Fundamentos de Dibujo Técnico, Metrología y Componentes Mecánicos

Formatos de Papel Normalizados (Serie DIN A)

Los formatos de papel de la serie DIN A se basan en una relación de semejanza y una superficie de partida. La relación entre los lados a (ancho) y b (largo) y la superficie del formato base (A0) se definen como:

• Superficie del formato A0: a × b = 1 m²
• Relación de semejanza entre lados: a / b = 1 / √2

A partir de estas premisas, se deducen las dimensiones del formato A0:

1. De la relación de semejanza: a = b / √2
2. Sustituyendo en la fórmula de la superficie: (b / √2) × b = 1
3. Esto implica: b² / √2 = 1, por lo tanto b² = √2
4. Despejando b: b = √(√2) ≈ 1.189 metros = 1189 mm
5. Calculando a: a = 1 / b ≈ 1 / 1.189 ≈ 0.841 metros = 841 mm

Por lo tanto, las dimensiones del formato A0 son aproximadamente 841 mm × 1189 mm.

Sistemas de Representación Gráfica

Sistema Axonométrico Ortogonal

El sistema axonométrico ortogonal es un sistema de representación gráfica que consiste en representar elementos geométricos o volúmenes en un plano mediante una proyección ortogonal referida a tres ejes ortogonales. Esta representación busca que se conserven sus proporciones en las tres direcciones del espacio: alto, ancho y largo.

De los tres ejes del plano, el eje de altura se representa siempre en vertical. Los ángulos de los otros dos ejes pueden variar, dando lugar a tres tipos principales de perspectiva axonométrica:

• Isométrica: Los tres ángulos entre los ejes proyectados son iguales (120º), y los coeficientes de reducción son iguales para los tres ejes.
• Dimétrica: Dos de los ángulos entre los ejes proyectados son iguales, y dos de los coeficientes de reducción son iguales.
• Trimétrica: Los tres ángulos entre los ejes proyectados son diferentes, y los tres coeficientes de reducción son diferentes.

Perspectiva Cónica

La perspectiva cónica es un sistema de representación gráfica basado en la proyección tridimensional de un cuerpo sobre un plano. Esta proyección se realiza mediante rectas proyectantes o haces de luz que pasan por un punto llamado punto de vista (o foco). Es el sistema de representación que más se asemeja a la percepción visual humana del espacio y la profundidad.

Calidades Superficiales y Rugosidad

La clasificación de superficies y sus acabados se indica mediante signos superficiales específicos en los planos técnicos. Estos signos informan sobre la clase de superficie y el proceso de mecanizado.

Tipos de Acabado Superficial

• En bruto: Superficie tal como resulta del proceso de fabricación primario (fundición, forja, laminación, etc.), sin un mecanizado posterior específico para mejorar su acabado. Puede llevar un signo específico o indicarse textualmente.
• Alisado (sin arranque de viruta): Superficie obtenida por procesos que no eliminan material, como el bruñido o el lapeado fino. Se indica con un signo específico (un círculo dentro del símbolo base de rugosidad).
• Mecanizado (con arranque de viruta):
  • Mecanizado corriente: Se indica con el símbolo base de rugosidad (un triángulo o una "V" invertida).
  • Mecanizado cuidadoso: El texto original mencionaba "con signo de aproximado procedimiento cuidadoso sin levantar viruta". Esto se interpreta como un mecanizado que requiere un acabado más fino que el corriente, donde el arranque de viruta es controlado para lograr una mejor superficie. Se indica con el símbolo base y una línea horizontal encima.

Calidades Superficiales Mejoradas (Grados de Rugosidad)

La rugosidad superficial se puede clasificar en diferentes grados, a menudo representados por el número de triángulos (o un valor Ra):

• Desbastado (ej. N12, Ra 50 µm, indicado con un triángulo ▿ o similar): Las huellas del mecanizado son visibles a simple vista. Corresponde a una rugosidad alta.
• Afinado (ej. N9-N11, Ra 6.3 - 25 µm, indicado con dos triángulos ▿▿ o similar): Las huellas del mecanizado son visibles a simple vista, pero más finas que en el desbastado.
• Refinado (ej. N6-N8, Ra 0.8 - 3.2 µm, indicado con tres triángulos ▿▿▿ o similar): Las huellas del mecanizado no deben ser visibles a simple vista.
• Superacabado (ej. N1-N5, Ra < 0.4 µm, indicado con cuatro triángulos ▿▿▿▿ o similar): Superficie de muy alta calidad, sin marcas visibles.

Nota: La representación con triángulos (▿) es una forma común de simplificar la indicación de rugosidad, aunque la normativa ISO utiliza valores numéricos de rugosidad (Ra, Rz, etc.) y símbolos específicos más detallados. El texto original usaba "∆" que se ha interpretado en este contexto.

Determinación de la Rugosidad

Para determinar la rugosidad de una superficie, se consideran varios parámetros:

• Paso (longitud de muestreo): Longitud sobre la cual se evalúa el perfil de rugosidad.
• Línea media del perfil: Línea de referencia a partir de la cual se miden las desviaciones del perfil.
• Media aritmética de las desviaciones (Ra): Es el valor promedio de las desviaciones absolutas del perfil de rugosidad respecto a la línea media.

El rugosímetro es el instrumento utilizado para medir la rugosidad de las superficies.

Tolerancias y Ajustes

Las tolerancias definen la variación permitida en las dimensiones de una pieza fabricada. El ajuste describe la relación dimensional entre dos piezas que deben encajar entre sí (por ejemplo, un eje y un agujero).

Tipos de Ajuste

Existen principalmente dos tipos de ajuste (aunque también existe el indeterminado):

• Ajuste fijo (o con apriete): Las piezas se montan con interferencia, quedando fijas entre sí. El diámetro del eje es mayor que el del agujero antes del montaje.
• Ajuste móvil (o con juego): Existe un espacio (juego) entre las piezas montadas, permitiendo movimiento relativo. El diámetro del eje es menor que el del agujero.

Tolerancias Dimensionales

Las tolerancias dimensionales se refieren a la variación permitida en las dimensiones lineales y angulares de una pieza.

• Referido a la forma general (errores macrogeométricos): Macrométricas.
• Referido a la rugosidad (errores microgeométricos): Micrométricas.

Medidas y Cotas Constructivas

En el contexto de la fabricación y el diseño, se manejan diferentes tipos de medidas:

• Medida o cota nominal: Es la dimensión teórica o ideal de la pieza, utilizada para fines de identificación y diseño inicial.
• Medidas prácticas (o efectivas): Son las dimensiones reales de la pieza una vez fabricada, determinadas por medición directa.
• Medidas límites constructivas: Son las dimensiones máxima y mínima permitidas para una cota, especificadas en los dibujos y despieces. La medida efectiva debe encontrarse dentro de estos límites.
• Medidas límites prácticas: Son las que resultan para una pieza determinada teniendo en cuenta los desgastes previsibles durante su vida útil y las tolerancias de los calibres de verificación.
• Medida máxima: El valor más grande permitido para una dimensión.
• Medida mínima: El valor más pequeño permitido para una dimensión.
• Diferencia nominal: Este término no es estándar; usualmente se refiere a la cota nominal misma.
• Diferencia superior (DS o es): Diferencia entre la medida máxima y la medida nominal.
• Diferencia inferior (DI o ei): Diferencia entre la medida mínima y la medida nominal.
• Diferencia efectiva: Diferencia entre la medida efectiva y la medida nominal.
• Línea de referencia (o línea cero): Representa la medida nominal en los diagramas de tolerancias.
• Tolerancia (IT): Es la diferencia entre la medida máxima y la medida mínima (T = Medida_máx - Medida_mín = DS - DI). Define la amplitud del campo de tolerancia.
• Zona de tolerancia: Es el campo comprendido entre las medidas límites (máxima y mínima) donde debe encontrarse la medida efectiva de la pieza.

Tolerancia Geométrica (GD&T)

La tolerancia geométrica controla la forma, orientación, situación (posición) y oscilación de los elementos de una pieza, independientemente de sus dimensiones.

• Forma: Rectitud, planicidad, redondez, cilindricidad, perfil de una línea, perfil de una superficie.
• Orientación: Paralelismo, perpendicularidad, angularidad.
• Situación (Posición): Localización, concentricidad, coaxialidad, simetría.
• Oscilación: Oscilación circular (radial y axial), oscilación total (radial y axial).

Sistemas de Tratamiento de Aire Comprimido (Secado y Acumulación)

El aire comprimido generado por compresores suele contener impurezas como agua, aceite y partículas. Para asegurar el correcto funcionamiento y la longevidad de los equipos neumáticos, es necesario tratar este aire.

Secadores de Aire Comprimido

Los secadores eliminan la humedad (vapor de agua) del aire comprimido. Algunos tipos comunes son:

• Secadores frigoríficos (o por enfriamiento): Enfrían el aire comprimido para condensar el vapor de agua, que luego se separa y se purga. Suelen incluir separadores de condensado.
• Secadores de adsorción: Utilizan un material desecante (como gel de sílice o alúmina activada) que adhiere (adsorbe) las moléculas de agua a su superficie. Funcionan en ciclos alternos de secado y regeneración del material desecante.
• Secadores de absorción: Utilizan un material que absorbe la humedad, disolviéndose o reaccionando químicamente con ella. El texto original menciona "con prefiltro y sólido con gas que disuelve humedad", lo que podría referirse a secadores delicuescentes donde un material higroscópico se consume.
• Secadores de membrana: Utilizan membranas semipermeables que permiten el paso selectivo del vapor de agua, separándolo del flujo principal de aire. El texto indica que "separa el nitrógeno del oxígeno y vapor de agua", una característica de estas membranas que pueden usarse para enriquecer nitrógeno al eliminar oxígeno y vapor de agua.

Acumulador (Depósito de Aire Comprimido)

El acumulador o depósito de aire comprimido cumple varias funciones esenciales en un sistema neumático:

• Mantener estable la presión: Amortigua las fluctuaciones de presión causadas por el ciclo de trabajo del compresor y las demandas variables del sistema.
• Proteger al compresor: Reduce la frecuencia de arranques y paradas del compresor, permitiendo que trabaje en ciclos más largos y eficientes, lo que prolonga su vida útil.
• Refrigerar el aire: Debido a su gran superficie, el depósito contribuye a enfriar el aire comprimido, lo que ayuda a condensar una parte de la humedad antes de que llegue a los secadores o puntos de uso.
• Separar condensados: Permite que el agua y el aceite condensados se acumulen en el fondo para su purga.

Sistemas de Aspiración de Polvo en el Área de Carrocería

En los talleres de carrocería, especialmente durante operaciones de lijado y preparación de superficies, se generan grandes cantidades de polvo. Los sistemas de aspiración son cruciales para mantener un ambiente de trabajo limpio y seguro, y para la calidad del acabado.

Algunos tipos de sistemas de aspiración incluyen:

• Planos aspirantes: Superficies o rejillas en el suelo o paredes con sistemas de succión integrados que capturan el polvo descendente.
• Brazos articulados con cabezales multifunción: Sistemas móviles con brazos extensibles y boquillas de aspiración que pueden posicionarse cerca de la fuente de polvo. Los cabezales pueden integrar también conexiones para herramientas neumáticas o eléctricas.
• Sistemas de aspiración centralizados: Una unidad de aspiración potente conectada a una red de tuberías con múltiples puntos de conexión en el taller, permitiendo conectar mangueras y herramientas de aspiración en diferentes puestos de trabajo.
• Aspiradores portátiles (o móviles): Unidades de aspiración autónomas y compactas que pueden trasladarse fácilmente al lugar donde se necesiten. Pueden ser específicos para herramientas (conectados directamente a lijadoras, por ejemplo) o de uso general.

Número de Identificación del Vehículo (VIN)

El Número de Identificación del Vehículo (VIN), también conocido como número de bastidor, es un código alfanumérico único de 17 caracteres (números y letras) que identifica a un vehículo específico. Generalmente se encuentra troquelado en una pieza estructural visible del vehículo y también en la documentación.

La estructura del VIN se divide en tres secciones principales:

• WMI (World Manufacturer Identifier) - Identificador Mundial del Fabricante: Los primeros 3 caracteres. Identifican al fabricante del vehículo y el país de origen.
• VDS (Vehicle Descriptor Section) - Sección Descriptora del Vehículo: Los siguientes 6 caracteres (posiciones 4 a 9). Proporcionan información sobre las características del vehículo, como el modelo, tipo de carrocería, sistema de motor, etc. El texto original menciona "código homologación" para estos 6 caracteres, lo cual es parte de la información que puede contener.
• VIS (Vehicle Identifier Section) - Sección Identificadora del Vehículo: Los últimos 8 caracteres (posiciones 10 a 17). Identifican individualmente al vehículo. Incluye información como el año del modelo, la planta de ensamblaje y un número de serie secuencial. El texto original menciona "num serie" para estos 8 caracteres.

Componentes Estructurales de la Carrocería (Ejemplos)

A continuación, se listan algunos componentes comunes de la estructura de una carrocería de automóvil. La numeración es solo referencial del listado original:

1. Traviesa inferior delantera
2. Cierre de la traviesa inferior delantera
3. Soporte de sujeción del paragolpes
4. Larguero delantero
5. Cierre del larguero delantero
6. Traviesa del salpicadero
7. Refuerzo del salpicadero
8. Panel frontal del salpicadero
9. Salpicadero superior (o cubierta superior del salpicadero)
10. Traviesa de sujeción del cuadro de mandos
11. Refuerzo del montante delantero (Pilar A)
12. Traviesa anterior del techo
13. Traviesa central del techo
14. Refuerzo lateral del techo
15. Refuerzo del montante central (Pilar B)
16. Cierre del montante central
17. Cierre del estribo (o talonera)
18. Refuerzo del faldón
19. Piso del maletero con largueros
20. • a. Refuerzo de la custodia (ventana lateral trasera fija)
    • b. Pase de rueda trasero
    • c. Refuerzo posterior del cierre de la aleta
21. Soporte delantero para remolque (o argolla de remolque)
22. Soporte trasero para remolque (o argolla de remolque)
23. Soporte de la batería
24. Refuerzo del salpicadero (posiblemente otro diferente al ítem 7, o una especificación adicional)
25. Frente delantero (conjunto de piezas frontales)

Tipos de Roscas y Especificaciones de Tornillos

Roscas Comunes

• Rosca Métrica (ISO):
  • Perfil del filete: Triángulo equilátero teórico.
  • Crestas: Truncadas (planas).
  • Valles: Redondeados o truncados.
  • Ángulo entre flancos: 60º.
  • Es el estándar internacional más utilizado.
• Rosca Whitworth (BSW, BSP):
  • Perfil del filete: Triángulo isósceles.
  • Crestas y valles: Redondeados.
  • Ángulo entre flancos: 55º.
  • Utilizada históricamente en el Reino Unido y en aplicaciones de tuberías (BSP).

Especificaciones de Tornillos (Ejemplo: Clase de Resistencia 6.8)

La clase de resistencia de un tornillo métrico se designa comúnmente con dos números separados por un punto (ej. 6.8). Estos números indican propiedades mecánicas importantes:

• Primer número (6 en "6.8"): Multiplicado por 100, indica la resistencia mínima a la tracción (R_m) en Megapascales (MPa) o N/mm².
  • Ejemplo: 6 × 100 = 600 MPa (o N/mm²) de resistencia a la tracción.
• Segundo número (8 en "6.8"): Multiplicado por el primer número y por 10, indica el límite elástico mínimo (R_e o R_p0,2) en MPa o N/mm².
  • Ejemplo: 8 × 6 × 10 = 480 MPa (o N/mm²) de límite elástico.
  • (Alternativamente, el segundo número indica la relación entre el límite elástico y la resistencia a la tracción: 0.8, por lo que el límite elástico es el 80% de la resistencia a la tracción: 0.8 × 600 MPa = 480 MPa).

Nota: El texto original indicaba "Nm²"; la unidad correcta para tensión (resistencia, límite elástico) es N/mm² o su equivalente, MPa.