UNIVERSIDAD DONBOSCO FACULTAD DE INGENIERÍA "GUÍAS PARA LAS PRÁCTICAS DE fp--~---·--, __ TALLER Y LABORATORIOS" ¡. ( ; ·•,. / .;¿,~ - ' \ ___ , ) ce ,­ \. __ ./ ,¡ TESIS PRESENTADA POR: VALER/ANO GAVINELLI BOV/O PARA OPTAR AL GRADO DE: TÉCNICO EN INGENIERÍA EN MECÁNICA GENERAL SOYAPANGO 1994 Dedicatoria Jesús: Maestro, camino, verdad, vida. CONSEJO DIRECTIVO Y ACADEMICO DEL TECNOLOGICO RECTOR DEL CONSEJO ACADEMICO ING. FEDERICO MIGUEL HUGHET RIVERA SECRETARIO GENERAL PBRO. PIERRE MUYSHONDT SUB-DIRECTOR ACADEMICO ING. MANUEL FERNANDEZ MARENCO ASESOR/A SEÑOR FIDEL BLANCO 1.-INTRODUCCIÓN 1.1.-ANTECEDENTES. LA UNIVERSIDAD "DON BOSCO". Después de casi un siglo de presencia en El Salvador, los Salesia_nos establecieron en 1985 un tercer nivel en su estructura educativa con la creación de la Universidad Don Bosco. Esta comenzó funcionando en el Instituto Don Rúa y en el Instituto Ricaldone, hasta que en 1991 tuvo su nuevo asiento en la Ciudadela Don Bosco con edificios propios. La Universidad tiene planificado la construcción de 18 edificios para todos sus servicios educativos, de los cuales una parte se encuentran terminados y funcionado. La Universidad comprende también un Centro de Investigaciones y Transferencia de Tecnología (Cl1T) formados por otros 16 edificios para talleres, laboratorios, centro de iriformática, centro de convenciones y residencia de profesores, investigadores y estudiantes. De los 16 edificios, uno se encuentra terminado y funcionando, que corresponde al taller y parte de los laboratorios de mecánica industrial, mientras que otros cuatro edificios se encuentran, actualmente en proceso de construcción. Anteriormente, toda la parte de talleres y laboratorios se encontraban en el Instituto Ricaldone, al menos por cuan.to se refiere a la Facultad de Ingeniería. El traslado de la Universidad a la Ciudadela implicó una total independencia en laboratorios y talleres. TALLER DE MECÁNICA Y SUS LABORATORIOS. Como se comentó antes, todas las máquinas pertenecían al Instituto Ricaldone, mientras que los laboratorios de HIDRÁULICA y NEUMÁTICA eran propios de la Universidad. Al pasar la Universidad a la Ciudadela quedó completamente sin talleres y laboratorios. Desde el 1988 la Universidad había iniciado un laborioso proyecto con el Gobierno de Italia para equipar algunos talleres y laboratorios. Para fines de 1992 se concreta la ayuda para equipar una parte del taller de mecánica y laboratorio de metrología. El 31 de Enero de 1993 viene inaugurado oficialmente dicho taller. En los meses posteriores se organizaba el mismo y en el mes de Marzo ofrecía servicio a los estudiantes de la Universidad, en particular con el taller de Torno. A su vez se ofrecía servicio de metrología, ensayos de Resistencia de Materiales (con una máquina universal y un durómetro) y tratamientos térmicos. La Universidad, por medio del CITT considera los talleres y laboratorios como algo muy importante para la formación del ingeniero, el cual debe llevar un peiftl específico propio: SER SUMAMENTE PRACTICO. En los actuales momentos, el País necesita este tipo de persona para su rápido desarrollo y al mismo tiempo la Universidad, siendo salesiana, tiene esta mística particular. 4 1.2.-JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA. Durante la realización de las práctica de taller y de los laboratorios desarrollados en esta primera parte del año se presentaron diferentes tipos de problemas, alguno propios de cualquier inicio y otros más profundos. Es importante enumerar los problemas mas sobresalientes: 1. - Una falta de coordinación entre la parte teórica y la práctica. 2. - Una falta de conocimientos técnicos sobre· los tipos de ensayos y de los aceros existentes en el medio. 3.- No existe una lista de los tipos de ensayos y las prácticas que se desean llevar a cabo durante el respectivo ciclo. 4.- No existen GUÍAS PRACTICAS Y DE LABORATORIO, por medio de las cuales el estudiante, puede orientarse y realizar los laboratorios. 5. - Hace falta complementar más criterios como: la obligación de realizar todos los laboratorios,· qué porcentaje de su nota sumada o independiente de la materia "TECNOLOGÍA MECÁNICA I o II y si con.viene aumentar el tiempo de duración de los mismos, entre otros. 2. -PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. De lo presentado anteriormente resulta evidente que para el futuro hace falta un.a mejor planificación, sea de las prácticas de taller como de laboratorios. En caso contrario· los 5 resultados no pueden resultar satisfactorios, desperdiciando la óptima utilización del equipo y de su calidad y al mismo tiempo diflcilmente se podría lograr el PERFIL propuesto, del futuro ingeniero. Por consiguiente es indispensable formular otro tipo de planteamiento: * Las prácticas tengan una motivación más concreta creando mayor interés y dedicación en los estudiantes para llevarlas a cabo. * Hace falta una mayor coordinación. entre las materias afines, para no repetir los mismos laboratorios en diferentes materias o ciclos. * Dichas prácticas deben. llevarse a cabo en la forma más real posible, por consiguiente debe existir una terminología común entre las industrias y la Universidad. * Es indispensable aprovechar la presencia del equipo existente y emplearlo en una forma más correcta para darle mejor utilidad. 3.- PLAN DE SOLUCIÓN. Se elabora un PLAN DE GUÍAS PARA LAS PRACTICAS DE TALLER Y LABORATORIOS para la mejor utilización de los equipos y máquinas que dispone el taller. Se trasmitirá así una FORMACIÓN FUNDAMENTAL BÁSICA EN MECÁNICA para los futuros ingenieros, de acuerdo al plan de estudio que dispone la Universidad, referentes a las siguientes materias: 6 TECNOLOGÍA MECÁNICA I TECNOLOGÍA MECÁNICA II y de laboratorio para: METALURGIA. Las Guías presentan la siguiente organización: -Objetivos -Estructura del laboratorio -Material de apoyo para las guías. -Descripción de las máquina o equipo a utilizarse. -Hojas guías de las diferentes prácticas o laboratorios -Sugerencias. 4.-LIMITACIONES No resulta tan sencilla una definición. del planteamiento de programas. Hay un contexto histórico muy particular en el cual la vida transcurre con mayor rapidez que antes: la enorme aceleración del ritmo de crecimiento, conocimientos, técnicas, invenciones, la inserción de la computación en la industria y tantos avances tecnológicos. Hoy todo parece cambiar: la política cambia, el derecho internacional cambia, el panorama mundial cambia más aceleradamente. 7 En otras naciones se han abandonado ciertas práctica y laboratorios en máquinas herramienta tradicionales para dedicarla a las máquinas de control numérico, lo cual nos implicaría un cambio completo de una estructura técnica educativa. Dentro de nuestro medio, sigue siendo válido el sistema fue planteado. Nos queda un largo camino para el cambio. Tarea dura es, y será, crear una mística propia de la Universidad con una orientación técnica que ayude al desarrollo social y económico del País. El tener claros estos objetivos educacionales, ayudará a definir de mejor forma, la difícil tarea de la Universidad. Esta deberá, a su tiempo concretarlos con un programa orgánico de acción, creando un equipo humano que esté dispuesto a hacerlo realidad. Resumiendo, éstas son las principales limitaciones encontradas en el desarrollo del presente trabajo: * La falta de una fuente de análisis de la realidad de las industrias nacionales, en particular, los cambios realizados internamente en la industria, luego del cambio político. * La falta de continuidad de los profesores que dictaron las asignaturas: Tecnología I y II y Metalurgia. * La carencia de un perfil especifico de qué tipo de ingenieros, se desee crear. * El no lograr la asimilación rápida de los cambios, lo cual casi siempre se traduce 8 en soluciones tardías de los problemas. * La gran extensión del trabajo presentado. * La/alta de tiempo de que se dispone. * La falta de interés y relación entre la industria y las Universidades o centros de formación técnica para la capacitación concreta de las personas, de acuerdo a la realidad industrial del país. * La inexistencia de normas nacionales y de las normas ISO, obliga acudir a otras fuentes de normas. 5.- METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN. a. - Para este trabajo se entrevistó a los profesores que dictan las materias propias del área. b. - Consulta de los libros existentes en la biblioteca de esta Universidad y de otras Instituciones. c. - Visitas a las industrias que realizan ensayo de resistencia de materiales. d. - La acumulación de experiencia, de un.a previa utilización de las presentes guías en los laboratorios de la Universidad Don Bosco y de la Universidad Politécnica de El Salvador. 9 6.- INDICE. - Introducción . ...................... 03 - Guías para las prácticas de taller y laboratorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 - PARTE/, TECNOLOGIA MECANICA I ........ . - Metrología ....................... . - Material de apoyo . - Verificación ..... - Medición y comparación .... - Medidas y sus desviaciones .. - Comprobación de longitudes ..... . - Micrómetro . . . . ... . - Aparatos comparadores . ..... 15 . .... 18 . .... 20 . ...... 20 . ....... 22 . ....... 24 . .............. 29 ............... 36 ................ 52 - Goniómetro y transportadores . . . . . . . . .. .- . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 - Goniómerro de precisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 - Goniómetro óptico ...................... 51 - Ajuste 74 - Taller y puesto de rrabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 - Trazado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 - Clase de rrazado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 - Limado . ......................................... 89 JO - Técnicas del limado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 - Máquinas para limar ............................. 109 - Aserrado con deJprendimienw de virura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 - Normas para aserrar a mano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 - Aserrado a máquina . - Taladrado . . . . . . . . . . . . - Máquina de raladrar . 120 124 125 - Normas prácricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 - Herramienra para raladrar, brocas helicoidales . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 - Forma geomérrica del ángulo de la pun.ra ................ 141 - Orros ripos de brocas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 - Operaciones de raladrado .............................. 148 - Velocidad de corre y avances . - PARTE 11, TECNOLOGlA MECANlCA 11 149 156 - Torno paralelo .. · ................................... 161 - Esrrucrura de la sección de romo ........................ 161 - Parres del romo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 - Herramienras de corre ....... , ........ . - Elemenws de las herramienras de corte único 175 175 - Elemenros de corre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 11 - Clasificación de las herramientas de torno . . . . . . . . . . . . . . . . 199 - Fijación de la herramienta. de corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 - Montaje de la pieza que se han de tornear . . . . . . . . . . . . . . . . 205 - Trabajos en el romo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 - Refrentado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 - Cilindrado - Torneado cónico 230 234 - Torneado de curvas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 - Troceado y ranurado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - Molereado . . . . . . . . . . : . . . . . . . . . . . . . .... - Bibliografla - Conclusión - Sugerencias - Anexos J (Guias de laborawrio) 251 256 259 260 262 264 - Anexos 2 (Tablas complemenrarias) .......................... 858 - Anexos 3 (lnvenrarios) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 920 - Anexos 4 (Carálogos de las máquinas) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 955 12 7.- TABLAS. - Tabla J. Discrepancias admisibles según DIN 7168. . . . . . . . . . . . . . . . . 27 - Tabla II. Plan.itud en mármoles DIN 876. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 - Tabla III. Tolerancia en escuadras de perpendicularidad. . . . . . . . . . . . . . 63 - Tabla IV. Longitudes nominales de Bloques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 - Tabla V. Composición. de los Bloques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 - Tabla VI. Preparación de las superficies de trazado.. . . . . . . . . . . . . . . . . 82 - Tabla VII. Herramientas para trazar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 - Tabla VIII. Forma de las limas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 - Tabla IX. Grado de cone de limas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 - Tabla X. Máquinas de limar. . ..... . - Tabla XI. Angulas de corte de lima. . . . 111 114 - Tabla XII. Características de las hojas de sierra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 - Tabla XIII. Máquinas taladradoras (tipos) . ...................... 137 - Tabla XIV. Valores de velocidad de corte y avance. . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 - Tabla XV. Desgaste admisible en las brotas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 - Tabla XVI. Valores orien.tarivoa de ángulos de cuchillas de tomo DIN 4951 ............................ . 180 187 - Tabla XVII. Velocidades de corte usuales en el torneado . . . . . . . . - Tabla XVII J. A van.ce y profundidad bruta de las cuchillas de tomo redondeadas en el afinado . . . . . . . . . . . . .... - Tabla XIX. Medios auxiliares para el calculo del tiempo de . ..... 191 mecanizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 - Tabla XX. Velocidad en función. de la duración. de la herramienta . . . . . . . . 197 - Tabla XXI. Caracterfsticas de trabajo con ácero rápido . . . . . . . . . . . . . . 198 13 GUÍAS PARA LAS PRACTICAS DE TALLER y LABORA TORIOS Estas guías para las prácticas de taller y laboratorios sirven para las siguientes materias: - TECNOLOGÍA MECÁNICA I - TECNOLOGÍA MECÁNICA 11 - METALURGIA 14 PARTE I TECNOLOGÍA MECÁNICA I A. OBJETIVOS GENERALES - Asimilar y utilizar las nuevas técnicas de aprendizaje, estudio y trabajo personal y en grupo. - Desarrollar la capacidad de observación y experimentación. - Desarrollar el pensamiento crítico y la capacidad de análisis, síntesis, abstracción y evaluación. - Desarrollar la capacidad para interpretar los conocimientos adquiridos sobre: materiales, herramientas, maquinaria, planos, instalaciones, procesos de trabajo, mejora de métodos, nuevos medios de producción. - Saber aplicar lo aprendido a solucionar problemas típicos, propios del desarrollo tecnológico de su profesión. - Desarrollar: orden, precisión, intercambiabilidad, sentido estético, organización, vocación y gusto por el trabajo. - Desarrollar el ingenio para mejorar los métodos y tiempos de fabricación. :. -- 15 Desarrollar la habilidad manual para la ejecución de trabajos de precisión. - Explicar el fundamento y apreciaciones de los diferentes instrumentos de medida para medir correctamente. - Adquirir un vocabulario técnico para una adecuada expresión profesional. - Conocer la nomenclatura de herramientas, accesorios, máquinas y su denominación normalizada para facilitar los pedidos. - Conocer básicamente otras profesiones para facilitar la transferencia de tecnología teniendo en cuenta la evolución y la creación de nuevas profesiones. METODOLOGÍA GENERAL - Explicación de la tecnología aplicada en el aula o taller. - Explicación por medio de dibujos y carteles didácticos apropiados para cada instrumento y herramienta. - Seguimiento individual durante el laboratorio para la buena y correcta utilización del instrumento. - Atención a las dificultades que el alumno tenga. 16 EVALUACIÓN GENERAL 1. El ALUMNO se autoevalurá con la presentación de: - Resultados de control de calidad. - Presentación de los procesos de medición - Capacidad de aprendizaje. 2. EL ALUMNO ENTREGARA AL FINAL DE LA EVALUACIÓN EN UNA CARPETA - Hoja de proceso. - Hoja de corrección. - Trabajos de investigación. SUBDIVISION DE LA MA TER/A Para el desarrollo del tema es oportuno realizar la siguiente subdivisión: I METROLOGIA 11 OPERACIONES A MANO 17 ,,, --= I METROLOGIA .:Jiice ~ 1. 1.- Objetivos específicos. iii1 - Conocer los diversos sistemas de medida y sus unidades. - Seleccionar los instrumentos adecuados para verificación de superficies y manera de usarlos para cada pieza. - Describir los diferentes instrumentos que se van a utilizar, partes que los componen, materiales y características. - Conocer los instrumentos de medida lineal y razonar el fundamento del nonio. - Conocer los diversos instrumentos empleados en la medición de ángulos. - Comprender y dominar la lectura en los diversos tipos de instrumentos. - Aprender a medir. 1.2.- ESTRUCTURA DEL LABORA TORIO DE METROLOGIA La elección de la palabra "laboratorio" en lugar de taller, sala, gabinete, etc., viene dada por la experiencia, pues las característica de estos centros, en cuanto han de proporcionar una cierta precisión, son las de un laboratorio. De hecho así suelen denominarse en los talleres y empresas en que existen. La Institución dispone, por el momento, de un laboratorio básico en el cual se pueden realizar medidas, según los métodos establecidos. 18 En concreto en nuestro laboratorio se pueden realizar las siguientes mediciones: * Con Bloques patrón (interfenometría y comparación). * Longitudes y cotas lineales en piezas. * Formas (comparadores específicos) 1• Presenta la siguiente distribución: proyector de erfiles 1 :o :o :o :o esa + + 1 Detalle de los instrumentos de este laboratorio ver anexo IV. e metro ogra. ... 19 1.3. MATERIAL DE APOYO. 1. 3. 1. 1. Objeto de la verificación o CQmprobación La fabricación moderna no es posible sin una exigente verificación. El proceso de fabricación comprende (Fig. 1 ): a) Establecer en el plano: medidas, formas, estado superficial y materiales en un plano. b) Establecer las dimensiones de la pieza bruta. G) r.==t =r=c:~~º =]=l===,¡ 2 ~ - 1 I @ Fig. E1apas c) Lograr las dimensiones finales durante la fabricación. d) Controlar las medidas de la pieza terminada. ® © Regla de trazar 20 2 "Hacer las cosas a ojo" no es conveniente, porque muchas piezas deben ser intercambiables, por ejemplo en la fabricación de automóviles. La verificación debe ofrecer una respuesta a la pregunta: ¿ Se ajusta la pieza terminada a las medidas y forma geométricas exigidas en los planos? Al final de todos los procesos de verificación es preciso tomar una decisión (Fig. 2): Sí, se han cumplido las condiciones establecidas. - No, no se han cumplido las condiciones establecidas. ig. - Fabricación · Comprobación Rechazo Montaje o transforma­ ción subsi­ guiente Las dimensiones y las formas se indican mediante longitudes y ángulos. En la práctica industrial se entiende la comprobación en su sentido objetivo2 • Las evaluaciones subjetivas no sirven para comprobar longitudes, porque en la fabricación sólo se pueden admitir propiedades expresadas numéricamente. Objetivo = concreto, real. Subjetivo = personal, particular. abstracto. 21 1. 3. 1. 2. Medición y comparación La verificación objetiva, se subdivide en medición y comparación fo calibrado), (Fig 3). Medir es la operación por la cual se establece cuántas veces una magnitud es mayor o menor que otra, Comprobación Medición Calibrado ig. Me ir es comparar. tomada como unidad. Supone esta operación expresar concretamente cuánto vale esa magnitud, con una exactitud mayor o menor, según la precisión de los instrumentos empleados. El resultado de la medición es la medida real. Se determina como múltiplo de una unidad y se indica como producto del valor numérico por la unidad. Magnitud = valor numérico . unidad I = 2 m Para las necesidades de la técnica y de la vida diaria, existe una diversidad de magnitudes físicas y de unidades correspondientes. Comparar o calibrar es controlar con un instrumento la pieza que se va a comprobar. El resultado de esta 22 comparación es determinar si las medidas de la pieza sobrepasan un límite preestablecido. Los calibres de medidas sirven para comprobar las longitudes. Los calibres de forma sirven para comprobar la forma de las piezas (Fig. 4). En la operación de comprobación se verifica si la medida y/o forma reales difieren de la medida o de la forma obligadas. No se efectúa una indicación numérica de la posible desviación. 1. 3. 1. 3. Unidades para medir longitudes y ángulos Para poder medir hace falta una unidad establecida con carácter vinculante, para comparar con ella los valores desconocidos de las magnitudes. La unidad fundamental de longitud en el S.f. es el metro. Inicialmente se estableció que el metro era la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre. Desde 1960 se usa como medida comparativa la longitud de onda producida, bajo determinadas condiciones, por una lámpara de kriptón (DIN 7180)3. 3DJN nom1as nacionales de Alemania. (Dewcher Nom1e1u111ssc/111ss) Fig. S División e círcu o comp etn e~ 360 grados. 2.í En la industria del metal se indican por lo regular las medidas de longitud en milímetros. Por ello, según DIN 406, no es necesario indicar la unidad en los planos. La unidad corrientemente utilizada para medir ángulos en las técnicas de fabricación en el Sistema centisimal y sexagesimal es el grado. Como símbolos para los ángulos se emplean, -según DIN 1304, letras griegas minúsculas. Ejemplos a, 13, gamma. Si la circunferencia de un círculo completo se divide en 360 partes iguales: 1/360 de la circunferencia = 1 ° (Fig. 5). El grado a su vez se subdivide en minutos ('), y los minutos en segundos ("). 1.3.1.4 Medidas y sus desviaciones Las medidas 15, 35 mm y 35,-25 mm del plano representado en la Fig. 6 no pueden conseguirse durante la fabricación. Esto ni es necesario nideseable, 35,25 --•-i1 Fig. Dimensiones en pano. ' porque al aumentar la precisión aumenta considerablemente los costos de fabricación. Es por tanto aplicable el principio: La fabricación económica debe ser los más barata posible y debe ser tan exacta como sea necesario. - 24 Desde luego, no deben resultar disminuidos ni el funcionamiento ni la duración de las piezas terminadas. Por este motivo el plano contiene, de forma inequívoca, las desviaciones admisibles en las medidas. Las designaciones necesarias para ello están normalizadas en DIN 7182. Se va a tratar de ellas aquí considerando un ejemplo. La medida nominal N (en el ejemplo N = 11 O) es la indicación auténtica de la dimensión, a la que se refieren las desviaciones admisibles. Las discrepancias admisibles A 0 y Au (en el ejemplo A 0 = + 0,2 y Au = -0, 1) indican las desviaciones admisibles con respecto a la medida ,g. nominal. La medida alterada (en el ejemplo 110+ 0,2; es la indicación de medida compuesta por su valor nominal y por las discrepancias admisibles superior A 0 e inferior Au. Significa que la pieza terminada puede ser 0,2 mm mayor o O, 1 mm menor que la medida nominal, (Fig. 8). La medida real I es la que se obtiene midiendo en algún lugar determinado de la pieza. Puede ser, por ejemplo, I = 11 O, 05 mm. Debido a las desviaciones de la forma, las medidas reales pueden ser diferentes en distintos lugares de la pieza. Las medidas límite (máxima y mínima) son las dos medidas entre las que tiene que 25 estar comprendida la medida real. La medida máxima G se obtiene a partir de la suma de medida nominal a la que se ha propuesto y la discrepancia superior, y la medida mínima K a partir de la medida nominal y la discrepancia inferior. La tolerancia Tm es la diferencia entre la medida máxima G y la medida mínima K. Si no existe posibilidad de confusión puede escribirse simplemente T. El valor de la tolerancia elegida dependerá de la aplicación de la pieza terminada, del tamaño de la medida nominal y del material con que se va a fabricar la pieza. Todas las piezas que cumplen las dos condiciones de: - no ser menores que la medida mínima - no ser mayores que la medida máxima, están correctamente fabricadas, baio el punto de vista dimensional. N -- --AuAo ----110,os--­ N G G - N + Ao G -110 + 0,2 = 110,2 N -- . K K - N + Au K-110+(-0,1)-109,9 G K -- Tm = G-K Tm = 110,2 - 109,9 = 0,3 ~ _,___,¡ Fig. Dimensiones y sus esviaciones. Si un plano no indica las discrepancias admisibles, correspondientes a las medidas 26 nominales, son aplicables las de DIN 7168 expuestas en la tabla l. TABLA I: Discrepancias admisibles según DIN 7168 Discrepancias en mm en la zona de medidas nominales, en mm Grado de Más Más Más Más Más Más Más Más Más Más Más Más precisión 0,5 3 6 30 120 400 1000 2000 4000 8000 12000 16000 hasta hasta hasta hasta hasta hasta hasta hasta hasta hasta hasta hasta 3 6 30 120 400 1000 2000 4000 8000 12000 16000 20000 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± f (fino) 0,05 0,05 0,1 0,15 0,2 0,3 0,5 o.a - - - - m (medio) 0,1 0,1 0,2 0,3 0,5 0,8 1,2 2 3 4 5 6 g (basto) 0,15 0,2 0,5 0,8 1,2 2 3 4 5 6 7 8 sg (muy basto) - 0,5 1 1,5 2 3 4 6 8 10 12 12 1. 3. 1. 5. Errores de las mediciones No es posible medir sin errores. Los resultados de las mediciones pueden estar falseados por el objeto que se mide, por el aparato de medida, por influencias ambientales y por la persona que efectúG la medición. No es posible medir con suficiente precisión una pieza que posee superficie basta, con rebabas, ondulaciones, surcos o cavidades, y que contenga restos de aceite, grasa o polvo. 2: 4 Los aparatos de medida y los calibres no se pueden fabricar con precisión absoluta. Después de un uso prolongado el desgaste puede producir errores de medida. Las influencias ambientales tales como oscilaciones de temperatura, humedad de aire o campos magnéticos pueden falsear las mediciones. Para medir con precisió, hace falta un local climatizado, con temperatura del aire de 20 ºC y una humedac de aire del 58%. 4 Las piezas deben estar también a la temperatura de referencia, de 20 ºC, durante la medición (DIN 102). Los errores de medida personales se producen cuando el operario no poseE suficiente capacidad visual, concentración, ni habilidad en el manejo de aparatos dE medida. Un error frecuente de lectura es el de "paralaje" (Fig. 9). 1. 3. 1. 6. Manejo de aparatos de medida y de calibres Es indispensable manejar con precaución y cuidado los elementos de medida para que los aparatos no queden inservibles al poco tiempo. ¡Los aparatos de medida, que se dejan entre herramientas o sobre la calefacción, Incorrecto Correcto Incorrecto / / ' ·. ' ' / ' ,. /11 Medidas falsas Fig. sobre máquinas en marcha, o que están en contacto con polvo y agua, ocasiona, Esta humedad del aire esi necesaria por motivos técnicos. 2, pronto considerables errores de medida! Sólo se consigue mediciones correctas si el operario tiene un alto grado de responsabilidad, cuidado, paciencia, fino sentido manual y suficiente experiencia. 1.3.2. COMPROBACIÓN DE LONGITUDES Los instrumentos de medida y control de longitudes son aquellos que sirven para leer directamente las dimensiones comprendidas entre dos caras, dos generatrices o puntos de una pieza. Los usados normalmente son siguientes: metros, reglas graduadas, calibradores, y micrómetros. 1.3.2. 1. Metros Los metros pueden ser: a) Plegables. - Corrientemente son de acero y tienen diez brazos. Se hacen también en latón o en aleaciones de aluminio. Sólo sirven para tomar una dimensión aproximada, ya que sus articulaciones (punto de unión de Fig.10 Metro plegable. 25 los brazos) toman juego, además de que supone una dificultad el ponerlos perfectamente rectos. Se pueden utilizar siempre que la tolerancia admitida en la medida sea superior a medio milímetro (Fig. 1 O). También se construyen dobles metros en duraluminio, de diez brazos o ramales. b) Flexibles.-Están formados por una cinta de acero graduada en centímetros y milímetros, y su longitud oscila entre 50 cm.- y 2 m .. Algunas veces, los diez primeros centímetros están también divididos en medios milímetros. Son muy prácticos para medir contornos curvilíneos, dada su flexibilidad, pero tienen un i(!conveniente de ser algo limitado. Preferentemente son utilizados por los modelistas y constructores en carpintería metálica (Fig. 11 ). 2 3 4 c) Flexibles ~ arrollables. -Es una cinta de acero flexible graduada en centímetros y milímetros y de longitud de uno o dos metros, que va arrollada en el interior de una cajita, para su mejor manejo y conservación. Es suficientemente rígido, gracias a su temple y al curvado transversal (Fig. 12). 30 1.3.2.2. Reglas graduadas Se construyen de una barra rígida de acero, de sección rectangular. La longitud oscila entre los 1 O cm y los 2 m , graduadas en milímetros y medios milímetros. Se emplean para el trazado de líneas rectas y para medir cuando no se dispone de otro instrumento de medida. Siempre que sea posible se recomienda auxiliares de una escuadra de tacón (Fig. 13). Para ello se aplica la escuadra por su canto inferior sobre la pieza, y a la extremidad del saliente (tacón) se apoya la regla graduada; de esta forma se tiene la seguridad de efectuar una medición rigurosa. Reglas de tacón. - Estas reglas llevan adosada una 1g. e 1c1011 con reg a aux1 1 a e escuadra. pieza saliente o tacón, precisamente en la extremidad donde está la graduación cero. Este tacón reemplaza a la escuadra y facilita el empleo de la regla (Fig. 14). Para conservar las graduaciones con claridad, tanto en los metros como en las escuadras, hay que evitar que e ¡1m¡1,11¡:ili¡iiiii,iii\ º· . ~ ig. ., ' estos instrumentos sean rayados por las piezas a medir, siendo conveniente engrasarlos suavemente de cuando en cuando, para proteger/os de la oxidación. 31 1.3.2.3. CALIBRADOR O PIE DE REY Es muy empleado para pequeñas y medianas precisiones. Consta de una regla de acero, graduada y doblada a escuadra por un extremo. La regla doblada constituye la boca fija. Otra regla menor, también doblada a escuadra, llamada cursor o corredera, se desliza con frotamiento suave sobre la primera y constituye la boca móvil, (Fig. 15). Lleva bordes biselados, en unos de cuales tiene una graduación especial llamada nonio5 que al desplazarse lo hace junto a la escala graduada de la regla. O BPIHP A a .•l'I' ' •¡• 1 111'1•i•1'1•i'1 11 ll•,•1•• !'1·t ;·;·,'; o 4 5 6, 7, 8, 9 1,0 11 1,2 13 •·:,,11!111•'1 ,;!·•· ·,.·,1···••·"• :t,rl• ,,l,11·1,,,,,,q!!••i l,: •1· ••t•w•t•· o Partes del calibrador A) Brazo principal B) Cursor e M e e L F o C) Puntas del brazo y del Fig. e rey. cursor D) Pico de medición de interiores E) Barra de profundidad 5 . La escalad~ nonio la inven16 el matenu\tico flancési Pieue Vernier 11580-1637); el nomb1e procede dd portuuués Ped10 NunN (Nonio) 11'192-1577). !: N 32 F) Escala principal G) Escala en pulgadas H) Escala de vernier en pulgada I) Escala de vernier en milímetros L) Gatillo o pulsador de bloqueo del cursor M) Bordes biselados para mediciones de ranuras estrechas, agujeros, roscas, etc. N) Parte rebajada de la barra de profundidad. O) Tornillo de bloqueo P) Pequeños tornillos para corregir eventuales errores de paralelismo en las puntas. Apreciación de los nonios En las figuras 16. 1 y 16. 2 están representados dos nonios, uno de 20 divisiones con apreciación de O, 05 mm. ,, 2 JI 4! ~111111111!1 1 11!1111 1111!11111~ 111 111111111111 ,, 111 O \ 10 20 (Lectura: 17, 15 mm). y el otro de 50 divisiones con apreciación de 0,02 mm. La apreciación de un nonio se calcula de la siguiente manera. Designando: N = número de divisiones del nomio ~---~ 4 5 (Ledura: 20,22 mm) IVIS/Ones. 33 N = G = apreciación 11 = división regla (mm) 12 = división nonio (mm) 1, G (1) l,(N-1) l2 = N (2) G = 11-12 (3) Nonio en Fracción de pulgadas Veamos aún otro caso muy corriente en los calibradores con escala en pulgada~ (Fíg. 16.3). La regla está dividida en 1 ''/16 y el nonio abarca 7 divisiones de la regla estando, a su vez, dividido en 8 partes, cada una de las cuales valdrá, por tanto: 711 16 = 711 8 8*16 r,g. . omo para me ,,. en pulgadas. 3, y la apreciación del aparato será: r 71 a-7 r G=--- =- =- 16 ª* 16 ª* 16 126 El calibre se puede emplear para medir exteriores, interiores y profundidades. Fig. Para medir profundidades con mayor precisión, se emplean los calibres de profundidad o sondas (Fig. 17). La mayor precisión se logra por el mayor apoyo que supone la corredera especial y por la mayor rigidez de la regla respecto a la varilla de los calibres ordinarios. 35 1.3.2.4. MICROMETRO ,-;111• 1•• , , CLASIFICACIÓN DE LOS MICROMETROS Los micrómetros se dividen: 1 ° Según la pieza a medir: - para exteriores - para interiores - para profundidades - para roscas - de platillos para medir engranajes - otros tipos especiales 2° Según su capacidad: se escalonan de 25 en 25 mm o de pulgada en pulgada. Para mediciones : en milímetros En pulgadas o a 25 o a 1 11 25 a 50 1 11 a 2 11 50 a 75 211 a 311 75 a 100 311 a 411 36 3º Según su apreciación: - de apreciación centesimal, 0,01 mm - de apreciación milesimal, O, 001 mm - de apreciación milesimal, O, 001 " - de apreciación diezmilesim, O, 0001 " 1.3.2.4. 1. MICROMETRO PARA EXTERIOR El micrómetro es un instrumento de precisión empleado para conseguir o verificar medidas de más exactitud que las obtenidas mediante reglas o calibradores. El micrómetro o pálmer, básicamente, está compuesto por los siguientes elementos: (Fig. 18). 1. o cuerpo en forma de herradura 2. o tope fijo 3. o tope móvil 4. o anillo de blocaje 5. o caña roscada 6. o cilindro graduado 7. o eje roscado 8. o tambor graduado 37 9. 0 tuerca de ajuste 1 O. 0 cono de arrastre 11. 0 seguro contra exceso de presión 12. 0 atacador 13. 0 tornillo 1 2 3 4 5 6 7 8 Fig. 9 10 11 1213 1uerca e micromelro. El principio en que se basan los distintos tipo de micrómetros es el del tornillo­ tuerca. Si en una tuerca fija se hace girar un tornillo una vuelta completa, avanzará, axialmente, una longitud igual al paso, en el caso de un tornillo de una entrada. Cuando el micrómetro está cerrado hacen contacto los topes 2-3 (Fig. 18) en cuya momento el tambor (6) tiene el cero de su grabación coincidente con el de la escala. (En el caso del micrómetro 0-25 mm). Funcionamiento El tambor tiene normalmente 50 divisiones y la grabación recta es doble por debajo de la línea divisoria de referencia, está grabada en milímetros--se encuentran inclinados para facilitar la lectura--y por encima está grabada también en mm, pero corridos, respecto a la otra escala, exactamente 0,5 mm --detalle 8--. El tornillo normalmente tiene un paso de 0,5 mm. Se abra el micrómetro, girando el tambor: partiendo de la posición O --detalle A--. Si se da una vuelta entera el O del tambor, volverá a coincidir con la línea de referencia, pero además el borde del mismo se habrá desplazado axialmente de O. 5 mm = paso del línea de referencia Detalle A. tornillo y por lo tanto, ya no estará sobre la línea inclinada de la escala marcadá e, el O, sino con la vertical primera de arriba--detalle C--. Si se continúa girando el tambor a base de vueltas enteras, se vuelve a situacione~ iguales, es decir, coincidirá en cada una de ella el O del tambor con una de las línea~ del cilindro; si es la de abajo, estará midiendo en mm enteros --detalle B--; si en lé. de arriba, medios milímetros --detalle C--. Como el tambor es posible pasarlo, no sólo a cada vuelta entera, sino en cualquier posición, sucederá que se podrá apreciar dimensiones menores de O. 5 mm. Apreciación G _ _ 0._5 5 500 1 =--mm Vemos que a cada vuelta, el tornillo avanza 50 100 de O. 5 mm, que es la menor división del cilindro graduado (Fig. 18, 6°); como el tambor tiene 50 divisiones, cada una supondrá: Podemos decir como en los calibradores: G = menor división del cilindro n. º de divisiones del tambor (4) Fig. 19.3 Fundamento del micróme1ro-:­ De1al/e C. 6.00 QSO +Q26 6.76 Ejemplo. Un micrómetro en pulgadas tiene el cilindro graduado dividido de manen. que 1" tiene 40 divisiones y el tambor 25. ¿Cuál es su apreciación? fil G = menor división del cilindro _ _ 4_0 = n. º de divisionesdel tambor 25 es decir O.001 ". a 7 6 5 " t o 5,CXXJ + a,Jo + Q005 A ·5,435 fil fil --- 40*25 100c B Fig.20 A y B Nonio en un micrómetro para rma apreciación de una micra. C Apreciación de dos micras. Hay micrómetros que, por medio de un nonio o por·otros medios pueden medir milésimas de milímetros (fig. 20 A - B). Generalmente los micrómetros con nonio tienen una apreciación de O. 002 mm. 1.3.2.4.2. MICROMETRO PARA INTERIORES Basado en el principio del tornillo y del tornillo combinado con la cuña, existen dos tipos de micrómetros para la medida de interiores, el de dos y el de tres contactos. 41 El micrómetro para interiores de dos cabezas de contacto, puede verse en la figura 21. A B e D E F G H i i 1 i 1 En este caso, el tornillo de precisión actúa directamente sobre una de la dos cabezas de contacto, siendo la otra fija, aunque regulable. Existe un juego de varilla, de prolongación en diferentes medidas nominales, provisto cada una de su correspondiente cabeza de contacto esférica. Suele llevar también dispositivo de bloqueo, para fijar la medida antes de sacar el instrumento de la pieza. El manejo y funcionamiento es en todo similar al del micrómetro de exteriores, y permite obtener distancias entre caras opuestas de plano paralelos, así como diámetro de orificios, pero requiere una cierta habilidad en su manejo, siendo 42 necesario determinar el valor máximo o mínimo de la cota que se mide. Por su disposición constructiva tiene un campo de medida mínimo de 50 mm, que se puede extender con las prolongaciones hasta 200 mm. La aproximación suele ser de 0.01 mm y sus lecturas centesimales. Más preciso en la medición de diámetro son los micrómetros para interiores de tres cabezas de contacto extensibles (Fig. 22). El tornillo de precisión empuja tres cabezas equidistantes a 120°, mediante un sistema de cuña. Por el hecho de medir en tres puntos de contacto son autocentrantes y por varias medidas señalan defectos de forma de triangulación si existen. Se fabrican en la actualidad con lectura de hasta 0.001 mm y en campos de medida desde 3,5 hasta 300 mm. Para su e Fig.22 Micrómetros de interiores de tres cabezas • --'1--fl----E '..,-k-1---o fabricación se emplean los anillos patrón de interiores, y suelen llevar reglajes de cero. 4j 1.3.2.4.3. MICROMETRO PARA PROFUNDIDAD. Viene utilizado para medir profundidad de los agujeros, ranuras, en las partes eslabonadas de ejes cilíndricos, etc ... Se diferencia del micrómetro para exteriores por haber en sustitución del arco un puente aplicado a la cabeza micrómetrica (Fig, 23). La capacidad de medida de estos instrumentos es de 25 mm y la apreciación centesimal (O. O 1 mm). Estos micrómetros llevan la enumeración sobre el tubo-regla o cilindro hi-- et=tt-1@ 'ª ~ graduado en sentido contrario en referencia de aquellos de arco, debido a que la varilla móvil, cuando se encuentra totalmente proyectada hacia el exterior, alcanza su máxima medida: entonces en lugar del cero viene grabado 25. Por la misma razón, también la enumeración sobre el tambor se encuentra invertida respecto a los micrómetros para exteriores. 44 Para aumentar la capacidad de medición, los micrómetros para profundidad tiener. un juego de varillas con medidas intercambiables. Estas varillas permiten aumenta¡ la capacidad de medida del instrumento hasta 150 mm y también más. 1.3.2.5. INSTRUMENTOS DE MEDIDA PARA MAGNITUDES ANGULARES Para las mediciones angulares, se pueden emplear los dos sistemas conocidos d1 unidades: el centesimal y el sexagesimal. Veamos los puntos comunes y la: diferencias entre ellos: - En los dos, partimos del ángulo recto o cuarta parte de la circunferencia - La diferencia estriba en que: a. - en el centesimal consideramos al ángulo recto dividido en 100 partes, b. - los submúltiplos son de 100 veces menores que su anterior; c.- en el sexagesimal, el ángulo recto lo dividiremos en 90 partes; d- los submultiplos son 60 veces menores que el anterior. Sistema centesimal -o sistema moderno- El sistema centesimal, el ángulo recto se divide en 100 partes iguales llamados grados centesimales. Se abrevia CENTESIMAL 100' 90' 00, 70° 60° 50' ,o• 10' ~---____.o• 4 Recto = 1 009 19 = 100c 1c = 100cc 4 rectos = Circunferencia = 4009 4 en la escritura con una g: 4(11. Cada grado centesimal se divide en 100 partes iguales, cada una de las cuales se llama minuto centesimal y se abrevia con una e: 35c. Cada minuto centesimal se divide en 100 partes iguales, cada una de las cuales es un segundo centesimal, abreviado con ce: 75cc. Sistema sexagesimal Por las razones expuestas, es aún este sistema el más empleado; con todo, va cediendo terreno al centesimal. En este sistema, el ángulo recto se divide en 90 partes iguales llamadas grados sexagesimales. Se abrevia en denominaciones y operaciones con un °: 2 7 °. Cada grado SEXAGESIMAL 90' 75• 1s' .....------o• A Recto = 900 1 • = 60' 1' = 60" 4 rectos = Circunferencia = 360° sexagesimal se divide en 60 partes iguales, cada una de las cuales se llama minuto sexagesimal, que se abrevia con una comilla: 43'. Cada minuto se divide en 60 partes iguales cada una de las cuales es un segundo sexagesimal, que se abrevia con dos comillas: 22 ". Así un ángulo de 2 7 grados, 43 minutos y 22 segundos sexagesimales se escribe: 27° 43' 22". La circunferencia se dividirá, pues en 360 partes iguales o grados sexagesimales. 46 1. 3. 2. 5. 1. Goniómetros y transportadores ~'/ ~' l Para medir magnitudes angulares, se emplean unos instrumentos llamado goniómetros. 1.3.2.5. 1. 1. Escuadra universal El goniómetro de la figura 24 se llama escuadra universal o escuadra combinada. Fig. Escua ra universa o com i a. Tiene muchas aplicaciones, no sólo. para medir, sino también para transportar ángulos y en trazados. Pueden comprobarse directamente ángulos de 45° y 90° y hallar los centros de perfiles redondos. Lleva incorporado un nivel que puede emplearse para medir la pendiente de planos inclinados. 1.3.2.5.1.2. Goniómetro simple El goniómetro más simple es el de brazo móvil (fig. 25), que se emplea, tanto para medir, como para trazar y transportar ángulos. Está formado por un semicírculo dividido en 180°. 47 Un brazo-regla gira alrededor de un eje en el centro del semicírculo. Por medio de un tornillo, puede fijarse en cualquier posición. 1. 3. 2. 5. 1. 3. Falsa escuadra Como transportadores, se emplean también los llamadas falsas escuadras (fig. 26). Sirven para combrobar ángulos y para el trazado. 1.3.2.5.2. Goniómetros de precisión En la figura 2 7, se muestra uno de los goniómetros de precisión más usados. Puede apreciar hasta 5'. Consta de los siguientes elementos: 1.- regleta 2. - tornillo de fijación de la regleta 3. - tornillo de inmovilización 4.- limbo 5.- nonio; 6. - cuerpo principal. 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 robusta tuerca unida al eje central. La regleta tiene una ranura que permite A /j / . i 1 1 e goni6metro: nonio. desplazarse longitudinalmente. Un tornillo y brida la hacen solidaria del discc giratorio en posición siempre precisa respecto a la línea de referencia del nonio. Su~ extremos forman ángulos de 45° y 60°, muy útiles para mediciones especiales (fig. 28) 1.3.2.5.2. 1. Nonio circular Según el detalle de la figura 28, tiene el mismo fundamento que el lineal, con 1 ~ divisiones y está repetido en los dos sentidos a partir del O central, lo mismo que lé escala del limbo. La lectura se hace siempre en el nonio que tiene la numeración e, 4: el mismo sentido que la escala del limbo en el que estamos trabajando. la apreciación se obtiene aplicando la regla general: Donde: G = apreciación del nonio; Fig. d = menor división de la regla principal -del limbo en este caso-; n = número de divisiones del nonio. En el goniómetro de la figura tenemos: d G - - n _ _ 1_º _ 6(1-' = 5' 12 12 En la figura 29 representamos un nonio de apreciación 2'30". 1. 3. 2. 5. 2. 2. lectura del nonio Al hacer la lectura, se pueden representar dos casos: a. - que el cero del nonio coincida con una división del limbo b. - que no coincida. 5( Lectura exacta en grados - Si coincide el cero con una división del limbo, esa división coincidente con el cero será la lectura en grados. Lectura en grados y minutos -Si el cero está entre dos trazos del limbo, el trazo más cercano al cero del limbo señalará los grados y el trazo del nonio que coincida con una del limbo nos indicará los minutos. Al medir con estos instrumentos, hay que comprobar si la lectura . - -· ~, JJ. .. ,.•.• _.:~ -t:::, --~ Fig. oniómetro óptico. corresponde al ángulo que queremos medir o bien se trata de su complemento o suplemento. 1. 3. 2. 5. 2. 3. Goniómetro óptico. Para mediciones de precisión se emplean goniómetro óptico. hg. En la figura 31. 1 vemos uno de estos y, en el detalle, la escala tal como se ve a través del ocular. (fig. 31.2). 5, 1 1.3.2.6. APARATOS COMPARADORES 1=1 ' En el control de grandes series de piezas resulta más rápido y menos fatigoso el empleo del comparador que utilizando el calibre o el micrómetro. El comparador de reloj es un instrumento de verificación que sirve para comparar unas medidas con otras. No da directamente la medida de una magnitud, sino sólo por comparación con otra conocida o determinada, denominada pieza patrón o bien con uso de prismas de gran precisión denominados calas patrón. Además de medir por comparación estos aparatos, acompañados de los soportes adecuados, se emplean también en la verificación de: - Comprobación de paralelismo - Comprobación de perpendicularidad - Comprobación de coaxialidad - Comprobación de desplazamiento Los comparadores son instrumentos que en general y debido a la forma en que trabajan, poseen una gran amplificación, a cambio de un campo de medida pequeño. 52 Para su estudio los clasificaremos, precisamente de acuerdo con la forma en que principalmente producen esta amplificación, en: COMPARADORES MECANICOS: - Comparador de esfera - Comparador de palanca - Comparador de palanca y engranaje COMPARADORES OPTICOS COMPARADORES NEUMA TICOS COMPARADORES ELECTRONICOS Analicemos los principales: 1 1.3.2.6.1. COMPARADOR DE ESFERA © ' Un comparador de esfera, según DIN 878, es un aparato para medir longitudes en el que el recorrido del vástago medidor se transmite a un indicador por medio de un engranaje. El comparador de esfera está formado por una caja metálica, de forma circular, atravesada por un eje 5. o varilla que termina en un extremo con un palpador de metal duro. En su desplazamiento vertical, el eje mueve unos engranajes que al propio tiempo hacen girar una aguja sobre una esfera, normalmente dividida en 100 partes. Esta esfera es giratoria, lo cual facilita la puesta a cero de la aguja cualquiera sea su posición. Otra aguja más pequeña nos indica el número de vueltas que da la mayor. En la figura 33 se pueden ver las distintas partes que componen el comparador de esferas. 1: 1 • 1; 1 I·. B 1 Fig. Meca11is1110 e un compara or e re oj. ---E ----o e B 5~ En los comparadores centesimales el eje del comparador lleva una cremallera de 1 mm de paso. La relación de transmisión de los engranajes es tal que para 1 mm de recorrido de la cremallera la aguja indicadora da una vuelta completa. Como la esfera graduada está dividida en 100 partes, la apreciación del aparato será: 1mm G = --= Q0fmm 100 La aguja pequeña nos indicará sobre la escala milimétrica el número de vueltas que da la aguja mayor, o lo que es lo mismo, el número de mm enteros que se desplaza el palpado,. Unos resortes aseguran el contacto del palpado, y evitan el juego entre engranajes respectivamente (fig. 33). El anillo exterior de la caja del reloj comparador lleva dos índices cursores de tolerancia desplazables sobre él, que sirven para graduar los límites admisibles de la medida que se va a verificar (fig. 32). La capacidad de medida de los comparadores centesimales suele ser de 1 O mm. Los comparadores milesimales llevan una relación de transmisión de los engranajes mayor, a cada división del cuadrante corresponderán O.001 mm, con una capacidad 55 de 1mm. Los comparadores de reloj normalmente tienen una serie de 230/12/ 230/01 230/02 230/02 230/04/ 230/03 'o mm '7 / mm 'º 15 20 30 ::e 'º ~ 50 ,versas ap icacwnes. palpadores como se puede ver en la figura 34, que amplían el campo de aplicación. Utilizando soportes especiales se puede emplear el comparador en mediciones muy variadas como: - Verificación de ranuras interiores y exteriores - Verificación de diámetros interiores y exteriores - Medición de espesores - Medición de paredes de tubos - Medición de profundidad - Verificación de roscas interiores - Etc. 2 J 4 5 6 7 8 9 'º 230/10 W 230/10 S 230/10 R 230/10 ~ 56 1.3.2.6.2. COMPARADOR DE PALANCA Y ENGRANAJES 1•­ ,m \ El funcionamiento se basa en una combinación de palancas y engranajes para proporcionar el movimiento de la aguja indicadora. los comparadores de engranajes suelen construirse con división de escala de O. 1 - O. O 1 - O. 002 y O.001 mm, con esferas de 40 y 60 mm de diámetro, y con campos de medida de 3, 5 y 1 O mm; los de levas con división de escala de O. O 1 y O. 002 mm, campo de O. 8 a 2 mm y esfera pequeña de 2 7 y 40 mm de diámetro. Predominan los modelos de engranajes y levas frente a los de palanca que son más seguros. A su vez, es más robusto es el de engranajes, pero el de levas tiene la gran ventaja de poder medir en lugares de acceso difícil, por su forma constructiva. Un modelo muy utilizado es el de la figura 35. 5; r. = max.140 mm. Fig.36 Sistemas de s1,jeción y utilización del comparador. 1.3.2.6.3. SOPORTE PARA COMPARADOR ,--... . ,, 1 • \ ., Los comparadores para que puedan prestar con eficacia un buen servicio, hace falta colocarlos sobre apropriados soportes. Su estructura puede variar de acuerdo al tipo de verificación a realizarse. En todo caso el sistema debe garantizar una buena estabilidad y una excelente precisión. 58 Casi todos los soportes lo forman un conjunto de dos o tres astas cilíndricas ensambladas entre sí por medio de uniones flexibles que permiten el posicionamiento del comparador en un punto cualquiera del espacio circunscrito. La base del soporte puede ser apoyada sobre una superficie fija como un mármol, una mesa de trabajo o sobre las guías de una máquina herramienta. Hay también soportes con base magnética. Base soporte comparador móvil. ase soporte compar, uniones. En la figura 37 viene representado un soporte móvil de brazos orientables utilizado principalmente cuando el comparador tiene que ser desplazado sobre una mesa de trazar o sobre un mármol, para la verificación de la de planicidad, paralelismo, etc. Soporte para comparador magnético. El soporte con la base magnética (fig. 38), viene utilizado sobre todo para posicionar el comparador sobre las guías, sobre las mesas y carros de las máquinas herramientas. Es posible así t' ig. Base soporte comparador magnltico. 59 verificar sea el correcto posicionamiento de las piezas, sea los desplazamientos y la rectitud de los diferentes elementos de la máquina (por ejemplo verificación geométrica de un torno). 1. 3. 2. 7. MAR MOL En metrología se denomina mármol a cualquier elemento que materializa un plano de referencia siendo los más corrientes las mesas de acero y los "mármoles" de granito. Las primeras, las mesas de acero, suelen encontrarse como base para la colocación de piezas o en un instrumento, junto con un comparador y su soporte. Son de acero templado y estabilizado, con acabado superficial muy fino, y en ocasiones, en vez de ser lisas, llevan estrías que permiten la evacuación de partículas de polvo, facilitando su colocación. Existe una categoría de planos de fundición (fig. 39) de menor precisión, propios ya de taller de fabricación y con dimensiones de hasta 500 x 500 mm. La norma 60 DIN 876 señala tres grados de precisión para estos elementos (tabla 11), que tienen el inconveniente que se deforman con el tiempo. TABLA 11: PLANITUD EN MARMOLES PLANITUD EN MARMOLES DE FUNDICION Y ACERO SEGUN LA NORMA DIN 876 (L = lado mayor en mm). GRADO PLANITUD I ± (5+ t~-d 11 L ±(10+-~ 10 111 ± (20+ ~el , , Hoy en d1a se emplean marmoles de un material natural llamado diabasa, que es una variedad de granito negro. Este material garantiza la ausencia absoluta de tensiones y una estabilización perfecta, (fig. 40). Estos últimos bajo fuertes cargas, no se deforman en absoluto. Otras ventajas: MECANIZADO rectificado o rasqueteado rectificado o rasqueteado cepillado 61 - Admiten acabado de mayor finura - No son atacados por ácidos (excepto el fluorhídrico) - No se corroen -No son magnéticos ni conductores de electricidadTodas estas ventajas los hacen más apropriados para el laboratorios de metrología. 1.3.2.8. ESCUADRAS t.i Comprobar ángulos con exactitud es difícil y requiere de aparatos costosos. Sin embargo para los casos más corrientes que se presentan en el taller y para algunos casos en el laboratorio de metrología son suficientes las escuadras fijas. Son instrumentos que tienen un ángulo fijo entre dos superficies planas. Se fabrican de acero de alta calidad, templado y estabilizado de alto grado de precisión. Las escuadras más empleadas son las de 90°, 120º, 135°, 60°, 45°. (fig. 41) Escuadras de 90°. Escuadra de 45°. Escuadra de 120°. Escuadra de 135°. Escuadra de 60°. scua ras yas. 6 TABLA /JI. TIPO DE ESCUADRA INCERTIDUMBRE (µm) EQUIVALENTE DE INCERTIDUMBRE ANGULAR PARA L:MM. Biselada L 4 111 .. ± (2 +-) ± 100 , Normal de control L 10,3'1 ± (5 +-) ± 50 I L 2Qf3'1 ± (10 +-) ± 20 , 11 L 41.2'1 ± (20 +-) ± , 10 1.3.2.9. CALAS, GALGAS O BLOQUES PATRON RECTANGULAR -----·-·---· ···········-·-·-· .................... , .. .................. --1¡1 fil- Las calas de precisión son los calibres de mayor precisión. Están constituidos generalmente por paralelepípedos rectangular de acero templado. El empleo de instrumentos de precisión crea la necesidad de disponer de calibres patrón para el 63 contraste de aquellos. El primer fabricante fue Car/ Johannson, de ahí que sean conocidas con el nombre de calas o bolques Johannson. u 11 1 D ••••••• •• 00000000 000000000 •• 0 Ji'ig. Q,< oques patr6n. ~ \ l(ij ~, Las calas están fabricadas de acero especialmente aleado, libre de tensiones y cuidadosamente templado, que posee la estabilidad necesaria para un elevada precisión, una larga duración y gran capacidad de adherencia. Tienen una dureza Rockewell HRc 65-67. Los bloques tienen todas sus caras finamente rectificadas y dos de ellas opuestas están además /apeadas. Estas dos caras de medida se trabajan de forma que resulten extremadamente planas y paralelas entre sí para proporcionar, a la temperatura de 20ºC, la dimensión nominal con una gran precisión. 64 Otra importante particularidad de los bloques, es la que se pueden agrupar por superposición de modo que la longitud del conjunto conserve la suficiente precisión. Esta cualidad hace que con un número relativamente pequeño de bloques, se pueda formar una gran cantidad de longitudes. Resumiendo, las características de los bloques de medida deben ser la siguientes: - Precisión en su longitud nominal. - Planitud de las superficies de medida. - Paralelismo entre las mismas. - Elevada calidad superficial. - Dureza superficial. - Buena resistencia al desgaste. - Coeficiente de dilatación normalizado y constante. - Inalterables al paso del tiempo. A continuación aclaramos algunas de estas características. 1. 3. 2. 9. 1. Definiciones geométricas. En los bloques patrón de alta calidad que se someten a medición interferométrica 6, la longitud 10 se define (fig. 44), como la distancia entre dos superficies de medida planas, de las cuales una es la superficie de un cuerpo auxiliar al que se adhiere poi 61Ailll1r.f1rom,1rla r,pnstlfla ,t,110ll,'o mbai'On~ 111laM1dida 41 lon,iJ11d1planilu4 cotrallapndsi6n, as/como alguna olramogniludjldcoalogut pu1d1 aplia.u ,11, mlto4o subsidianam1n1,. por,j,mplo al ~fidtnlt ü dilalad611 46 actroL U illltr/tromtlrla o inlt,ftnnd.o /Jplico, 9111 p,rmilt 1mpl1ar la longilud dt onda 41 la lut como ,scolo dt m14itla. completo con una superficie la cala paralela, y la otra es la superficie de medidé. libre del bloque. Se entiende por adherencia directa el estado de contacto íntimo completo y continuo de QQIJt SUPFfU'ICIC ll8Ar las superficies de medida, producido después ._.,., ,., ,r.,, ...... , ... de una limpieza esmerada y con buena .:.::DI':;:.;..••-- planitud, así como alta calidad superficial de las superficies de medida, sin aplicación de presión, por adherencia espontánea. Lé adherencia al deslizamiento es el estado de contacto íntimo en toda la superficie di adherencia, que a consecuencia de pequeña desigualdades en el acabado superficial sólo se puede lograr con una pequeña presión manual. Ambos tipos de adherencia son admisibles, pero no deben emplearse otros medio; suplementarios para lograrla. De acuerdo con la NORMA DIN 861, se definen lo; siguientes valores geométricos: Medida lb en cualquier punto de la superficie de medida.- Es la distancia entre cualquier punto de la superficie de medida A y la superficie plana B de un cuerpo de igual material e igual calidad superficial, adherido directamente por desplazamiento a la otra ID lffl I• J