Informe N°1 - MC 216 - B laboratorio de procesos de manufactura PDF

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FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICAINFORME DE LABORATORIO N°CURSO: PROCESOS DE MANUFACTURA - MCSECCIÓN: “B”DOCENTE: ING. SALAZAR MAGUIÑA, MARCO TULIOPERIODO ACADÉMICO: 2021 - IALUMNOS:HUAYLINOS LOZADA, LEONARDO ISMAEL 20170226DQUISPE SICHA, ALEX RENZO 20131021FYDROGO FERNÁNDEZ, JOSELYN YESETH 2011470KFE...

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

INFORME DE LABORATORIO N°1

CURSO: PROCESOS DE MANUFACTURA - MC216 SECCIÓN: “B” DOCENTE: ING. SALAZAR MAGUIÑA, MARCO TULIO PERIODO ACADÉMICO: 2021 - I ALUMNOS: HUAYLINOS LOZADA, LEONARDO ISMAEL

20170226D

QUISPE SICHA, ALEX RENZO

20131021F

YDROGO FERNÁNDEZ, JOSELYN YESETH

2011470K

FECHA DE REALIZACIÓN: 15/04/2021 FECHA DE PRESENTACIÓN: 19/04/2021

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INDICE 1. Objetivos......................................................................................................................3 2. Fundamento Teórico ...............................................................................................3 2.1. Definiciones...........................................................................................................3 2.2. Sistemas de unidades de Medida ........................................................................6 2.3. Errores en la Medición ........................................................................................6 2.4. Calibrador Vernier ..............................................................................................6 2.5. Micrómetro ...........................................................................................................7 2.6. Reloj Comparador ...............................................................................................8 3. Materiales y/o Instrumentos Utilizados ....................................................................9 4. Plan de trabajo..........................................................................................................10 4.1. Vernier convencional .........................................................................................10 4.2. Lectura del Micrómetro ....................................................................................11 5. Cálculos y Resultados ...............................................................................................12 6. Conclusiones y recomendaciones ............................................................................14 7. Bibliografía ................................................................................................................15

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1. Objetivos Aprender el uso adecuado de los instrumentos de medición, así como los cuidados a tener con los mismos para preservar su vida útil. 2. Fundamento Teórico En la manufactura, el principal interés es la medición de la longitud y sus diversas formas de manifestarse en una pieza o un producto. Éstas incluyen longitud, anchura, profundidad, diámetro, rectitud, redondez; incluso la rugosidad se define en términos de longitud. Un aspecto común en cualquier procedimiento de medición es la comparación del valor desconocido con un patrón conocido. Dos aspectos de un patrón resultan críticos: 1) debe ser constante, es decir, no cambiar con el tiempo; y 2) debe basarse en un sistema de unidades que sea consistente y aceptado por los usuarios. En el mundo han evolucionado y predominado dos sistemas de unidades: el Sistema Inglés, y el Sistema Internacional de Unidades (SI) que se conoce popularmente como el sistema métrico. 2.1.

Definiciones

Metrología. Tiene por objetivo el estudio de los sistemas de medida teórico y experimental en cualquier campo de la ciencia y la tecnología. Esta área se relaciona con seis mediciones fundamentales: longitud, masa, tiempo, corriente eléctrica, temperatura y luz. Las dos características más importantes que involucra son: a) el resultado de la medición y b) la incertidumbre de la medida. Dicha área también se encarga de los instrumentos utilizados para efectuarlas e interpretarlas. Abarca varios campos, tales como metrología teórica, eléctrica, acústica, dimensional, entre otros. Medir. Es la acción de comparar una magnitud con la unidad de su misma especie para determinar cuántas veces una se encuentra contenida en la otra. Medida. Es la evaluación de una magnitud hecha según su relación con otra magnitud de la misma especie adoptada como unidad. Metrología Dimensional. Se encarga de estudiar las técnicas de medición que determinan correctamente las magnitudes lineales y angulares (longitudes y ángulos). La medición se puede dividir en directa, cuando el valor de la medida se obtiene directamente de los trazos o divisiones de los instrumentos, o indirecta, cuando para obtener el valor de la medida necesitamos compararla con alguna referencia (Figura 1). En la tabla 1.1 se muestran la clasificación de las medidas, indicando los diferentes tipos de instrumentos para medidas directas e indirectas.

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(a)

(b)

Figura 1. Instrumentos de lectura directa (a) e indirecta (b)

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Metro

Medida

Regla graduada  Todo tipo de calibradores y medidores de altura con escala vernier.

directa



Todo tipo de micrómetros.



Bloques patrón



Calibradores de espesores (Lainas) Calibradores límite (pasa-no pasa)

Con trazos y divisiones

Con tornillo micrométrico Con dimensión fija





Lineal

 

Medida

  

indirecta



Comparativa

Trigonométrica

Comparadores mecánicos Comparadores ópticos Comparadores neumáticos Comparadores electromecánicos Máquina de medición de circularidad. Medidores de espesor de recubrimientos

 

Esferas o cilindros Máquinas de medición por coordenadas



Niveles Reglas ópticas

Relativa



Con trazos o divisiones

  

Medida



Rugosímetros Transportador simple Goniómetro Escuadra de combinación

Directa



Escuadras



Patrones angulares Calibradores cónicos

Con dimensión fija Angular



Medida indirecta

Trigonométrica

   

Falsas escuadras Regla de senos Mesa de senos Máquinas de medición por coordenadas

Tabla 1. Instrumentos o dispositivos para medidas directas e indirectas.

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2.2. Sistemas de unidades de Medida El metro, unidad fundamental del sistema internacional (SI), corresponde a la escala de lo que mide el hombre en la vida diaria, por ejemplo, casas, edificios y distancias cortas. Sin embargo, se tienen que medir otras longitudes para las que el metro resulta demasiado pequeño o demasiado grande. En el sistema inglés las unidades base son la yarda (longitud), la libra (masa) y el segundo (tiempo). 2.3.

Errores en la Medición

Al hacer mediciones, las lecturas que se obtienen nunca son exactamente iguales, aun cuando las efectúe la misma persona, sobre la misma pieza, con el mismo instrumento, el mismo método y el mismo ambiente (repetibilidad); si las mediciones las hacen diferentes personas con distinto métodos e instrumentos o en ambientes diferentes, entonces las variaciones en las lecturas son mayores (reproducibilidad). Esta variación puede ser relativamente grande o pequeña, pero siempre existirá. En sentido estricto, es imposible hacer una medición totalmente exacta, por lo tanto, siempre se enfrentarán errores al hacer las mediciones. Los errores pueden ser despreciables o significativos. Atendiendo al origen donde se produce el error, puede hacerse una clasificación general de estos en: • • • • • • • • •

2.4.

Errores por el instrumento o equipo de medición. Errores del operador o por el método de medición. Error por el uso de instrumentos no calibrados. Error por la fuerza ejercida al efectuar las mediciones. Error por instrumento inadecuado. Error por distorsión. Error de paralaje. Error de posición. Error por condiciones ambientales.

Calibrador Vernier

Es un instrumento de medición industrial que sirve para determinar medidas directas y exactas de longitudes internas, externas, de profundidad y de resalto o escalones. Son de ajuste fino y fabricados en acero inoxidable. Los hay tanto analógicos como digitales. La exactitud de un calibrador vernier se debe principalmente a la exactitud de la graduación de sus escalas, el diseño de las guías del cursor, el paralelismo y perpendicularidad de sus mordazas, la mano de obra y la tecnología usada en su proceso de fabricación Algunos de los cuidados que hay que tener al usar este dispositivo son:

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• • • • • • • •

Eliminar rebabas, polvo y rayones de la pieza antes de medir. Medir la pieza utilizando la parte de las puntas más cercana al brazo principal. No usar una fuerza excesiva de medición. La lectura debe ser de frente (perpendicular). No dejarlo caer, ni golpear. No usarlo como martillo. No usar las puntas para interiores como compás o rayador. Revisar que el cursor se mueva suavemente.

El vernier o nonio que poseen los calibradores actuales permiten realizar fáciles lecturas de hasta 0.05 ó 0.02 mm y de 0.001" ó 1/128" dependiendo del sistema de graduación a utilizar (métrico o inglés).

Figura 2. Calibrador vernier

2.5.

Micrómetro

Los micrómetros son instrumentos para mediciones de exteriores de tipo industrial. Otros tipos son empleados para mediciones internas, externas y de profundidades; los rangos van de 25 en 25 mm y su fabricación es en acero inoxidable. El tornillo micrométrico es un dispositivo de medición elaborado para tomar medidas de exteriores, interiores y de profundidad a diferentes magnitudes, y teniendo en cuanta la tolerancia del proceso y la capacidad de trabajo del instrumento. Existen micrómetros digitales que permiten obtener una lectura mucha más exacta de la medida, pues se elimina la necesidad de que el usuario lleve a juicio la lectura. La mayoría de estos dispositivos tienen una resolución de 0.01mm.

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Figura 3. Micrómetro Este instrumento está basado en el principio del avance de un tornillo sobre una tuerca fija. Si el paso de la rosca es de 0.5 mm, este consistirá en el avance o retroceso del tornillo por cada vuelta, y si se divide una vuelta del tornillo en 50 partes, se tienen 100 divisiones para avanzar o retroceder un milímetro. Por lo tanto, el valor de cada división será de 0.01 mm. Algunos de los cuidados que hay que tener al usar este dispositivo son: Asegurarse de que el instrumento de medición sea el adecuado para la pieza a medir, tomando en cuenta la capacidad de trabajo del instrumento, así como la exactitud que se está buscando en la medición. • • • •

2.6.

No dejarlo caer y evitar golpearlo. Antes de utilizarlo, limpiar las caras de la superficie de medición. Medir bajo las temperaturas y humedad indicadas para el dispositivo, para evitar errores en la lectura. Siempre que se mida, utilizar el trinquete que anuncia la terminación de la medida.

Reloj Comparador

Es un instrumento de medición de dimensiones que se utiliza para comparar cosas mediante la medición indirecta del desplazamiento de una punta de contacto esférica cuando el aparato está fijo en un soporte. Consta de un mecanismo de engranajes o palancas que amplifica el movimiento del vástago en un movimiento circular de las agujas sobre escalas graduadas circulares que permiten obtener medidas con una precisión de centésimas o milésimas de milímetro (micras).

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En la esfera del reloj comparador hay dos manecillas, la de menor tamaño indica los milímetros, y la mayor las centésimas de milímetro, primero se mira la manecilla pequeña y luego la mayor, del instrumento:

Figura 4. Mediciones de Reloj Comparador

3. Materiales y/o Instrumentos Utilizados • • •

Calibradores vernier convencionales. Micrómetros (0-25 y 25-50) mm. Piezas diversas de acero.

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4. Plan de trabajo 4.1. Vernier convencional Medición de exterior e interior con un vernier

Se ajusta las mordazas con la pieza y se procede a la lectura del vernier.

Medición de profundidad.

Se coloca la lengüeta o profundímetro como en la figura y se procede a la lectura del vernier. Lectura del vernier

1er Paso: Se cuenta la cantidad de milímetros entre el cero de la regla y el cero del nonio, en nuestro caso hay 45mm.

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2do Paso: Se ubica la línea del nonio que esta perfectamente ubicada con la línea de la regla y se mide entre el 0 del nonio y la línea de intersección tomando en cuenta que entre cada línea hay 0.02 mm, en nuestro caso sería 0.62 mm. 3er Paso: Se suma las 2 mediciones 45 mm + 0.62 mm = 45.62 mm. 4.2. Lectura del Micrómetro

1er Paso: Se cuenta la cantidad de milímetros entre el cero del cilindro y el borde del tambor por encima de la línea de lectura, en nuestro caso hay 6 mm. 2do Paso: Debajo de la línea de lectura, si la línea de 0.5 mm está la derecha de la primera lectura se considera 0.5 mm sino se considera 0 mm, en nuestro caso sí se considera 0.5 mm. 3er Paso: En el tambor se observa que línea de centésimas de mm coincide con la línea de lectura, en nuestro caso 0.19 mm. 4to Paso: Se suma todas las lecturas, 60 mm + 0.5 mm + 0.19 mm = 6.69 mm.

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5. Cálculos y Resultados

Figura 5. Pieza 1 Con Vernier:

A B C D E F G H I

Medida Medida Medida Medida Media Desviación Desviación Error Error 1 2 3 Real Estándar Media Relativo Absoluto 63 63.2 63.4 63 63.20 0.20 0.13 0.0031746 0.20 47 47.15 47.45 47.2 47.27 0.16 0.12 0.0056738 0.27 10.5 10.7 10.7 10.5 10.63 0.12 0.09 0.0126984 0.13 32 31.85 31.88 31.7 31.81 0.10 0.07 -0.005937 -0.19 15.5 15.78 15.65 15.67 15.70 0.07 0.05 0.0129032 0.20 15.5 15.59 15.85 15.75 15.73 0.13 0.09 0.0148387 0.23 15.5 15.46 15.48 15.54 15.49 0.04 0.03 -0.00043 -0.01 15.5 15.57 15.53 15.51 15.54 0.03 0.02 0.0023656 0.04 15.5 15.4 15.43 15.48 15.44 0.04 0.03 -0.004086 -0.06 Con Micrómetro:

A B C D E F G H I

Medida Medida Medida Medida Media Desviación Desviación 1 2 3 Real Estándar Media 62.88 0,0907 63 63.05 63.02 62,98 0,0689 47.03 0,0802 47 46.96 47.12 47,04 0,0556 10.5 10.53 10.72 10.58 10,61 0,0733 0,0985 32 31.87 31.88 31.97 31,91 0,0422 0,0551 15.5 15.58 15.55 15.57 15,57 0,0111 0,0153 15.5 15.59 15.47 15.52 15,53 0,0422 0,0603 0,0416 15.5 15.46 15.52 15.54 15,51 0,0311 15.57 0,0306 15.5 15.53 15.51 15,54 0,0222 15.39 0,0311 0,0451 15.46 15.43 15.48 15,43 Tabla 2. Mediciones y Cálculos de la Pieza 1

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Error Relativo 0.010000 0.013667 0.105000 0.029333 0.043000 0.030000 0.021667 0.023333 0.025667

Error Absoluto 0.063 0.063 0.110 0.093 0.067 0.047 0.033 0.037 0.040

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Figura 6. Pieza 2 Con Vernier

1 2 3

Medida Real

Medida 1

88 10 10.5

87.7 10.15 10.3

Medida Medida Media 2 3 87.8 10.32 10.33

87.7 10.28 10.27

87.73 10.25 10.30

Desviación Desviación Estándar Media 0.06 0.09 0.03

0.044 0.067 0.020

Error Relativo

Error Absoluto

-0.00303 0.025 -0.019048

-0.27 0.25 -0.20

Error Relativo

Error Absoluto

0.0002667 0.0023333 0.0041667

0,02 0,03 0,03

Con Micrómetro Medida Medida Medida Medida Desviación Desviación Media Real Estándar Media 1 2 3 1 2 3

88 10 10.5

87.98 10.03 10.53

88.03 10.02 10.51

87.97 9.98 10.57

87.99 10.01 10.54

0,0321 0,0265 0,0600

0,0244 0,0200 0,0400

Tabla 3. Mediciones y Cálculos de la Pieza 2

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Figura 7. Pieza 3 Con Vernier Medida Real 1 2 3

30 30 17

Desviación Desviación Medida Medida Medida Media 1 2 3 Estándar Media 30.1 30.6 16.85

30.25 30.1 16.84

30.5 30.1 16.82

0.1444444 0.1111111 0.0088889

Error Relativo

Error Absoluto

0.0094444 0.0088889 -0.009608

0.28 0.27 -0.16

30.28 30.27 16.84

0.20 0.29 0.02

Media

Desviación Desviación Error Error Estándar Media Relativo Absoluto

Con Micrómetro Medida Medida Medida Medida 1 2 3 Real 1

30

30.01

30.03

29.98

30.0066667

0,0603

0,0422

0.0016667

0.050000

2

30

30.02

30.04

30.01

30.0233333

0,0416

0,0311

0.0017667

0.053333

3

17

16.99

17.04

16.97

17

0,0361

0,0267

0.0016

0.026667

Tabla 4. Mediciones y Cálculos de la Pieza 3

6. Conclusiones y recomendaciones •

En este ensayo se aprendió a utilizar los principales instrumentos de medición directa usando un simulador de vernier y micrómetro para entender mejor el uso de estos instrumentos.

•

Se comprueba la mayor precisión del micrómetro con respecto al vernier.

•

El uso de estos instrumentos de medición es limitado debido a que no podemos medir objetos de grandes magnitudes.

•

Cumplir con todos los pasos garantiza la calidad, confiabilidad y precisión de las piezas minimizando así el error. 14

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7. Bibliografía •

Stefanelli. E. (s.f). Calibre virtual – simulador nonio en milímetro 0,05. https://www.stefanelli.eng.br/es/calibre-virtual-simulador-milimetro-05/

•

Stefanelli. E. (s.f). Micrómetro virtual en centésimas de milímetro simulador. https://www.stefanelli.eng.br/es/calibre-virtual-simuladormilimetro-05/

•

SENATI – Campus Online. (28 de noviembre de 2012). El Micrómetro (Mediciones Industriales) [Archivo de Vídeo]. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=I_mGkDAJ3NQ

•

SENATI – Campus Online. (28 de noviembre de 2012). El Calibrador (Mediciones Industriales) [Archivo de Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=aaTHhHy27TY

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