tema 3. normalización - ingeniería de sistemas y automática

FABRICACIÓN
ASISTIDA POR
COMPUTADOR
2º INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL
ESPECIALIDAD MECÁNICA
TEMA 3. NORMALIZACIÓN
1. INTRODUCCIÓN A LA NORMALIZACIÓN.
2. TOLERANCIAS DIMENSIONALES. SISTEMA ISO DE TOLERANCIAS.
3. ACOTADO GEOMÉTRICO. TOLERANCIAS DE FORMA Y POSICIÓN.
4. PRINCIPIO DE MÁXIMO MATERIAL.
5. ACABADO SUPERFICIAL.
6. TÉCNICAS DE MEDICIÓN E INSPECCIÓN.
7. EXTENSIÓN DE LA NORMALIZACIÓN AL PROCESO DE FABRICACIÓN.
8. COMANDOS PARA NORMALIZACIÓN EN MECHANICAL DESKTOP.
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COMPUTADOR
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ESPECIALIDAD MECÁNICA
1. INTRODUCCIÓN A LA
NORMALIZACIÓN
FABRICACIÓN ARTESANA
FABRICACIÓN EN SERIE
•
CADA MECANISMO O MONTAJE SE FABRICA
INDIVIDUALMENTE.
•
CADA PIEZA DE UN CONJUNTO SE FABRICA
CON INDEPENDENCIA DE LAS RESTANTES.
•
LAS PIEZAS SE FABRICAN PARA UNA UNIDAD
ESPECÍFICA DEL MONTAJE.
•
•
NO IMPORTA LA REPETITIVIDAD.
•
SE HACE ENCAJAR Y FUNCIONAR
CORRECTAMENTE AL CONJUNTO
RECORTANDO O AÑADIENDO LAS PIEZAS
NECESARIAS.
LAS PIEZAS FABRICADAS
INDEPENDIENTEMENTE ENTRE ELLAS
DEBEN ACOPLAR PERFECTAMENTE Î
PRECISAS E INTERCAMBIABLES.
•
NO IMPORTA QUE LAS PIEZAS
RESULTANTES NO SE AJUSTEN A LOS
PLANOS
•
EL CONJUNTO DEBE PODER SER
MONTADO CON CUALQUIER GRUPO DE
PIEZAS DE LA SERIE.
•
TAMBIEN SE BENEFICIA EL REPUESTO
DE PIEZAS GASTADAS
NORMALIZACIÓN
•
LAS PIEZAS SON INTERCAMBIABLES SI SUS DIMENSIONES ESTÁN DENTRO DE
CIERTOS LÍMITES EN TORNO A LA DIMENSIÓN NOMINAL.
•
A MÁS PRECISIÓN, MAYOR COSTE, TIEMPO Y MATERIAL DESECHADO.
•
•
SE DEBE PRODUCIR CON UNA PRECISIÓN SUFICIENTE PARA QUE PIEZAS SEAN
INTERCAMBIABLES Y SE PUEDAN MONTAR EN EL CONJUNTO.
CONCEPTO DE TOLERANCIA: ZONA DONDE LA DIMENSIÓN REAL DE LA PIEZA PUEDE
VARIAR SIN AFECTAR SU INTERCAMBIABILIDAD.
1
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ESPECIALIDAD MECÁNICA
1. INTRODUCCIÓN A LA
NORMALIZACIÓN: NORMALIZACIÓN
PARA PLANOS
TOLERANCIAS DIMENSIONALES:
•
PROBLEMA: IMPOSIBILIDAD DE FABRICAR PIEZAS CON DIMENSIONES EXACTAS.
•
LA PRECISIÓN DE FABRICACIÓN DEPENDE DE LA MÁQUINA HERRAMIENTA UTILIZADA.
•
NINGUNA MÁQUINA PUEDE FABRICAR CON UN ERROR CERO.
1.8
•
SE PUEDE GARANTIZAR UN ERROR
MÁXIMO EN LA FABRICACIÓN, PARA QUE
LA PIEZA CUMPLA LAS ESPECIFICACIONES.
φ 0.5±0.002
TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS:
•
PROBLEMA: ESTA FORMA DE ESPECIFICAR LAS TOLERANCIAS NO GARANTIZA QUE LAS
PIEZAS CUMPLAN LAS ESPECIFICACIONES QUE LA HAGAN ÚTIL PARA EL MONTAJE.
•
NO SE GARANTIZA LA INTERCAMBIABILIDAD.
•
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ESPECIALIDAD MECÁNICA
SE GARANTIZAN CILINDRIDADES,
RECTITUDES… EN GENERAL, SE
GARANTIZA LA FORMA DE LA PIEZA.
2. TOLERANCIAS DIMENSIONALES:
SISTEMA ISO DE TOLERANCIAS.
AJUSTE: CONJUNTO
CONSTITUIDO POR DOS
PIEZAS, UNA INTERIOR (EJE
O ÁRBOL) Y OTRA EXTERIOR
(AGUJERO).
EJE
MAGNITUDES A CONSIDERAR EN LAS TOLERANCIAS DIMENSIONALES:
• D (CN ) COTA NOMINAL. MEDIDA QUE APARECE EN EL PLANO. NORMALMENTE NO
COINCIDE CON LA MEDIDA REAL DE LA PIEZA. DETERMINA LA POSICIÓN DE LA LÍNEA
DE REFERENCIA.
• Dmax (CM ) COTA MÁXIMA ADMISIBLE
• Dmin (Cm ) COTA MÍNIMA ADMISIBLE
• T TOLERANCIA (T = Dmax – Dmin)
• DS DIFERENCIA SUPERIOR (DS = Dmáx – D)
• Di DIFERENCIA INFERIOR (Di = D – Dmax)
- LA ZONA DE TOLERANCIA NO TIENE PORQUE ESTAR CENTRADA RESPECTO A LA COTA NOMINAL.
- LA POSICIÓN DE LA ZONA DE TOLERANCIA DETERMINARÁ EL COMPORTAMIENTO EN CUANTO A AJUSTE.
2
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2. TOLERANCIAS DIMENSIONALES:
SISTEMA ISO DE TOLERANCIAS.
TIPOS DE AJUSTE:
1. AJUSTE FIJO (CON APRIETO).
LA MEDIDA MÍNIMA DEL EJE ES
SUPERIOR A LA MEDIDA
MÁXIMA DEL AGUJERO
2. AJUSTE MOVIL (CON JUEGO).
LA MEDIDA MÍNIMA DEL
AGUJERO ES SUPERIOR A LA
MEDIDA MÁXIMA DEL EJE.
3. AJUSTE INDETERMINADO.
SE PUEDE PRESENTAR UN
JUEGO O UN APRIETO
DEPENDIENDO DE LAS
MEDIDAS REALES DE EJE Y
AGUJERO. (LAS ZONAS DE
TOLERANCIA SE SOLAPAN).
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2. TOLERANCIAS DIMENSIONALES:
SISTEMA ISO DE TOLERANCIAS.
PARA CARACTERIZAR LA TOLERANCIA DE UNA DIMENSIÓN, SE UTILIZAN DOS
VALORES:
1. MAGNITUD DE LA TOLERANCIA (T)
•
•
•
•
SE MIDE EN MICRAS.
LA NORMA ESTABLECE CALIDADES O ÍNDICES DE TOLERANCIA.
LOS ÍNDICES DE TOLERANCIA SE NUMERAN EN ORDEN DECRECIENTE DE CALIDAD.
EL VALOR DE TOLERANCIA ES FUNCIÓN DEL IT Y LA COTA NOMINAL.
2. POSICIÓN DE LA ZONA DE TOLERANCIA REPECTO DE LA LÍNEA CERO.
•
•
SE INDICA LA POSICIÓN RELATIVA DE LA ZONA DE TOLERANCIA RESPECTO DE LA
LÍNEA CERO (DIFERENCIA DE REFERENCIA).
SE ESTABLECE UNA TABLA PARA EJES Y UNA PARA AGUJEROS CON 21 POSIBLES
POSICIONES.
•
MINÚSCULAS Æ EJES.
•
MAYÚSCULAS Æ AGUJEROS.
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2. TOLERANCIAS DIMENSIONALES:
SISTEMA ISO DE TOLERANCIAS.
1. MAGNITUD DE LA TOLERANCIA
Índice de Tolerancia
Aplicación
1
2
3
4
5
Calibres, piezas de gran
precisión
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6
7
8
9
10
11
Componentes de conjuntos
(piezas que han de ajustar)
12
13
14
15
16
Fabricación basta, piezas
que no han de ajustar
2. TOLERANCIAS DIMENSIONALES:
SISTEMA ISO DE TOLERANCIAS.
2. POSICIÓN DE LA TOLERANCIA
POSICIONES DE TOLERANCIA
PARA AGUJEROS.
POSICIONES DE TOLERANCIA
PARA EJES.
4
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2. TOLERANCIAS DIMENSIONALES:
SISTEMA ISO DE TOLERANCIAS.
POSICIONES DE TOLERANCIA PARA EJES.
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ESPECIALIDAD MECÁNICA
2. TOLERANCIAS DIMENSIONALES:
SISTEMA ISO DE TOLERANCIAS.
POSICIONES DE TOLERANCIA PARA AGUJEROS.
TODOS LOS DATOS DE LAS TABLAS SE DAN PARA T = 20ºC
Li = L20ºC·[1 + α·(T-20)]
5
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3. ACOTADO GEOMÉTRICO:
TOLERANCIAS DE FORMA Y POSICIÓN.
• LOS TAMAÑOS PUEDEN INDICARSE CON PRECISIÓN CON LOS DIBUJOS
ACOTADOS POR COORDENADAS, PERO ESTO, EN OCASIONES, NO DEFINE CON
SUFICIENTE PRECISIÓN LA FORMA GEOMÉTRICA DE LA PIEZA.
• ADEMÁS DE LAS DIMENSIONES, LA FORMA DE LA PIEZA ES UN FACTOR
IMPRESCINDIBLE PARA GARANTIZAR LA INTERCAMBIABILIDAD.
• ACOTADO GEOMÉTRICO Î TOLERANCIAS DE FORMA Y POSICIÓN.
• DEFINE LA ZONA DONDE DEBE ENCONTRARSE LA PIEZA.
• DA LUGAR A UNA SÓLA INTERPRETACIÓN.
• ASEGURA INTERCAMBIABILIDAD.
• MOTIVAN INCREMENTO EN LA PRODUCTIVIDAD AL ADMITIR LA MÁXIMAS
TOLERANCIAS DE FABRICACIÓN.
• ASEGURAN LA INTEGRIDAD DEL DISEÑO TRAS EL PROCESO DE
FABRICACIÓN.
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ESPECIALIDAD MECÁNICA
3. ACOTADO GEOMÉTRICO:
TOLERANCIAS DE FORMA Y POSICIÓN.
TIPOS DE TOLERANCIAS
GEOMÉTRICAS.
EJEMPLO DE REPRESENTACIÓN:
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ESPECIALIDAD MECÁNICA
•
UNA PIEZA SE DICE QUE TIENE MÁXIMO MATERIAL CUANDO, UNA VEZ
FABRICADA, POSEE LA MAYOR CANTIDAD DE MATERIAL POSIBLE:
•
•
•
4. PRINCIPIO DE MÁXIMO MATERIAL
EJES Î LÍMITE SUPERIOR DE LA FRANJA DE TOLERANCIA.
AGUJEROS Î LÍMITE INFERIOR DE LA FRANJA DE TOLERANCIA.
PEORES CONDICIONES DE MONTAJE Î •
•
•
SI LAS MEDIDAS EFECTIVAS DE LOS ELEMENTOS ACOPLADOS ESTÁN LEJOS
DE LOS LÍMITES DE MÁXIMO MATERIAL, LA TOLERANCIA ESPECIFICADA DE
FORMA O POSICIÓN PUEDE AUMENTARSE SIN PERJUDICAR LA POSIBILIDAD DE
MONTAJE Î PPIO DE MÁXIMO MATERIAL.
•
•
PIEZAS EN LA CONDICIÓN DE MÁXIMO
MATERIAL
ERRORES DE FORMA SON EL MÁXIMO
PERMITIDO POR LA TOLERANCIA.
SE DEBE REPRESENTAR CON M AL LADO DE LA TOLERANCIA EN CUESTIÓN.
INDICA QUE LA TOLERANCIA ASOCIADA HA SIDO ELEGIDA TENIENDO EN
CUENTA LOS LÍMITES DE MÁXIMO MATERIAL:
•
SI UNO DE LOS ELEMENTOS SE ELABORA A UNA MEDIDA COMPRENDIDA ENTRE LA
CONDICIÓN DE MÁXIMO MATERIAL Y LA DE MÍNIMO MATERIAL, LA TOLERANCIA
PUEDE AUMENTARSE EN UNA CANTIDAD IGUAL A LA DIFERENCIA ENTRE LA MEDIDA
EFECTIVA DE LA PIEZA ACABADA Y LA CORRESPONDIENTE A LA DE MÁXIMO
MATERIAL.
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ESPECIALIDAD MECÁNICA
5. ACABADO SUPERFICIAL.
•
MEDIANTE LAS TOLERANCIAS DIMENSIONALES Y GEOMÉTRICAS SE
GARANTIZA LA INTERCAMBIABILIDAD DE PIEZAS DENTRO DE UN CONJUNTOS,
PERO NO SE GARANTIZA EL ESTADO DE LAS SUPERFICIES DE LA PIEZA,
FACTOR QUE INFLUYE EN EL FUNCIONAMIENTO DEL MECANISMO.
•
LAS IMPERFECCIONES SUPERFICIALES SE CLASIFICAN EN:
•
•
RUGOSIDADES (HUELLAS DE LAS HERRAMIENTAS).
•
ONDULACIONES (DESAJUSTES EN LAS MÁQUINAS).
ESTAS IMPERFECCIONES DEBEN SER MEDIDAS POR EL DEPARTAMENTO DE
CALIDAD DEL TALLER. EL DISEÑADOR DE LA PIEZA DEBE DECIDIR QUE TIPO DE
SUPERFICIES SON APTAS PARA EL FUNCIONAMIENTO DEL CONJUNTO Y
REFLEJARLO EN LOS PLANOS.
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ESPECIALIDAD MECÁNICA
5. ACABADO SUPERFICIAL.
SÍMBOLOS UTILIZADOS EN PLANOS.
SÍMBOLO BÁSICO.
.
SÍMBOLO DE MECANIZADO CON
ARRANQUE DE VIRUTA
SÍMBOLO DE MECANIZADO
SIN ARRANQUE DE VIRUTA.
SÍMBOLO PARA INDICAR
CARACTERÍSTICAS ESPECIALES
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5. ACABADO SUPERFICIAL.
CARACTERÍSTICAS ESPECIALES
DEL ESTADO DE LA SUPERFICIE.
INDICACIÓN DE LA RUGOSIDAD SUPERFICIAL
CLASES DE RUGOSIDAD Y SU EQUIVALENCIA.
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ESPECIALIDAD MECÁNICA
5. ACABADO SUPERFICIAL.
RUGOSIDAD SUPERFICIAL SEGÚN
PROCESO DE MANUFACTURA.
PROCESO
ACABADO DE LA SUPERFICIE (µm)
FUNDICIÓN EN ARENA
POBRE
12-25
N10-N12
LAMINADO EN FRIO
BUENO
1-3
N6-N8
EXTRUSIÓN EN FRIO
BUENO
1-4
N6-N9
MEDIANO
1.5-6
N7-N9
BUENO
1-6
N7-N9
BUENO
0.5-6
N6-N9
EXCELENTE
0.1-0.5
N3-N5
TALADRADO
FRESADO
TORNEADO
PULIDO
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ESPECIALIDAD MECÁNICA
6. TÉCNICAS DE MEDICIÓN E
INSPECCIÓN.
1. MEDIDA DE LONGITUDES.
•
•
•
•
•
PATRONES DE LONGITUD.
INSTRUMENTOS BASADOS EN EL NONIUS.
SISTEMAS MICROMÉTRICOS.
MÁQUINAS DE MEDICIÓN DE UNA COORDENADA.
MEDIDA POR COMPARACIÓN. COMPARADORES.
2. MEDIDA DE ÁNGULOS.
3. VERIFICACIÓN DE FORMAS Y POSICIÓN.
•
•
•
VERIFICACIÓN DE RECTITUD Y PLANITUD.
VERIFICACIÓN DE PARALELISMO Y PERPENDICULARIDAD.
VERIFICACIÓN DE REDONDEZ Y CILINDRIDAD.
4. MÁQUINAS DE MEDICIÓN.
•
•
MÁQUINAS DE MEDICIÓN POR COORDENADAS.
PROYECTORES DE PERFILES.
5. MEDIDA DE LA RUGOSIDAD SUPERFICIAL.
•
PARÁMETROS DE RUGOSIDAD SUPERFICIAL.
NOTA: VER FOTOCOPIAS ADJUNTAS.
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COMPUTADOR
7. EXTENSIÓN DE LA NORMALIZACIÓN
2º INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL
AL PROCESO DE FABRICACIÓN
ESPECIALIDAD MECÁNICA
NECESIDAD DE CONSIDERACIÓN GLOBAL DE LOS PROBLEMAS DE NORMALIZACIÓN
1. LOS MEDIOS DE
DESCRIPCIÓN DE
PRODUCTOS A
FABRICAR
EVOLUCIONAN HACIA
LAS DESCRIPCIONES
MÁS COMPLETAS
Modelo físico
Plano
Plano digital
Descripciones
inteligentes
Hasta 1800
1800 - 1995
A partir de 1996
Estándares
internacionales
Estándares
nacionales
2. NECESIDAD DE
INTERCAMBIABILIDAD A ESCALAS
MÁS GLOBALES
Estándares de
compañía
pasado
presente futuro
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ESPECIALIDAD MECÁNICA
7. EXTENSIÓN DE LA NORMALIZACIÓN
AL PROCESO DE FABRICACIÓN.
INTENTOS DE ESTANDARIZACIÓN:
•
IGES Î NIVEL CAD/CAM.
•
DXF Î AutoCAD
•
STEP/PDES Î A UN NIVEL SUPERIOR, COMPRENDE TODO EL CICLO DE VIDA DEL
PRODUCTO.
•
•
FINALIDAD: EFICIENCIA EN EL INTERCAMBIO DE INFORMACIÓN ENTRE SISTEMAS.
NECESIDAD DE INTERCAMBIO DATOS PARA INTEGRACIÓN Y AUTOMATIZACIÓN
CAD/CAM.
TIPOS DE DATOS:
• INFORMACIÓN DEL MODELO GEOMÉTRICO.
•
¾
GEOMETRÍA, TOPOLOGÍA, TIPOS DE LINEA, COLORES, CAPAS…
•
INFORMACIÓN GRÁFICA.
•
INFORMACIÓN DE DISEÑOS, GENERADA DE MODELOS GEOMÉTRICOS PARA
ANÁLISIS.
•
INFORMACIÓN DE MANUFACTURACIÓN.
¾
¾
¾
IMÁGENES SOMBREADAS, TEXTO, COTAS, UNIDADES, PRECISIÓN…
MASA, DENSIDAD, MALLAS FEM…
TRAYECTORIAS DE HERRAMIENTAS, TOLERANCIAS, PLANIFICACIÓN PROCESOS,
LISTA MATERIALES…
10
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7. EXTENSIÓN DE LA NORMALIZACIÓN
2º INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL
AL PROCESO DE FABRICACIÓN.
ESPECIALIDAD MECÁNICA
1. IGES: (INITIAL GRAPHICS EXCHANGE SPECIFICATION)
• ACTÚA COMO UN SISTEMA INTERMEDIARIO.
• PROPÓSITOS:
•
•
INTERCAMBIO DE INFORMACIÓN ENTRE LOS DISTINTOS ENTORNOS CAD-CAM.
COMUNICACIONES ENTRE EMPRESA CON PROVEEDORES Y CLIENTES.
• IGES DEFINE UNA BASE DE DATOS NEUTRA CON FORMATO DE FICHEROS Y
DESCRIBE:
•
•
•
ENTIDADES (GEOMÉTRICAS Y NO GEOMÉTRICAS)
PARÁMETROS PARA DEFINICIÓN DE ENTIDADES
RELACIONES Y ASOCIACIONES ENTRE ENTIDADES.
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ESPECIALIDAD MECÁNICA
7. EXTENSIÓN DE LA NORMALIZACIÓN
AL PROCESO DE FABRICACIÓN.
2. DXF: (DRAWING INTERCHANGE FORMAT)
• DESARROLLADO PARA DAR FLEXIBILIDAD A LOS USUARIOS DE AUTOCAD EN
LA TRADUCCIÓN DE DIBUJOS DE AUTOCAD A FORMATOS DE FICHEROS QUE
PUEDAN SER LEIDOS POR OTROS SITEMAS CAD/CAM/CAE.
• MUY EXTENDIDO COMO ESTÁNDAR DEBIDO A LA POPULARIDAD DE AutoCAD.
• UN FICHERO DXF ES UN FICHERO DE TEXTO QUE CONSTA DE 5 SECCIONES:
• ENCABEZAMIENTO.
• TABLA.
• BLOQUE.
• ENTIDAD.
• FINALIZACIÓN.
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7. EXTENSIÓN DE LA NORMALIZACIÓN
2º INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL
AL PROCESO DE FABRICACIÓN.
ESPECIALIDAD MECÁNICA
3. STEP (STANDARD FOR THE EXCHANGE OF PRODUCT MODEL DATA)
PDES (PRODUCT DATA EXCHANGE SPECIFICATION)
•
OBJETIVO: DESARROLLAR UNA NORMA ÚNICA INTERNACIONAL CAPAZ DE
CUBRIR TODOS LOS ASPECTOS DEL INTERCAMBIO DE DATOS CAD/CAM.
•
STEP: DESARROLLADA POR ISO.
•
INTERCAMBIO DE DATOS DEL PRODUCTO REFERENTES A TODO EL CICLO DE
VIDA DEL MISMO. (DISEÑO, FABRICACIÓN, MANTENIMIENTO, CALIDAD…). DEBE
INCLUIR INFORMACIÓN DE TOLERANCIAS, MODELO FEM, ANÁLISIS
CINEMÁTICO…
•
PRETENDE ELIMINAR LA INTERVENCIÓN HUMANA EN LA TRANSFERENCIA DE
INFORMACIÓN.
•
INDEPENDIENTE DEL SISTEMA.
ISO 10303
Concepto
Diseño Fabricación Montaje Pruebas
Mantenimiento
Ciclo de vida del producto
FABRICACIÓN
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COMPUTADOR
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ESPECIALIDAD MECÁNICA
8. COMANDOS DE NORMALIZACIÓN EN
MECHANICAL DESKTOP
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COMPUTADOR
8. COMANDOS DE NORMALIZACIÓN EN
2º INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL
MECHANICAL DESKTOP
ESPECIALIDAD MECÁNICA
1
2
3
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COMPUTADOR
2º INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL
ESPECIALIDAD MECÁNICA
8. COMANDOS DE NORMALIZACIÓN EN
MECHANICAL DESKTOP.
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