Monografia Final Sobre La Mandrinadora

8/13/2019 Monografia Final Sobre La Mandrinadora

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Ao de la Inversin para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria

Curso: INTRODUCCIONA LA INGENIERIAMECANICA

Profesor: Nelver Escalante

Integrantes:

Azaa Fernndez Chris Roy Snchez Ambrosio David Vsquez Hernndez Renzo Joel Barco Jara Jess lvarez Flores Ramss Valderrama Oropeza Juan Carlos


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PRESENTACIN

Entre la enorme gama de mquinas de las que se sirve el hombre para facilitar y

hacer ms cmodo su trabajo, hay unas cuantas a las que se les puede considerar

como las madres de todos las dems: son las llamadas mquinas-herramientas.

Todas ellas tienen en comn la utilizacin de una herramienta de corte especfica. Su

trabajo consiste en dar forma a cualquier pieza o componente de mquina

basndose en la tcnica de arranque de viruta, troquelado u otros procedimientos

especiales como son los electroerosin, lser, etc.

A este grupo de mquinas pertenece LA MANDRINADORA, esta herramienta se

utiliza para el mecanizado de agujeros de piezas cbicas que deben tener

unatolerancia muy estrecha y una calidad de mecanizado buena.

Este tipo de mquinas est compuesto por una bancada donde hay una mesa

giratoria para fijar las piezas que se van a mecanizar, y una columna vertical por la

que se desplaza el cabezal motorizado que hace girar al husillo portaherramientas

donde se sujetan las barrinas de mandrinar. Cuando se madrinan piezas cbicas,

stas se fija en la mesa de trabajo de la mquina, y lo que gira es la herramienta de

mandrinar sujeta al husillo de la mquina, y donde se le imprime la velocidad

adecuada de acuerdo con las caractersticas del material constituyente de la

herramienta. Entre otras tambin estn el torno, la fresadora, el cepillo, rectificadoras

prensas, etc.
http://es.cyclopaedia.net/wiki/Tolerancia-de-fabricacion-1http://es.cyclopaedia.net/wiki/Tolerancia-de-fabricacion-1


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INTRODUCCIN

La mandrinadora es una mquina herramienta que se utiliza para el mecanizado de

agujeros de piezas cbicas que deben tener unatolerancia muy estrecha y una

calidad de mecanizado buena.Este tipo de mquinas est compuesto por una bancada donde hay una mesa

giratoria para fijar las piezas que se van a mecanizar, y una columna vertical por la

que se desplaza el cabezal motorizado que hace girar al husillo portaherramientas

donde se sujetan las barrinas de mandrinar. Cuando se madrinan piezas cbicas,

stas se fija en la mesa de trabajo de la mquina, y lo que gira es la herramienta de

mandrinar sujeta al husillo de la mquina, y donde se le imprime la velocidad

adecuada de acuerdo con las caractersticas del material constituyente de la

herramienta y el avance axial adecuado.

En las mandrinadoras y centros de mecanizado, es necesario seleccionar en forma

adecuada las herramientas pues debido al alto coste que tiene el tiempo de

mecanizado, se deben realizar los mecanizados en el menor tiempo posible y en

condiciones de precisin y calidad.

La seleccin se hace en base a ciertos criterios. Por ejemplo, segn los diseos y

limitaciones de la pieza (tamao, tolerancia, tendencia a vibraciones, sistemas de

sujecin, acabado superficial, etc.) o segn el tipo de operaciones de mandrinado a

realizar (exteriores o interiores, ranurados, desbaste, acabados, etc.). Tambin

puede considerarse la estabilidad y las condiciones del mecanizado (corte

intermitente, forma y estado de la pieza, potencia y accionamiento de la mquina,

etc.), la disponibilidad y seleccin del tipo de mquina (mecanizado automtico,

piezas a mecanizar, calidad y cantidad del refrigerante, etc. o de las herramientas

(calidad de las herramientas, sistema de sujecin o servicio tcnico, entre otros).

Otros factores a tener en cuenta es el material de la pieza (dureza, estado,resistencia, maquinabilidad, barra, fundicin, forja, mecanizado en seco o con

refrigerante, etc.), o los aspectos econmicos del mecanizado (optimizacin del

mecanizado, duracin de la herramienta, precio de la herramienta, precio del tiempo

de mecanizado, etc.)
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LA MANDRINADORA HISTORIA

El mandrinado, tiene su origen

en el barrenado de caones de

bronce fundidos ahuecados. Este

procedimiento se remonta por lo

menos a 1372, fecha en la que se

conocen datos concretos de los

primeros caones de bronce

fundidos por Aarn en

Augsburgo. A partir del siglo XVI,tambin se fundan de hierro

colado.

En Espaa se construyeron varios tipos diferentes de mquinas, destacando un

modelo horizontal para barrenar y tornear, construido en 1768 en Sevilla, movida por

las aguas del Guadaira.

Durante el siglo XVII, las barrenadoras horizontales, similares a la descrita por G.

Monge, con giro de pieza, fueron ms utilizadas que las verticales.

En 1857, Thomas Spencer Sawyer construye una mandrinadora en la misma lnea

de las anteriores.

A finales del siglo XIX, las mandrinadoras alcanzan su pleno desarrollo, estructural y

mecnico.

A principios del siglo XX, ante la exigencia de precisin e intercambiabilidad de la

industria relojera suiza, Perrenond jacot pone a punto una punteadora vertical, con

mesa de coordenadas polares que constituye una maravilla mecnica.

Poco despus de la guerra civil de 1936, Sacem de Billabona y Juaristi de Azkoitia,

construyen las primeras mandrinadoras del estado Espaol.


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CONCEPTOS

Se denomina mandrinadora a una

mquina herramienta que se utiliza para el

mecanizado de agujeros de piezas

cbicas que deben tener una tolerancia

muy estrecha y una calidad de

mecanizado buena.

Se llama mandrinado a una operacin de

mecanizado que se realiza en agujeros de

piezas ya realizados para obtener mayor precisin dimensional, mayor precisin

geomtrica o una menor rugosidad superficial, pudindose utilizar para agujeros

cilndricos como cnicos, as como para realizar roscas interiores. Este tipo de

mquinas est compuesto por unabancada donde hay una mesa giratoria para fijar

las piezas que se van a mecanizar, y una columna vertical por la que se desplaza el

cabezal motorizado que hace girar alhusillo portaherramientas donde se sujetan las

barrinas de mandrinar.

Cuando se mandrinan piezas cbicas, stas se fijan en la mesa de trabajo de la

mquina, y lo que gira es la herramienta de mandrinar sujeta al husillo de la mquina,

y donde se le imprime la velocidad adecuada de acuerdo con las caractersticas del

material constituyente de la herramienta y el avance axial adecuado.

OPERACIONES QUE REALIZA LA MANDRINADORA

Las operaciones de mandrinado estn relacionadas con el agrandamiento de un

agujero existente, situado en un punto, para que pueda ser perfeccionado. Estas

mquinas estn diseadas para hacer acciones de finalizado.

Estos tipos de equipos de precisin pueden ser usados para cortar contornos

circulares as como agujeros cnicos. Adems, estos alcanzan a tener una alta

precisin en losdimetros de sus agujeros. Estas pueden ser usadas tambin para

crear ranuras, as como canales asimtricos, adicionalmente a la labor de

perfeccionar agujeros circulares.
http://www.ecured.cu/index.php/Bancadahttp://www.ecured.cu/index.php?title=Husillo_portaherramienta&action=edit&redlink=1http://www.ecured.cu/index.php/Di%C3%A1metrohttp://www.ecured.cu/index.php/Di%C3%A1metrohttp://www.ecured.cu/index.php?title=Husillo_portaherramienta&action=edit&redlink=1http://www.ecured.cu/index.php/Bancada


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La mquina de mandrinado es usualmente utilizada para hacer un mecanizado en

grandes piezas, pero tambin puede ser utilizada para hacer perforaciones en

pequeas piezas que han sido previamente dibujadas en programas de diseo y que

siguen un contorno automtico de operaciones y tienen una alta consistencia en el

mecanizado de piezas.

La barra de mandrinado se disea usualmente para hacer una cavidad pasante y as

poder dejar que el lquido de refrigeracin circule libremente, y por tanto se pueda

hacer un enfriamiento de los dems agujeros. Como el mandrinado tiene como

objetivo incrementar la precisin de los agujeros, se deben hacer un tipo de

consideraciones iniciales. Por lo tanto, los agujeros de dimetros largos o los

maquinados de agujeros ciegos, no pueden hacerse por medio de un contacto

discontinuo entre la herramienta de trabajo y la superficie. Adicionalmente la funcin

de la barra de mandrinado ser la de alojar dentro de s las herramientas de corte

que puedan ser utilizadas por los husillos robticos.

Mandrinado: Se realiza con herramientas en voladizo cuando son mandrinados

cortos. Si se trata de mandrinados largos, se utiliza la barra de mandrinar.

Se llama mandrinado a una operacin demecanizado que se realiza en agujeros de

piezas ya realizados para obtener mayorprecisin dimensional, mayorprecisin

geomtrica o una menor rugosidad superficial, pudindose utilizar para agujeros

cilndricos como cnicos, as como para realizarroscas interiores.

El mandrinado puede realizarse en variasmquinas de herramientas diferentes como

el torno de cabeza giratoria. Si la pieza es unslido de revolucin pequeo con un

agujero en su eje de simetra, el mandrinado puede realizarse en untorno,haciendo

girar la pieza en el plato giratorio y fijando una barra de mandrinar con el filo

adecuado en el contrapunto del torno. Para otras piezas, con uno o varios agujeros,

se utilizanfresadoras,mandrinadoras ycentros de mecanizado con una herramienta

rotatoria.
http://es.wikipedia.org/wiki/Mecanizadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tolerancia_dimensionalhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tolerancia_geom%C3%A9trica&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tolerancia_geom%C3%A9trica&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Rugosidad_superficialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Roscadohttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_herramientahttp://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido_de_revoluci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tornohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fresadorahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mandrinadorahttp://es.wikipedia.org/wiki/Centro_de_mecanizadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Centro_de_mecanizadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mandrinadorahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fresadorahttp://es.wikipedia.org/wiki/Tornohttp://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido_de_revoluci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_herramientahttp://es.wikipedia.org/wiki/Roscadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Rugosidad_superficialhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tolerancia_geom%C3%A9trica&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tolerancia_geom%C3%A9trica&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Tolerancia_dimensionalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mecanizado


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El portaherramientas utilizado en una mandrinadora es un mandril micromtrico (no

debe confundirse con elmandril de un torno) especficamente diseado para

ello,2tambin denominado mandrino o cabezal de mandrinar. Tambin se puede

aumentar el dimetro de agujeros ya realizados realizando operaciones

detaladrado (con unabroca) o deescariado (con unescariador) cuando las

dimensiones son adecuadas para la mquina y la herramienta utilizadas.

La limitacin de las condiciones de corte en el mandrinado viene impuesta por

larigidez y el voladizo que pueda tener la herramienta, para evitar vibraciones

excesivas que comprometan la calidad y precisin del agujero.

Taladrado: Aunque no es un trabajo propio de la mandrinadora, se realizan con

frecuencia taladros utilizando brocas con mangos cnicos.
http://es.wikipedia.org/wiki/Mandril_(ingenier%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Mandrinado#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Mandrinado#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Mandrinado#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Taladradohttp://es.wikipedia.org/wiki/Brocahttp://es.wikipedia.org/wiki/Escariadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Escariadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Rigidezhttp://es.wikipedia.org/wiki/Rigidezhttp://es.wikipedia.org/wiki/Escariadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Escariadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Brocahttp://es.wikipedia.org/wiki/Taladradohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mandrinado#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Mandril_(ingenier%C3%ADa)


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Escariado:Se llama escariado o alesado a un proceso de arranque de viruta o una

operacin demecanizado que se realiza para conseguir un buen acabado superficial

con ciertas tolerancias dimensionales, o bien simplemente para

agrandaragujeros que han sido previamentetaladrados con una broca a

undimetro un poco inferior.

Un escariador es unaherramienta cilndrica de corte empleada para conseguir

agujeros con una precisin elevada, normalmente de tolerancia H7. Llevan talladas

unas ranuras y dientes a lo largo de toda su longitud, que suelen ser rectos o

helicoidales. Estaherramienta puede tener laespiral a izquierdas,

paraagujeros pasantes, o a derechas, para agujeros ciegos. Las principales partes

de un escariador son:

Mango: es la parte por la cual se coge el escariador para trabajar con l.

Puede ser cilndrico o cnico. Los cilndricos se utilizan para escariar a mano y

suelen llevar en su extremo una mecha cuadrada. Los cnicos son iguales a

los mangos cnicos de las brocas.

Cuerpo: es la parte cortante del escariador. Est cubierto por unas ranuras

rectas o helicoidales.

Punta: es el extremo del cuerpo que tiene una ligera conicidad para facilitar la

entrada. Es la parte principal del escariador porque de ella depende el

conseguir un buen rendimiento; el filo de los dientes de la punta son los que
http://es.wikipedia.org/wiki/Mecanizadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Agujerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Taladradohttp://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A1metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Herramientahttp://es.wikipedia.org/wiki/Herramientahttp://es.wikipedia.org/wiki/Espiralhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Agujeros&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Agujeros&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Espiralhttp://es.wikipedia.org/wiki/Herramientahttp://es.wikipedia.org/wiki/Herramientahttp://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A1metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Taladradohttp://es.wikipedia.org/wiki/Agujerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mecanizado


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cortan la mayora del material, mientras que los filos del cuerpo no hacen ms

que aislar y dejarlo a la medida precisa.

Si miramos detalladamente estaherramienta, podemos diferenciar diferentes zonas

en los escariadores:

Ahora bien, los escariadores se pueden clasificar en slidos: Entre los que

encontramos los de mango cilndrico, empleados para calibrar, y los de mango

cnico, empleados en elmecanizado deagujeros.

- Huecos: los que se montan en un portaherramientas.

- De expansin: llevan varias ranuras longitudinales que por medio de

untornillo permiten el desplazamiento, y con ello el aumento o la disminucin

deldimetro
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Refrentado: Se realiza esta operacin utilizando el plato con el portaherramientas

desplazable radial mente.

Roscado:En algunos tipos de mandrinadoras pueden darse avances al husillo, iguala los pasos normalizados de las roscas.

Fresado:Es una operacin frecuente en las mandrinadoras y se realiza con fresas

montadas sobre el eje cuando son de pequeos dimetros o sobre el plato cuando


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se trata se fresas grandes. Utilizando un portaherramientas orientable especial puede

fresarse en cualquier ngulo.

Torneado: Si la mandrinadora va equipada con mesa circular dotada de rotacin

independiente pueden realizarse torneados.

Las operaciones de mandrinado estn relacionadas con el agrandamiento de un

agujero existente, situado en un punto, para que pueda ser perfeccionado. Estas

mquinas estn diseadas para hacer acciones de finalizado


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OTRAS OPERACIONES

Mandrinado de un solo filo: generalmente

aplicado en operaciones de acabado, para

desbaste y acabado en materiales donde se

requiere un control de virutas. El mandrinado

con un solo filo puede ser tambin una

solucin cuando la potencia de mquina es el

factor limitador.

Mandrinado Multi-filo: implicando dos tres

filos de corte, es utilizado en operaciones de

desbaste donde la prioridad es el promedio de

material arrancado. Se puede mantener un alto

nivel de productividad trabajando con el

avance por diente recomendado. Esto da

como resultado un alto avance por revolucin

en el mecanizado del agujero.

Mandrinado escalonado: ste se realiza con una

herramienta de mandrinar con plaquitas situadas a

diferentes alturas axiales y dimetros. Esto tambin

mejora el control de viruta en materiales exigentes con

las diferentes profundidades de corte entre 1.0 1.5

veces la longitud del filo de corte. Profundidades de corte

de 0.5 veces la longitud de filo pueden dividirse en dos

cortes menores, generando virutas ms pequeas.


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Escariado: es una operacin de

acabado fino realizada con una

herramienta multi-filo que permite

obtener agujeros de alta precisin.

Se consigue buen acabado

superficial y tolerancias muy

estrechas con una alta gama de

penetracin. Los agujeros previos

deben de tener una tolerancia limitada y una pequea profundidad de corte radial.

HERRAMIENTAS


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Anotamos los parmetros bsicos para la eleccin de las herramientas del

mandrinado

MECANISMOS Y HERRAMIENTAS

BARRA MANDRINADORA

Barra extensa que se utiliza para posicionar una herramienta de un slo filo en las

operaciones de mandrinado.


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MOVIMIENTOS DE TRABAJO

1. Movimiento de corte por rotacin de la herramienta.

2. Movimiento de avance por desplazamiento axial de la herramienta o por

desplazamiento longitudinal de la pieza.

3. Movimiento de profundidad de pasada por desplazamiento radial de la

herramienta.

En realidad la definicin y los movimientos que hemos atribuido a la mandrinadora

slo corresponden a la principal aplicacin de esta mquina, pues una mandrinadora

moderna tiene una gama de movimientos mucho ms amplia y sus aplicaciones

ordinarias no se reducen slo al torreado interior o mandrinado sino que realizan

operaciones de refrentado, fresado, roscado, etc.

MANDRINADO DE FORMA: INTERNO Y EXTERNO

Antes de entrar en el mandrinado de forma se han realizado pruebas previas sobre

un conjunto de piezas cilndricas con el objeto de determinar las condiciones de corte

ms adecuadas. En estos ensayos se han medido errores dimensionales, calidades

superficiales y vibraciones.


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PROBLEMTICA DEL MANDRINADO

El mandrinado es problemtico,

sobre todo o si requiere forma,

debido a la baja rigidez de labarra. Dada la naturaleza de las

interacciones entre el filo de

corte y el material de la pieza,

las vibraciones siempre estn

presentes en los procesos de

mecanizado por arranque de

viruta. Sus efectos son generalmente negativos para la integridad de la mquina y la

pieza y, por ello, constituyen un fenmeno a evitar.

De forma general, las vibraciones en mquina-herramienta de corte se pueden

clasificar en tres grandes grupos: libres, forzadas y auto excitadas.

Las vibraciones libres ocurren en ausencia de fuerza exterior y se deben a unas

condiciones iniciales de velocidad o desplazamiento.

Las vibraciones forzadas aparecen cuando existe una fuerza externa actuando sobre

un cuerpo deformable, de tal manera que ste vibra con una frecuencia igual a la de

la excitacin. Si adems el patrn de fuerzas se repite en el tiempo son peridicas.

Los sistemas auto excitados son aquellos que vibran de forma espontnea con una

amplitud que crece de forma indefinida hasta la aparicin de no linealidades. Las

vibraciones autoexcitadas se diferencian de las forzadas en dos aspectos bsicos:

- En una vibracin autoexcitadas, la fuerza que sostiene el movimiento es

creada o regulada por el propio movimiento y, por tanto, si el movimiento cesa,

la fuerza desaparece. Por el contrario, en una vibracin forzada la fuerza que

sostiene el movimiento existe independientemente del mismo y acta aunque

el sistema no se mueva.


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- Las vibraciones autoexcitadas se caracterizan porque el sistema vibra a una

frecuencia cercana o igual a la frecuencia natural, independientemente de la

frecuencia de cualquier fuerza exterior. Las vibraciones forzadas se

caracterizan porque la frecuencia de vibracin depende de la frecuencia de la

fuerza externa, siendo normalmente igual o proporcional en un nmero entero

de veces.

Dentro de las vibraciones autoexcitadas, el chatter regenerativo es la vibracin por

excelencia y se produce debido a la regeneracin del espesor de viruta en sistemas

en los que el filo corta total o parcialmente una superficie previamente mecanizada.

En una operacin de mandrinado, las fuerzas de corte pueden excitar los modos del

sistema y provocar que el filo deje una superficie ondulada que deber ser cortada

en la siguiente vuelta. En funcin de la profundidad de corte y del desfase entre la

ondulacin y la vibracin del filo, el proceso puede excitar an ms los modos del

sistema y generar una vibracin creciente (inestabilidad), o puede estabilizarse.


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CONCLUSIN

A la operacin de mecanizado que se realiza en los agujeros de las piezas ya

taladrados para conseguir unas medidas o tolerancias muy estrechas que no se

puede obtener con la accin anterior se le llama como sabemos, mandrinar (tambin

conocida como mandrilar)

El mandrinado puede realizarse en varias mquinas-herramienta diferentes (tornos

CNC, fresadoras CNC, centros de mecanizado CNC, etc. ). Si la pieza es pequea y

tiene un solo agujero, el mandrinado se realiza en un torno, fijando la pieza en su

plato e imprimindole un giro. Para las piezas cbicas con uno o varios agujeros se

utilizan mandriladoras verticales y centros de mecanizado CNC.

La limitacin de las condiciones de corte en el mandrinado viene impuesta por la

rigidez y voladizo que pueda tener la herramienta de corte, porque si no son los

adecuados pueden producir vibraciones. Tambin depende de la calidad del

mecanizado deseado y de la precisin del agujero.

Hay diferentes elementos especficos en la mecanizacin para estos procesos siendo

muy tiles los juegos de herramientas de mandrinar de acero que vienen montadas

en sus correspondientes portaherramientas de mandrinar.

Monografia Final Sobre La Mandrinadora

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