Procedimientos de conformado mediante unión de piezas, Apuntes

Procedimientos de conformado mediante unión de piezas

En la mayoría de los casos, las máquinas, herramientas, útiles y mecanismos están compuestos por varias piezas unidas entre si para cumplir su funcion. En este capítulo se analizaran diferentes formas de unión.

Tipos de uniones

Las uniones pueden ser de dos tipos:

• Desmontables: permiten separar las piezas con facilidad, sin romper el medio de unión ni las propias piezas. Entre las más destacadas están las roscas, chavetas, lengüetas y pasadores.
• Fijas o no desmontables: se realizan con piezas cuyo desmontaje no se prevé durante la vida útil de la máquina o estructura o, en otros casos, por seguridad o exigencia del diseño. Para la separación de las piezas necesitamos romper el elemento de union o, en muchos casos, deteriorar alguna de las piezas. Destacan el roblonado, el remache tubular y los diferentes tipos de soldaduras.

A continuación, se muestra una tabla con las uniones más utilizadas según el material:

Uniones según el material

Material Unión desmontable Unión fija · Elementos roscados Remaches y roblones Pasadores Piezas ajustadas a presión Metales · Chavetas Soldadura · Ejes estriados · Adhesivos · Guías Plásticos · Elementos roscados. Adhesivos Madera · Botón y ojal · Cremallera · Costura Textiles Tiras de velero · Adhesivos · Corchetes Cerámicos · Elementos roscados Adhesivos Petreos · Cementos

Uniones desmontables

Elementos roscados

Los elementos roscados por excelencia son los tornillos y las tuercas, cuya utilización es muy común en todo tipo de máquinas y mecanismos, con una gran variedad de formas y tamaños. Se denomina rosca a cualquier elemento mecánico que disponga de un canal en forma de hélice continua construido sobre un cilindro. Según la posición de la hélice, distinguiremos entre tornillos y tuercas:

AdhesivosProcedimientos de Fabricación Tecnología Industrial I

• Si la hélice es exterior al cilindro, tendremos un tornillo . Si la hélice es interior, obtenemos una tuerco.

Además de la posición de la hélice, hay que tener en cuenta otros factores como la forma del filete (triangular, redonda, cuadrada, .. ), el número de entradas y el sentido de giro (rosca a derecha o rosca a izquierda) Los elementos más comunes son:

Tornillo pasante y tuerca

Tuerca Tornillo Un tornillo es un cuerpo cilindrico con una cabeza en un extremo para su enroscado; el otro extremo sirve para encajar mediante esfuerzos de presión y giro, en una tuerca o en un hueco roscado. La cabeza del tornillo y la tuerca suelen ser hexagonales, aunque pueden tener otras formas. Los tornillos constan de dos partes:

• Cuerpo o elemento de unión, que está roscado. . Cabeza o elemento de apriete.

Forma de la cabeza de los tornillos

al Forma de la cabeza de los tomillos más usunies: Hexagonal Cilindrica con ranura Redonda (esférica) Cilíndrica con hexagono interior Redonda [esférica) con ranura Avelanada con ranura Avelanada con ranura on cruz Gota de sebo

Forma de las tuercas

b) Forma de los tuercas más usuales: Anandota de plástico Hexagonal Cuadrada De mariposa Almonada Autofrenante (con aro de plástico autorroscable) : 11.3. Tuercas y tornillos.Tecnología Industrial I Procedimientos de Fabricación

Tornillos de unión

Son tornillos semejantes a los anteriores, pero se diferencian en que uno de las piezas tiene el agujero roscado, por lo que no se necesita tuerca. Ic Este tipo de unión se utiliza, generalmente, sobre piezas metálicas de un considerable grosor donde practicar el agujero roscado. Un caso particular son los tirafondos, son tornillos largos, que se utilizan frecuentemente para unir entre si piezas de madera y carecen de tuerca, proporcionándoles una unión más Tomillo de unión segura que los clavos. Otro tipo de tornillo de unión, son los espárragos, que consisten en una varilla roscada por ambos extremos, sin cabeza, con la parte central sin roscar. Se suelen fijar en piezas metálicas grandes o costosas, donde se unen otras más simples que se van a desmontar con cierta regularidad durante la vida del mecanismo. Si durante el montaje o desmontaje se deteriora algún elemento, siempre será el espárrago y nunca la rosca de la pieza base. Para llevar a cabo el montaje y desmontaje de un espárrago se coloca una tuerca fijada mediante una contratuerca, haciendo girar ambas simultáneamente mediante llaves de tubo. Espárrago Contratuerca |Tuerc (a) Espárrago (b) Montaje y desmontaje de espárrago Los pernos son tornillos de forma cilindrica que, debido a su forma, pueden acoplarse a una tuerca o a un orificio roscado. Para apretar se inmoviliza la cabeza y se hace girar la tuerca con una llave apropiada. Dependiendo de la función que realicen reciben distintos nombres:

1. Pernos de apoyo
2. Pernos de articulación
3. Pernos de anclaje

Tipos de pernos

Perno de apoyo (b) Pero de arsculación Pernos (c) Pemos de anclaje Figura 11.6. Tipos de Dernos. Los prisioneros son pequeños tornillos que se enroscan en una pieza, traspasándola y alojándose en un hueco de otra segunda. De esta forma se evita que una pieza pueda girar o desplazarse longitudinalmente respecto a la otra. TirafondosProcedimientos de Fabricación Tecnología Industrial I

Prisionero

Arandelas

Las arandelas son elementos auxiliares que resultan imprescindibles en muchas aplicaciones que emplean tornillos. Una arandela es una corona o anillo metálico que se usa para evitar el roce de las piezas entre las que se coloca y asegurar su inmovilidad.

Tipos de arandelas

Arandela plana Protección Acandola plans biselada Protección

Pasadores

Son piezas de forma cilindrica o cónica que sirven para sujetar elementos de máquinas que van a estar juntos. Se utilizan cuando queremos impedir un movimiento o mantener dos o más piezas en la misma posición relativa. Los pasadores no están preparados para transmitir grandes esfuerzos. Es más, a veces interesa que se rompan para evitar averías mayores. Ejemplo: pasadores de la cadena de una bicicleta (mantienen unidos los eslabones de la cadena).

Aplicaciones de pasadores

TIPO DIBUJO APLICACIÓN Pasador (de seguridad) Pasador cilindrico Pasador cónico Pasador elástico tubular Pasador de aletasProcedimientos de Fabricación Tecnología Industrial I

Los cilíndricos se usan para posicionar una pieza respecto a otra, pero no la fijan. Los cónicos y los elásticos y de aletas se usan como fijadores, la diferencia principal es que los cónicos se alojan en agujeros calibrados y los de seguridad no.

Chavetas y lengüetas

Se utilizan cuando se necesita conseguir que el movimiento de un árbol o eje sea solidario con cualquier otro elemento de la máquina. Las chavetas son unas piezas prismáticas, generalmente de sección rectangular, en forma de cuña de acero que se interponen entre dos piezas para unirlas y hacer solidario el giro entre ellas. Para ello es necesario realizar, previamente, un chavetero (ranura) en ambas piezas donde se introduce una chaveta. Las chavetas pueden ser transversales o longitudinales, según su colocación respecto al eje de giro.

Tipos de chavetas

TIPO DIBUJO MONTAJE TÍPICO Chaveta transversal Colocada perpendicular al eje y forzada en una de las piezas, se utiliza para unir ejes o útiles de máquinas herrmientas, de forma similar a los pasadores. ++5 Chaveta longitudinal Se coloca paralela al cje y se utliza para transmitir el giro entre dos piezas Inmovilzándolas en sentido axial, al ajustarse la chaveta on sentido radial sobre las piezas! Chavetero Dentro de esta clasificación existen distintos tipos normalizados de chavetas, según la función que deben desempeñar. Las lengüetas son una clase especial de chaveta de ajuste, por lo que también son piezas prismáticas de acero que se fijan al chavetero , por medio de tornillos o mediante una forma especial (lengüetas de disco). La diferencia fundamental entre chavetas y lenguetas está en su forma y en las caras empleadas para el ajuste. v Las chavetas son de forma cónica y realizan el ajuste por su cara superior en inferior Las lengüetas tienen sección recta y el ajuste se produce por las caras laterales mina da Las lengüetas permiten el desplazamiento longitudinal de una pieza respecto de la otra ya que no están sujetas, pero no permiten el giro axial.Tecnología Industrial I Procedimientos de Fabricación

Guías

Son piezas que se emplean en las máquinas y en otros aparatos para permitir que una pieza se desplace en una dirección determinada con respecto a otra que se encuentra fija. la Rectangular (b) En'T (c) En cola milano (d) Prismática (e) En V

Ejes estriados

Sobre una superficie cilíndrica, interior o exterior, se realizan una serie de ranuras, cuya finalidad es transmitir grandes esfuerzos de giro entre dos piezas que encajan entre sí.

Otros elementos de unión

• Botón y ojal: Empleado en prendas textiles de vestir. El ojal es la abertura o corte que se realiza en una de las partes a unir.
• Velcro: Son dos tiras de plástico que se pegan al ponerse en contacto entre si. Para separarlas basta con tirar de ellas.
• Corchetes: Son dos elementos metálicos que, presionados uno contra otro, permiten la sujeción de dos prendas de vestir.

Uniones fijas

Las uniones fijas más comunes son

• Remaches y roblones
• Adhesivos
• Ajuste a presión
• Soldadura

Remaches y roblones

Un remache es una pequeña varilla cilíndrica con una cabeza en un extremo, que sirve para unir varias chapas o piezas de forma permanente, al deformar el extremo opuesto al de la cabeza por medio de presión o golpe, obteniendo en él otra cabeza. A este proceso se le llama remachado o roblonado.Procedimientos de Fabricación Tecnología Industrial I

El remachado puede realizarse a mano o mediante una remachadora, que puede ser manual o mecánica.

Tipos de remaches

1,5 d (1) Insertar Cabeza esférica (2) Cabeza esférica con borde Remache pop Romachadora manual (4) Cabeza arvollanada plana Cabeza avellanada bombeada Figura 11.16. Tipos de remaches Los remaches y roblones se fabrican de metal, de acero de bajo contenido en carbono, o de materiales más dúctiles como el aluminio. Así se facilita la formación de la segunda cabeza del roblón o remache denominada cabeza de cierre. Es muy conocida su aplicación en la industria aeronáutica para fijas chapas a la estructura del avión. Los roblones son remaches grandes de diámetro superior a 10 mm. En este caso, el remachado se realiza en caliente: se eleva la temperatura del roblón al rojo vivo, de manera que el material se reblandece y se puede deformar fácilmente. (roblonado).

Unión por ajuste a presión

Una unión por ajuste a presión o por aprieto es aquella que se realiza cuando el eje es más grande que el hueco donde va a ir colocado. Esta unión impide el movimiento entre ambas piezas. Podemos diferenciar pues, dos elementos: el eje es la pieza interior y el agujero es la pieza exterior. Dependiendo de la diferencia entre las dos medidas, el aprieto será más fuerte o más débil. En el primer caso (fuerte), para introducir una pieza dentro de la otra, será necesario calentar la pieza donde esté situado el agujero para que se dilate y, seguidamente, poder introducir el eje con facilidad. Cuando ambas piezas alcanzan la temperatura ambiente, la unión estará realizada. Con este método se introduce, por ejemplo, el bulón en la biela y esto, a su vez, en el conjunto biela-pistón de un motor de automóvil en el que el bulón va fijo a la biela. Para ajustes con poca diferencia se introduce una pieza en la otra por medio de presión, ya sea aplicando un método manual o BLAón Biela