Si se detiene la acción de la fuerza exterior, las fuerzas elásticas invierten inmediatamente el sentido de la pasada deformación. Con esto flcxa la pieza pasando por la posición de reposo hacia el lado opuesto. Como consecuencia surgen nuevas fuerzas tensoras en la parle estirada, dándose de nuevo lugar a otro movimiento de retroceso. La pieza oscila a uno y otro lado de la posición de reposo. La oscilación elástica va amortiguándose, es decir, va haciéndose paulatinamente más pequeña. La oscilación llega, al cabo de cierto tiempo, a paralizarse completamente, porque siempre existen rozamientos interioits entre las partículas de material que actúan absorbiendo, consumiendo la fuerza de impulsión.

Fifí. 120.2

120

Movimiento pendular

En el talleí se observan frecuentemente movimientos oscilatorios; las piezas sujetadas demasiado en largo en el tornillo de banco, flexan bajo la presión de corte de la lima o de la hoja de sierra poniéndose a oscilar; los martillos que rebotan sobre la tabla del yunque dan muchas veces lugar a oscilaciones, etc.

MARTILLADO Y ENDEREZADO I Las oscilaciones elásticas son lo que se llama oscilaciones amortiguadas. Su amplitud disminuye constantemente.

Movimientos pendulares El movimiento del péndulo libremente suspendido no constituye una oscilación elástica, sino un movimiento pendular. En el péndulo no obran sirio fuerzas externas. Una ve? recibido el impulso, continuaría indefinidamente el movimiento pendular si éste no se viera frenado por los esfuerzos de fricción y la resistencia del aire. Si se quiere, como pasa en el péndulo de un reloj, que se mantenga constantemente la amplitud de oscilación, hará falta una fuerza adicional, que actúe uniformemente. Una oscilación con amplitud que permanece uniforme se designa con el nombre de oscilación no amortiguada. Un resorte de tracción o uno de compresión o una ballesta, o un columpio — cuerpos todos ellos que podernos llamar oscilantes — pueden poseer frecuencias muy diferentes. Éstas dependen, en las ballestas por ejemplo, de la longitud del extremo que oscila libremente y en el columpio de la longitud de la cuerda de que esté suspendido. Cuanto más larga sea ésta tanto más lenta será la oscilación, tanto más pequeña la frecuencia e inversamente. Todo cuerpo oscilante y todo péndulo posee una frecuencia que le es peculiar y que se llama su frecuencia propia. Ésta depende esencialmente de la longitud de la parte oscilante.

Coincidencia de oscilaciones acopladas (resonancia) La amplitud de un columpio, por ejemplo, se mide en grados angulares. Esa amplitud puede irse aumentando mcdianle impulsos regulares que se apliquen al ritmo de su frecuencia propia (podemos asi hacer pasar, por ejemplo, esa amplitud de 180° a 270"). Se dice entonces que una tal oscilación aumenta su amplitud. Para esto se requiere que el columpio y la persona posean la misma frecuencia. Además la dirección del impulso que se le da debe coincidir con la del movimiento en aquel instante: no debe oponerse a este movimiento. Cuerpos oscilantes que se mueven al mismo ritmo, es decir, con la mísmn frecuencia y que están unidos, acoplados, entre sí pueden concordar de tal modo en sus movimientos que la amplitud vaya aumentando constantemente. (En el caso del columpio, hasta producir el volteo.) Se dice que ambas oscilaciones están en resonancia. Las oscilaciones elásticas tienen gran importancia en la técnica, pudíendo ser provechosas en unos casos o perjudiciales en otros. Bit;. 121,1 Suspensión elástica. Los ejes de los vehículos absorben la energía de los choques: el vehículo "permanece» en re-

Ejemplos:

Fig. 121.2 Los ritmos acoplados (el ritmo del salto y el de la oscilación de la labia) aumentan la amplitud (resonancia)

La energía del choque producida por un vehículo en los baches de la carretera se transmiten por los ejes, primeramente a un cuerpo oscilante, por ejemplo, a una ballesta. Los esfuerzos elásticos del resorte de ballesta absorben cumplidamente, como consecuencia de sus oscilaciones, la energía del choque. El bastidor del vehículo, del cual está suspendido el resorte, permanece más o menos en reposo. El golpe queda amortiguado. En este caso las oscilaciones son provechosas (fig- 121,1). Una pasarela empieza a oscilar cuando se la pisa. El cuerpo oscilante « pasarela » posee una frecuencia propia. Si se le imprimen impulsos en el momento adecuado, es decir con el mismo ritmo, saltando, por ejemplo, puede ocurrir que, como consecuencia de la resonancia de ambas oscilaciones, resulte la amplitud lan aumentada que la pasarela termine por romperse (fig. 121,2). Por el mismo motivo los pisos de los edificios pueden hundirse cuando sobre él se fijen máquinas cuya frecuencia coincida con la del piso.

121

F

MARTILLADO Y ENDEREZADO

Efectos de los movimientos oscilantes Sonido

122,1 Ondas sonoras producidas por cuerda de violín

La vibración * de un resorte de lámina o la de un alambre de acero tensado da lugar a un tono o sonido. Los .martillos suenan cuando chocan sobre la tabla del yunque o sobre una pieza de acero que haya que enderezar. Las oscilaciones son siempre la causa de los tonos, sonidos y ruidos, es decir, de lo que se llaman fenómenos sonoros. Es decir, que las oscilaciones producen sonido, son, por así decirlo, focos sonoros. El sonido se propaga en todas direcciones a través del aire: liada arriba y hacía abajo, a la derecha lo mismo que a la izquierda, y dando vuelta a todos los recodos de la casa, resuena en nuestros oídos el traqueteo de las motocicletas que pasan por la calle. O sea que el sonido se extiende, partiendo del foco sonoro en todas direcciones y se mueve a Iravés del aire hasta penetrar en nuestro oído (fig. 122,1).

Si se arroja una piedra al agua, se desarrollan ondas que arrancan del punto en que ha caído la piedra y se propagan en forma circular. Un efecto igual se obtiene con el extremo libremente oscilanle de una regla de acero que se mantiene en el agua. Los cuerpos oscilantes son, por lo tanto, agentes excitadores de oscilaciones para otros cuerpos. Poseen una especie de acción a distancia. Su movimiento es recibido por el agua, por ejemplo, en este caso, y transmitido a su través. Sí la piedra no ia tiramos al agua, sino a un líquido fangoso, espeso, viscoso, no se observará la aparición de ondas ni se transmite ninguna ondulación. Es decir, que los cuerpos, las sustancias, los materiales, están diferentemente capacitados para adoptar el movimiento oscilatorio y para transmitirlo. La causa de esto estriba en su diferente comportamiento elástico: cuanto más elástico es el material, tanto más capaz será de constituir un cuerpo oscilante (piénsese también en los cuerpos sólidos). Los cuerpos oscilantes transmiten sus oscilaciones a los materiales elásticos. De este modo se forman las olas en el agua y las ondas sonoras en el aire. Saliendo del foco sonoro se propagan hacia fuera y son captadas por el oído.

Ondas sonoras Las ondas sonoras son unas variaciones elásticas, muy pequeñas, en la forma del cuerpo que transmite el sonido, que es el aire principalmente. La oscilación del foco sonoro pone primeramente-en movimiento las pequeñas partículas del aire inmediatamente próximas. Éstas chocan contra las partículas inmediatas, Se constituye una zona de aire más denso que, a consecuencia de la elasticidad, se aleja del foco sonoro con velocidad uniforme propagándose análogamente a como hemos visto lo hadan las ondulaciones del agua. Tan pronto como cambie de direcció'n el cuerpo oscilante, tratan de seguirle las partículas de aire (piénsese en la aspiración que se forma detrás de un automóvil). Como consecuencia de esto se forma una zona de aire enrarecido que se pone en movimiento también en el mismo sentido que la zona densa. De este modo avanzan hacia fuera alternadamente zonas densas y zonas enrarecidas de aire al ritmo del cuerpo oscilante, es decir, con su misma frecuencia. Los agentes excitadores de las ondas sonoras dan lugar, en sucesión uniforme, a compresiones y enrarecimientos del aire que avanzan como consecuencia del comportamiento elástico del mismo. En este movimiento oscilan las partículas de aire a un lado y otro de una posición de reposo y mantienen esencialmente su situación. Los enrarecimientos y los aumentos de densidad tienen lugar al ritmo, es decir, con la misma frecuencia, del cuerpo oscilante o vibrante. *

Las oscilaciones muy rápidas se llaman vibraciones. — (V. del T.

122

MARTILLADO Y ENDEREZADO Velocidad del sonido Si se observa un hombre que a gran distancia clava, por ejemplo, estacas en el suelo, se nota que el ruido tie los martillazos llega a nuestro oído mucho después de haber visto caer el martillo. Las ondas sonoras se mueven con una determinada velocidad, que es la llamada velocidad del sonido o velocidad sónica. Esta velocidad, como lo ha demostrado la experiencia, es distinta para cada agente o medio transmisor. La velocidad del sonido en el aire es de 340 m/s.

Fig. 123,1

Velocidad del sonido en aire

Frecuencia de la onda: Altura del tuno Láminas delgadas de acero, sujetas muy en corto, dan lugar, por ejemplo, a tonos altos, mientras que cuando se las sujeta dejándolas más longitud libre, los tonos producidos son más profundos. Como el cuerpo vibrante tiene en el primer caso una frecuencia propia grande y en el segundo una frecuencia propia pequeña, puede decirse que las vibraciones de frecuencia propia elevada producen ondas sonoras de sonido alto y las de frecuencia propia baja, producen ondas sonoras de sonido bajo. También la magnitud de la tensión previa de una cuerda de violín tiene influencia en la altura de tono. Cuanto más tensa esté la cuerda tanto más alto será el tono y reciprocamente. Las ondas sonoras de frecuencia reducida, por ejemplo, de 20 Hz, dan tonos bajos y las de frecuencia elevada, por ejemplo de 20 000 H?, producen por el contrario tonos altos (fig. 123,2)

Fifi. 123,2 Frecuencia y altura de tono

F.I oído humano está provisto de un gran número de diminutos cuerpos oscilantes de las más diferentes frecuencias propias. Según sea la frecuencia de las ondas sonoras que lleguen al oído, así se pondrá en movimiento sólo un determinadp cuerpo oscilante que será precisamente aquel cuya frecuencia sea la misma que la de la onda sonora. Ese cuerpo oscilante a través de un conducto, el nervio acústico, informa al cerebro sobre el tono en cuestión, es decir, sobre su intensidad, su altura, etc. El oído no es capaz de percibir sino ondas que estén dentro de una cierta zona de frecuencias; aproximadamente de 20 a 20000 Hz. Las frecuencias que se hallen por encima (supersónicas) o las que se hallen por debajo (infrasónicas) no son apreciadas. 123

MARTILLADO Y ENDEREZADO Martillado

Píl

La deformación o también el enderezado de los materiales con el martillo exige gran destreza manual y un sentido certero sobre el comportamiento del material frente a las variaciones de forma que se le exigen, y esto sobre todo en los trabajos de repujado. Los martillazos se dan en la mayoría de los trabajos haciendo jugar la articulación de la mano (fifi. 124,1). Mas raras veces, por el contrario, en trabajos duros de enderezado se golpea jugando con la articulación del húmero. Con suficiente entrenamiento el golpe realizado sólo mediante la articulación de la mano garantiza una gran precisión y una fuerza del martillazo exactamente equilibrada.

Arqueado Arquear una llanta de acero quiere decir redondear, arquear, el lado estrecho de la pieza. La variación de forma se consigue por medio de alargamientos del material en la parte exterior de la curva que se pretende dar. Para esta operación se emplea la peña del martillo (figura 124,2). Los martillazos se dan unos al lado de otros, a distancias iguales y con la peña ligeramente inclinada. Es importante que la energía de los golpes sea uniforme si se quiere obtener una curvatura exactamente circular, Rebordeado Para rebordear un fondo circular de chapa hay que acortar la longitud circunferencial del recorte plano de chapa a la longitud del perímetro menor del reborde doblado. El acortamiento que se desea dar a ese borde exterior no puede conseguirse más que mediante un trabajo de recalcado. Como consecuencia de este trabajo el borde de la chapa resulta un poco más grueso. Como sufridera se utiliza un tas. o yunque de enchufo, con el borde redondeado, lo que se llama un hierro de rebordear, o también un trozo redondo de acero sujetado horizontalmentc en el tornillo de banco (figura 124,3). Para golpear se emplea preferentemente un martillo de repujar. La arista del reborde se traza cuidadosamente con el compás de puntas y en los materiales sensibles a las entalladuras — corno, por ejemplo, en el aluminio — lo mejor es hacerlo con un compás provisto de lápiz (figura 124,4). 124

MARTILLADO Y ENDEREZADO La arista cortada del fondo de plancha debe ser antes del rebordeado cuidadosamente redondeada con una lima o un rascador de sección triangular. Con ello se evita la aparición de grietas que pudiera tener lugar en el subsiguiente plegado del borde de la plancha. El borde se pliega con cuidado estando en hueco el canto de la plancha. Los pliegues que ahora se forman se distribuyen con la máxima uniformidad posible a lo largo de todo el perímetro a fuerza de martillazos bien aplicados (fig. 125,1)- Cada uno de los pliegues que se forman se vigilan cuidadosamente con vistas a que no se forme en él ninguna dobladura aguda. En caso de no proceder así, la plancha se rompe inmediatamente por esa parte en la siguiente operación de recalcado del pliegue, y la pieza resulta inútil.

Fig. 125,1

Los pliegues se encogen finalmente hacia dentro por medio de martillazos dados en direcciones alternadamente variables. En esto hay, empero, que atender nuevamente a que no se produzca ningún acodamiento o incluso ninguna dobladura del material. El borde recalcado se afina, finalmente, por medio de golpes de martillo bien uniformes.

Repujado de un fondo abombado El proceso es parecido al del rebordeado en cuanto a que el perímetro del recorte plano de plancha hay que reducirlo, encogerlo, hasta conseguir el del borde del casquete esférico, que es más pequeño. Como sufridera se utiliza un tas con superficie esférica. Para la operación se utiliza un martillo de repujar. Partiendo del centro del recorte se aplican los martillazos uniformemente hacia fuera, según una trayectoria espiral y pegados uno junto a otro (fig. 125,2). Los golpes deben darse siempre sobre la plancha en hueco y junto al punto de apoyo (fig. 125,3).

Fin. 12S.2

Fie. 125.3

Para repujar en hueco se bate paulatinamente el recorte de chapa con el martillo sobre una forma abombada, blanda, como, por ejemplo, un saquete de piel lleno de arena (véase fig. 117,1). La pieza terminada se afina con el martillo de pulimentar. 125

CURVADO MARTILLADO Y ENDEREZADO Enderezado de barras Las terceduras en barras o tubos se suprimen mediante un curvado en sentido contrario. Las piezas se enderezan poniéndolas sobre un apoyo plano y golpeando con la tabla del martillo sobre los sitios que quedan en hueco (véase pág. 118). Los perfiles laminados, por ejemplo, aceros de ángulo que estén curvados se enderezan medíante estirado del ala que sea demasiado corta (fig. 126,1). Los perfiles retorcidos, alabeados, se fijan en el tornillo de banco y se giran en sentido opuesto al que tienen por medio de un hierro en forma de gancho (fig. 126,2). Las almas o las alas de perfiles grandes que estén dobladas se enderezan mediante un calentamiento unilateral en el lado exterior de la dobladura o del acodamienlo. El calentamiento hasta el rojo cereza se verifica con el soplete de soldar. La acción de recalcado se obtiene al ser comprimido por las zonas vecinas de malerial frío el material que se dilata y se hace dúctil y plástico en virtud de la temperatura de rojo cereza (véase página 194. Enderezamiento o estirado de planchas Se llama enderezar o estirar planchas la operación de poner en un plano las piezas constituidas por un trozo de plancha, o bien planchas enteras que se hubieran deformado. Los cantos o aristas curvados se enderezan o estiran poniendo el abombamiento hacia arriba y recalcando la parte superior o estirando la inferior por medio de martillos de madera. Las piezas de chapa curvadas, torcidas, diagonalmente, se reconocen porque al colocarlas en el mármol de enderezar adaptando sobre él"la diagonal más corta, basculan. Esa zona de material demasiado corta se alarga, se estira, a fuerza de martillazos (las chapas no deben colocarse en hueco y golpear sobre la diagonal más corta). Los abonamientos en la chapa se eliminan con golpes de martillo aplicados alrededor de la abolladura. De este modo se estira la zona de material demasiado corta que circunda al bollo (fig. 126,4). Golpeando sobre el bollo no se consigue sino hacerlo más grande en vez de eliminarlo. 1. 2. 3. 4. 5.

Explicar y razonar las no deseadas variaciones de sección transversal que se producen en el punto de doblado cuando se curvan las llantas o tubos; ¿cómo se evitan? Con acero redondo de 8 0 se quiere curvar un anillo circular de diámetro exterior igual a 100. ¿A qué longitud se cortará la barra en bruto? ¿Cómo se manifiesta la elasticidad del acero duro para resortes al arrollar un resorte? ¿Cómo se tiene en cuenta? ¿Cómo se modifican las propiedades de la materia en chapas de acero o de latón al batirlas o martillarlas? ¿Cómo se recuperan las propiedades originales? Explicar las acciones térmicas que tienen lugar al enderezar barras con el soplete de soldar.

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ATORNILLADO Atornillado de piezas sueltas Con ayuda de tornillos ya terminados se acoplan o ensamblan piezas, se atornillan, se montan. Si se emplean tornillos con tuerca, las piezas que han de unirse entre sí irán provistas de taladros pasantes que deben ser adecuados a los diámetros de los tornillos empleados y estar alineados uno con otro. El empleo de un tornillo con cabeza y sin tuerca exige un taladro roscado (fíg. 127,1). Las uniones atornilladas se emplean en todas las ramas de los oficios metalúrgicos en número muy grande de formas. En una bicicleta, por ejemplo, se unen con tornillos las piezas del mecanismo de rueda libre, ejes y horquillas, manivelas y pedales, radios y llantas. Todas estas piezas, cuando ello es necesario en las reparaciones, se pueden soltar fácilmente y volverlas a montar. Las piezas atornilladas entre sí están unidas por lo que se llama una unión desmontable.

O F¡K. 127,1 Uniones atornilladas, a) Unión de dos piezas por medio de un tornillo con cabeza; b) lo mismo peru con lomillo y tuerca; c) la linea helicoidal se puede considerar originada por un plano inclinado arrollado a un cilindro

En el montaje de las muchas piezas de una motocicleta o un automóvil intervienen ordinariamente cientos de pernos roscados, tornillos, tuercas y arandelas. Los montadores de tuberías unen tubos entre sí con ayuda de los, así llamados, manguitos y boquillas roscados. También las válvulas, grifos y análogos se montan en las tuberías por medio de uniones roscadas. Tanto para atornillar como para desatornillar tornillos, se utilizan instrumentos adecuados, tales como llaves y destornilladores. Se impide un imprevisto aflojamiento de los tornillos — por ejemplo, debido a las sacudidas en una bicicleta — mediante disposiciones de seguridad adecuadas. 127

ATORNILLADO Proceso en el atornillado Apretando, es decir, haciendo girar la tuerca sobre la rosca del perno roscado o tornillo, o bien apretando el tornillo de cabeza en el taladro roscado, se unen las piezas firmemente entre sí. Mediante un movimiento contrario de la tuerca o del tornillo vuelve a soltarse la unión atornillada. Tanto el aflojamiento como el apretado de las uniones atornilladas se basan en un recíproco desplazamiento del tornillo y la tuerca en la dirección del eje longitudinal. La pieza que se mueve con movimiento circunferencial desliza corno consecuencia del movimiento de giro hacia arriba o hacia abajo a lo largo de los filetes de rosca como si se moviera sobre un plano inclinado. La rosca es comparable a un plano inclinado (véase pág. 134 y la figura 127,1 c).

Roscas de los tornillos Los tornillos están provistos de rosca y, por lo general, de lo que se llama una rosca métrica. El Comité de Normas ha fijado como unidad de medida para las roscas, preferentemente el metro. La medida en pulgadas se emplea para roscas ya sólo de modo muy limitado. Sin embargo, existe todavía la rosca Whitworth que se usa en Inglaterra desde el año 1841 y que se basa en el sistema de unidades que tiene la pulgada como unidad fundamental. La diferencia entre la rosca métrica y la rosca Whitworth estriba, sobre todo, en el ángulo de los flancos. La rosca métrica tiene un ángulo en los flancos de 60" y la rosca Whitworth de 55" (fig. 128,1).

Fig. 128,1 Ángulo de los flancos, a) Rosca métrica; b) rosca Whitworth F'IR. 182.2 CariiL'lerlMicav de una rosca. a) Fílele de rosca; fit paso; o( diámetro del núcleo; il) diámetro en los flancos; e) diámetro nominal; /) profundidad del filete; ff) ángulo de los flancos

Una rosca puede suponerse engendrada por el arrollamiento alrededor de un perno de un alambre de perfil en ¿^ a lo largo de una linea helicoidal (fig. 128,2). Una vuelta de un tal perfil de rosca se llama filete de rosca *. La distancia entre punta de filete y punta se filete se llama paso *. Se llama altura de la rosca el camino recorrido por el tornillo en dirección axial por cada revolución alrededor del eje. Es decir, que: paso altura de la rosca. La mayoría de las roscas son de un solo filete, o sea, que no se arrolla sino un solo perfil en lugar de arrollar dos o más, uno pegado al otro. En las roscas de varios filetes (estilográficas, husillos de prensas, etc.) existen dos o tres filetes dispuestos paralelamente. El paso de estas roscas de varios filetes es entonces igual al doble o al triple de la distancia entre dos puntas de rosca vecinas.

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ATORNILLADO Clases de tornillos Los tornillos se suministran como piezas normales listas para su empleo. Se diferencian, su aplicación, por su tamaño, el diámetro y la longitud, la forma ríe la cabeza, la calidad ficial y el material del tornillo (fig. 129,1). Los tornillos pulidos tienen medidas más exactas y superficies más lisas que los que no lo son. En construcción de automóviles, por ejemplo, se emplean para lomillería lo que se llaman materiales de alta resistencia. El diámetro de la espiga o perno de tales tornillos de alia resistencia (por ejemplo, de 70 kg/mm 2 ) puede, para una carga igual, ser más pequeño que otro de acero corriente para tornillos • (St 38). La forma de las tuercas y cabezas que se emplean es adecuada al destino del tornillo. Los tornillos y las tuercas se fabrican de acuerdo con las normas DIN 1 que ha establecido la industria alemana a través de sus Comisiones de Normalización. En las hojas de normas correspondientes se prescriben la forma de la cabeza, los diámetros y longitudes de los pernos, la clase de rosca y otras particularidades de los tornillos. Antiguamente había muchos talleres que utilizaban tornillos propios con lo que se daba lugar, al mismo tiempo, a una enorme multiplicidad de tornillos y tuercas en uso. La Comisión de Normalización limitó el número de los tipos de tornillos (141) y la forma de tas tuercas (56). El almacenaje de lomillería queda con ello simplificado. Los tornillos y tuercas normalizados son fácilmente intercambiables. Los tornillos con cabeza se denominan según la forma de esta última. En los tornillos de cabeza poligonal se denomina la distancia entre dos lados paralelos de la cabeza « distancia de entrecanas» o «abertura de llave». Hay tablas que dan la abertura de llave (SW) en milímetros, por ejemplo, SW 17 « 17 mm de abertura de llave (o de entrecaras) (fig. 129,2).

Fifi. 129,2 Entrecaras o abertura de llave de la tuerca hexagorft.1

Fíg. 129,1 Cabe/.as y tuercas de tornillos normalizados, a) Tornillo hexagonal DIN 931; 6) tornillc cuadrado con collar DIN 478: c) lomillo de martillo DIN 261 ; i/) tornillo avellanado con nervio prisionero DIN 604; e) tornillo con hexágono interior DIN 912; /) tornillo cilindrico DIN 84; g) tornillo redondo DIN 86; h) tornillo avellanado DIN 87 ; /) tornillo cilindrico alomado DIN 85; k) tornillo gota de sebo DIN 88; /) tornillo con agujero cruzado DIN 404 ; m) lomillo de mariposa DIN 316; n] tuerca hexagonal; o) tuerca de corona o almenada; p) tuerca con ranura DIN Sifi

Fig. 129,3 Extremos de tornillos, a) Espárrago con extremo de tornillo cónico; b) tomillo hexagonal con extremo bombeado; c) tornillo redondo con rebaje de la espiga en el extremo; d) espiga roscada con extremo en punía

DIN = Das i'st Marín (Esto es Norma) o también = Deutsche Industrie Normen (Normas Industríales alemanas). Norma equivale a regularizado, unificado, homogeneizado. 1

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ATORNILLADO Los tornillos de cabeza redonda se construyen provistos de ranura para poder ser apretados o aflojados por medio del destornillador. En los espárragos * existen dos extremos roscados con una parte intermedia desprovista de rosca. El extremo inferior se atornilla en un taladro roscado (extremo para atornillar) y en el superior es donde se coloca la tuerca (fig. 129,3 a). Las espigas roscadas tienen rosca a todo lo largo: el extremo superior tiene en ellas, corrientemente, forma bombeada y va ranurada. El extremo inferior va habitualmente provisto de punta. Los extremos de los tornillos tienen formas diferentes. Existen extremos bombeados, cónicos y extremos constituidos por un rebaje del núcleo, pudiendo éste terminar a su vez en forma plana. bombeada o e" punta (figs. 129,3 b-d). rl-