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lunes, 16 de julio de 2012

tecnologia mecanica, tolerancia y ajuste

Tecnología mecánica
La tecnología mecánica es la aplicación práctica de la mecánica física; por tanto, se ocupa del estudio de las fuerzas y movimientos de los sistemas mecánicos.
Sin embargo, el término tiene otros significados, compatibles con el anterior.
Mecánica: son los trabajos u operaciones con piezas de metal, así se denomina como mecánica a cualquier actividad en la manipulación o trasformaciones de piezas de metal, la metalurgia no es mecánica dado que trasforma un mineral, con componentes metálicos pero de características no metálicas, desde el punto de vista físico, en metal propiamente dicho.

El término mecánica puede entenderse como:
• Parte de la física que estudia las fuerzas.
• Trabajos y operaciones con material metálico.
• Trabajos repetitivos según un proceso previamente establecido.
Lo que da lugar a la mecánica industrial que estamos tratando, la tecnología mecánica puede adoptar cualquiera de los anteriores significados o una combinación de ellos
La mecánica clásica, sea cual sea el objeto de su estudio, presenta una división clara en función de que los sistemas sobre los que actúan las fuerzas se muevan (dinámica), o no (estática). Los sistemas mecánicos móviles reciben la denominación genérica de mecanismos o máquinas, mientras que los que permanecen estáticos se denominan estructuras, construcciones o edificios.

Así pues, se pueden considerar objeto de la tecnología mecánica, los siguientes:
• Procesos de fabricación
• Reparación y mantenimiento
• Herramientas
• Máquinas simples
• Cuña, Palanca, Plano inclinado, Polea Rueda, Tornillo, Mecanismos
• Elementos de máquinas
o Unión, Transmisión, Regulación, Seguridad
o Tribología
• Vibraciones, Equilibrado
• Máquinas
o Motrices: térmicas, hidráulicas, eléctricas
o Compresor (máquina), Bomba (hidráulica).
o Máquinas herramienta, Control numérico por computadora
o Robots
o Vehículos
o Manutención
• Construcción
o Maquinaria de construcción
o Cimentaciones
o Estructuras
o Infraestructuras
• Metrología
o Instrumento de medición

TOLERANCIAS Y AJUSTES

Una vez comprobada la imposibilidad de construir piezas idénticas cuando se habla de un proceso de mecanizado, introducimos el concepto de tolerancia.
Este concepto es útil cuando se fabrican grandes series, tanto para el montaje en la máquina que se está fabricando, como en el repuesto.
Asumir y fabricar con tolerancias significa un avance en la fabricación de la maquinaria moderna.

1.- TOLERNACIA
La tolerancia es el margen de medidas límite que puede tener una pieza. Si tenemos una cota nominal (C), la tolerancia es la diferencia entre una cota máxima (CM) y una cota mínima (Cm): T = CM – Cm.
Podemos decir que fijar el valor de la tolerancia no es suficiente, sino que tendremos que establecer también los valores de esa tolerancia respecto a la cota nominal y en ese sentido se pueden establecer diversas situaciones:
• La diferencia que existe entre la cota máxima y la cota nominal se llama diferencia superior (S): S = CM – C.
• La diferencia que existe entre la cota mínima y la cota nominal se llama diferencia inferior (i): i = Cm – C.

2.- NORMALIZACIÓN DE LA TOLERANCIA
En los países de del sistema métrico se establecieron las normas ISA-3, que dieron origen posteriormente a las ISO. Los valores de las tolerancias ISO vienen expresados en micras (µ). En los países anglosajones también se utilizan fracciones de pulgada.
Las tolerancias ISO se definen por:
• Calidad: es su valor expresado en micras
• Posición: es la situación de la tolerancia respecto a la línea de cero o nominal de la pieza.
En el sistema ISO se establecieron 18 calidades: IT01, IT0, IT1, IT2, IT3, IT4, IT5, IT6, IT7, IT8, IT9, IT10, IT11, IT12, IT13, IT14, IT15, IT16. Los valores de cada una de esas calidades van variando.

3.- AJUSTES
Cuando una pieza tiene que encajar en otra, previamente deben conocerse las medidas de ambas. Para simplificar, diremos que son agujeros las piezas que contienen y ejes las contenidas. Si la cota inferior de la pieza que contiene es exactamente igual a la cota exterior de la pieza contenida, el ajuste es perfecto. Pueden darse los siguientes casos:

• Ajuste con juego o móvil: cuando el diámetro del agujero es mayor que el del eje
- Juego máximo: Jmax = CM agujero – Cm eje
- Juego mínimo: Jmin = CM eje – Cm agujero
• Ajuste con aprieto o fijo: cuando el diámetro del eje es mayor que el del agujero.
• Ajuste indeterminado: puede ser aprieto o juego

Definimos aprieto máximo (AM) como la diferencia entre la medida máxima del eje y la mínima del agujero, y aprieto mínimo (Am), como la diferencia entre la medida mínima del eje y la máxima del agujero.

4.- REGLAS GENERALES PARA LA ELECCIÓN DE LOS AJUSTES
El proyectista en principio puede dividir en dos partes el problema que plantea la elección del tipo de ajuste, por un lado, fijar los límites del ajuste y por otro, establecer las dimensiones normalizadas de las piezas que van a ajustar.
Para elegir la tolerancia tenemos que conocer como mínimo los siguientes datos:
• Acabado superficial de la pieza
• Naturaleza del metal de las piezas
• La extensión de la superficie en contacto de las piezas
• Las deformaciones
• Naturaleza y dirección de los esfuerzos
• Temperatura (debe tenerse en cuenta la temperatura de referencia, es decir, 20ºC)
• Lubricación

miércoles, 11 de julio de 2012

Tecnología de la programación: CAD/CAM

Actualmente existen dos tipos de programación en las máquinas de control numérico: la programación a pie de máquina y la programación CAD/CAM. Dependiendo del tipo de aplicación es conveniente utilizar uno u otro.
La programación a pie de maquina se utiliza cuando las operaciones a realizar en la pieza no son demasiado complejas. Generalmente se trata de geometrías 2D o 2D y 1\2 del tipo cajeros, agujeros o perfiles en repetición en Z. Es una programación utilizada en empresas dedicadas a la fabricación de piezas de producción o a elementos porta moldes que, como ya se ha señalado, en su gran mayoría no requieren operaciones complejas.
La programación CAD/CAM se utiliza cuando las geometrías son más complicadas y cuando la pieza ya es una figura con definiciones en 3D. Es la programación empleada en los talleres de moldes y matrices.

En principio la programación desde el control consistía en unos códigos u órdenes que indicaban a la máquina cual era la trayectoria que debía seguir para ejecutar la mecanización. Esta programación todavía se continúa utilizando pero desde hace unos años se está desarrollando un nuevo tipo de programación más cercana a la idea del CAD/CAM. Se trata de una programación más gráfica, sencilla e inmediata. Es la llamada programación Conversacional o Asistida (el nombre no es genérico y varía según el fabricante de control numérico).
La programación CAD/CAM fue concebida desde su inicio como una programación gráfica. El programador no ha de saber que códigos necesita la máquina para moverse. Es una programación más intuitiva porque se está viendo la pieza gráficamente. Con esto no decimos que sea una programación sencilla, especialmente si se habla de programación de mecanización de alta velocidad. Pero la gestión de las tres dimensiones es mucho más simple para el usuario en el caso la programación CAD/CAM que en la programación a pie de máquina, que en muchos casos es poco menos que imposible. Por otro lado, el desarrollo continuo de los programas CAD/CAM y de los mismos equipos informáticos ofrecen actualmente un amplio abanico de programas disponibles, incluso orientados a aplicaciones específicas, y cada vez más sencillos de utilizar.
La presencia de los CAD/CAM propicio la aparición de la figura del programador en los talleres de mecanización. Debido a la dificultad en la utilización de estos sistemas de programación, el trabajo de mecanización en la máquina pasó a ser compartida por dos figuras diferenciadas en la mayoría de talleres: el operario y el programador. Actualmente la tendencia es suprimir esta diferenciación y acercar la programación al operario o acercar la máquina al programador, de manera que sea una sola persona la que haga trabajar la máquina. Esto se está consiguiendo como ya se ha dicho con nuevas generaciones de CAD/CAM más sencillas en cuanto a su utilización y más rápidas. Incluso hay máquinas que incorporan el CAD/CAM como sistema de programación interno de la propia máquina.