El documento describe el proceso de fabricación de bielas para motores de automóviles. El proceso comienza con la selección del material, que puede ser acero, titanio o aluminio. Luego, el material se forja para darle forma similar a la biela final y se somete a mecanizado para quitar el exceso de material. Finalmente, el proceso incluye varias etapas de mecanizado, tratamientos térmicos, control dimensional y de calidad para producir la biela con las especificaciones requeridas.

1. Ingeniería Mecánica
Automotriz
Tema:
Diseño de una biela
Profesor:
Ing. Luis López
Realizado por:
Juan Malla

2. 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.

3. 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.