prólogo - Editorial Donostiarra SA

PRÓLOGO
Este libro trata de forma ordenada e ilustrada la representación geométrica y dimensional de objetos, siguiendo la normativa vigente de dibujo técnico. Con el objeto de reforzar los conceptos
presentados, se incluyen ejercicios y su solución con un texto explicativo. Esta publicación está
diseñada como libro de texto para la asignatura Expresión Gráfica de los títulos oficiales de grado
de Ingeniería Mecánica, Eléctrica, Química y Electrónica Industrial y Automática. Además, como
libro de texto, puede servir de referencia y consulta al profesional dedicado al diseño mecánico.
El libro comprende dos partes (teoría y ejercicios resueltos). Como material complementario, en
la página www.editorialdonostiarra.com están disponibles una serie de modelos 3D en formato
PDF. De esta forma, el lector puede trabajar con los modelos sólidos de los ejercicios propuestos
(verlos, rotarlos, seccionarlos, cambiar su iluminación, etc.) directamente con el programa gratuito Adobe Reader, sin necesidad de un programa de modelado sólido.
Conocimientos y habilidades que el libro desarrolla
El libro desarrolla las siguientes competencias relativas a la geometría y la normalización:
•• Desarrollar la capacidad de concepción en el espacio.
•• Adquirir hábito o destreza mental para efectuar transformaciones 2D-3D.
•• Poder interpretar formas geométricas sencillas.
•• Conocer los sistemas 2D clásicos para la representación de objetos 3D.
•• Capacidad de plasmar gráficamente con un croquis o dibujo objetos simples.
•• Comprender el papel de la normalización en el diseño de ingeniería.
•• Conocer las normas básicas de representación y acotación.
•• Saber elegir las vistas, cortes o secciones más adecuadas para representar un objeto.
El texto se centra en la representación y la normalización, por lo que no se aborda la designación
de elementos normalizados, como chavetas o rodamientos, que no precisan de un plano de despiece.
Respecto a las competencias instrumentales, los ejercicios propuestos son válidos tanto si se
utilizan herramientas 2D tradicionales como herramientas informáticas 2D para el trazado de
planos o 3D con generación automática de vistas, pues se enfatiza en la normativa aplicable, los
conceptos geométricos y los criterios para la toma de decisiones. Debe tenerse en cuenta que los
sistemas automatizados de acotación no suelen ser capaces de captar la intención del diseño, y
también que los programas de CAD no establecen de modo automático, a partir de un modelo
3D, cuáles son las vistas necesarias y suficientes. Además, las vistas generadas suelen precisar una
edición posterior para adaptarlas a la normativa.
Requisitos previos
Para que el lector alcance los objetivos de aprendizaje propuestos, ha de poseer conocimientos y
habilidades previas que se suponen garantizadas en la formación requerida para el acceso a estudios universitarios de grado, como conocimientos fundamentales de geometría y trigonometría
o habilidades básicas de concepción espacial.
Expresión Gráfica en Ingeniería Industrial
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Audiencia
El Espacio Europeo de Educación Superior ha obligado a las escuelas de ingeniería industrial a
modificar sus planes de estudio para adaptarlos al sistema universitario, basado en tres ciclos:
grado, máster y doctorado. La Orden CIN/351/2009 establece la materia Expresión Gráfica en el
módulo “Formación básica”, para aquellos títulos oficiales de grado que habiliten para el ejercicio
de la profesión de ingeniero técnico industrial: grado de Ingeniería Mecánica, Eléctrica, Química
y Electrónica Industrial y Automática.
Dado que la materia Expresión Gráfica suele concretarse en una asignatura en primer curso, la
audiencia a la que va dirigido el libro la constituyen los estudiantes de nuevo ingreso en los grados mencionados. Además, puede servir de base en estudios posteriores de máster que habilitan
para el ejercicio de la profesión de ingeniero industrial, que asumen las competencias adquiridas
en dichos grados. En definitiva, el texto corresponde a una versión actualizada del tradicional
dibujo industrial, orientado a la representación de máquinas y mecanismos. Así, se emplean sólo
vistas ortográficas y no se estudia el sistema de planos acotados, empleado para la representación del terreno, lo cual es fundamental en Arquitectura y otras ingenierías (de Caminos, de
Canales y Puertos, Forestal, de Minas o Agrónoma).
Características diferenciales frente a otros textos
La mayoría de los libros clásicos de expresión gráfica y dibujo técnico tratan de forma muy extensa una gran variedad de temas, lo que les impide centrarse en los conceptos básicos relacionados
con la representación geométrica y la acotación de objetos. Por otro lado, están pensados para
asignaturas anuales de planes de estudios extintos, por lo cual no se adecúan a una asignatura
de Expresión Gráfica impartida en los grados de ingeniería, que suele ser cuatrimestral y con
carga lectiva de 6 créditos ECTS. Este texto resuelve estas deficiencias al tratar con concisión la
teoría necesaria para la representación y acotación de objetos en ingeniería, centrándose en los
aspectos prácticos y evitando divagaciones. Además, algunos libros, en especial las traducciones
de textos extranjeros, emplean normativa no europea (por ejemplo, ANSI) o bien obsoleta. Aquí
únicamente se siguen las normativas ISO, UNE y UNE-EN actualizadas y vigentes.
Este libro no es una mera recopilación de la normativa, sino que la explica de forma razonada,
justificando su utilidad y proporcionando al lector criterios de decisión. Cada uno de los temas se
refuerza con su correspondiente bloque de ejercicios, cada uno de los cuales va acompañado de
su solución y de un texto que explica por qué se ha escogido dicha solución y no otra.
Otro punto diferenciador es que los ejercicios están basados en modelos de piezas reales del ámbito de la ingeniería industrial, lo que aumenta la motivación e interés del lector. Por el contrario,
en algunos textos existentes se emplean piezas de geometría inverosímil, de carácter exclusivamente académico. Además, con los modelos 3D en formato PDF, el lector puede inspeccionar los
objetos desde cualquier punto de vista, y no sólo desde la vista única del enunciado, como ocurre
con la mayoría de los libros de dibujo publicados.
Finalmente, todas las ilustraciones se han confeccionado en formato vectorial, lo que asegura su
calidad, y se ha puesto especial énfasis en una gestión comedida del color, siempre con el objetivo de ayudar al lector a comprender el texto.
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Expresión Gráfica en Ingeniería Industrial
ÍNDICE
Parte I. Teoría
Tema 1. Expresión gráfica y normalización....................................... 11
1.1. Necesidad de los gráficos en ingeniería......................................................................... 12
1.2. Normalización................................................................................................................... 12
1.3. Tipos de dibujos en ingeniería........................................................................................ 12
1.4. Vocabulario técnico.......................................................................................................... 15
1.5. Normalización de planos................................................................................................. 16
Tema 2. Sistemas de representación: vistas ortográficas............... 27
2.1. Representación 2D de objetos 3D................................................................................... 28
2.2. Representación simplificada de sólidos......................................................................... 28
2.3. Proyección central y proyección paralela..................................................................... 30
2.4. Representaciones axonométricas................................................................................... 32
2.5. Proyecciones ortográficas básicas en el sistema diédrico............................................ 34
2.6. Proyecciones ortográficas principales............................................................................ 36
2.7. Representación de vistas mediante flechas de referencia............................................ 40
2.8. Elección del alzado y economía de vistas....................................................................... 41
2.9. Vistas auxiliares y vistas parciales................................................................................... 42
2.10. Vistas locales..................................................................................................................... 43
2.11. Simplificación de vistas.................................................................................................... 43
2.12. Representación de aristas redondeadas........................................................................ 44
Tema 3. Cortes y secciones................................................................. 47
3.1. Objetivo de los cortes y secciones.................................................................................. 48
3.2. Procedimiento para generar un corte............................................................................. 50
3.3. Diferencias entre corte y sección..................................................................................... 51
3.4. Normativa de representación de cortes y secciones..................................................... 52
3.5. Tipos de cortes................................................................................................................. 55
3.6. Secciones transversales................................................................................................... 62
3.7. Elementos no seccionables longitudinalmente............................................................. 64
3.8. Curvas obtenidas al seccionar primitivas básicas.......................................................... 66
Tema 4. Simplificaciones en la representación de vistas ................ 69
4.1. Introducción...................................................................................................................... 70
4.2. Vistas de piezas simétricas............................................................................................... 70
4.3. Vistas interrumpidas o roturas........................................................................................ 71
4.4. Elementos repetidos........................................................................................................ 72
4.5. Detalles representados a mayor escala.......................................................................... 72
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4.6. Contorno primitivo de una pieza antes del doblado .................................................... 73
4.7. Intersecciones................................................................................................................... 73
4.8. Cruz de las diagonales...................................................................................................... 74
4.9. Representación de roscas................................................................................................ 74
4.10. Representación de resortes y ruedas dentadas............................................................. 75
Tema 5. Acotación................................................................................ 81
5.1. Introducción..................................................................................................................... 82
5.2. Cotas funcionales, no funcionales y auxiliares.............................................................. 83
5.3. Principios generales de la acotación............................................................................... 85
5.4. Elementos de una cota..................................................................................................... 87
5.5. Acotación de segmentos circulares................................................................................. 96
5.6. Disposición de las cotas................................................................................................... 97
5.7. Acotación simplificada de piezas simétricas.................................................................. 98
5.8. Acotación de características repetidas........................................................................... 99
5.9. Acotación de superficies cónicas, piramidales e inclinadas........................................101
5.10. Casos particulares de acotación....................................................................................103
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Expresión Gráfica en Ingeniería Industrial
Parte II. Ejercicios resueltos
Tema 1. Expresión gráfica y normalización .................................... 109
1.1. Escalas .............................................................................................................................110
1.2. Escalas ............................................................................................................................ 111
1.3. Formatos y escalas..........................................................................................................111
1.4. Formatos y escalas..........................................................................................................112
1.5. Formatos y escalas..........................................................................................................112
1.6. Formatos y escalas..........................................................................................................113
1.7. Formatos y escalas .........................................................................................................114
Tema 2. Sistemas de representación: vistas ortográficas..............115
2.1. Métodos de proyección .................................................................................................116
2.2. Métodos de proyección .................................................................................................119
2.3. Vistas ortográficas .........................................................................................................122
2.4. Vistas ortográficas .........................................................................................................124
2.5. Abrazadera .....................................................................................................................126
2.6. Horquilla de junta cardán .............................................................................................128
2.7. Soporte de bulón ...........................................................................................................130
2.8. Codo de tubo ..................................................................................................................132
2.9. Junta de culata ...............................................................................................................134
2.10. Disco de freno ................................................................................................................136
2.11. Ventilador .......................................................................................................................138
2.12. Chapa ondulada..............................................................................................................140
Tema 3. Cortes y secciones............................................................... 143
3.1. Palanca ............................................................................................................................144
3.2. Tapa .................................................................................................................................146
3.3. Polea ...............................................................................................................................148
3.4. Biela de motor ................................................................................................................150
3.5. Culata de depresor .........................................................................................................152
3.6. Casquillo .........................................................................................................................154
3.7. Brida ................................................................................................................................156
3.8. Campana de embrague .................................................................................................158
3.9. Soporte de eje ................................................................................................................160
3.10. Bomba de frenos I ..........................................................................................................162
3.11. Bomba de frenos II .........................................................................................................164
3.12. Soporte de rodamiento .................................................................................................166
3.13. Cuerpo de depresor .......................................................................................................168
3.14. Disco de freno ................................................................................................................170
3.15. Motor de aeromodelismo ..............................................................................................172
3.16. Culata de motocicleta ....................................................................................................174
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3.17. Cárter de motor ..............................................................................................................176
3.18. Biela de bicicleta ............................................................................................................178
3.19. Rueda de vagoneta ........................................................................................................180
3.20. Buje de bicicleta .............................................................................................................182
3.21. Soporte de embrague ....................................................................................................184
3.22. Tapa de encendido .........................................................................................................186
3.23. Tapa de bomba de engranajes ......................................................................................188
3.24. Colector de escape .........................................................................................................190
3.25. Eje de caja de cambios ...................................................................................................192
3.26. Árbol de levas .................................................................................................................194
3.27. Cigüeñal de depresor.....................................................................................................196
Tema 4. Simplificaciones en la representación de vistas .............. 199
4.1. Soporte de rodamiento .................................................................................................200
4.2. Bieleta de suspensión ....................................................................................................202
4.3. Brida ................................................................................................................................204
4.4. Tapa de intercambiador ................................................................................................206
4.5. Rejilla ..............................................................................................................................208
4.6. Chapa de sujeción ..........................................................................................................210
4.7. Articulación de chapa ....................................................................................................212
4.8. Pistón de automóvil .......................................................................................................214
4.9. Racor roscado .................................................................................................................216
4.10. Cuerpo de válvula ..........................................................................................................218
4.11. Resorte de compresión ..................................................................................................220
4.12. Resorte de torsión ..........................................................................................................222
4.13. Rueda cilíndrica de diente recto ...................................................................................224
4.14. Rueda cilíndrica de diente helicoidal ...........................................................................226
4.15. Rueda cónica de diente recto........................................................................................228
Tema 5. Acotación.............................................................................. 231
5.1. Tapa ................................................................................................................................ 232
5.2. Tapa de alojamiento ......................................................................................................234
5.3. Casquillo .........................................................................................................................236
5.4. Palanca ............................................................................................................................238
5.5. Brida ................................................................................................................................240
5.6. Polea ...............................................................................................................................242
5.7. Soporte de rodamiento .................................................................................................244
5.8. Culata de depresor .........................................................................................................246
5.9. Cuerpo de depresor .......................................................................................................248
5.10. Motor de aeromodelismo ..............................................................................................250
5.11. Biela de bicicleta ............................................................................................................252
5.12. Bomba de frenos I ..........................................................................................................254
5.13. Rueda de vagoneta ........................................................................................................256
5.14. Soporte de eje.................................................................................................................258