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MATERIA: PROCESOS DE MECANIZACIÓN ÁREA PRÁCTICA: METROLOGÍA Año lectivo: IIT 2019 – 2020

Paralelo #: 111 Alumno: Torres Carrión Ariel Sebastián Fecha: 22/05/2019 PRACTICA #: 1 TITULO.- MEDICIONES LINEALES Objetivos.1. Aprender sobre el uso de las diferentes clases de herramientas que se utilizan para realizar mediciones lineales en el proceso de tomar medidas de diversas piezas, considerando las tolerancias y ajustes que posea cada herramienta. 2. Hacer el trazado de los planos junto con la respectiva acotación de las piezas mecanizadas, y teniendo en cuenta la precisión que posea cada instrumento. 3. Hacer un adecuado empleo de la escala inglesa y métrica para las mediciones.

Aparatos: Calibrador vernier de altura, mármol, vernier, vernier para profundidad, flexómetro, regla, escuadra de espaldón, escuadra de pelo, compás de punta, mixto, interior y exterior, reloj comparador, base magnética, galga de radio y espesores, cuenta hilos, plantilla de afilar, calas patrones, micrómetro exterior, micrómetro interior, micrómetro de profundidad, telescópicas, telescópicas esféricas, probetas y la guía elaborada para la práctica. Teoría.Explique la teoría estadística de mediciones. Esta trata de que en base a reglas se hace asignación de números a los objetos, se tienen variables que identifican a cada uno de los objetos y de esta manera ser clasificados en varias categorías. Las variables tienen la siguiente clasificación en medidas: Ordinales, de intervalo, nominales y de proporción. Describa los instrumentos de medición básicos tales como lainas, patrones de radio, patrones para alambre, cuenta hilos, plantillas de ángulos, compases, calibres telescópicos, calibres esféricos telescópico. Las lainas se utilizan en procesos en donde es necesario una mayor precisión para la nivelación de partes de una máquina. Estos patrones consisten en una serie de láminas marcadas en mm con los correspondientes radios cóncavos y convexos, formados en diversas partes de la lámina. La Inspección se realiza determinando que patrón se ajusta mejor al borde redondeado de una pieza; generalmente los radios van de 1 a 25 mm en pasos de 0.5 mm. 1

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Los patrones para brocas sirven para determinar el tamaño de estas al introducirlas en un agujero cuyo tamaño esta marcado a un lado o para mantener en posición vertical un juego de brocas. El cuerpo del patrón tiene grabadas indicaciones sobre el tamaño de brocas recomendable para un tamaño de rosca determinado. Esta característica permite elegir rápidamente broca adecuada. Los cuentahílos consisten en una serie de láminas que se mantienen juntas mediante un tornillo en un extremo, mientras que el otro tiene salientes que corresponden a la forma de la rosca de varios pasos (hilos por pulgada); los valores están indicados sobre cada lámina. Los compases son casi usados en cualquier aplicación en la que es necesario buscar el centro o transportar las mediciones a partir de un patrón el cual mantienen sin graduación. Son particularmente útiles para realizar mediciónes de distancias entre superficies, sobre superficies o también para comparar medidas basadas en un patrón, como por ejemplo reglas graduadas. Los calibres telescopicos Sirven para medir los diámetros internos de agujeros o cilindros, así como el ancho de una ranura. Las puntas de contacto se expanden por la acción de un resorte, lo que las coloca contra las paredes de la superficie a medir. Un ajustador en la parte superior permite fijar las puntas para mantener la medida inalterada al retirar la herramienta. Se utiliza con un micrometro exterior para medir el diámetro interior de los agujeros. Algunos son extra largo para agarrar agujeros profundos y poco profundos, ranuras y piezas de trabajo similares. Describa las características, principios, funcionamiento y aplicación de los instrumentos de medición lineal, trazado plano y al aire, tomando en consideración su precisión y diseño geométrico. (ver lista de aparatos). Las mesas de planitud proporcionan un plano de referencia exacto tanto para la medición como para la puesta a punto de equipos de precisión. Su alto grado de planitud, calidad general y acabado manual las convierten en sistemas ideales para ensamblajes mecánicos de alta precisión, como bases de micromecanizado o para sofisticados dispositivos ópticos El gramil o calibrador de altura con vernier es un instrumento de medición y trazado que se utiliza en los laboratorios de metrología y control de calidad, para realizar todo tipo de trazado en piezas como por ejemplo ejes de simetría, centros para taladros, excesos de mecanizado etc. Consta de una columna principal, que está graduada en centímetros y milímetros, por la que se desliza el calibre trazador que lleva incorporado un vernier de precisión. La punta del calibre es de metal duro. Este tipo de gramil puede ser intercambiado por un reloj palpador de nivelación, para comprobar el paralelismo u horizontalidad de superficies planas.. El vernier, también llamado pie de rey, es un instrumento de medición que nos permite tomar medidas de longitud mucho mas precisas. Esta constituido por un par de reglas, una fija y una deslizante, y unos topes que facilitan la medida de dimensiones exteriores, dimensiones interiores y profundidades de objetos. En 2

ESPOL - FIMCP algunos instrumentos en el reverso se encuentran impresas algunas tablas de utilidad práctica en el taller, como la medida del diámetro del agujero para roscar. Los calibres de profundidad son fáciles de usar y muy precisos; diseñados para medir la profundidad de agujeros, canales y espacios y para inspeccionar dispositivos y trabajos en matricerías. Son ideales también para medir desde superficies planas hasta guías centradoras de ajustadores (nuestros Nº 494) para localizar distancias entre centros. Las lecturas son en 0,02mm y 0,001". Reglas de rectitud (de pelo) son son especialmente adecuadas para verificar la planitud de las superficies. Canto de medición templado, rectificado y finamente lapeado.Realizado en acero especial. Con protección para la mano. Una cinta métrica, un flexómetro o simplemente metro es un instrumento de medida que consiste en una cinta flexible graduada y que se puede enrollar, haciendo que el transporte sea más fácil. También con ella se pueden medir líneas y superficies curvas Escuadra de carpintero También es conocida como escuadra con espaldón. El espaldón es la parte opuesta a la regla de un grosor mayor para que se pueda apoyar la escuadra en un canto de la pieza que se quiere verificar, y con ello permitir que el proceso y la verificación sean más confiables, además de ángulos de 90° este instrumento puede verificar también ángulos de 45° ya que en el vértice del ángulo de 90° el espaldón está inclinado en un ángulo de 45°. La regla de esta escuadra está graduada en centímetros y en pulgadas, por lo que se pueden realizar mediciones, por lo que convierte a este instrumento tanto de medición como verificación. Compas de punta es un instrumento de trazo tiene una función semejante al de cualquier compás de dibujo, la diferencia consiste en que al ser utilizado para dibujar sobre materiales diferentes al papel no tiene la punta de grafito que se requiere para este propósito. En vez de la punta de grafito, las puntas de los brazos están afiladas terminando en punta (de ahí su nombre) para poder hacer un surco en la pieza que se está trazando y así poder elaborar el dibujo sobre la pieza. Los compases de puntas tienen diferentes medidas para facilitar su uso en función del tamaño de la pieza que se requiere trazar. Los compases mixtos son compases formados por la alternancia de dos o más compases con distinto denominador o con distinta subdivisión, por eso no es un compás de amalgama. La utilización de compases mixtos produce una sensación de inestabilidad métrica. Compases con Brazos Planos son utilizados tanto para medidas de interiores como exteriores, incluyen un resorte en el arco y una tuerca ajustable mediante un tornillo que para regular la presión sobre los brazos y así lograr la posición deseada. Un reloj comparador o comparador de cuadrante es un instrumento de medición de dimensiones que se utiliza para comparar cotas 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 3

ESPOL - FIMCP de milímetro (micras).1 Además existen comparadores electrónicos que usan sensores de desplazamiento angular de los engranajes y representan el valor del desplazamiento del vástago en un visualizador. Las bases magnéticas son imanes permanentes en forma de disco envueltos en una carcasa de hierro, para evitar daños y obtener una mayor seguridad en su uso. Con esta combinación obtenemos un aumento en la fuerza de atracción de la cara imantada, al mismo tiempo que obtenemos diferentes tipos de sujeción variados. Son soluciones magnéticas perfectas para utilizar en espacios reducidos, donde se requiera cierta fuerza magnética. Galga para radios o de filete se emplean en el verificado de los radios. Se utiliza poniendo junto a la galga la pieza a contra luz, comprobándose si ésta coincide con el radio, procediéndose a su corrección caso de existir alguna fuga de luz. La galga es una unidad de longitud, ésta es utilizada para medir el grosor (espesor) de materiales muy delgados o extremadamente finos. La galga se define como el grosor de un objeto expresado en micras multiplicado por 4. El tornillo micrométrico es un tornillo de rosca fina que dispone en su contorno de una escala grabada, la cual puede incorporar un nonio. La longitud máxima mensurable con el micrómetro de exteriores es normalmente de 25 mm, si bien también los hay de 0 a 30, siendo por tanto preciso disponer de un aparato para cada rango de tamaños a medir: 0-25 mm, 25-50 mm, 50-75 mm, etc. Por las medidas a realizar, se divide en: De exteriores: para medir las dimensiones exteriores de una pieza. De interiores: para medir las dimensiones interiores de una pieza. De profundidad: para medir las profundidades de ranuras y huecos. Explique el uso de los bloques patrones. Los bloques patrón, calas o galgas patrón, bloques patrón longitudinales (BPL) o bloques Johansson -en honor a su inventor- son piezas macizas en forma de paralelepípedo, en las que dos de sus caras paralelas (o caras de medida) presentan un finísimo pulido especular que asegura excepcional paralelismo y planitud, pudiendo materializar una longitud determinada con elevada precisión. Aplicar la teoría de tolerancia dimensional en la selección del instrumento para realizar una medición especifica. Tolerancia dimensional (ejes: t / agujeros: T): es la diferencia existente entre la medida máxima y la mínima admisible para la fabricación de la pieza real. En todo proceso de fabricación se producen siempre discrepancias entre cotas nominales y efectivas. En este sentido, la tolerancia dimensional es el margen de error permitido. • Para un eje, la tolerancia dimensional, t = dmáx - dmín, siendo (dmáx), (dmín) las medidas máximas y mínimas permisibles en el diámetro del eje. • Para el agujero, la tolerancia dimensional, T = Dmáx - Dmín, siendo (Dmáx), (Dmín) las medidas máximas y mínimas permisibles en el diámetro del agujero. (*) Ejemplo: 30 ± 0'1, la tolerancia sería la diferencia entre 30,1 4

ESPOL - FIMCP y 29,9, es decir 0,2. Por tanto, el rango o campo de tolerancia incluye cualquier medida comprendida entre los límites máximo y mínimo anterior. Explique la teoría de tolerancias geométricas y de textura superficial. En el diseño de cualquier pieza o herramienta se debe considerar cierta tolerancia para su fabricación. Existen dos tipos de tolerancia; la tolerancia dimensional y la tolerancia geométrica. La primera controla las medidas o dimensiones de una pieza, no controla ni la forma, ni la posición, ni la orientación que tengan los elementos a los que se aplica la tolerancia dimensional. La tolerancia geométrica controla la forma, posición u orientación de los elementos a los que se aplican, pero no sus dimensiones, en otras palabras, podríamos definir la tolerancia geométrica de un elemento, una pieza, superficie, eje, plano de simetría, etc. como la zona de tolerancia dentro de la cual debe estar contenido dicho elemento. Dentro de la zona de tolerancia el elemento puede tener cualquier forma u orientación, salvo si se da alguna indicación más restrictiva. Describa su importancia en la selección de instrumentos metrológicos para su respectiva medición. La metrología deriva de dos palabras metro=medida y gia=ciencia; por lo que podríamos decir que es la “ciencia de la medición”. Es la ciencia que se ocupa de las mediciones, unidades de medida y de los equipos utilizados para efectuarlas, así como de su verificación y calibración periódica. Algunos la definen como “el arte de las mediciones correctas y fiables”. Algunas estadísticas señalan que entre un 60% y 80% de los fallos en una fábrica están relacionadas directamente con la falta de un adecuado sistema de metrología. Este no solo se refiere al instrumento de medición, sino también al factor humano. Es decir, se puede tener el mejor equipo, verificado y calibrado, pero si el usuario no está capacitado para manejarlo, no podrá interpretar adecuadamente sus valores. Explique el sistema métrico e imperial en las mediciones lineales. En los países anglosajones (países cuya lengua materna es el inglés), existen dos sistemas: El Sistema Métrico Americano (U.S. Customary System of Units), un sistema de medidas que se utiliza en los Estados Unidos El Sistema Imperial Británico (British Imperial System), un sistema empleado por Gran Bretaña, sus territorios y ex colonias. Los nombres de las unidades y las relaciones entre ellas son generalmente los mismos en ambos sistemas, pero los tamaños de las unidades difieren, a veces de forma considerable.

Procedimiento. Para la realización de las mediciones procedí al escoger las piezas y medirlas, y a continuación se realizaron los planos para cada una de las piezas y se las acotaron con la colocación de letras.

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ESPOL - FIMCP En la guía de la práctica están las cotas en base a las letras, entonces se tome medidas de las piezas con el flexometro, regla, vernier y micrómetro y se ha completado la tabla adjunta. Instrumento

Discriminante (mm)

Flexómetro

1

Regla graduada

1 o 0,5

Vernier

0,1 o 0,05 o 0,02 (depende del nonio)

Micrómetro

0,01

Tabla 1. Discriminantes de cada instrumento

Resultados. – A continuación, se procede colocar los datos tomados en la tabla, con unidades en mm PROBETA 1 COTA

INSTRUMENTOS FLEXÓMETRO REGLA VERNIER

MICRÓMETRO

A

--

6.0

6.35

--

B

--

6.5

6.35

--

C

29

28

28.20

--

D

69

68.5

68.80

--

E

4

4.5

5.00

4.90

F

9

8.5

8.20

--

G

10

9.0

10.00

--

H

9

8.5

8.25

--

I

10

9.5

10.00

--

Tabla 2. Resultados obtenidos PROBETA 1 PROBETA 2 COTA

INSTRUMENTOS FLEXÓMETRO REGLA VERNIER

MICRÓMETRO

A

165

165

165.40

--

B

91

91.5

91.10

--

C

23

23

23.30

--

D

23

23.5

23.35

--

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ESPOL - FIMCP E

10

10.5

10.30

---

F

9

8.5

9.00

--

G

8

8.5

8.85

--

H

9

9.0

9.05

--

I

56

56.5

56.30

--

J

25

25.0

25.10

--

K

29

28.5

28.70

--

L

29

29

28.65

--

M

3

2.5

2.50

Tabla 2. Resultados obtenidos PROBETA 2 Planos de las probetas con sus medidas y acotadas Probeta 1

Probeta 2

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Conclusiones: Con el empleo de cada una de las herramientas para medición lineal se ha logrado la comprobación de que cada una de las medidas consta de incertidumbre y en base a aquello aumenta la precisión de la medición, por esta razón el micrómetro y el vernier presentaron medidas con más precisión, en tanto que el flexómetro y regla nos proporcionaron medidas con más incertidumbre y menos precisión. A través de la realización de cada uno de los planos de las piezas se ha logrado determinar las vistas que necesitamos para cada una de las piezas y su correcta visualización, así también se realizó la acotación adecuada, debido a que un plano bien elaborado de elementos mecánicos debe constar de las vistas necesarias y de las correctas acotaciones. Recomendaciones: Se requiere conocer el adecuado manejo de cada uno de los instrumentos para medición, debido a que en caso de no ser así entones se podrían tomar medidas equivocadas afectando de esta manera a los resultados a obtener, específicamente hay que saber sobre el uso óptimo del vernier y el micrómetro los cuales son instrumentos de medición de gran precisión. Bibliografía: Manual para la práctica de Laboratorio de Procesos de Mecanización, 1T-2019. Libro Fundamentos de Manufactura Moderna, Tercera edición, Mikell P. Groover.

http://www.academia.edu/22455873/2.8_INSTRUMENTOS_DE_MEDICI%C3%93N_ DIRECTA.

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