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7/31/2019 13 Medicionesespecificas.doc

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Asier Erdozia37.- MEDICIONES ESPECFICASMediciones especficas. Verificacin de errores geomtricos y microgeomtricos:rugosidad. Medicin de roscas y engranajes. Instrumentacin especfica, y mquinas

de medir formas y dimensiones.

ESQUEMAMediciones especficas: Para el funcionamiento de un conjunto y para laintercambiabilidad de sus componentes, adems de unas determinadasdimensiones, se debe cumplir con unas formas, posiciones y calidades superficiales.La dificultad y la importancia de la exactitud ha propiciado la generacin de tcnicasy mquinas especiales para su verificacin.

Verificacin de errores geomtricos: Se dividen en formas y en posiciones. Encuanto a las formas se estudian la planitud y rectitud, la redondez y la cilindridad, lasformas de curvas y de superficies. En cuanto a las posiciones relativas se estudiael paralelismo, la perpendicularidad, concentricidad y coaxialidad, la inclinacin, lasimetra, la posicin y tambin las oscilaciones.

Verificacin de la rugosidad: Verificar la calidad superficial significa definir el tipode rugosidad, ondulacin y defectos tolerables en funcin del uso que tenga dichasuperficie en el conjunto. Se estudian diferentes parmetros (rugosidad media, lineamedia, altura mxima de una cresta,) y la mquina para medir dichos parmetros(el rugosmetro).

Medicin de roscas y engranajes: En cuanto a roscas se verifican dimetros ypasos; En cuanto a engranajes se verifican el perfil del diente, los dimetros, elespesor, paso,

Instrumentacin especfica: Existen instrumentos especficos para medirgeometras y dimensiones que requieren una gran inversin, por lo tanto habrque estudiar en cada caso en nmero de mediciones a realizar para garantizarsu amortizacin. Entre otros: Redondmetro, perfilmetro, mquina de medir porcoordenadas, visualizadores electrnicos, dispositivos con lser, proyector deperfiles,

DESARROLLO

0.- INTRODUCCION. MEDICIONES ESPECFICAS

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Para que un conjunto mecnico funcione adecuadamente y podamos garantizar laintercambiabilidad de cada uno de sus componentes, adems de unas determinadasdimensiones, deben cumplir con unas determinadas caractersticas en cuanto aformas, posiciones y calidades superficiales en funcin del papel que desempeandentro del conjunto. Estas condiciones se detallan en el plano con unos smbolos

adecuados.

En cuanto a las formas se estudian la planitud y rectitud, la redondez y la cilindridad,formas de curvas y de superficies.

En cuanto a las posiciones relativas se estudia el paralelismo, la perpendicularidad,concentricidad y coaxialidad, la inclinacin, la simetra, la posicin y tambin seestudian las oscilaciones, radial y axial.

Para la medicin de la rugosidad veremos los diferentes parmetros utilizadosy analizaremos el rugosmetro que es el instrumento ms utilizado para sudeterminacin.

En este tema vamos a desarrollar los aparatos y procesos para la verificacinde roscas y engranajes debido a su importancia en la fabricacin mecnica y alas especificidades en cuanto a la verificacin. En cuanto a roscas se verificandimetros y pasos; en cuanto a los engranajes se verifican el perfil del diente, eldimetro, el espesor, paso,

Por ltimo, analizaremos la instrumentacin especfica para medir formas ydimensiones.

1.- VERIFICACION DE ERRORES GEOMETRICOS Y MICROGEOMETRICOS:RUGOSIDAD

1.1.- VERIFICACION DE ERRORES GEOMETRICOSEl objetivo principal de este mtodo de tolerancias es asegurar el funcionamientosatisfactorio y la intercambiabilidad.Las tolerancias geomtricas se deben especificar slo cuando sean esenciales paraasegurar la aptitud de la pieza para su finalidad.Las tolerancias geomtricas afectan a la forma y a la posicin de los elementos.En cuanto a la forma podemos encontrar defectos de: rectitud, planitud, redondez,cilindridad, forma de una curva y forma de una superficie.En cuanto a la posicin podemos encontrar defectos de: perpendicularidad,paralelismo, inclinacin, posicin de un punto, concentricidad y coaxialidad,

simetra, oscilacin.Para la medicin o mejor dicho, la verificacin de estos defectos se utilizan lossiguientes procedimientos:

Planitud:Comparacin con un plano patrn; mediante mrmoles, reglas y bloquespatrn, reglas y comparador.

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Comparacin con un plano imaginario; mediante anteojo fijo y mira mvil.

Rectitud:Por el mtodo del hilo. Se utiliza para guas muy largas.

Verificaciones angulares:

Mediante escuadras, plantillas de ngulos o falsas escuadras.

Verificacin de superficies cilndricas de revolucin:Medicin y verificacin de dimetros:

Mediante pie de rey y micrmetro, tanto exterior como interior. Para agujerosse pueden utilizar alexmetros.

Verificacin de perpendicularidad de superficies:Mediante escuadra; mediante cilindro o escuadra y bloques patrn; mediante

escuadra de precisin y reloj comparador.

Verificacin del paralelismo de superficies:Mediante compases, reloj comparador.

Verificacin de superficies cnicas de revolucin:

Se reduce a comprobar la rectitud de las generatrices, la redondez de lassecciones normales al eje y la verificacin del semingulo. La verificacin serealiza por medio de un comparador (entre puntos o calzos en V).

1.2.- VERFICACION DE ERRORES MICROGEOMETROCOS: RUGOSIDADAparte de las tolerancias dimensionales y geomtricas, los planos que delimitan unapieza han de poseer un acabado superficial adecuado a las funciones que debencumplir dichas superficies.La calidad superficial depende del proceso de mecanizado empleado, ya que unapieza obtenida por fundicin no presenta la misma calidad superficial que otrarectificada.Esta caracterstica tiene gran importancia en la capacidad de desgaste, adherencia,

lubricacin, en el aspecto, etc., pero un buen acabado no siempre beneficia al buenfuncionamiento y adems supone un incremento del coste, por esto, el diseador

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debe indicar en el plano cual es el valor deseado para el acabado superficial (seindica mediante el signo ).Dependiendo de la funcin que han de desempear existen distintos tipos desuperficies:

Superficies funcionales: Son aquellas que requieren un acabado muy finopara realizar su funcin adecuadamente. Generalmente son las superficies decontacto entre piezas.Superficies de apoyo: Slo requieren un desbaste para tener un buenapoyo.Superficies libres: Que no tienen ms funcin que la visual, por lo que essuficiente con que sea lisa y regular.

Dentro de las irregularidades superficiales se pueden distinguir tres clases:rugosidad, ondulacin y defecto o fallo.

Rugosidad: Conjunto de estras o huellas que se produce en la superficie de unapieza por efecto de los procesos de conformacin. Estas estras son originadas por

las herramientas de corte o por los granos de los abrasivos y dependen de la formade mecanizado.

Ondulacin: Las irregularidades superficiales que se producen en la superficie deuna pieza son espaciadas. La aparicin de las ondulaciones puede ser debidas avibraciones, tensiones del material, distorsiones, etc.

Defecto o fallo: Las irregularidades se producen de forma espordica a intervalosrelativamente espaciados. Por ejemplo, poros, grietas, rayaduras, resaltes, etc.

Una vez definidos estos trminos podemos definir la rugosidad superficial, como elconjunto de irregularidades que posee la superficie real de un objeto en una seccindeterminada, donde los errores de forma y las ondulaciones han sido eliminados.

Para una correcta medicin cuantitativa deberemos tener en cuenta los conceptosdepaso, sentido y profundidadde la rugosidad.

El paso de la rugosidad es la relacin entre el nmero de salientes de lasestras que hay en una longitud fija y dicha longitud.

La orientacin o sentido de la rugosidad es la direccin predominante delas huellas de una superficie mecanizada.

La profundidad de la huella es la distancia entre la lnea de fondo (Lf) y lalnea envolvente (Le).

Son varios los parmetros empleados para medir la rugosidad, aunque aqu

solamente abordaremos aquellos que ms se emplean:Rugosidad media aritmtica (Ra), es el valor medio de los valores absolutosde las alturas del perfil (de crestas y valles) respecto de la lnea media,tomadas a lo largo de una longitud L. Se trata del parmetro ms utilizadopara definir un acabado superficial. Con l se determinan en los planos lasrugosidades superficiales de las piezas; adems, es el valor que indican lamayora de los instrumentos de medida. Se mide en micras o micropulgadas.Lnea media (Lm), es la lnea imaginaria trazada de forma que las reas delos salientes sean iguales a las de los entrantes.Altura mxima de una cresta (Ru), es la distancia desde la lnea mediahasta la cresta o pico ms elevado, a lo largo de una longitud L.Profundidad mxima de un valle (Rm), es la distancia desde la lnea mediahasta el valle ms profundo, a lo largo de una longitud L.

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Altura mxima del perfil (Rmax), es la distancia entre el pico ms elevado y elvalle ms profundo, a lo largo de una longitud L.Altura de las irregularidades sobre 10 puntos (Rz), es la distancia mediaentre las cinco crestas ms altas y los cinco valles ms bajos, a lo largo deuna longitud L.

La medicin de la rugosidad se realiza mediante inspeccin visual y tctil (o sea, altacto), o mediante instrumentos basados en procedimientos electromecnicos, quees lo ms comn hoy en da.

Comparadores VisotctilesSe trata de patrones o muestras de rugosidad conocida, con las que porcomparacin visual y tctil (o sea, al tacto, con la ua o el dedo) se evala elacabado superficial de las piezas a medir.

Estn construidos de materia plstica especial, y abarcan una serie de superficiesnormalizadas, que cubren todos los mtodos de mecanizacin y profundidades deperfil ms corrientes. Tanto el mtodo de mecanizado como la profundidad del perfil

se indican sobre cada patrn.Se presentan normalmente agrupados en muestrarios para facilitar su manejo, talcomo se muestra en esta imagen.

Rugosmetros ElctricosSon los aparatos ms extensamente utilizados para la medicin de la rugosidad, aescala industrial y tambin a nivel de laboratorio.

Estos equipos disponen de un brazo, en cuyo extremo va montado el palpador, elcul se desplaza a lo largo de la superficie a controlar. Los movimientos del palpadoral seguir el perfil de la superficie, se transforman en impulsos elctricos de entrada aun circuito, donde despus de ser correctamente amplificadas, permiten registrar elperfil o calcular alguno de los parmetros.

En las siguientes imgenes pueden apreciarse un rugosmetro, y al lado la forma deactuar de un palpador.

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2.- MEDICIN DE ROSCAS Y ENGRANAJES

Antes de ver los procesos de medicin y verificacin de roscas y engranajes vamosa indicar los parmetros identificativos de cada uno.

RoscasLos elementos que definen a una rosca son los siguientes:

Engranajes

Un engranaje es un rgano dentado destinado a mover otro o a ser movido porl, por la accin de los dientes al venir en contacto sucesivo. Debe tener formas ydimensiones perfectamente definidas para asegurar el funcionamiento.

Los parmetros que caracterizan un engranaje son:

2.1.- PROCESOS DE MEDICIN

Procesos de medicin de roscas.

Verificacin con calibres fijos: mediante calibres pasa y no pasa paradimetros; peines patrn para ngulos y pasos.

Medicin directa: mediante calibres, micrmetros para dimetro exterior; paradimetros medios e interiores mediante micrmetros con puntas especiales;utilizando varillas calibradas junto con micrmetro para medir dimetros medios yngulos (se aplican relaciones geomtricas); con proyector de perfiles.

Procesos de medicin de engranajes.

Los procesos para asegurar la calidad de un engranaje vienen determinados en elsiguiente esquema:

Verificacin del perfil del diente:

Se puede emplear un proyector de perfiles junto con plantillas; Existen aparatos(MAAG) que generan la forma terica del perfil.

Control del dimetro primitivo:

Un mtodo muy fiable para su control es el empleo de dos rodillos calibradoscolocados en los huecos de los dientes en posiciones opuestas y la utilizacin de unmicrmetro para la medicin.

Medicin del espesor del diente:

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Control de la distancia entre ejes (excentricidad):

Este error se genera cuando el centro del dimetro primitivo no coincide con elcentro de la rueda. La comprobacin se puede hacer mediante reloj comparador y

cilindros calibrados.

Medicin del paso:

La medicin del paso cordal se realiza mediante la utilizacin de micrmetrosde platillos que pueden abarcar 2 o ms dientes. Se mide el paso sobre lacircunferencia base determinando el espesor base, permitiendo calcular lasrestantes caractersticas de la rueda dentada.

3.- INSTRUMENTACION ESPECIFICA, Y MAQUINAS DE MEDIR FORMAS YDIMESIONES

Existen instrumentos especficos que sirven para medir diferentes formas yposiciones pero se tiene que considerar el nmero de mediciones a realizar paracompensar la inversin puesto que la instrumentacin es cara. A continuacin senombran algunos:

Redondmetro (medidora de formas): Para medir redondez, cilindridad,coaxialidad, planitud, perpendicularidad, en piezas de revolucin. Consta

bsicamente de plato giratorio y palpador que rastrea la pieza.Perfilmetro: Mquina dotada de palpador para medir perfiles de superficies.Se obtiene un grfico amplificado de la forma y dimensiones de la pieza.Los aparatos modernos incorporan rugosmetro y perfilometro en la mismamquina.MMC (mquina de medir por coordenadas): para dimensiones y formasde geometra compleja. Es un instrumento de gran precisin que permitedeterminar la dimensin, forma y posicin de un objeto mediante la medicinde los distintos puntos que componen su superficie. Para ello disponen depalpadores que recorren la geometra del objeto a verificar.Visualizadores electrnicos: Proyectan rayos de luz a travs de una regla

de vidrio graduada sobre fotoelementos que transforman esta energa enelctrica. Estos impulsos elctricos se transforman en milmetros y en micras.Dispositivos con lser: Se basa en las variaciones de frecuencia quese producen al desplazarse los sistemas pticos. Se pueden obtenerresoluciones de hasta 0,01, algo a tener en cuenta en verificaciones deelementos extremadamente precisos y a la hora de calibrar otros elementosde verificacin.Proyector de perfiles:

4.- CONCLUSIN

En la industria en general y en fabricacin mecnica en particular es imprescindible

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el garantizar unas calidades dimensionales de acuerdo con la calidad requerida parapoder garantizar la intercambiabilidad de las piezas as como obtener la satisfaccinde los clientes.Adems de la metrologa dimensional, tan importante como esta es una medicin yverificacin geomtrica de las piezas as como una rugosidad superficial adecuada a

las necesidades funcionales.No es de extraar por tanto, ver como existen piezas con un proceso metrolgicopropio en torno a ellas como son los engranajes y roscas, a la vez que complejosdispositivos de verificacin de formas y medidas.5.- BIBLIOGRAFA

- CONTROL DE CALIDAD EN FABRICACION MECANICA, Sergio GmezGonzlez; Ediciones Ceysa- METROLOGIA Y ENSAYOS. VERIFICACION DE PRODUCTOS; E Ortea; 2009- METROLOGIA BASICA; E. Manrique-A. Casanova; EDEBE.- Wikipedia- www.sariki.es

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