informe segun VDI 2222docx.docx

EPÍGRAFE(S)

1.- La inteligencia consiste no sólo en el conocimiento, sino también en la destreza de aplicar los conocimientos en la práctica.

Aristóteles (384 AC-322 AC.) Filósofo griego.

2.- Hay una fuerza motriz más poderosa que el vapor, la electricidad y la energía atómica: la voluntad.

Albert Einstein (1879-1955. Científico nacido en Alemanía, nacionalizado estadounidense).

3.- Puesto que yo soy imperfecto y necesito la tolerancia y la bondad de los demás, también he de tolerar los defectos del mundo hasta que pueda encontrar el secreto que me permita ponerles remedio.

Mahatma Gandhi (1869-1948). Político y pensador indio

4.- El futuro tiene muchos nombres. Para los débiles es lo inalcanzable. Para los temerosos, lo desconocido. Para los valientes es la oportunidad.

Victor Hugo (1802-1885.) Novelista francés.

5.- Vale más saber alguna cosa de todo, que saberlo todo de una sola cosa.

Blaise Pascal (1623-1662.) Científico, filósofo y escritor francés.

6.- “Si no conozco una cosa, la investigaré”

Louis Pasteur (1822-1895) Químico y microbiólogo francés.

MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA DE PLANTA

SEMESTRE III

GRUPO A

TEMA:“INFORME DEL PROYECTO INTEGRADOR:

DISPOSITIVO DE TORNO CONCAVO Y CONVEXO”

FECHA DE ENTREGA 23/11/2015

SEDE AREQUIPA

DEDICATORIA

Dedicamos este proyecto a Dios por ser el inspirador para cada uno de nuestros pasos

dados en nuestro convivir diario.

A nuestros padres por ser los guía en el sendero de cada acto que hemos realizado,

mañana y siempre.

A nuestros familiares preciados, por ser el incentivo para seguir adelante con este

objetivo.

A nuestros profesores por entregarnos sus conocimientos para poder lograr este

proyecto que presentamos.


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AGRADECIMIENTO

Agradecemos profundamente a Dios, por guiarnos en el sendero correcto de la

vida, cada día en el transcurso de nuestro camino e iluminándonos en todo lo

que realizamos.

A nuestros padres, por ser el ejemplo para seguir adelante en el convivir diario

y por habernos inculcado valores que hoy nos aplicamos en la vida, gracias por

eso y por muchos más.

A nuestra tutora y profesora del curso de Procesos de Manufactura por haber

sido nuestra mentora y habernos ayudado en la organización y motivación de

nuestro proyecto.

Al Ing. José Ogusko por su ímpetu y amor a la carrera; dándonos la mano en

gran en parte del desarrollo del proyecto brindándonos sus conocimientos y

técnicas innovadoras en el mecanizado de la piezas metálicas.

A nuestros maestros de TECSUP que nos impartieron sus conocimientos y

experiencias en el transcurso de estos tres semestres y que nos ayudaron de

una u otra forma para hacer posible este proyecto.

A TECSUP que nos brindó sus talleres para la realización de este innovador

proyecto denominado “Dispositivo de torno cóncavo y convexo”

A cada uno de los integrantes de este grupo que colaboraron íntegramente en

el desarrollo del proyecto, esforzándose y haciendo posible la culminación

satisfactoria de este.


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Índice


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INTRODUCCIÓN

El proceso de mecanizado realizado con un torno (máquina-herramienta para tornear)

en el cual la pieza o barra gira y mediante herramientas acopladas se pueden realizar

distintas operaciones de mecanizado, tales como, cilindrado sobre el eje o interiores,

roscados, agujeros, ranuras o distintas formas.

Pero en un torno convencional es muy difícil hacer radios cóncavos y convexos, por lo

cual surge la necesidad de crear un prototipo o sistema de torneado cóncava y

convexos. Este sistema permite realizar o trabajar radios cóncavos y radios convexos o

hasta hacer una.esfera.

Para efectuar el torneado los tornos disponen de portaherramientas adecuados para

fijar las herramientas adecuadamente, que permiten realizar las operaciones de

torneado que cada pieza requiera. Por lo cual este dispositivo será montado en la

bancada del torno para así trabajar la pieza requerida.


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RESUMEN

El presente trabajo se hará un dispositivo que nos permita hacer un torneado de superficies cóncavas y convexas con mucha facilidad, teniendo en cuenta los diferentes parámetros como material a usarse para su elaboración.

Primeramente se buscó información de cómo se podría hacer unos cambios al prototipo que nos prestaron. Después de eso se pasó a hacer los planos después de una buena investigación y con los diseños ya listos de las partes de cada pieza se pasó a escoger materiales para el respectivo mecanizado de las piezas.

Se usó un eje de acero 1045 para la base la cual será maquinada primero por una fresa y luego un torneado interno para luego poner el cuerpo central y para el cuerpo un eje de acero 1035, se hará un maquinado en torno cilindrado y refrentado de acuerdo al plano de trabajo diseñado ya con anterioridad, también un acero VCL para el porta cuchillas.

La porta cuchilla será trabajo de un solo material la cual es el hacer VCL un acero especial ya que la porta cuchillas será el que haga o tenga mayor esfuerzo junto con la cuchilla o la pastilla carburada para hacer el corte debido y dejar un buen acabado.

La unión o sujeción de la pastilla carburada y el porta cuchillas será por medio de soldadura para tener una mejor fijación.

El presente trabajo al concluir con su elaboración pasara por un tratamiento térmico para aumentar su dureza y luego un revenido para bajar su fragilidad con lo cual se hará un rectificado para tener un mejor acabado ya que con el tratamiento térmico algunas partes tendrán imperfecciones. Para evitar eso se hará el respectivo rectificad de todas los componentes y como fase final el ensamblaje del dispositivo.

También se realizó un rebobinado de un motor para la caja reductora, la cual consta de cuatro engranajes con sus respectivos ejes, para esto se usó como material base el aluminio y para los ejes acero.


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ABSTRACT

This work will be a device that allows us to make a turning of concave and convex surfaces with ease, taking into account different parameters such as material used in its manufacture.

First information on how you could make some changes to the prototype that they gave us was sought. After that he went on to make plans after good research and with ready designs of the parts of each piece happened to choose materials for the respective machining parts.

a steel plate 1045 for the base which will be machined first by a strawberry and then an internal turning and then put the central body and the body a steel shaft 1035 was used, there will be a machining plate-around and facing agree the work surface designed as above, also a VCL steel for the blade holder.

The blade holder will work from a single material which is doing VCL special steel as the blade holder will be the one to do or have greater effort with the blade or the carbureted pill to make the cut due and leave a good finish.

The union carbureted or securing pad and blade holder shall by welding for better fixation,

This work to conclude its development passed through a heat treatment to increase its hardness and then tempering to lower their fragility with which there will be a grind for better finishing and heat treatment that some parts have imperfections. To avoid that will make straight all the respective competes as the final stage assembly of the device.

Rewind of an engine to the gearbox was also performed, which consists of four gears with their respective axes, for this was used as base material for aluminum and steel shafts.


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MARCO TEÓRICO

Descripción del problema:

En el manejo del torno se emplean ejes, para poder mecanizarlas por ejemplo cilindrar, refrentar, realizar roscado, cuya forma es circular, o paralelepípedo, entre otros, lo que se ha visto es que estas actividades son comunes, con la fabricación de un dispositivo cóncavo y convexo se puede realizar piezas circulares con diámetros diferentes, este dispositivo se acopla en la torreta del torno y trabaja manualmente donde la cuchilla es una pastilla carburada.

o La fabricación del dispositivo permitirá mecanizar diámetros a partir de 50 mm.o La fabricación del dispositivo permitirá mecanizar en todo tipo material,

específicamente en metales no ferrosos y metales ferrosos.

Comprensión de la solicitud

1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA EN FORMA CRÍTICA.

La cuchilla que se va a utilizar en el dispositivo de torno debe de ser resistente al esfuerzo de corte de cada material que se va a mecanizar, este material no debe de romperse de igual manera debe de tener un fácil manejo cuando esta se desgaste.

Teniendo en cuenta estos criterios el grupo debe de elegir un buen material (cuchilla), y verificar que dicho material cumpla las funciones que se requiere, y de esa forma el dispositivo funcionará correctamente y tendrá un trabajo eficiente.

2. ESTADO ACTUAL DE TECNOLOGÍA

2.1. HISTORIA DEL TORNO CONCAVO Y CONVEXO

Hace más de un 80 % de las personas que trabajan con metales en la fabricación de componentes ya sean piezas mecánicas adornos y distintos tipos de soporte para estructuras, utilizan tornos convencionales y no cuentan con la versatilidad de un torno CNC debido a esto se requiere de accesorios para realizar tareas más complejas en un torno convencional como lo es el torneo de piezas con formas cóncavos y convexas debido a que gran parte de componentes mecánicos poseen superficies de contacto de trabajo cóncavos y convexas por ejemplo rodamientos en el ámbito de soportes tanto pasadores como rodillos, balancines de soporte poseen las mismas superficies esto es requerida una investigación y mecánicas un accesorio para solucionar estos requerimientos y satisfacer los requerimientos del ámbito de trabajo logrando así el coste de trabajo desgaste de la máquina y trabajo del operario obteniendo una gran reducción de costos.


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En la búsqueda de información acerca de este dispositivo se ha encontrado dispositivos de diferentes formas y tamaños, que realizan una función en común fabricar mecanizados de forma cóncavo y convexo, unos ejemplos son:

El joven Arturo Zarate muestra un video en Youtube


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3. ANÁLISIS DE SITUACIÓN DEL PROBLEMA

Los estudiantes del III semestre de Mantenimiento de Maquinaria de Planta conformaron un grupo de 10 integrantes, el cual tienen por objetivo realizar el proyecto integrador y de igual forma demostrar el gran potencial que poseen.

El grupo tuvo la idea de realizar el dispositivo de torno cóncavo y convexo, con un porta pastillas, con buenos materiales que brinden una buena eficiencia, así que se buscó asesoría con especialistas en el tema, y trascurrieron semanas, tuvieron muchas ideas como sería la realización del porta cuchillas viendo su resistencia, forma del diseño, el material que se va a emplear, es así que se diseñó un porta cuchillas teniendo en cuenta el diseño de la base, y se utilizó el material VLC cuya característica es que posee dureza.

Inversión

Para realizar el proyecto integrador, se realizó una inversión económica, los cuales se detallan en la siguiente tabla.

N° MATERIAL UNIDAD PRECIO1 Eje de acero SAE 1045

(d=170 mm)1 s/.250

2 Eje de aluminio (120 mm x d 150)

1 s/.100

3 Eje de acero VCL 1 s/.504 Eje de acero SAE 1045 1 S/.505 Fresas espiga 5 S/.1106 Broca 8mm 1 s/.87 Juego de machos 1 s/.98 Pastilla carburada 1 s/.309 Motor trico 1 s/.5010 Rodamiento 11112

Todo el grupo asumió los gastos del proyecto integrador.

COSTOS OPERATIVOS E INGRESOS POR ACTIVIDAD

Todo el grupo al iniciar el proyecto asumió toda la inversión, y el primer ingreso de sus participantes son los siguientes.


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COMO PRIMEROS INGRESOS:

INGRESOS FINALES

Los integrantes del grupo asumieron la responsabilidad y trabajaron equitativamente.


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Apellidos y Nombres Monto Díaz Mogrovejo, Roger s/. 30Huamani Choque, José s/. 30Loaiza Merma, Bryan s/. 30Mamani Contreras, Antony s/. 30Mamani Mamani, Luz Valeria s/. 30Montalvo Palomares, Alex s/. 30Moreyra Soto, Alejandro s/. 30Sanabria Chacón, Sthiden s/. 30Taipe Pariona, Percy s/. 30Vilcape Coa, Alexis s/. 30Total s/. 300

Apellidos y Nombres Monto Díaz Mogrovejo, Roger s/. 30Huamani Choque, José s/. 30Loaiza Merma, Bryan s/. 30Mamani Contreras, Antony s/. 30Mamani Mamani, Luz Valeria s/. 30Montalvo Palomares, Alex s/. 30Moreyra Soto, Alejandro s/. 30Sanabria Chacón, Sthiden s/. 30Taipe Pariona, Percy s/. 30Vilcape Coa, Alexis s/. 30Total s/. 300

4. COMPROBACIÓN DE LA REALIZACIÓN

ANÁLISIS TÉCNICO Y ECONÓMICO

Para realizar nuestro análisis técnico económico, nos asesoramos con especialistas como ingenieros, técnicos con el tema de los materiales a emplear en el proyecto, para esto cotizamos varios materiales, obteniendo los resultados:

MATERIAL COSTO DIRECCIÓNAcero SAE 1045 s/.250 Av. Mariscal CastillaAluminio s/.100 Av. Mariscal CastillaAcero VCL s/.50 Feria el AltiplanoAcero SAE 1045 s/.50 Av. Mariscal Castilla

Luego de haber cotizado los precios, compramos los materiales, tomando en cuenta su forma de mecanizar.

LISTA DE REQUERIMIENTOS:

PRACTICIDAD: FUNCIONALIDAD RELACION PRODUCTO-USUARIO

El dispositivo de torno cóncavo y convexo va colocado en la torreta del torno, necesita refrigerante en el momento de mecanizado (casos especiales, metales blandos), el operario debe supervisar que el dispositivo funcione correctamente.

CONVENIENCIA: COMPORTAMIENTO PRODUCTO USUARIO

El dispositivo de torno cóncavo y convexo funciona de forma manual, lo cual es de fácil manejo en su desarrollo.

SEGURIDAD: AUSENCIA DE RIESGO

El operario debe usar lentes de seguridad, zapatos de seguridad y overol, en el desarrollo del mecanizado.

MANTENIMIENTO: CUIDADOS

El dispositivo de torno cóncavo y convexo utiliza una pastilla carburada, el cual sufre desgaste por tal debe de ser cambiado por una nueva, el dispositivo debe de soportar la corrosión y oxidación, para evitar ello se debe de realizar un proceso de lubricación.

REPARACION: REFACCIONES COMPATIBLES

Cuando el dispositivo falle debemos de apagar la máquina, para evitar accidentes o daños físicos.

MANIPULACION: RELACION PRODUCTO USUARIO. Biomecánica


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Dispositivo de torno cóncavo y convexo operado por un integrante del grupo.

ERGONOMIA: ADECUACION PRODUCTO –USUARIO

El dispositivo del torno cóncavo y convexo tiene dimensión apta para un fácil manejo de trabajo ya que es colocada en la torreta del torno, por tanto el operario puede trabajar de una manera tranquila y segura.

TRANSPORTE: CAMBIO DE UBICACIÓN DE UN PRODUCTO

El dispositivo de torno cóncavo y convexo tiene un fácil transporte, pesa alrededor de 20kg.

MECANISMOS: LOS PRINCIPIOS QUE DARAN FUNCIONALIDAD

El equipo que dará el funcionamiento del dispositivo de torno cóncavo y convexo será una manivela que trabaja junto con un tornillo sin fin, cave recalcar que se utilizara el torno.

CONFIABILIDAD: LA CONFIANZA EN EL FUNCIONAMIENTO

Los materiales empleados en la fabricación son confiables por sus propiedades que poseen.

Para la sujeción de la porta cuchillas, se sujeta con tornillos de tal forma que esté bien seguro.

En la base inferior va colocado un rodamiento para que la base donde se coloque la porta cuchillas no juegue mucho en el momento de mecanizar.

RESISTENCIA:

Debido al material con el que está compuesto este dispositivo es resistente a caídas, soporta cargas tolerantes en su entorno.

5. COMPLETAR LAS EXIGENCIAS A continuación se detallan cada una de exigencias, o deseos que se debe de tener en cuenta, como se observa en la siguiente tabla.

LISTA DE EXIGENCIASPROYECTO DISPOSITIVO DE TORNEADO EN CÓNCAVO Y

CONVEXOCLIENTE TECSUP ELABORADO:

FECHA DESEO EXIGENCIA DESCRIPCION RESPONSABLE

15/09/15 E

Función principal: Realizar objetos de forma cóncava y

convexa cuyos diámetros pueden más de 50mm.

Realizar un Mecanizado en diferentes Todo el grupo


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tipos de materiales metales y n metales regulando la velocidad y la fuerza aplicada.

17/09/15

E

Materia prima:La materia prima más empleada será el metal en sus diferentes presentaciones.

Todo el grupo

24/09/15

E

Fuerza:La fuerza dirigida para realizar el mecanizad será determinado mediante un ensayo.

Todo el grupo

26/09/15

ESeguridad:

La máquina se diseña de tal modo que no ponga en peligro la integridad física del operario ni del medio ambiente.

Todo el grupo

01/10/15

ECostos:

Los costos (fabricación, materiales, etc.) deben influir en forma directa en la solución del problema.

Todo el grupo

01/10/15

DSeñales:

Estará prevista de señales que indiquen el inicio y el fin de los procesos y la parada de emergencia.

Todo el grupo

05/10/15

EFabricación:

La máquina debe ser fabricada en los talleres de mecánica.

Todo el grupo

20/11/15

EMontaje:

La máquina debe ser de fácil montaje e instalación, así como el desmontaje y desinstalación para poder trabajar en diferentes lugares.

Todo el grupo

23/11/15

EPlazo de entrega:

Se cumplirá con el cronograma establecido en un principio de inicio de clases.

Todo el grupo

23/11/15

D

Ergonomía:La altura del dispositivo de operación está al alcancé del operario.

Todo el grupo

23/11/15

DMantenimiento:

Fácil acceso hacia las partes que se requiere lubricación a las partes de mayor desgaste, deben ser remplazados

Todo el grupo

23/11/15

D

Transporte:El peso de la maquina no será excesivo, lo que se requiere de la

Todo el grupo


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máquina para su fácil transporte.

Concepción de la solicitud

6. ESTRUCTURA DE FUNCIONES

Determinación de la secuencia de operaciones con el objetivo de solucionar el problema se han estudiado los pasos a seguir para lograr realizar el proyecto integrador dispositivo de torno cóncavo y convexo. Se presenta a continuación una lista con la secuencia de operaciones necesarias para completar el proceso, iniciando desde la selección y compra de materiales a utilizar, los sucesos hasta la presentación final del proyecto:

- Selección de materiales.

- Compra de materiales.

- Elaboración de diseños de piezas.

- Rumbo del proyecto a rehacer.

- Información de dispositivos de torno cóncavo y convexo.

- Adquisición de los materiales a trabajar en el dispositivo

- Implementación y selección del material de la estructura de la base del dispositivo.

- Fabricación de la base del dispositivo que va unido en la torreta

- Pruebas de funcionamiento:

Mecanizado en forma convexa. Mecanizado en forma cóncava.

- Dibujo 3D del proyecto integrador en el programa Inventor.

- Pruebas y ajustes finales.

Para esta fase del proyecto se ha seguido un proceso de abstracción tomando los problemas por separado, clasificándolos, agrupándolos y respondiendo a ellos a través de la definición de impedimentos del funcionamiento, una vez planteadas estos impedimentos, se propuso alternativas de solución para cada impedimento. Seguidamente y con la ayuda de una matriz morfológica de Zwicky, se combinaron las alternativas de solución a cada una de los casos y se escogieron cuatro combinaciones, las cuales han sido comparadas objetivamente con criterios técnicos y económicos comunes con puntajes asignados siguiendo el procedimiento según la norma VDI 2222 para encontrar la solución óptima a lo que sería la parte externa y su funcionamiento tanto optimo como dinámico en el modelo.


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En base al primer punto de la lista de exigencias del proyecto realizar objetos de forma cóncava y convexa cuyos diámetros pueden ser más de 50mm, realizar un Mecanizado en diferentes tipos de materiales metales y no metales regulando la velocidad y la fuerza aplicada, es que se establece el esquema de caja negra que a su vez deberá satisfacer completamente los requerimientos a los que se someterá a la máquina cuando entre en funcionamiento que será cuando tenga que mecanizar en forma cóncava y convexa.

Tomando en cuenta a la secuencia de operaciones se fijan los procesos técnicos (pasos necesarios para cumplir el objetivo). El campo de fase del proceso técnico está en función a la etapa del proceso a la cual pertenece cada secuencia que son definidas en orden lógico según la secuencia de operaciones.

COLOCAR LA CAJA NEGRA


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FUNCIÓN FASES DEL PROCESO DEL PROYECTO

TIPO DE PROCESO U OPERACIÓN DEL PROYECTO

COMENTARIO

Conseguir el modelo más adecuado para el proyecto

Obtención Adquisición de componentes

La mayoría de modelos sobre estimada tanto las medidas como nuestro poder adquisitivo

Buscar alternativas para la construcción de la parte inferior

Investigación Adquisición de conocimientos

Buscar las alternativas nos a conocer diferentes alternativas de las cuales conocimos sus propiedades y algunas características.

Elegir la alternativa más adecuada

Toma de decisión más adecuada

Trabajo y toma de decisión en grupo

Tomar la decisión más adecuada fue un poco contradictoria por algunas características que algún material tenia mejor que otro.

Preparación y diseño de la parte superior ( porta cuchillas)

Diseño Creativo Para la fabricación del portacuchillas es importante priorizar su diseño, ya que el manejo depende de ello.

Construcción de la parte superior

Construcción Mecánico Trabajar con la alternativa escogida fue un poco trabajosa pero se obtuvo un resultado requerido para el objetivo.

Montaje y prueba Ensamble y prueba del dispositivo de torno cóncavo y convexo

Comprobación de errores

Para el ensamblado se tuvo cuidado de no dañar la parte superior ya que allí se encuentra el portacuchillas.


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7. CONCEPTO DE SOLUCIÓN

MATRIZ MORFOLÓGICA

Matriz morfológicaDiseño de la parte externa de un carrito manejado a radio control alternativas de

construcciónFUNCIONES Alternativas de efectos y/o principios de solución1.Modelo de dispositivo de torno.

2. Alternativas de construcción3.Escoger alternativa solución

4.Diseño del modelo de portacuchillas.5. Construcción y modelado de la parte externa6. Ensamble y prueba en las pistas de competición

8. EVALUACIÓN DE LAS PROPUESTAS

Alternativas para el diseño, construcción y desarrollo de la base inferior

Alternativa 01: Uso de polímeros de alto impacto


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Concepción de la solución

Estructura de funciones (Elaboración de Caja negra)

Concepto de Solución (Matriz morfológica y evaluación técnico económica)

Evaluación de las propuestas (Seleccionar la mejor propuesta)

Desarrollo del Proyecto

Elaboración de Detalles (Detallar para cada curso aplicado al proyecto)

Cronograma

Distribución de recursos humanos

Propiedades de los materiales escogidos (mecánicas, químicas, eléctricas, etc.)

Composición de los materiales

Planos de piezas

Planos de montaje

Proceso de fabricación de los componentes mecánicos

Características de los componentes adquiridos de fábrica

Precios

Montaje

Control de calidad del montaje del sistema mecánico

Protocolo de pruebas

Resultados

Discusión

Conclusiones

Recomendaciones para trabajos futuros (mejoras para otros trabajos o máquinas similares)

Trabajos futuros (mejoras para otros trabajos o maquinas similares)

Referencias bibliográficas


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Lista de símbolos

Lista de abreviaturas

Lista de figuras

Lista de tablas

Lista de cuadros

Anexos (catálogos, facturas, etc.)


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