Tema:

Diseño de una biela

Profesor:

Ing. Luis López

Realizado por:

Juan Malla

Ingeniería Mecánica

Automotriz

MECANIZADO DE LA BIELA

Las bielas son construidas en acero, titanio ó aluminio. De cada uno de estos elementos se

usan determinadas aleaciones balanceando y aplicación.

Cada barra de material a utilizarse en la fabricación de bielas es numerada y sometida a

ensayos de templabilidad.

Aleatoriamente, el 10% de las probetas tomada de cada barra es sometido a análisis

químicos para verificar si las cantidades de los elementos que componen la aleación

coinciden con los indicados en el certificado que el proveedor del material entregó.

Una vez aprobado, el material es enviado a la planta donde se forjará para orientar las

fibras de acuerdo a la forma de la futura biela.

Nuestro objetivo es forjar el material a una forma similar a la biela terminada pero con un

sobrante que permita, mediante mecanizado en centros computarizados, remover el

material que ha perdido carbono al estar en contacto con la matriz de forja.

Las bielas forjadas que equipan a los motores de los autos de calle suelen tener en su

exterior una capa de material cuyas propiedades mecánicas son diferentes a las del núcleo.

No obstante ello solamente entre el 20% y el 30 % del material forjado será parte de la

biela, el resto será viruta. Luego del forjado se hace un tratamiento térmico que regenera

la estructura metálica y favorece su mecanizado.

De nuevo en nuestra planta, se realiza un rectificado y perforado que servirá como

referencia para las restantes operaciones del proceso de fabricación.

El proceso continúa en los centros de mecanizado donde la biela toma su forma y

dimensiones exteriores definitivas.

Posteriormente se efectúa un pulido, granallado y control de aspecto. El peso es tomado

individualmente en la parte rotacional y alternativa de la biela como forma de controlar las

dimensiones de la misma.

Si la desviación está dentro de la tolerancia del 1% se procede al agujereado y roscado,

también en centros computarizados (CNC).

La biela está ahora lista para ser enviada al proceso de tratamientos térmicos de donde

volverán a nuestra planta con los valores definitivos de estructura metálica y dureza.

100% de las bielas son controladas en dureza a la vez que una probeta de cada carga es

analizada metalográficamente en el microscopio. Una biela-probeta de cada carga de

tratamiento térmico es conservada durante dos años como referencia.

Las bielas de Titanio, Aluminio y algunas aleaciones de acero son mecanizadas ya con los

valores de dureza definitivos, sometiéndose en este punto del proceso a un tratamiento

térmico de destensado para liberar las tensiones creadas durante el mecanizado.

En este punto la biela y la tapa se separan, se rectifican las superficies del corte y colocan

los bujes o espinas de guía.

Las bielas se arman con bulones de sacrificio.

Se aproximan los laterales de la biela a una medida aproximada mayor a la final y se

mecaniza el alojamiento del cojinete controlando la distancia entre centros.

Vuelven a desarmarse las bielas, se colocan los bujes y se hacen las trabas de los

cojinetes.

Se controlan visualmente y se balancean, teniendo en cuenta igualar por separado el peso

alternativo y el rotacional.

Luego del pulido final, un proceso de shotpeening calibrado da la textura definitiva al

exterior de la biela.

Una vez lavadas y repasadas las roscas, se montan los bulones definitivos verificando en

cada uno la tensión de apriete.

Las bielas son terminadas a la medida final de axial.

Tomando las caras laterales como referencia, se da la medida final al diámetro que alojará

a los cojinetes. Esta operación se realiza mediante dos operaciones de bruñido, la primera

hasta una medida 0.02mm menor a la final. La segunda operación de bruñido asegura la

rugosidad y redondez.

Una vez terminado el alojamiento de los cojinetes, éste se usa para tomar la biela durante

el alesado del buje del perno de pistón a 0.02mm de la medida final, asegurando de esta

forma el paralelismo entre el eje del cigüeñal y el perno de pistón.

La medida definitiva del alojamiento del perno de pistón se logra mediante el bruñido.

La biela está ahora en condiciones de ser usada, pero antes debe pasar por el control de

calidad, donde se verifican aspecto general, dimensiones y balanceo, quedando registrados

en nuestros archivos los valores obtenidos.