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TEMA 1.- INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN, COMPARACIÓN Y VERIFICACIÓN COMÚNMENTE USADOS EN FABRICACIÓN MECÁNICA

1. METROLOGÍA

Podemos definir la metrología como la ciencia que se encarga del estudio de las mediciones. Cuando esta solo se ocupa de las dimensiones lineales o angulares se denomina metrología dimensional.

Durante el proceso de fabricación de una pieza, es necesario controlar el estado de la superficie y las dimensiones de la misma, sus características mecánicas, temperatura etc.

Se trata de cumplir con las especificaciones que nos solicita el plano de la pieza asumiendo cualquier tipo de exigencia.

Es de tal importancia la metrología hasta el punto que podemos afirmar que de ella depende el éxito o fracaso de un elemento fabricado. También depende de la mayor o menor rigurosidad con que interviene la misma y de la calidad de los instrumentos que se utilizan.

Diferenciaremos tres conceptos fundamentales que pueden dar lugar a confusión: medir, comparar y verificar.

1.1. Medir.

Es la operación por la cual se establece cuantas veces una magnitud es mayor o menor que otra, tomada como unidad. Supone esta operación expresar concretamente cuanto vale esa magnitud con exactitud mayor o menor, según la precisión del instrumento empleado.

Generalmente no hace falta realizar ningún cálculo previo o posterior para saber cuanto vale, ya que el instrumento da directamente la medida.

Ejemplos de medición son:

 Comprobar la distancia entre dos aristas o superficie, con una regla o con un micrómetro.

 El ángulo o apertura formada por dos superficies, con un goniómetro.

 La dureza de un material, dureza Brinell. Esta es una medida más compleja que requiere el empleo de unas tablas y medir:

 Diámetro de la bola.

 Diámetro o profundidad de la huella.

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Fórmula para cálculo de la Dureza Brinell

1.2. Comparar

Comparar es la operación con la cual se examina dos o más objetos o elementos geométricos, para descubrir sus relaciones, diferencias o semejanzas. Con esta operación se comprueba si son iguales, si tienen la misma forma pero sin expresar numéricamente su valor. Ejemplos de comparación:

o Si dos superficies forman un ángulo igual a otro por medio de una escuadra

o Si una curva tiene o no un radio determinado, por medio de galgas o plantillas.

o Si la distancia entre dos superficies es igual o no en todos sus puntos, por medio de compases o palpadores de reloj.

Generalmente para conocer la medida real de una distancia obtenida por comparación hay que hacer alguna operación matemática, a veces tan simple como una suma, otras veces mucho más complejas.

Comparación de medidas con el compás. Plantilla para radios.

Verificar.

Verificar es comprobar si una cosa es verdadera. En mecánica la operación de verificar comprende tanto el medir como el comparar. La verificación es fundamental. Puede aplicarse lo mismo a formas y medidas, que a las propiedades y características del material o del acabado de las superficies. También para saber si las piezas, aparatos o maquinas reúnen las condiciones necesarias para cumplir las funciones a que se destinan. Podemos verificar:

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Galgas para radios y diferentes aplicaciones de verificación.

P ara que el control de una pieza presente las máximas garantías ha de realizarse en las condiciones siguientes:

1. La pieza debe estar libre de rebabas.

2. Las superficies de la pieza y del instrumento han de estar limpias y en perfecto contacto. 3. El instrumento de control debe de estar en buen estado.

4. Si el control es de mucha precisión hay que hacerlo a la temperatura de 22 º C.

5. Si la pieza se ha calentado excesivamente durante la mecanización, sus dimensiones han aumentado de tamaño. Se debe dejar enfriar la pieza antes de proceder a su control.

2. INSTRUMENTOS DE MEDIDA

Los instrumentos de medidas que vamos a estudiar los vamos a clasificar en dos grandes grupos:

Instrumentos de medidas longitudinales:

Calibre pie de rey o calibrador.

Calibre de profundidades o calibre sonda.

Micrómetros.

Instrumentos de medidas angulares:

Transportador simple.

Goniómetro o transportador universal.

2.1 Calibre pie de rey

Son reglas graduadas de tacón, a las que se le ha adicionado una corredera. Están constituidos por la citada regla, cuyo tacón forma la boca fija del aparato, y la corredera que se desliza por la regla, forma la boca móvil.

Todos los calibres llevan en la corredera una graduación especial que recibe el nombre de Nonio o Vernier. Esta graduación especial permite efectuar medidas con el calibre, prácticamente hasta de 0,02 mm de apreciación. Las apreciaciones dependen del número y disposición de las divisiones que se efectúen en dicho nonio. Sus características más sobresalientes son:

Longitud de la regla graduada. Nos da idea de su capacidad (150, 200, 300 mm, etc.). Se llama

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Tipo de nonio. Indica la apreciación del instrumento de medida. Se llama apreciación, a la mínima medida que dicho instrumento es capaz de ejecutar.

Los más empleados son aquellos cuyo nonio está dividido en 1/10, 1/20 y 1/50. Esto permite apreciar lecturas de 0,1 mm, de 0,05 mm y de 0,02 mm, respectivamente.

Material y tonalidad superficial. Indica la clase de material con que fue construido y el aspecto de su superficie (acero inoxidable, en mate, etc.).

Forma especial. Indica, generalmente, la forma de sus bocas (bocas en punta, curvas, rectas, etc.).

Otras: tornillo de aproximación, reloj indicador, etc.

Nonio de apreciación 1/10 =0,1 mm. (Nonio de 10 divisiones).

Se toman 9 divisiones de la regla, es decir 9 mm, y se dividen la corredera en 10 partes iguales.

El valor de una división de la regla será de 1 mm y el valor de una división de la corredera será de 9/10 = 0,9 mm.

La apreciación del calibre será la diferencia entre una división de la regla y una división de la corredera (1-0,9 = 0,1 mm).

Si se acciona la corredera hacia la derecha hasta que su trazo o división uno coincida con el trazo uno de la regla, dicha corredera se habrá desplazado 0,1 mm y, por consiguiente, las bocas del calibre también se habrán separado el mismo valor.

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Si se hace coincidir la línea cero de la corredera con la línea uno de la regla, también coincidirá la división 10 de la corredera con la 10 de la regla, y por lo tanto el calibre se habrá abierto 1 mm.

Para efectuar una lectura en un calibre con nonio 1/10, cuando la línea cero de la corredera no coincide con ninguna línea de la regla se procederá del siguiente modo:

1. Se leen en la regla todos los mm enteros que hay antes de la línea cero del nonio. 2. Se mira a continuación qué línea del nonio coincide con una de la regla.

En este ejemplo, por el punto 1 tendríamos 49 y por el punto 2 un valor de 4, con lo cual la medida total será de 49,4 mm.

Nonio de apreciación 1/20 =0,05 mm. (Nonio de 20 divisiones).

Tomamos 19 mm de la regla y dividimos esa longitud en la corredera en 20 partes iguales.

La apreciación se obtiene del mismo modo que en el caso anterior. Valor de una división de la regla = 1 mm y valor de una división del nonio 19/20 = 0,95 mm. I

gualmente la apreciación será

1-0,95 = 0,05 mm.

Si desplazamos la corredera hacia la derecha hasta que la línea número uno de la misma coincida con la número uno de la regla, dicha corredera se habrá desplazado 0,05 mm y, por consiguiente las bocas del calibre se habrán abierto el mismo valor.

Cuando coincida la línea número 2 de la corredera con la línea número 2 de la regla,

las bocas del calibre se habrán abierto 2 x 0,05 = 0,1 mm, y así sucesivamente.

Para facilitar la lectura, el nonio se graba de forma que las líneas largas indiquen las décimas y las cortas las medias décimas. En la figura podemos leer 95,35 mm.

Nonio de apreciación 1/50 = 0,02 mm. (Nonio de 50 divisiones).

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Valor de una división de la regla = 1 mm. Valor de una división del nonio = 49/50 = 0,98 mm. Apreciación = 1-0,98 = 0,02 mm.

Si se mueve la corredera hasta que la línea uno de ésta coincida con la línea número uno de la regla, dicha corredera se habrá desplazado 0,02 mm y, por consiguiente las bocas del calibre se habrán abierto el mismo valor.

También este nonio está grabado de forma que facilite la lectura rápida, así, las líneas largas corresponden a las décimas y las cortas van de 2 en 2 centésimas.

En esta figura podemos leer 4,94 mm.

De forma general podemos decir que para calcular la apreciación de un calibre cuyo nonio tenga n divisiones correspondientes a n-1 divisiones de la regla, se obtendrá una apreciación:

n -1 n – n + 1 1

Apreciación = 1 - --- = --- =

n n n

Nonio en fracción de pulgada.

Nos podemos encontrar también con calibradores que tengan la escala en pulgadas.

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Y la apreciación del calibre será:

También podríamos hacer:

Vemos que siempre nos resulta un quebrado en el cual el numerador es el valor de la división de la regla, y el denominador el número de divisiones del nonio. De esto podemos deducir la siguiente regla: la apreciación del nonio es igual al valor de la menor división de la regla, dividido por el número de divisiones del nonio, es decir:

Con el fin de dar al nonio más claridad y facilitar la visión en la coincidencia de las divisiones los nonios se construyen alargados. Un nonio se llama alargado cuando n divisiones del nonio abarca 2n-1 divisiones de la regla. El cálculo de la apreciación se realiza igual que en el cualquier tipo de nonio.

Con el calibre pie de rey podemos realizar medidas exteriores, interiores y profundidades. El calibre pie de rey universal también es conocido con el nombre de tipo Máuser.

Calibre tipo tornero

En calibres cuyos nonios sean 1/20 o 1/50 se facilita la colocación de una medida determinada auxiliándose de un tornillo de aproximación.

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MECANIZAMOS LA PIEZA”

 Es preferible no desamarrar la pieza para medirla. (hacerlo solo cuando sea estrictamente necesario para asegurarnos que estará bien medida) (desamarrar la pieza implica pérdida de tiempo y un amarre posterior en condiciones distintas).

 Es mejor, siempre, efectuar la lectura mientras las palas están apoyadas en la pieza. (Si sacamos el calibre de la pieza, para leerlo posteriormente, corremos el riesgo de que las palas se muevan)

 Si para ejecutar una buena medición fuera necesario apartar cualquier elemento de la máquina, hay que apartarlo (Habrá que hacer lo necesario, tanto para apoyar correctamente las palas del calibre, como para poder hacer una correcta lectura del nonio)

 Se debe medir siempre, apoyando las dos palas (salvo en chaflanes, en el torno).

 El ángulo de visión del nonio ha de ser frontal. (Recordar el “síndrome del fuera de juego”. De nada sirve apoyar bien las palas si no estamos en las mejores condiciones para leer el nonio)

 Es aconsejable medir varias veces la misma magnitud y elegir la preponderante. (sobre todo si medimos profundidad) (En caso de demasiadas dudas, quizás sea aconsejable desmontar la pieza).

 Las superficies a medir deben estar limpias y sin rebabas. (Ojo con las rebabas) (Procura no entregar nunca una pieza con rebabas).

 Es importantísimo colocar y apoyar bien las palas del calibre.

 Paralelas a las superficies

 Abarcando un buen tramo de las palas

 Usando la parte estrecha de la pala para medir diámetros de ranuras redondas

 Apoyando bien la base si medimos profundidad

 Esperar a que la pieza se enfríe tras el mecanizado (En caso de mediciones muy precisas, la temperatura correcta para efectuar la medición es de 22º)

2.2 Calibre profundidad o calibre sonda

Sabemos que el calibre pie de rey nos mide tanto exteriores como interiores y profundidades. También sabemos que la medición de profundidades por un calibre pie del rey no es muy fiable por no tener una gran superficie de apoyo en la pieza. A mayor profundidad la varilla puede doblarse por eso no tendremos una perpendicular fiable y la lectura no será totalmente correcta.

Si queremos medirlo con exactitud usaremos otro instrumento de medida llamado calibre de profundidad o calibre sonda. Este instrumento tiene sus caras planas que nos asegurará el buen asiento sobre la superficie de referencia y por lo tanto mantendrá una perpendicularidad en la medición.

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contiene una corredera con dos caras planas donde tienen un buen asiento en la superficie y un nonio igualmente dividido en 20 o 50 partes iguales, dependiendo de la calidad del calibre sonda.

Si necesitamos mucha más precisión haremos uso de los micrómetros de profundidad o micrómetros sonda.

Para medir la profundidad, se apoya el calibre en el borde de la pieza que se va a medir. Bajamos la sonda o regla graduada hasta que toque la superficie con una suave presión. (Nos aseguraremos que la superficie de apoyo y superficie donde toca la varilla estén limpias. También sabemos que para que la lectura sea correcta la pieza debe estar fría. Lo suyo sería que estuviera a 22 °C pero como en la gran mayoría de las veces eso es muy difícil seria aconsejable que tanto el instrumento de medida como la pieza estuvieran a la misma temperatura).

En el mercado existen una gran variedad de calibres sonda, micros sondas según las necesidades, calidad y apreciación.

NOTA: Siempre estaremos hablando de instrumentos de medición manual. También existe maquinas o aparatos de medición automáticas. Estos aparatos son específicos para industrias especializadas que requieren una mayor apreciación o fiabilidad de la medición o una medición más exacta.

2.3 Micrómetros

El principio en que se basa el micrómetro es el del tornillo-tuerca. Si en una tuerca fija se hace girar un tornillo una vuelta completa, avanzará axialmente una distancia igual al paso.

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En el cuerpo principal lleva una tuerca, en cuya parte exterior tiene una grabación longitudinal. El tornillo es solidario del mango o atacador. Este mango ajusta en el cilindro exterior de la tuerca. Puede girar libremente sobre él y lleva, en su parte anterior, un chaflán con una serie de divisiones en forma de tambor graduado.

Cuando el palmer está cerrado, hacen contacto los topes, en cuyo momento el tambor tiene el O

(cero) de su grabación coincidente con el de la escala grabada.

El tambor tiene 50 divisiones y la grabación recta es doble: por debajo de la línea divisoria de referencia está grabada en milímetros y por encima está grabada también en mm, pero corridos respecto a la otra escala, exactamente 0,5 mm.

El tornillo tiene un paso de 0,5 mm. Si se da una vuelta entera, el O del tambor volverá a coincidir con la línea de referencia; además, el borde del mismo se habrá desplazado axialmente 0,5 mm (paso del tornillo) y, por tanto, ya no estará sobre la línea inclinada de la escala inferior marcada en el O, sino con la vertical primera de arriba.

Si se continúa girando el tambor, a base de vueltas enteras, se volverá a situaciones iguales; es decir, coincidirá en cada una de ellas el O del tambor con una de las líneas de la regla; si es la de abajo, estará midiendo en milímetros enteros; si es la de arriba, en medios milímetros.

Como el tambor se puede girar, no sólo a vuelta entera, sino en cualquier fracción de vuelta, sucederá que se podrán apreciar dimensiones menores de 0,5 mm. Observando la línea del tambor, que coincide o está más próxima a la línea de referencia, la lectura se hace así:

1. Se leen los milímetros enteros de abajo, indicados por la última de las líneas: 6 mm.

2. Si aparece alguna división de las de medio milímetro, entre la inclinada y el tambor, se añaden 0,5 mm a la lectura anterior que se convertirá en 6,5mm.

3. Se leen, a continuación, las divisiones del tambor, 26, que se añaden a la lectura anterior como parte decimal, 6,5 + 0,26 = 6,76 mm.

4. Si no coincidiese una línea del tambor, por estimación, se podría apreciar aún una tercera cifra decimal.

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Los normales suelen apreciar de 0.01mm o 0,001”, pero hay algunos que pueden tener mayor precisión, de 0,001 mm y 0,0001”.

Tipos de micrómetros.

Para exteriores, pálmer. Para interiores.

Para profundidades. Para roscas.

De platillos para medir engranajes.

Para otros tipos de piezas o mediciones especiales.

Capacidad.

Se escalonan de 25 en 25 mm o de pulgada en pulgada:

 Para mediciones de 0 a 25 mm o de 0 a 1”

 Para mediciones de 25 a 50 mm o de 1” a 2”

 Para mediciones de 50 a 75 mm o de 2” a 3”

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Para interiores o profundidades, y en casos más raros para exteriores, suelen emplearse varillas intercambiables y así, con un solo micrómetro, pueden hacerse mediciones de capacidades muy amplias.

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2.4 Transportador simple y goniómetro.

Para las mediciones angulares se emplean dos sistemas de unidades, el centesimal y sexagesimal. En ambos se toma como referencia de partida el ángulo recto o cuarta parte de la circunferencia. La diferencia entre los dos está en:

a) En el sistema centesimal, el ángulo recto se divide en cien partes iguales llamadas grados centesimales. Se abrevia en la escritura con una g: 40g. Cada grado centesimal se divide en 100 partes iguales,

cada una de las cuales se llama minuto centesimal y se abrevia con una c: 35c. Cada minuto centesimal se divide en cien partes iguales,

cada una de las cuales es un segundo centesimal, abreviado con cc: 75cc.

b) El sistema sexagesimal es el más empleado, pero va cediendo terreno al centesimal. En este sistema, el ángulo recto se divide en 90 partes iguales llamadas sexagesimales. Se abrevia en denominaciones y operaciones con un º: 27º. Cada grado sexagesimal se divide en 60 partes iguales, cada una de las cuales se llama minuto sexagesimal, que se abrevia con una comilla: 25. Cada minuto sexagesimal se divide en 60 partes iguales cada una de las cuales es un segundo sexagesimal, que se abrevia con dos comillas: 30. Así un ángulo de 27 grados, 25 minutos, 30 segundos sexagesimales, se escribe: 27º 25 22. La circunferencia se dividirá en 360 partes iguales o grados sexagesimales.

El Transportador simple es muy frecuente en el taller por tener que medir o comprobar piezas con diferentes ángulos. La comprobación de ángulos con exactitud es difícil y requiere aparatos costosos. Para eso disponemos del transportador de ángulos o goniómetro.

La diferencia entre el transportador y goniómetro radica en que este último tiene un nonio para apreciar con mayor precisión el ángulo a comprobar.

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transportar ángulos.

Está formado por un semicírculo dividido e 180º.

Un brazo regla gira alrededor de un eje en el centro del semicírculo. La regla dispone de un tornillo para poder fijarla en cualquier posición.

La medición con este tipo de goniómetro resulta muy sencilla. Colocamos la pieza cuyo ángulo deseamos saber y leemos la escala del transportador, teniendo en cuenta si el ángulo obtenido es el suplementario o el complementario del que desconocemos.

Dos ángulos son complementarios si suman 90º, y ángulos suplementarios los que suman 180º.

Ejemplo de medición de ángulos con goniómetro simple.

Goniómetro de precisión.

Estos instrumentos fueron creados y diseñados para la medición de precisión y trazado de ángulos. Su apreciación es de 5.

Constan de los siguientes elementos:

a) Regla

b) Tornillo de fijación y bloqueo c) Nonio

d) Limbo

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El cuerpo principal lleva la superficie de referencia o apoyo y el limbo fijo, con divisiones en grados. El nonio va incorporado al disco central giratorio y puede inmovilizarse en cualquier posición por medio de una tuerca de fijación.

La regla tiene una ranura que le permite desplazarse longitudinalmente.

Es solidaria del disco giratorio en posición siempre precisa respecto a la línea de referencia del nonio. Los extremos de la regla forman ángulos de 45º y 60º, muy útiles para mediciones especiales

El nonio circular tiene el mismo fundamento que el lineal, este tiene doce divisiones y esta repetido en los dos sentidos a partir del 0 central, lo mismo que la escala del limbo.

La lectura la realizaremos siempre en el nonio que tiene la numeración en el mismo sentido que la escala del limbo en que estamos trabajando.

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La apreciación del nonio la podemos calcular de una forma sencilla aplicando una regla general:

Siendo: a, la apreciación del nonio. d, la menor división de la regla principal. (En este

caso del Limbo). n, el número de divisiones del nonio. Aplicando los valores de la figura superior obtendremos:

La apreciación del nonio será de 2 30.

Al realizar la lectura del nonio, nos podemos encontrar dos casos:

a) Que el cero del nonio coincida con una división del limbo, con lo cual esa división coincidente con el cero será la lectura en grados.

b) Que el cero no coincida con ninguna división del limbo. Si el cero está entre dos puntos, el trazo más cercano al cero del limbo señalará los grados y el trazo del nonio que coincida con una división del limbo nos indicará los minutos.

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estrella. Por lo que la lectura del transportador será de 50º 20.

Al medir con estos instrumentos tendremos en cuenta si la lectura corresponde al ángulo que queremos medir o bien se trata de su complementario o suplementario.

En el mercado actual existen multitud de fabricantes con infinidad de productos, como muestra estos dos tipos de goniómetro.

Transportador simple con regla de profundidad Transportador tipo reloj

Su funcionamiento es similar a un comparador, se utiliza con un brazo móvil en su parte posterior, que mide el ángulo con relación a un brazo fijo.

3. INSTRUMENTOS DE COMPARACIÓN Y VERIFICACIÓN

A modo de esquema general tenemos:

En este punto vamos a ver los siguientes instrumentos de verificación:

 Comparadores.

 Calibres de ángulos.

 Reglas prismáticas.

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 Bloque patrón.

 Mármol.

 Compás de espesores.

 Galgas.

3.1 Comparadores

El reloj comparador es un instrumento de verificación que sirve para comparar una medida con otra. No da directamente la medida de una magnitud, sino solo por comparación con otra conocida.

Todos ellos emplean un sistema de amplificación de engranajes o de palancas. El mecanismo va encerrado en una envoltura de acero o aluminio de forma circular (caja). Un eje atraviesa la caja, deslizándose sobre unos cojinetes o guías cuidadosamente trabajados. El extremo de este eje termina en una bola de acero templado o de metal duro, que se pone en contacto con la pieza a verificar; sus movimientos se transmiten por medio de un mecanismo interior, a base de engranajes, a una aguja que gira sobre una esfera semejante a la de un reloj, dividida en cien partes iguales. La esfera es generalmente giratoria para poder ponerla a cero o a la posición más conveniente.

La mayoría de los comparadores llevan otra aguja pequeña que indica las vueltas completas de la grande.

En los comparadores centesimales corrientes, cada división de la esfera mayor corresponde a un desplazamiento del vástago de 0.01 mm, y cada división de la esfera menor a 1 mm.

El desplazamiento máximo suele ser de 10 mm, para usos especiales se llegan a 30 mm.

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superficie a comprobar. De no realizarse así, las indicaciones de la aguja serán falsas.

Los comparadores se emplean para verificar el paralelismo de dos caras, para comprobar la redondez y concentricidad de ejes y agujeros, para la colocación de las piezas en las máquinas herramientas, para medir y clasificas piezas, comprobar flexiones de cigüeñales en grandes motores, alineado de acoplamiento entre máquinas, inspecciones de máquinas herramientas, etc. Se puede decir que es uno de los instrumentos de comprobación más universal.

Despiece de un reloj comparador

A. Anillo exterior. B. Esfera.

C. Cristal. D. Vástago.

E. Tornillo fijación esfera. F. Caja.

G. Anillo montaje. H. Punta intercambiable. I. Fijación tapa trasera móvil. J. Muelle compresión.

K. Cremallera y husillo. L. Puente soporte rodamientos.

M. Rodamientos (de rubíes). N. Engranajes y piñones.

Cuando la precisión en la verificación de piezas (medida y paralelismo) debe ser mayor de 0,01 mm, se emplearán los comparadores de palanca o amplificadores, llamados también minímetros.

Comparadores de apreciación 0.0001

Antes de emplear este tipo de comparadores, debe verificarse la pieza con un comparador normal de reloj. El empleo de los aparatos de verificación debe de ser progresivo, es decir, que primero hay que emplear los de menor precisión y cuando estos ya no den variación apreciable, emplear los de mayor precisión.

1. Los de apreciación de 0,01

2. Los de apreciación de 0,001

3. Los de apreciación de 0,0001 si hace falta.

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ajustes y en máquinas, los palpadores angulares.

Los comparadores y minímetros, como todo aparato, tienen unas tolerancias de aplicación y también posibles defectos. Naturalmente esto es menor cuanto mayor es su precisión. Cuando las tolerancias en las medidas sean muy estrechas, deberá utilizarse los de mayor precisión y con soportes adecuados. Los de apreciaciones superiores a la micra no suelen emplearse nunca en taller, sino en los laboratorios de medida, ya que el calor, las vibraciones, etc., podrían falsear las mediciones.

Los alcances de medida son también proporcionales a las precisiones. A modo de ejemplo véase la siguiente tabla:

Precisión apreciada en el

aparato Capacidad o longitud decarrera Aconsejable paratolerancias de

0.01 mm 10 mm 0.015 a 0.075

0.001 mm 0.5 a 1 mm 0.005 a 0.015

0.0005 mm 0.025 mm 0.002 a 0.005

Los comparadores son aparatos delicados, por lo que hay que tratarlos con sumo cuidado si se desea que tengan larga vida en perfectas condiciones. Normalmente, van protegidos contra choques en el eje principal pero no así en el resto.

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medidas combinadas. Las nuevas tecnologías aplicadas a estos instrumentos los convierten en herramientas sumamente precisas y de múltiples aplicaciones.

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Comparador

digital con salida de

datos para equipos

externos

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3.2 Calibres o plantillas de ángulos

Son plantillas que materializan un determinado ángulo. Este ángulo se compara por contraluz con el ángulo rectilíneo de la pieza.

Existen plantillas de ángulos normalizados de 30º, 45º, 60º, 120º, etc.

Otros tipos de calibres de ángulos son diseñados para diversos usos, como puede ser la verificación de distintos ángulos de herramientas.

Ejemplo 1: Verificación del ángulo de corte de un buril.

Se verifica directamente el ángulo de corte.

Ejemplo 2: Verificación del ángulo de una limadora.

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Ejemplo 3: Verificación del ángulo de una broca.

Queremos controlar el ángulo H en la punta de una broca. En este caso tampoco se verifica directamente el ángulo a controlar. Si el ángulo H es de 118º, para calcular el valor del ángulo de la plantilla deberá procederse:

H 118 Valor de M = --- = --- = 59º

2 2

Si nos fijamos en el triángulo que se forma tenemos: G = 90 – M = 90 – 59 = 31º Luego el valor del ángulo de la plantilla será: X = 90 + G = 90 + 31 = 121º

3.3 Reglas prismáticas

Son reglas de acero templado, aunque también se suelen construir de acero fundido. Su tamaño es muy variado, pudiendo tener longitudes de hasta 3 metros. Cuando su longitud es inferior a 500 milímetros, se les llaman regletas de ajustador.

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Otro tipo de regleta es la de cantos biselados o guarda planos, con la que se pueden verificar caras exteriores e interiores según las aplicaciones.

En la verificación de una superficie plana por medio de una regla se aplica el principio geométrico: Un plano o una superficie plana es aquella que contiene a todos los puntos de una línea recta en todas sus direcciones.

Una superficie plana puede verificarse apoyando sobre ella la arista de una regla, ya que dicha arista es la materialización de una línea recta formada por la intersección de dos caras planas.

La verificación de una superficie plana con regla, se realiza por el método de la rendija de luz. Consiste en colocar la regla con una inclinación aproximada de 60º para garantizar que sólo la arista de la misma toca al plano a verificar. Se observará entre regla-pieza una rendija de luz. Cuando esta rendija de luz es uniforme en las diferentes posiciones en que se coloque la regla sobre la pieza, se dice que la cara verificada está plana. Las irregularidades en la rendija de luz indican la naturaleza de los errores.

Posición paralela Posición secante

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Normas de conservación.

 Evitar los golpes.

 Evitar su contacto con otros instrumentos y herramientas de corte.

 No deslizarlas sobre la superficie de las piezas, para evitar un desgaste rápido, y por tanto la pérdida de precisión.

 Conservarlas ligeramente engrasadas y guardadas en su caja.

3.4 Escuadras

Es un instrumento de verificación que tiene un ángulo fijo entre sus brazos siendo estos de distinta longitud. Dependiendo de la calidad que deseemos, pueden ser fabricados de aceros de alta calidad, templados, rectificados y de alto grado de precisión.

El vértice de ángulo interior suele estar taladrado, degollado, para facilitar la comprobación de las piezas con aristas vivas.

Existen distintos tipos de escuadras dependiendo de su utilización. Escuadras de tacón, biseladas, graduadas, planas etc. Y existen también escuadras de distintos ángulos 30°, 45º, 60, 120º, etc.

Escuadras de tacón: Utilizadas para el control de posicionamiento. Como tiene un tacón o solape, asentamos el tope en una cara y nos sirve de referencia.

Escuadras biseladas: Esta es la idónea para la verificación de la superficie de la pieza por rendija de luz.

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brazo más largo, al estar graduado, marcará una longitud deseada o también servirá de referencia para marcar o comprobar si la estructura esta escuadrada.

Hemos hablado un poco de los tipos de escuadra más comunes y ahora hablaremos como se verifica un ángulo recto.

Modo de empleo de la escuadra

No deslizarla simultáneamente con los dos brazos sobre la pieza a controlar. En cada golpe de verificación asentar correctamente unos de los brazos (el mayor) sobre la pieza deslizando suavemente hasta que apoye la otra.

Procurar asentar la escuadra sobre el ángulo rectilíneo a verificar sin que quede inclinada. También se puede utilizar la escuadra auxiliándose del mármol.

Verificación de escuadras

Se toman dos escuadras apoyándolas en un mármol de verificación y se hacen que se toquen los brazos. Si se tocan perfectamente significa que el ángulo es correcto. También puede verificarse utilizando un cilindro perfectamente rectificado, de base también rectificada y perfectamente a escuadra, apoyando la escuadra en el mármol y rebasando sobre el cilindro hasta que toque sobre la generatriz.

Mármol de Verificación.

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su manipulación.

Todos se apoyan en tres puntos no alineados y en robustas mesas. Para lograr un perfecto apoyo, uno de los puntos suele ser regulable.

Se emplean para verificación de otras superficies, comprobación de útiles y para apoyo de otros aparatos de verificación, cuando se requieren verificaciones precisas.

Hoy en día se emplean también mármoles de un material natural llamado diabasa (es una variedad de granito negro). Es un material aparecido en la primera era geológica, cuyo envejecimiento natural de millones de años garantiza la ausencia absoluta de tensiones y una estabilización perfecta.

A esto se le une la característica de que, aun bajo grandes cargas, no se deforma en absoluto. No sucede así con los mármoles de fundición. Otra ventaja es que, si reciben algún golpe (cosa que no debería suceder), pueden saltar una esquirla, pero no se produce abultamientos como sucede con los metálicos. Otras ventajas de los mármoles de diabasa son: admitir un acabado de mayor finura y no ser atacados por ácidos (excepto el fluorhídrico) ni por álcalis.

Para la fabricación, tanto en los de fundición como en los de diabasa, se suele auto controlar con tres mármoles a la vez.

Para el control de piezas voluminosas o no transportables se utilizará la regla mármol.

Normas de conservación.

Al usar el mármol, hay que evitar el desgaste desigual que se produce si siempre se pasan las piezas por el mismo sitio. No colocar piezas encima del mármol que no estén perfectamente pulidas y limpias. No basta un simple desbastado, que estropearía la superficie del mármol.

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Todos deben estar protegidos con cubierta apropiada cuando no se utilicen.

Entintado y coloreado.

Para comprobar las piezas que se han de planear, se esparce una ligera capa de material colorante sobre el mármol. Pueden usarse diferentes colorantes: negro de humo, azul de Prusia o minio con aceite. También tinta de imprenta con gasolina.

Para esparcir el color uniformemente se empapa un paño, que luego se envuelve en otro (exento de pelo) para formar una muñequilla de 3 a 4 cm. de diámetro. Luego se pasa sobre el mármol de manera que deje una finísima capa de unas 5 micras. Esta muñequilla deberá guardarse en una caja cerrada para evitar que recoja polvo o virutas, que luego podrían raspar el mármol y las piezas deteriorándolas.

La pieza que se debe comprobar se deslizará suavemente en todas las direcciones sobre el mármol. La pieza estará tanto mejor cuantos más puntos queden marcados y más uniformemente distribuidos.

Verificación de mármoles

3.7. Compás de espesores

Otra forma de verificar superficies es la utilización de compás de espesores. Las patas del compás se ajustan sobre dos puntos de la superficie, llevándose a continuación sobre un número prudencial de puntos para comprobar si la separación es igual que la comparación inicial. En este instrumento no se puede medir el valor del error.

Con este instrumento se requiere mucha práctica para saber apreciar la flexión de las patas del compás.

Otra forma de comprobar caras paralelas es la utilización del gramil. Aunque es un instrumento de trazado, en los talleres se utiliza para comprobar. Esta operación se lleva a cabo de la siguiente manera: la pieza la colocamos en el mármol y asentamos la punta del gramil hasta que roce suavemente, vamos desplazando el gramil por la superficie para verificar su paralelismo.

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COMPAS DE EXTERIOR COMPAS DE INTERIOR

3.8 Galgas

La palabra galga se usa en mecánica en varios sentidos:

 Como calibre de espesores de chapas y alambres.

 Como instrumento para medida de juegos u holguras.

 Como instrumento de forma para comprobación de perfiles y radios.

Tenemos diferentes tipos de galgas que podemos clasificar en dos grandes grupos. Por un lado las galgas de espesores y por otro lado las galgas de perfiles.

Galgas de espesores.

Se utilizan para comprobar de forma rápida los pequeños juegos u holguras. Combinando dos o más galgas del mismo juego podrán obtenerse medidas intermedias.

Juego de galgas de espesores Aplicación de las galgas de espesores

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forzarlas. Cuando una medida entre y la siguiente no, el valor del juego se encontrará entre ambas.

Para conservarlas solo es necesario mantenerlas limpias y ligeramente engrasadas con vaselina, evitando los golpes y, sobre todo, no emplearlas para otro uso que no sea el suyo propio.

Galgas de perfiles.

Existen dos tipos de galgas de perfiles: de radios y especiales.

Galgas de radio

Se emplean para comprobar los redondeados de las piezas mecanizadas, para coquizarlas y también para su verificación durante la ejecución.

Deben conservarse limpias y ligeramente engrasadas con vaselina, y al verificar la pieza no deslizarlas contra la misma.

Pueden ser cóncavas o convexas, y suelen ir agrupadas en juegos de diversas medidas

Juego de galgas de radio. Galgas para perfiles

especiales Galga de forma peine de rosca

Un uso muy particular son las galgas para diámetros de toberas.

Se emplearán galgas preparadas expresamente y deberán construirse con mucha precisión, ordinariamente con ayuda de cajas luminosas o proyectores de perfil sobre dibujos hechos con gran exactitud.

Las galgas de formas se hacen de chapa de suficiente espesor como para que sean rígidas, de 3 o 4 mm. Se les realiza un bisel para que el perfil resulte de precisión al contrastarlas con las piezas.

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TEMA 3: PROCESOS DE TRABAJO

1. GENERALIDADES

Se llama proceso de trabajo o proceso de mecanizado a la sucesión ordenada de operaciones que son necesarias para obtener una pieza terminada.

Para establecer una sucesión ordenada de operaciones es necesario tener en cuenta:

—los medios disponibles para realizar la pieza (máquinas-herramientas, herramental, útiles de amarre, etcétera).

—las características de la pieza (forma geométrica, dimensiones, precisión, etc.).

—los factores técnico-económicos (piezas simples, piezas asociadas, cantidad de piezas, etc.). Por lo que a este curso se refiere sólo se tendrá en cuenta la realización elemental de piezas simples y piezas asociadas de trabajos unitarios.

2. OPERACIONES NECESARIAS PARA ESTABLECER UN PROCESO DE TRABAJO

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- El estudio del plano.

- El análisis del trabajo a realizar en la pieza

- La realización de la Hoja de Proceso.

2.1 Estudio del plano. A la vista del plano debe observarse:

El material de la pieza. De sus características dependen los ángulos principales de las herramientas, velocidad de corte, etc.

Dimensiones y forma de la pieza. Así podrá comprobarse las dimensiones del material de partida, características de la capacidad de la máquina a utilizar, forma de amarre de la pieza, etc.

Precisión y grado de acabado de la pieza. Según las tolerancias que afectan a la pieza habrá que escoger: los instrumentos de medición adecuados, tipo y calidad de máquina, herramientas, etc.

2.2 Análisis del trabajo a realizar en la pieza. El análisis de las superficies de las piezas lleva a las siguientes conclusiones:

Determinación de superficies importantes. Servirán como superficies de referencia para el resto de las operaciones.

Necesidad de un trazado. Limitación del contorno, determinación de centros de agujeros, guías para el aserrado, etc.

Mecanización en diferentes puestos de trabajo. Limado, taladrado, roscado, etc.

2.3 Realización de la Hoja de Proceso. En una Hoja de Proceso se deben especificar los siguientes datos:

a)- Identificación de la pieza. Nombre, número del plano, material, etc.

b)- Datos de la preparación del Proceso. Nombre del realizador de la Hoja, fecha, nombre del verificador,…

c)- Esquemas de la pieza, numerando las superficies a trabajar en cada fase.

En nuestros procesos, para su mejor identificación, se puede dibujar en rojo el trabajo de cada fase.

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