ENSAMBLE MECÁNICO
_En el ensamble mecánico se usan diferentes métodos de sujeción para
sostener juntas en forma mecánica dos o más piezas. En la mayoría de los
casos, los métodos de sujeción implican el uso de componentes llamados
sujetadores que se agregan a las piezas durante la operación de
ensamblado. En otros casos, el mecanismo de sujeción implica el formado o
reformado de uno de los componentes que se van a ensamblar y no se
requieren sujetadores separados. Muchos productos para el consumidor se
ensamblan principalmente mediante métodos de sujeción mecánica:
automóviles, aparatos eléctricos, teléfonos, muebles, utensilios,
incluso vestidos se “ensamblan” por medios mecánicos.
Los métodos de sujeción mecánica pueden dividirse en dos clases principales:
1) los que permiten el desensamble.
2) los que crean un unión permanente.
Con propósitos de organización, los métodos de ensamble mecánico se han clasificado en las siguientes categorías:
1) sujetadores roscados
2) remaches
3)otros métodos de sujeción mecánica .
Los métodos de sujeción mecánica pueden dividirse en dos clases principales:
1) los que permiten el desensamble.
2) los que crean un unión permanente.
Con propósitos de organización, los métodos de ensamble mecánico se han clasificado en las siguientes categorías:
1) sujetadores roscados
2) remaches
3)otros métodos de sujeción mecánica .
SUJETADORES ROSCADOS
_Son componentes separados de hardware que tienen roscas externas o
internas para el ensamble de piezas. En casi todos los casos permiten el
desensamble. Los sujetadores roscados son la categoría más importante
del ensamble mecánico; los tipos mas comunes son:
1) Los tornillos
2) Los pernos
3) Las tuercas.
Un tornillo es un sujetador con rosca externa que; por lo general, se ensambla en un orificio roscado ciego. Algunos tipos llamados tornillos autorroscantes poseen formas que les permiten formar o cortar las roscas correspondientes en el orificio.
Un perno es un sujetador con rosca externa que se inserta a través de orificios en las piezas y se “atornilla” con una tuerca en el lado opuesto.
Una tuerca es un sujetador de rosca interna que coincide con la del perno del mismo diámetro, paso y forma de rosca.
1) Los tornillos
2) Los pernos
3) Las tuercas.
Un tornillo es un sujetador con rosca externa que; por lo general, se ensambla en un orificio roscado ciego. Algunos tipos llamados tornillos autorroscantes poseen formas que les permiten formar o cortar las roscas correspondientes en el orificio.
Un perno es un sujetador con rosca externa que se inserta a través de orificios en las piezas y se “atornilla” con una tuerca en el lado opuesto.
Una tuerca es un sujetador de rosca interna que coincide con la del perno del mismo diámetro, paso y forma de rosca.
_Los tornillos y los pernos vienen en diversos tamaños, roscas y formas,
todas ellas estandarizadas. En la tabla se proporciona una selección de
los tamaños de los sujetadores roscados comunes en unidades métricas y
unidades de uso comunes en Estados Unidos. La especificación métrica
consta consta del diámetro mayor nominal, mm, seguido del paso, mm. La
norma de Estados Unidos específica ya sea un número que designa el
diámetro principal, seguido por el número de roscas por pulgada. En la
tabla se proporcionan tanto pasos gruesos como finos.
_Debe observarse que las diferencias entre los sujetadores roscados
tienen implicaciones en la manufactura de la herramienta. Para usar un
tipo particular de tornillo o perno, el trabajador debe tener las
herramientas diseñadas para el tipo de sujetador. Por ejemplo hay
disponibles numerosos estilos de cabezas en pernos y tornillo. Las
formas de estas cabezas, al igual que los diversos tamaños disponibles,
requieren herramientas manuales distintas para el operador.
_
_Entre los tipos de sujetadores roscados y equipo relacionado se incluyen
los pernos sin cabeza, insertos con rosca de tornillo y las
arandelas.
Un perno sin cabeza es un sujetador con rosca externa, pero sin la cabeza normal que posee un perno. Los pernos sin cabeza se usan para ensamblar dos piezas mediante dos tuercas.
Los insertos con rosca de tornillo son machos con rosca interna o rollos de alambre hechos para insertarse en un orificio sin rosca y para aceptar un sujetador con rosca externa. Se ensamblan en materiales débiles para proporcionar roscas fuertes.
Un perno sin cabeza es un sujetador con rosca externa, pero sin la cabeza normal que posee un perno. Los pernos sin cabeza se usan para ensamblar dos piezas mediante dos tuercas.
Los insertos con rosca de tornillo son machos con rosca interna o rollos de alambre hechos para insertarse en un orificio sin rosca y para aceptar un sujetador con rosca externa. Se ensamblan en materiales débiles para proporcionar roscas fuertes.
_Una arandela es un componente de equipo que se usa con frecuencia en los
sujetadores roscados para asegurar la firmeza de la unión mecánica; en
su forma mas simple, es un anillo delgado plano de lamina metálica. Las
arandelas tienen varias funciones:
1) distribuir los esfuerzos que la otra forma se concentraría en la cabeza del perno o tornillo y en la tuerca
2) dar apoyo para orificios con separaciones grandes en las piezas ensambladas
3) aumentar la tensión del resorte
4) proteger las superficies de las piezas
5) sellar la unión
6) resistir el aflojamiento inadvertido.
1) distribuir los esfuerzos que la otra forma se concentraría en la cabeza del perno o tornillo y en la tuerca
2) dar apoyo para orificios con separaciones grandes en las piezas ensambladas
3) aumentar la tensión del resorte
4) proteger las superficies de las piezas
5) sellar la unión
6) resistir el aflojamiento inadvertido.
REMACHES Y OJILLOS
_Los remaches son sujetadores que se utilizan ampliamente para obtener
una unión permanente sujetada en forma mecánica. La aplicación de
remaches es un método de sujeción que ofrece altas velocidades de
producción, simplicidad, confiabilidad y bajo costo. A pesar de estas
aparentes ventajas, su aplicación ha declinado en décadas recientes, a
favor de los sujetadores roscados, la soldadura y el pegado adhesivo. La
aplicación de remaches usa como uno de los procesos de sujeción
primordiales en las industrias aeronáutica y aeroespacial para unir el
fuselaje a canales y otros elementos estructurales
Un remache es una punta con cabeza y sin rosca que se usa para unir dos ( o mas) piezas al pasar el pasador a través de orificios en las piezas y después formar (recalcar) una segunda cabeza en la punta del lado opuesto. La operación de deformación se ejecuta en caliente o frio (trabajo en caliente o trabajo en frio), se utilizan el martilleo o presión estables. Una vez deformando, el remache no puede removerse, a menos que una de las cabezas se rompa. Los remaches se especifican por su longitud, diámetro, cabeza y tipo .El tipo de remache se refiere a las cinco configuraciones geométricas básicas que afectan la manera en que este se recalcara para formar la segunda cabeza. Los cinco tipos básicos son: a) solido, b) tubular, c) semitubular, d) difurcado y e) de compresión. Además, existen remaches especiales para aplicaciones específicas.
Un remache es una punta con cabeza y sin rosca que se usa para unir dos ( o mas) piezas al pasar el pasador a través de orificios en las piezas y después formar (recalcar) una segunda cabeza en la punta del lado opuesto. La operación de deformación se ejecuta en caliente o frio (trabajo en caliente o trabajo en frio), se utilizan el martilleo o presión estables. Una vez deformando, el remache no puede removerse, a menos que una de las cabezas se rompa. Los remaches se especifican por su longitud, diámetro, cabeza y tipo .El tipo de remache se refiere a las cinco configuraciones geométricas básicas que afectan la manera en que este se recalcara para formar la segunda cabeza. Los cinco tipos básicos son: a) solido, b) tubular, c) semitubular, d) difurcado y e) de compresión. Además, existen remaches especiales para aplicaciones específicas.
_Los remaches se usan primordialmente para uniones superpuestas. El
orificio de separación donde se inserta el remache debe tener un
diámetro cercano al del remache. Si el orificio es demasiado pequeño,
será difícil insertar el remache, lo que reducirá la velocidad de
producción. Si el orificio es muy grande, el remache no llenara el
orificio y puede doblarse durante la formación de la cabeza en el lado
contrario. Existen tablas de diseño para remaches en las que se
especifican los tamaños de orificio óptimos.
Las herramientas y los métodos usados en la aplicación de remaches se dividen en las siguientes categorías: 1) por impacto, en el cual un martillo neumático realiza golpes sucesivos para recalcar el remache; 2) de compresión uniforme, en el cual la herramienta para aplicar el remache efectúa una presión continua para recalcar el remache y 3) una combinación de impacto y compresión. Mucho del equipo usado para aplicar remaches es portátil y de operación manual. Existen maquinas automáticas para taladrar y remachar, las cuales preparan los orificios y después insertan y recalcan los remaches.
Las herramientas y los métodos usados en la aplicación de remaches se dividen en las siguientes categorías: 1) por impacto, en el cual un martillo neumático realiza golpes sucesivos para recalcar el remache; 2) de compresión uniforme, en el cual la herramienta para aplicar el remache efectúa una presión continua para recalcar el remache y 3) una combinación de impacto y compresión. Mucho del equipo usado para aplicar remaches es portátil y de operación manual. Existen maquinas automáticas para taladrar y remachar, las cuales preparan los orificios y después insertan y recalcan los remaches.
_Los ojillos son sujetadores tubulares de pared delgada con un reborde en
un extremo, y generalmente están hechos de lámina metálica. Se usan
para producir una unión empalmada permanente entre dos o más piezas
planas. Los ojillos se sustituyen con remaches en aplicaciones de baja
tensión para ahorrar material, pesos y costos. Durante la sujeción, el
ojillo se inserta a través de orificios en las piezas y el extremo recto
se dobla para asegurar el ensamble. La operación de formado se denomina
calcado y se ejecuta mediante herramientas opuestas que sostienen al
ojillo en posición y doblan la pieza que sobresale de su cañón. Las
aplicaciones de este método de sujeción incluyen los subensambles
automotrices, componentes eléctricos, juguetes y ropa.
OTROS METODOS DE SUJECION MECANICA.
Además de las técnicas de sujeción mecánica analizadas con anterioridad, existen varios métodos adicionales que implican el uso de sujetadores. Estos incluyen el puntillado, el engrapado, el cosido y las clavijas
El puntillado es una operación de sujeción en el cual se usa una maquina que produce, una por una, las puntillas en forma de U de alambre de acero, y de inmediato las inserta a través de las dos piezas que van a unir. Las piezas que se van a unir deben ser relativamente delgadas y consistentes con el tamaño de la puntilla; el ensamble puede implicar varias combinaciones de materiales metálicos y no metálicos. Las aplicaciones del puntillado industrial incluya el ensamble de láminas metálicas ligeras, bisagras metálicas, conexiones eléctricas, encuadernación de revistas, cajas de cartón corrugado y empaque final de productos. Las condiciones que favorecen al puntillado en estas aplicaciones son la alta velocidad de la operación, la eliminación de orificios prefabricados en las piezas y sujetadores que rodeen la pieza.
En el engrapado se clavan grapas en forma de U a través de las dos piezas que se van a unir. Las grapas se proporcionan en tiras convenientes. Las grapas individuales se pegan ligeramente juntas para formar la tira, pro la engrapadora las separa antes de colocarlas. Las grapas se fabrican con diferentes estilos de puntas para facilitar su entrada en el trabajo. Por lo general, las grapas se aplican mediante pistolas neumáticas portátiles que contienen tiras con varios cientos de grapas. Las aplicaciones del engrapado industrial incluyen los muebles y la tapicería, el ensambles de asientos de automóviles y diversos trabajos de ensamble con laminas metálicas de calibre ligero y plásticos.
El cosido es un método común de unión para piezas suaves y flexibles como telas y piel. El método implica el uso de un cordón o hilo largo entrelazado con las piezas para producir una costura continua entre ellas. El proceso se usa extensamente en la industria para ensamblar ropa.
Las clavijas son sujetadores formados de alambre con una mitad redonda en un pasador único de dos vástagos. Su diámetro varia entre 0.8 mm (0.031) y 19 mm (0.75in), y tienen diversos estilos de punta. Las clavijas se insertan en los huecos de las piezas que coinciden y sus extremidades se separan para fijar el ensamble. Se usan para asegurar piezas en flechas y para aplicaciones similares.
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Mikell Groover (2007) FUNDAMENTOS DE MANUFACTURA MODERNA (Edición 03) Pág. 764-777.