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CAP. 1 INTRODUCCION Y ASPECTOS BASICOS DEL DIBUJO MECANICO
1.1. INTRODUCCIÓN AL DIBUJO MECÁNICO ASISTIDO POR COMPUTADORA
Con el avance de la informática, el uso de las computadoras como herramienta para el dibujo mecánico se ha incrementado en porcentajes considerables. El conocimiento, el dominio de un programa que nos permita representar nuestras ideas, nuestros diseños, es común, tan igual como el conocimiento y dominio del idioma inglés. Ello indica a que las enseñanzas de estos programas sean obligatorias. A mediados del siglo pasado, el diseño por computadora ya estaba desarrollado, pero solo para objetivos militares (para diseño de aviones, tanques, unidades motrices, etc.) y muchas empresas industriales no tenían acceso a ellos. En la actualidad, nada es secreto y por ello, existen infinidad de programas paramétricos y no paramétricos que nos ayudan al diseño de; tanto componentes, mecanismos, como maquinarias. Dentro de estos programas se tiene: SolidWorks (para modelado mecánico en 3D), Inventor (diseño, renderización y simulación de productos mecánicos), CATIA (diseño, fabricación e ingeniería de productos mecánicos en 3D), Creo Elements/Pro (Pro – Engineer) (Diseño mecánico de alto nivel en 3D, incluye: CAD/CAM/CAE y PDM/PLM), Solid Edge (Diseño en 3D con métodos paramétricos), Iron CAD (Diseño mecánico 2D y 3D), Algor (análisis y simulación CAE), AutoCAD, etc. Se debe mencionar que, el uso de la computadora es considerado como una herramienta, que nos facilita el dibujo/diseño, con ello ganamos tiempo, calidad y ahorramos dinero, pero los principios de dibujo, diseño, son disciplinas que de todas maneras deben de ser parte de la formación de todo Ingeniero Mecánico. Y Ello se aprende en los primeros semestres de Ingeniería Mecánica. Uno de los programas que mas aceptación ha tenido tanto en el campo de la ingeniería como en el de arquitectura es AutoCAD Si bien es cierto, existen programas de AutoCAD especiales para ingenieros y arquitectos, el programa genérico AutoCAD, sea versión 2002, 2004 , 2017 , 2019, sigue siendo útiles aun para ambos. Por lo que, el presente curso lo desarrollaremos con la asistencia del programa mencionado, debido a que es accesible. Y casi todas las empresas la usan. Los otros programas son mejores, pero poco accesibles para la mayoría de estudiantes por su costo. En las figuras 1.1 y 1.2 se muestran algunas representaciones obtenidas con programas CAD, que de acuerdo a sus siglas en inglés significa (computer aided design) o diseño asistido por computadora. Figura 1. 1. Representación en 2D de componente mecánico con AutoCAD Figura 1. 2. Representación de una vista en corte en 3 D de un conjunto mecánico con SolidWork
1.2. ESTRUCTURA DEL DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADORA
Se trata básicamente de una base de datos de entidades geométricas (puntos, líneas, arcos, etc) con la que se puede operar a través de una interfaz gráfica. Permite diseñar en dos o tres dimensiones mediante geometría alámbrica, esto es, puntos, líneas, arcos, splines (curva definida a trozos mediante polinomios); superficies y sólidos para obtener un modelo numérico de un objeto o conjunto de ellos.
Posteriormente, de los modelos pueden obtenerse planos con cotas y anotaciones para generar la
documentación técnica. Tal como se muestra en la Figura 1.4. Entonces, los sistemas CAD son parte de una estructura que se visualiza en la Figura 1. Figura 1.3. Estructura del Diseño asistido por computadora
CAGD Diseño Geométrico Asistido por Computadora
CAD Diseño Asistido por Computadora
CAM Manufactura Asistida por Computadora
CAE Ingeniería asistida por Computadora (FEA – Finite Element Analysis)
Obs! Se debe mencionar que, los programas CAE en su mayoría incluyen la parte CAD, pues, necesariamente se debe tener el sólido diseñado para el análisis correspondiente,aunque, el mismo puede ser importado de un programa CAD, como, por ejemplo, importar el componente “bulón” al programa ALGOR, para su análisis de esfuerzos y térmico correspondiente. Figura 1.4. Representación del componente “Soporte”: a) Construcción del componente; b) Obtención de las vistas del componente del solido; c) Análisis del componente aplicando FEA correspondientes; c) Representación del solido en elementos finitos para su análisis. C A G D C A D C A M C A E
a)
b)
c)
Figura 1.6. Diagrama de flujo del Sistema Peruano de Normalización Tabla 1 Clasificación de las normas técnicas de acuerdo con su ámbito de aplicación TIPO DE NORMAS SEGÚN JERARQUIA
NORMAS PARTICIPANTES
1. Normas técnicas internacionales Son las aprobadas por los organismos internacionales de normalización, como: ISO IEC ITU OIML Comisión del Coldex Alimentarius 2. Normas técnicas regionales Son las aprobadas por los organismos regionales de normalización, como: CEN CENELEC ETSI COPANT 3. Normas técnicas nacionales Son las aprobadas por el organismo peruano de normalización: INACAL – NTP – CTN ABNT ICONTEC IRAM UNIT IBNORCA 4. Normas técnicas de asociación Son las aprobadas por organismos de asociación de reconocido prestigio internacional, como: ASTM ASME AISI OMC CAN - RAN
1.4. CLASIFICACION DE LOS DIBUJOS MECANICOS
Muy a menudo nos encontramos con dibujos de todo tipo, incluso como usuarios, cuando
compramos un nuevo equipo o simplemente un mueble, se nos entrega un tipo de dibujo que
nos ayuda al montaje e incluso al mantenimiento del mismo. Entonces, la clasificación de los
dibujos mecánicos lo visualizamos en la Figura 7.
Figura 1.7. Clasificación de los Dibujos Mecánicos
1. 4 .1. Descripción de los tipos de dibujos mecánicos
Dibujo de Estudio.- Tienen carácter de anteproyecto, por tal razón las técnicas usadas en su
realización no se ajustan del todo a las normas técnicas. Se aplican a componentes y
ensambles.
Dibujo de Conjunto o “Plano de Conjunto”.- Representa el producto completo que puede
ser 2 o más componentes montados entre sí. En este dibujo debe de consignarse lo siguiente:
a) Identidad; b) Cantidad; c) El Nº de plano de cada uno de los componentes.
Dibujo de definición del Producto o “Dibujo de Despiece”.- Representaran
individualmente los componentes, especificando: a) Forma geométrica: b) Acotaciones; c)
Tolerancias; d) Material; e) Estado de superficie; f) Tratamiento; g) Tratamiento.
CLASIFICACION DE LOS DIBUJOS MECANICOS
1.- DIBUJO DE ESTUDIO 2.-^ DIBUJO DE PROYECTO
3.- DIBUJO DE FABRICACION
DIBUJO DE DEFINICION
DEL PRODUCTO
DIBUJO DE CONJUNTO
DIBUJO DE FABRICACION EN
PEQUEÑAS CANTIDADES
DIBUJO DE FABRICACION
EN SERIE
A.- DIBUJO DE METODOS Y PROCESOS
B.- DIBUJO DE ARMADO
C.- DIBUJO DE MONTAJE
D.- DIBUJO DE CONTROL DE CALIDAD
E.- DIBUJO PARA EL USUARIO
1.5.2. MARCOS Y MARGENES. - Se tiene las siguientes recomendaciones:
Formatos A0 y A1 Margen mínimo de 20 mm
Formatos A2, A3 y A4 Margen mínimo de 10 mm. Y a veces 7 mm para Hojas A
Obs! a) Generalmente se deja 20 mm en el borde izquierdo para el archivado correspondiente. b) El trazo del margen es con una línea continua de 0,5 mm como espesor mínimo. c) En la computadora, usando el programa AutoCAD, las dimensiones de la lámina quedará determinada con el comando “LIMITS”, donde se ingresará los datos iniciales 0,0 como esquina inferior izquierda y 297,21 0 como esquina superior derecha para una hoja A4. Así quedara determinada el área de trabajo de la hoja. 1.6 ROTULADO Y MARCAS DE CENTRADO. COMANDOS “LINE” Y “REC”
1. 6 .1. ROTULADO. - El rotulo es un rectángulo que se colocara en la parte inferior derecha del plano , tanto para las laminas ubicadas horizontal (laminas tipo x) como verticalmente (laminas tipo y). Las dimensiones del rotulo son las siguientes Obs! Las dimensiones del rotulo a usar en el presente curso se dará completamente en las clases practicas. Se debe de mencionar que no existe un rotulo estándar único usado por todos los técnicos, pero el que presentamos se estila en la mayoría de los documentos técnicos en nuestro medio. 1. 6 .2. MARCAS DE CENTRADO Y SISTEMA DE REFERENCIA TIPO MALLA A) MARCAS DE CENTRADO Está compuesto por líneas o flechas, que se aplican sobre todo en los planos de primera y segunda elección para una mejor interpretación, trazados en los puntos medios del marco interior del plano (ver figura 1.8) con un espesor mínimo de 0.5 mm. Si son líneas, se trazan 5 mm después del marco. Si son flechas, no sobrepasan el marco (Figura 1.12) Figura 1.8. Marca s de centrado y Sistema de referencia tipo malla
MARCAS DE
CENTRADO SISTEMA DE REFERENCIA
TIPO MALLA
AREA DE
TRABAJO
B) SISTEMA DE REFERENCIA TIPO MALLA
Recomendable para todo tipo de plano, para permitir una fácil localización de los detalles, modificaciones, añadurias, entre otra información. Cada malla puede ser cerrada o no, lo importante es que el número de divisiones sea divisible por 2 y que las letras y números deben ubicarse en los márgenes a una distancia mínima de 5 mm de los bordes y deberán ser escritas en forma vertical. (Ver figura 1. 8 ). Obs! a) Existen marcas de orientación (tienen forma de flechas) que sirven para guiar el plano sobre el tablero de dibujo, pero en DMAC esto no se utiliza. b) Para realizar el marco del plano se utiliza el comando “Rectangle” y para el rotulo y la lista de materiales se utiliza el comando “LINE”, el modo “FROM”, y los comandos de modificación “TRIM” y OFFSET, entre otros. Comandos que se aprenderán en la práctica correspondiente. 1.7 FORMATOS DE LOS DIBUJOS MECANICOS DE CONJUNTO Y DESPIECES
1. 7 .1 FUNCION DE LOS PLANOS DE CONJUNTO. - La función principal del dibujo o plano de conjunto es hacer posible el montaje, donde se visualizará la situación de las diferentes partes que componen el conjunto. Se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: a) Se debe tener en cuenta los aspectos relativos a normalización: Formatos de dibujo, grosores de línea, escalas, disposición de vistas, cortes y secciones, etc. b) En el plano de conjunto se deben de dibujarse solo las vistas necesarias. c) Si se quiere mostrar componentes internos se deben de realizar los cortes necesarios. Asimismo, se pueden realizar varios cortes en una misma vista. d) Se debe de identificar todas las piezas que componen el conjunto, tal como se muestra en la Figura
- 8 , teniendo en cuenta que los conteos se realizaran en forma horaria de preferencia, pero no obligatoria y sus números pueden ser o no encerrados en un círculo de tamaño proporcional al numero Figura 1.9. Modos de identificación de componentes de un conjunto, a) Con círculos y b) Con líneas
a)
b)
Figura 1. 12. Ejemplo de una lista de componentes dentro del plano de conjunto
1. 7 .3 FUNCION DE LOS DIBUJOS DE DESPIECE
Los dibujos de despiece o también llamados “Dibujo de componente” o “Planos de despiece” o “Planos de Fabricación y Despiece” permiten la fabricación individual del componente. Por lo que podemos definir el termino despiece. Definición de Planos de Despiece : Es el conjunto de planos de componentes a fabricar para obtener el conjunto proyectado. Además, se deben de tener en cuenta los siguientes aspectos: a) El plano de despiece debe de contener toda la información necesaria, para ello se deben de aplicar las vistas adecuadas (capitulo 2), con sus cortes y secciones necesarios (capitulo 3). Además, deberán llevar las Cotas, tolerancias (capítulos 6 y 7), acabados superficiales (capitulo 8) correspondientes. b) Es recomendable dibujar los componentes en cada plano de despiece, cuando las piezas se maquinan en diferentes maquinas. Esto facilita el trabajo del operario tecnólogo. c) Los componentes que se operan en una misma maquina se recomienda dibujarlas en un mismo plano, para ello se aplicaran formatos, A3, A2, etc. d) No se dibujan los planos normalizados o comerciales. Por ejemplo: las arandelas, los tornillos, etc. Obs! Se debe mencionar que cada empresa puede presentar su logo en el cajetín (Figuras 1.11 y 1.12), así como también puede considerar algún dato adicional en la lista de componentes, como por ejemplo “Peso”, tal como se muestra en la Figura 1.11. Los datos que si todos deben de indicar es el nombre del componente su numeración y su material. 1.8. NUMERACION DE LOS PLANOS Todo componente debe tener asignado un número de registro o identificación. Este número deberá especificarse en el rotulo y estará ubicado en la esquina inferior derecho. 1.8.1. ESTRUCTURA DE LA NUMERACION DE UN DIBUJO MECANICO La numeración de los planos no está normalizada, por lo que cada empresa deberá diseñar su propia numeración, sin embargo, se recomienda la estructura de numeración mostrada en la Figura 13: Figura 1. 13. Estructura de numeración de un Dibujo Mecánico De donde: 1) En este casillero se designará el registro del componente si se usa un solo plano para cada componente. Pero si hay varios componentes en el plano, estos se identificaran con su número correspondiente encerrados en un círculo y en la lista de componentes se indicará el número de plano donde se encuentran. 2) Subconjunto al que pertenece la o las piezas 3) Conjunto al que pertenece el subconjunto anterior N) Opcionalmente el primer digito de cada registro puede ser: a) Numero correlativo del proyecto o pedido b) Año, semana o número de pedido de la semana c) Código del cliente, si este es un cliente estrella La numeración del casillero 1) es obligatorio y la numeración del casillero 2) dependerá de la complejidad del conjunto o proyecto.
C) Caso lista de componentes por separado y agrupación del despiece en un número determinado de planos (3, 4, etc.). La agrupación se da de acuerdo a los métodos de fabricación. En este caso, se indicará el número de componente en cada plano (en la parte superior del componente) de acuerdo a la lista de componentes. Figura 1. 1 6. Numeración para caso “Dibujo de cada pieza en su plano”
