Tornillo de Banco12

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UNIVERSIDAD AUTONOMA SAN FRANCISCO

CARRERA PROFESIONAL DE

INGENIERIA INDUSTRIAL

PROCESOS INDUSTRIALES I

TEMA

TORNILLO DE BANCO

AUTOR

JORGE CARDENAS VALENCIA

IV SEMESTRE

AREQUIPA PER

2014

TORNILLO DE BANCO

INTRODUCCIN

La mquina utilizada para la mayora de las operaciones de trabajo en frio y algunos en caliente, se conoce como prensa. Consiste de un bastidor que sostiene una bancada y un ariete, una fuente de potencia, y un mecanismo para mover el ariete linealmente y en ngulos rectos con relacin a la bancada.

Una prensa debe estar equipada con matrices y punzones diseados para ciertas operaciones especficas. La mayora de operaciones de formado, punzonado y cizallad, se pueden efectuar en cualquier prensa normal si se usan matrices y punzones adecuados.

Las prensas tienen capacidad para la produccin rpida, puesto que el tiempo de operacin es solamente el que necesita para una carrera del ariete, ms el tiempo necesario para alimentar el material. Por consiguiente se pueden conservar bajos costos de produccin.Tiene una adaptabilidad especial para los mtodos de produccin en masa, como lo evidencia su amplia aplicacin en la manufactura de piezas para automviles y aviones, artculos de ferretera, juguetes y utensilios de cocina.Generalidades:

Adecuado para: Metales, madera y plstico.

Familia: Herramienta de sujecin.

Funcin: Se utiliza para inmovilizar y sujetar piezas sobre las que se trabaja. El tornillo de banco consta de una parte fija (sujeta al banco y formada por la mandbula fija y la base) y una parte mvil (que encaja mediante unas guas, y formada por la mandbula mvil y la palanca).

Normas de uso:

La apertura y cierre se realiza al roscar un tornillo, acoplado a la parte mvil, en una tuerca alojada en el interior de la mandbula fija. Las mandbulas deben estar siempre limpias, libres de limaduras o virutas.

Normas de seguridad:

No dejar apretadas las mandbulas despus de terminar el trabajo ni golpear la pala

Nunca de apriete para conseguir una mayor firmeza. Para no daar el material con las mandbulas, se puede interponer papel o unas tablillas de madera

TIPOS DE PRENSAS Y SU CLASIFICACIN

No es muy correcto llamar a una prensa,prensa dobladora,prensa de repujado, o prensa cortadora, entre otras, pues los tres tipos de operaciones se pueden hacer en una mquina. A algunas prensas diseadas especialmente para un tipo de operacin, se le puede conocer por el nombre de la operacin, prensa punzadora o prensa acuadora. La clasificacin est en relacin a la fuente de energa, ya sea operada manualmente o con potencia. Las maquinas operadas manualmente se usan para trabajos en lamina delgada de metal, pero la mayor parte de maquinaria para produccin se opera con potencia. Otra forma de agrupar a las prensas, est en funcin del nmero de arietes o los mtodos para accionarlos.

Los tipos ms generales de clasificacin de prensas son los siguientes:

Fuente de energa Manual Potencia Mecnica Vapor, gas, neumtica. Hidrulica Ariete Vertical de simple efecto Vertical de doble efecto En cuatro correderas De configuracin especial Diseo del bastidor De banco Inclinable De escote De puente De costados rectos Yunque Columna Mtodos de aplicacin de potencia al ariete Manivela Leva Excntrica Tornillo de potencia Cremallera y pin Junta articulada Hidrulica Palanca acodillada Neumtica Propsito de la prensa Cizallas de escuadra Cizallas de circulo Dobladora Punzonado Extruido Empalmado Enderezado Forzado Acuado De transferencia Roedora Estirado Revlver ForjaPara seleccionar el tipo de prensa a usar en un trabajo dado, se deben considerar:

El tipo de operacin a desarrollar, tamao de la pieza, potencia requerida, y la velocidad de la operacin. Para la mayora de las operaciones de punzonado, recortado y desbarbado, se usan generalmente prensas del tipo manivela o excntrica. En estas prensas, la energa del volante se puede transmitir al eje principal, ya sea directamente o a travs de un tren de engranes. La prensa de junta articulada se ajusta idealmente a las operaciones de acuado, prensado o forja. Tienen una carrera corta y es capaz de imprimir una fuerza extrema.

Tipos de prensas

Prensa sencilla Prensa abierta con gua punzones Prensa cerrada con gua punzones y guas laterales Prensa abierta con columnas de alimentacin Prensa con sujetados y columnas de gua Prensa abierta con portapunzn y sujetador Prensa abierta con guas y resorte de repulsinTroqueles para doblar y curvar (tipos y formas)

Dos tipos:

Punzn y matriz en troquel para doblar

Punzn y matriz para troquel

En el primer caso es para chapa standard que necesita se doblada (de gran longitud).La segunda es para piezas de longitud limitada usando una matriz de igual forma para ello.En el principio de la operacin el fenmeno de flexin.

En una misma chapa pueden efectuarse varios doblados pero por cada operacin debe limpiarse la estampa (eliminacin de cascarilla)

Durante el doblado la pieza debe permanecer inmvil para evitar un doblado desfasado.

Arrollamiento

Para este procedimiento se requiere un doblado previo del extremo de la chapa mediante un troquelado previo.En el arrollamiento un punzn empuja a la chapa con un extremo precurvado dentro de una matriz, obligndola a arrollarse en el fondo de la misma.Este procedimiento puede ser tanto vertical como horizontal(dispositivos especiales que convierte movimiento) siendo imprescindible el curvado previo de la chapa para evitar el ladeamiento del extremo.

rganos elsticos de presinTienen por objetivo facilitar el doblado de la pieza: Sosteniendo la pieza Obligndola a mantener la posicin Acompandola en la operacin Extrayndola al finalizar

Tipos de prensas para doblar

Prensa para doblado de soportes Prensa con dos columnas de gua para doblado en U Prensa para doblado mltiple Prensa con matriz giratoria Prensa con punzones oscilantes Prensa con matrices mviles Prensa con dispositivo autoalimentado

Prensas para embutir

El embutido se produce por la penetracin del punzn en la matriz.La chapa (disco) debe pasar entre el punz y la matriz de modo preciso (admitiendo cierto juego) para evitar la aparicin de pliegues en las paredes de la pieza. Como regla general podemos decir que, a mayor espesor, menor posibilidad de formacin de pliegues.El troquel puede montarse en una prensa excntrica o de mano.

Con troqueles sencillos se puede modificar un perfil esbozado para obtener el definitivo.Con punzones de goma se pueden embutir recipientes a fin de abobarlos, actuando en su interior de modo que al comprimirse verticalmente y expandindose hacia los lados logran la forma. Se emplea en chas de metal ligero.

El achaflanado de los borde de la matriz ayudan a la chapa a resbalar por la pared del agujero, facilitando la operacin de embutir.

Es conveniente hacer agujero pequeos en la matriz para evacuar el aire encerrado.Prensas para trabajos mixtos progresivos

Prensas mltiples (o de paso)

Se entiende por trabajo progresivo de prensado la serie de operaciones sucesivas que transforman gradualmente, con una mismo troquel, una chapa plana, una tira o una cinta, a fin de obtener piezas con otra forma.

El procedimiento consiste en un mnimo de dos fases, a saber: corte y doblado, o embutido y corteEl objetivo es el poder obtener en un solo tiempo y con un solo toque una serie de operaciones sucesivas.Es necesario que los punzones estn paralelos entre si y acten sincronizados hacindolos trabajar en forma regular.

Prensas combinadas (de bloque)

Son prensas que por tener accin mixta, tiene sus tiles combinados (no en lnea), realizando el proceso en una sola operacin.

Las operaciones que combinan pueden ser de corte, embutido, doblado, agujereado, etc.Por lo tanto tendremos por ejemploPrensas para doblar y embutirPrensas de cortar y embutirPrensas para cortar, embutir y agujerear.

Clasificacin de Troqueles

Herramienta empleada para dar forma a materiales slidos, y en especial para el estampado de metales en fro.

En el estampado se utilizan los troqueles en pares. El troquel ms pequeo, o cuo, encaja dentro de un troquel mayor, o matriz. El metal al que va a darse forma, que suele ser una lmina o una pieza en bruto recortada, se coloca sobre la matriz en la bancada de la prensa. El cuo se monta en el pistn de la prensa y se hace bajar mediante presin hidrulica o mecnica.En las distintas operaciones se emplean troqueles de diferentes formas. Los ms sencillos son los troqueles de perforacin, utilizados para hacer agujeros en la pieza. Los troqueles de corte se utilizan para estampar una forma determinada en una lmina de metal para operaciones posteriores. Los troqueles de flexin y doblado estn diseados para efectuar pliegues simples o compuestos en la pieza en bruto. Los troqueles de embutir se emplean para crear formas huecas. Para lograr una seccin reducida en una parte hueca, como el cuello de un cartucho de fusil, se utilizan troqueles reductores especiales. Cuando la pieza terminada debe tener una protuberancia en la parte inferior o central suelen emplearse troqueles hidrulicos. En stos el cuo se sustituye por un pistn que introduce en la pieza agua o aceite a presin, lo que obliga al metal a doblarse hacia fuera contra la matriz. Los troqueles de rebordeado forman un reborde curvo en piezas huecas. Un tipo especial de troquel de rebordeado, llamado troquel de costura con alambre, enrolla firmemente los bordes externos del metal alrededor de un alambre que se inserta para dar resistencia a la pieza. Los troqueles combinados estn diseados para realizar varias de las operaciones descritas en un nico recorrido de la prensa; los troqueles progresivos permiten realizar diversas operaciones sucesivas de modelado con el mismo troquel.En la acuacin de monedas se obliga al metal a pasar entre dos troqueles coincidentes, en los que figura un huecograbado del dibujo que debe formarse en la moneda.

Materiales para herramientas de corte:

Los materiales para las herramientas de corte incluyen aceros al carbono, aceros de mediana aleacin, aceros de alta velocidad, aleaciones fundidas, carburos cementados, cermicas u xidos y diamantes.

Elcarbonoforma un carburo con el hierro, lo que hace que responda al temple y, de esta manera aumentar la dureza, la resistencia mecnica y la resistencia al desgaste. El contenido de carbono de los aceros para herramientas est entre 0.6% y 1.4%.Elcromosi agrega para aumentar la resistencia al desgaste y la tenacidad; el contenido es entre 0.5% y 4.5%.

Elcobaltose suele emplear en aceros de alta velocidad para aumentar la dureza en caliente, a fin de poder emplear las herramientas con velocidades de corte y temperaturas ms altas y aun as mantener la dureza y los filos. El contenido es entre 5% y 12%.

Elmolibdenoes un elemento fuerte para formar carburos y aumentar la resistencia mecnica, la resistencia al desgaste y la dureza en caliente. Siempre se utiliza junto con otros elementos de aleacin. El contenido es hasta de 10%.

Eltungstenomejora la dureza en caliente y la resistencia mecnica; el contenido es entre 1.25% y 20%.

Elvanadioaumenta la dureza en caliente y la resistencia a la abrasin, el contenido en los aceros al carbono para herramientas es de 0.20% a 0.50%, en los aceros de altas velocidades es entre 1% y 5%.

Aceros al carbono:

Son el tipo ms antiguo de acero empleado en herramientas de corte. Este acero es poco costoso, tiene resistencia a los choques, se puede someter a tratamiento trmico para obtener un amplio rango de durezas, se forma y rectifica con facilidad y mantiene su borde filoso cuando no est sometido a abrasin excesiva y utilizado para brocas que trabajan a velocidades ms o menos bajas, para machuelos, brochas y escariadores, aunque ya los han sustituido otros materiales para herramientas.

. Aceros de alta velocidad:

Mantiene su elevada dureza a altas temperaturas y tienen buena resistencia al desgaste. Las herramientas de este tipo de aleaciones que se funden y se rectifican a la forma deseada, se componen de cobalto 38% a 53%, cromo 30% a 33% y tungsteno 10% a 20%. Estas aleaciones se recomiendan para operaciones de desbaste profundo con velocidades y avances ms o menos altos. Slo se emplean para obtener un buen acabado superficial especial.

Carburos cementados:

Tienen carburos metlicos como ingredientes bsicos y se fabrican con tcnicas de metalurgia de polvos. Las puntas afiladas con sujetadores mecnicas se llamaninsertos ajustables, se encuentran en diferentes formas, como cuadrados, tringulos, circulares y diversas formas especiales.

Hay tres grupos:

Carburo de tungsteno aglutinado con cobalto, que se emplea para maquinar hierros fundidos y metales abrasivas ferrosos.

Carburo de tungsteno con aglutinante de cobalto ms una solucin slida, para maquinar en aceros. Carburos de titanio con aglutinante de nquel y molibdeno, para cortar en donde hay altas temperaturas debido a las altas velocidades de corte o a la alta resistencia mecnica del material de la pieza de trabajo.

Carburos revestidos:

Con insertos normales de carburo revestidos con una capa delgada de carburo de titanio, nitruro de titanio u xido de aluminio. Con el revestimiento se obtiene resistencia adicional al desgaste a la vez que se mantienen la resistencia mecnica y la tenacidad de la herramienta de carburo.

Cermicas o de xido:

Contienen principalmente granos finos de xido de aluminio ligados entre s. Con pequeas adiciones de otros elementos se ayuda a obtener propiedades ptimas. Las herramientas de cermica tienen una resistencia muy alta a la abrasin, con ms dureza que los carburos cementados y tienen menor tendencia a soldarse con los metales durante el corte.

Sin embargo, carecen de resistencia al impacto y puede ocurrir su falla prematura por desportilladura o rotura. Se ha encontrado que las herramientas de cermica son eficaces para operaciones de torneado ininterrumpido a alta velocidad.

Diamantes:

Policristalino se emplea cuando se desean buen acabado superficial y exactitud dimensional, en particular en materiales no ferrosos, blandos, que son difciles de maquinar. Las propiedades generales de los diamantes son dureza extrema, baja expansin trmica, alta conductividad trmica y un coeficiente de friccin muy bajo.

Clasificacin:

WS. Acero de herramientas no aleado. 0.5 a 1.5% de contenido de carbn. Soportan sin deformacin o prdida de filo 250C. Tambin se les conoce como acero al carbono.SS.Aceros de herramienta aleados con wolframio, cromo, vanadio, molibdeno y otros. Soporta hasta 600C. Tambin se les conoce como aceros rpidos.

HS. Metales duros aleados con cobalto, carburo de carbono, tungsteno, wolframio y molibdeno. Son pequeas plaquitas que se unen a metales corrientes para que los soporten. Soportan hasta 900C.

Diamante. Material natural que soporta hasta 1800C. Se utiliza como punta de algunas barrenas o como polvo abrasivo.

Materiales cermicos.Se aplica en herramientas de arcilla que soportan hasta 1500C. Por lo regular se utilizan para terminados.

Estudio comparativo: Para el arranque de virutas se utilizan herramientas de corte y las cuchillas o cinceles de tornear. La eficiencia de las herramientas depende del material de que estn hechas, y de la forma del filo.

Las herramientas de acero no aleado son buenas para trabajos que no requieran de mucha precisin ya que pierden su filo a temperaturas mayores a los 250C, y como se sabe el filo de la herramienta es muy importante para la calidad superficial de la pieza. En el caso que se quiera trabajar con altas velocidades, altas temperaturas se recomienda utilizar herramientas de aceros aleados o (SS), ya que mantienen su dureza y filo a ests condiciones tan extremas, para trabajos donde se desea trabajar a altas velocidades y materiales muy duros se recomienda trabajar con carburos cementados, que poseen una dureza elevada, reducen el tiempo de trabajo de una pieza, pero no son baratos son muy caros, se obtienen superficies muy lisas.

Las herramientas de diamante se utilizan para trabajos muy finos, y son muy caros no se desgastan tan fcilmente, y se usan para el corte de otras herramientas de corte.Las herramientas cermicas son tiles para trabajos de acabado, de rompen con mucha facilidad por su gran dureza, y no son muy eficientes para trabajos de torneado a altas velocidades, su desventaja primordial es que no se pueden golpear en el momento de realizar el torneado ya que perdern su filo con el tiempo.

Principio de una operacin de corte de troquel

Punzonado o corte de la chapaEl punzonado es una operacin mecnica con la cual mediante herramientas especiales aptas para el corte se consigue separar una parte metlica de otra obtenindose una figura determinada.

La relacin entre espesor S de la chapa y el dimetro D del punzn resulta a S/D para la chapa de hierro y punzn de acero, con valor de 1,2 mximo.Por lo tanto la chapa de hierro, para ser cortada debe tener un espesor menor o igual al dimetro del punzn (D).

Descripcin de un troquel

El corte de la chapa se realiza mediante una matriz de corte o hierro de cortar.Se compone la matriz de dos pares: Punzn Matriz (propiamente dicha)Adems si es completa Mazo (gua del punzn) Dos chapas (pasillo de circulacin de la tira de chapa) Sistema de tope

Desgaste de matriz

El esfuerzo de corte afecta los filos luego de producir una gran cantidad de piezas, como consecuencia tenemos piezas con rebabas y contorno indefinido y por ende se necesita rehabilitar la matriz, perdiendo en el proceso hasta 1 mm, siendo la cota de afilado max..de 6 mm, a razn promedio de 0,15 mm por cada rectificado, resultando posible rectificar unas 40 veces, produciendo por lo tanto 1.000.000 en total.

Juego entre punzn y matrizEl juego entre punzn y matriz depende del grueso de la chapa.El juego es aplicable para una chapa de gran espesor y ser mayor para acero duro que para acero dulce o aluminio, etc.El valor del juego es entre el 5 a 13% dependiendo del espesor de la chapa.Determinado el juego correcto se aumenta la duracin de la herramienta.Disposicin de la figuraLa mejor disposicin de la figura a cortar asegura una prdida de material mnima.La separacin mnima de figuras a cortar nunca debe ser menor al espesor de la chapa.

Corte con punzn de goma

El punzn de goma es apto para aleaciones ligeras. Se corta en una sola operacin sobre una plancha de acero de unos 6 mm y una almohadilla de goma, no experimentando desgaste apreciable luego de una gran cantidad de piezas.

El uso de este procedimiento es limitado a finas chapas, hasta 0,25 mm.

Esfuerzo de corte

En el contacto con la chapa, el punzn comprime y luego corta. La dilatacin del material produce contra las paredes de la matriz rozamiento durante el corte, y por ende necesitando un mayor esfuerzo.

Un buen centrado garantiza un menor desgaste de guas laterales y evita resquebrajamientos de aristas del punzn y la matriz.

Partes de la prensa

DESCRIPCION DE ALGUNOS TIPOS DE TORNILLOS MAS COMUNES

Morsas paralelas:son las ms usadas porque las mordazas se mantienen siempre paralelas en cualquier apertura, sujetando piezas de diversos tamaos de forma adecuada a ese tamao y sin necesidad de ejercer demasiada presin sobre ellas. Estasmorsasse construyen de hierro colado o de acero fundido, este ltimo ms costoso pero ms resistente. Ms abajo veremos lasmorsas paralelasen detalle.

Morsas de herrero o de pie:se construyen de acero forjado y son muy resistentes. Provienen de las pocas en que se preparaban las herraduras para los caballos y se utilizan para sostener una pieza que debe golpearse con un martillo pesado, lo que las hace ideales para trabajos de herrera y forja. Se sujetan a un banco de trabajo robusto o de la pared, y la pata larga se asegura en una base slida en el piso. No son apropiadas para trabajos de ajuste mecnico porque sus mordazas no se conservan paralelas al abrirse y, por lo tanto, las piezas no quedan sujetas adecuadamente o se deforman si se aprieta demasiado.

Tipos de morsas paralelas

En razn de su uso ms difundido, lasmorsas paralelaspresentan una gran variedad de modelos, e incluso algunas estn destinadas a trabajos muy especficos, como lasmorsas para soldar en escuadrao las que se utilizan con mquinas determinadas, por ejemplo,tornoso taladradoras.

En este artculo vamos a conocer los tipos ms comunes demorsas paralelas.

a) Morsas de banco

Sin duda la clase demorsams usada, tambin se conocen en algunos pases comotornillo de banco (o de bancada) para maquinistas. Se emplean para sujetar objetos grandes y pesados, y la base se atornilla firmemente a un banco de trabajo. Dependiendo del fabricante, estas morsas se ofrecen en tres modelos, combinados o no. Estos son:

Morsas con base fija:las ms comunes y econmicas, disponibles en una gran variedades de tamaos.

Morsas con base giratoria:esta base permite desplazar la morsa en un ngulo de 180 para una ptima posicin de trabajo.

Morsas con yunque:adosado a la boca fija (es decir, a la parte posterior) de la herramienta, elyunquees til para realizar operaciones ligeras de martillado a fin de aplanar y/o dar la forma adecuada a la pieza.

La figura de abajo muestra ejemplos de estos tipos demorsas de banco.

b) Morsas de mesa

Sonmorsas de bancoligeras y porttiles. Se montan a una mesa o banco de trabajo mediante unaabrazaderaubicada en la parte inferior. Tienen mordazas estriadas para sujetar la pieza y algunos modelos incluyen unabase giratoria. Se utilizan para sujetar materiales livianos o en reas donde no se dispone de morsas ms robustas.

c) Morsas para caos o tubos

Estn especialmente diseadas para sujetar piezas redondas y son manuales, porttiles y sumamente resistentes. Tienen mordazas en V que permiten ubicar la pieza y bloquearla en posicin. Generalmente se montan en un banco de trabajo, aunque tambin se dispone de modelos para montar en trpode o en estantes. Se emplean para sujetar tubos de 1/8 pulgada a 8 pulgadas de dimetro que deben someterse a corte o roscado.

Lasmorsas para caospueden ser de dos tipos:

Morsas a bisagra:estn compuestas por una mordaza superior basculante y una inferior fija, ambas intercambiables y construidas en acero fundido endurecido. La horquilla, la base y la manivela son de fundicin y el tornillo o eje es de acero.

Morsas a cadena:constan de dos mordazas fijas fresadas, intercambiables y construidas en fundicin sobre las cuales se apoya el cao, que se sujeta firmemente mediante la cadena, construida en acero templado y revenido. La base es de fundicin y la manivela es de acero fundido.

d) Morsas planas

Tambin son de diseo especial para atornillarse a una taladradora, un torno o un banco de trabajo. La base puede ser fija o giratoria, y vienen de dos tamaos: uno con mordazas de 105 mm de ancho y 105 mm de apertura mxima, y el otro con mordazas de 150 mm de ancho y 180 mm de apertura mxima, aunque estas medidas varan segn el fabricante. Se utilizan para sujetar trozos pequeos de madera o metal para el mecanizado u operaciones de perforacin.

e) Morsas combinadas

Como lo indica su nombre, combinan la funcin demorsa de bancoconmorsa para caos o tubosy pueden tener base fija o giratoria. Se atornillan a un banco o mesa de trabajo y se usan para sujetar objetos pesados, caos para el corte y roscado, y para dar forma a metales.

Consejos para el uso y mantenimiento de las morsas

Lasmorsasson mquinas sencillas que no emplean corriente elctrica y, por lo tanto, su mantenimiento no comprende grandes requisitos.

Para realizar los trabajos de forma apropiada y evitar posturas incmodas del operario, es condicin indispensable que la morsa se encuentre montada a la altura adecuada. Dicha altura se logra cuando el operario es capaz detocar con el codo la parte superior de las mordazas de la morsa, tal como muestra la figura siguiente.

De lo contrario, el banco de trabajo deber elevarse o bien deber disponerse una tarima en el piso para que el operario pueda subirse a ella.

Las operaciones de mecanizado deben efectuarse de modo de no afectar las mordazas. Para ello, la pieza montada en una morsa debe sujetarse a una altura adecuada, esto es, a aproximadamente 1 cm de las mordazas. Cuando la morsa no se usa, se recomienda proteger las mordazas desplazndolas hasta que se toquen ligeramente y dejando la manivela en posicin vertical. Nunca se debe golpear una morsa con un objeto pesado ni sujetar piezas grandes en una morsa pequea.

En todo momento las morsas deben mantenerse bien engrasadas y limpias. No se deben acumular virutas, especialmente en las guas por las que se desplazan la boca mvil, la tuerca y el eje. A tal fin, se deben limpiar con un trapo despus de cada uso y aplicar una ligera capa de aceite. Sin embargo, debe evitarse aplicar aceite en la base giratoria o la junta giratoria, ya que esto disminuye la fuerza de sujecin de la herramienta.

Bibliografa:

Eugene A. Avallone. Manual del ingeniero mecnica Marks, Editorial Mc. Graw Hill. 9 edicin, ao 1995Heinrich Gerling. Alrededor de las mquinas - herramientas, Editorial Revert. 2 edicin , ao 1964