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Redondez Redondez.- La redondez es una condición donde la superficie de un cilindro es un círculo perfecto teórico, en cualquier sección radial perpendicular a un eje común. Una tolerancia de redondez es la cantidad en que pueden variar de un círculo los elementos de una superficie circular. Una zona de tolerancia de redondez, aplicada a la superficie externa, consiste en dos círculos concéntricos, uno circunscribe los puntos más altos y el otro es radialmente más chico, en el mismo valor de la tolerancia de redondez.

Determinar la redondez La redondez es un parámetro geométrico de gran importancia en la industria. Actualmente se determina mediante instrumentos dedicados o máquinas de medición de redondez, MMR, las cuales se describen brevemente. El problema radica en la determinación o caracterización del error geométrico de la máquina imperfecta a la geometría perfecta. Primeramente, se aborda el problema de la identificación de estos errores a partir de un patrón de redondez conocido. Posteriormente se aborda el problema de la identificación de los mismos al mismo tiempo que las de un patrón desconocido en principio. Se describen los experimentos efectuados así como los resultados obtenidos que validan en términos generales ambos métodos, y se discute en forma general la aplicación de ésta técnica invitando a los usuarios a utilizarla con patrones de redondez calibrados. La medición de desviaciones de redondez en la industria se realiza con una gran variedad de métodos, la Tabla, presenta algunos de los métodos empleados.

Perfil Definición La línea exterior de un objeto en un plano es conocida como su perfil. Un perfil ideal es la forma geométrica exacta de un perfil tal y como se describe por las dimensiones básicas en un dibujo. La tolerancia de perfil establece una frontera uniforme a través del perfil ideal dentro del cual todos los elementos del perfil considerado deberán situarse. Una tolerancia de perfil puede aplicarse simultáneamente a todos los elementos de superficie individual (como un perfil de una superficie) o a elementos de superficie individual (como un perfil de una línea) tomada en varias secciones transversales de la pieza. Los controles de perfil son las únicas tolerancias geométricas que pueden usarse como un control directo de forma (sin datos) o como una tolerancia relativa a un dato.

Controles de perfil Se verán dos tipos de controles de perfil, perfil de línea y perfil de superficie. Los controles de perfil se usan para limitar la forma, tamaño u orientación de una figura de una pieza. Aunque hay ejemplos e información para cada tipo de control, la información que sigue se aplica a ambos tipos de controles de perfil. 1.-Perfil de línea Cuando se especifica un control de perfil de una línea se limita solamente a los elementos individuales de una superficie y la zona de tolerancia es bidimensional y se extiende a través de toda la longitud de perfil ideal. La zona de tolerancia está entre dos planos paralelos, separados del perfil ideal por el valor de la tolerancia especificada. 2.-Perfil de superficie Cuando se especifica un control de perfil de una superficie, la zona de tolerancia es tri-dimensional y se extiende simultáneamente a través de toda la longitud, ancho y profundidad de la figura controlada. La zona de tolerancia está entre dos límites paralelos separadas del perfil ideal por el valor de la tolerancia.

VENTAJAS DE CONTROL DE PERFIL Las tres ventajas del uso de controles de perfil son: (Una definición clara de la zona de tolerancia. (Comunica datos y secuencia de datos). (Elimina la acumulación de tolerancias. SÍMBOLOS DE CONTROL PARA PERFIL Un control de perfil puede aplicarse a cualquier tipo de figura de una pieza pero el perfil ideal debe definirse con dimensiones básicas. Otro aspecto especial de los controles de perfil es que la zona de tolerancia puede especificarse en forma unilateral o bilateral APLICACIONES Las aplicaciones más comunes para el control de perfil de una superficie incluyen la definición de límites para polígonos, formas irregulares con la combinación de líneas rectas, curvas y arcos, superficies coplanarias y dimensiones respecto a un dato.

Aplicación de un perfil de línea

Aplicación de perfil de superficie

Proyector de Perfiles

En el proceso de medición de una pieza intervienen distintos medios para controlar la conformidad de la pieza con las especificaciones del plano. A menudo, las piezas presentan zonas estrechas de difícil acceso donde es necesario implicar medios expertos para poder dar respuesta a las especificaciones del plano.

Con la ayuda de un proyector de perfiles es posible realizar las mediciones en 2D sobre la sombra ampliada de la zona del detalle de interés, con un factor de ampliación conocido. La actividad complementaria a este proceso metrológico supone la preparación de los cortes pertinentes, que vienen especificados en el plano. Con este fin se puede emplear sierra de disco, sierra de hilo con recubrimiento de diamantes etc. Es muy importante la fijación de la muestra en el sistema de corte para comprender la zona de interés, el plano medio, el centro geométrico del detalle. Una vez obtenida la sección hay que pulir la superficie y limpiarla de las posibles rebabas inherentes al proceso de corte. En piezas tipo conector con elementos alargados, en consola, elásticos o de baja rigidez que podrían sufrir deformaciones remanentes o alteraciones en la zona de interés durante el proceso de corte, realizamos probetas de estas, rigidizando su estructura en una resina liquida y con buena fluidez que después de 24h están lista para el proceso de corte. Antes de empezar a medir hay que idear un buen sistema de fijación sobre la mesa de cristal del proyector de perfiles, para evitar posibles riesgos de movilidad. Las dimensiones a medir suelen ser radios muy pequeños, zonas con acabado en forma de chaflán o cotas que refieren a zonas muy estrechas, donde el acceso con la punta de rubí del palpador de una máquina tridimensional u otro medio metrológico es imposible. Es posible la medición directa, utilizando la lectura de los regles de desplazamiento de los ejes o también la medición asistida por un software específicos, capaz de definir primitivas geométricas y encontrar la relación geométrica de interés. Ejemplo de la proyección de perfil de un tornillo:

Rugosidad Una superficie perfecta es una abstracción matemática, ya que cualquier superficie real, por perfecta que parezca, presentará irregularidades que se originan durante el proceso de fabricación. Las irregularidades mayores : Son errores de forma, asociados con la variación en tamaño de una pieza, paralelismo entre superficies y planitud de una superficie o conicidad, redondez y cilindricidad, y que pueden medirse con instrumentos convencionales. Las irregularidades menores : Entra la rugosidad provocada por el elemento utilizado para realizar el maquinado, por ejemplo, la herramienta de corte o la piedra de rectificado. También la ondulación ocasionarla la flexión de la pieza durante el maquinado, falta de homogeneidad del material, libración de esfuerzos residuales, deformaciones por tratamiento térmico, vibraciones, etcétera. La rugosidad superficial es el conjunto de irregularidades de la superficie real, definidas convencionalmente en una sección donde los errores de forma y las ondulaciones han sido eliminados. • Superficie real: Superficie que limita el cuerpo y lo separa del lo separa.

medio que

• Superficie geométrica: Superficie ideal cuya forma está especificada por el dibujo y/o todo documento técnico. • Superficie de referencia: Superficie a partir de la cual se determinan los parámetros de rugosidad. Tiene la forma de la superficie geométrica. Se puede calcular por el método de mínimos cuadrados.

• Perfil real: es la intersección de la superficie real con un plano normal.

Medida de rugosidad: Comparadores visotáctiles. Elementos para evaluar el acabado superficial de piezas por comparación visual y táctil con superficies de diferentes acabados obtenidas por el mismo proceso de fabricación. Rugosímetro de palpador mecánico: Instrumento para la medida de la calidad superficial pasado en la amplificación eléctrica dela señal generada por un palpador que traduce las irregularidades del perfil de la sección dela pieza. Sus elementos principales son el palpador, el mecanismo de soporte y arrastre de éste, el amplificador electrónico, un calculador y un registrador. Palpador inductivo. El desplazamiento de la aguja al describir las irregularidades del perfil modifica la longitud del entrehierro del circuito magnético, y con ello el flujo de campo magnético que lo atraviesa, generando una señal eléctrica. Palpador capacitivo. El desplazamiento vertical del palpador aproxima las dos láminas de un condensador, modificando su capacidad y con ella la señal eléctrica. Palpador piezoeléctrico: El desplazamiento de la aguja del palpador de forma elásticamente un material piezoeléctrico, que responde a dicha deformación generando una señal eléctrica. Patín mecánico: El patín describirá las ondulaciones de la superficie mientras la aguja recorra los picos y valles del perfil. Así se separan mecánicamente ondulación y rugosidad que son simplemente desviaciones respecto de la superficie geométrica con distinta longitud de onda. Filtrado eléctrico: La señal eléctrica procedente del palpador puede pasar a un filtro para eliminar las ondulaciones, esto es, disminuir la amplitud de sus

componentes a partir de una longitud de onda (longitud de onda de corte). Actualmente los rugosímetros permiten calcular y tratar numerosos parámetros de rugosidad, compensar la forma de la pieza o programar la medida.

Medida de la rugosidad La rugosidad superficial se calcula como la media aritmética de las desviaciones respecto a la llamada línea media del perfil. Estas desviaciones, z1,...,zi,...,zj,...,zn, son las distancias de los distintos puntos medidos del perfil efectivo respecto a la línea media. La línea media se define como una línea con idéntica forma al perfil geométrico que divide al perfil efectivo con la condición de que la suma de cuadrados de las desviaciones sea mínima. De esta forma, seleccionada una longitud básica, se determina la rugosidad (Ra) como la media aritmética de las desviaciones expresadas en valor absoluto.

La rugosidad máxima representa la diferencia de cotas (z) máxima entre puntos del perfil efectivo Símbolo básico e indicación de la rugosidad superficial La indicación básica del estado superficial de una pieza se consigna mediante dos trazos desiguales inclinados unos 60º respecto a la línea que representa la superficie. A partir de este símbolo base, y mediante la adición de símbolos complementarios se pueden indicar si la conformación de la superficie se va a realizarse con o sin viruta.

Pasa–No pasa

Calibradores pasa-no pasa Dispositivos diseñados para verificar las dimensiones de una parte en sus límites de tamaño superior e inferior, de acuerdo con las tolerancias especificadas por las normas. Calibrador límite (pasa-no pasa) Se fabrica para ser una réplica inversa de la dimensión de la parte y se diseña para verificar la dimensión de uno o más de sus límites de tolerancia. Un calibrador límite con frecuencia tiene dos calibradores en uno, el primero comprueba el límite inferior de la tolerancia en la dimensión de la parte y el otro verifica el límite superior.

Calibradores de anillos Se emplean para revisar diámetros cilíndricos. Para una aplicación determinada, generalmente se requieren un par de calibradores, uno de pasa y el otro de no pasa, cada calibrador es un anillo cuya abertura se maquina a uno de los límites de tolerancia del diámetro de la parte. Para facilidad de manejo, la parte exterior del anillo está moldeada. Los dos calibradores se distinguen por la presencia de un surco alrededor de la parte externa del anillo no pasa.

Calibrador de contacto Se usa para medir el diámetro. El calibrador límite más común que se utiliza para verificar diámetros de orificios es el calibrador de inserción. El calibrador consta de una manija a la cual se conectan dos piezas cilíndricas precisamente asentadas (insertos) de acero endurecido. Otros dispositivos similares al calibrador de insercion incluyen los calibradores de ahusamiento, que consta de un inserto ahusado para verificar orificios con aguzamientos; y los calibradores roscados.

Tolerancias Tolerancias dimensionales En fabricaciones del tipo que sea y concretamente, las mecánicas, resulta prácticamente imposible alcanzar con la precisión suficiente los valores exactos especificados en las dimensiones que han de poseer los productos finales. Sin embargo, en la mayor parte de las aplicaciones se admiten ciertas desviaciones en relación con el valor de una magnitud está comprendido entre los valores extremos tolerados, uno máximo y el otro mínimo, tal magnitud se considera aceptable. La tolerancia puede definirse como diferencia entre el valor máximo y mínimo aceptable para una determinada magnitud. El término tolerancia posee un doble significado en tecnología ya que existen dos tipos: 

Tolerancia de diseño:

De una determinada cota, es aquella que se prevé como suficiente para asegurar el correcto comportamiento del elemento relativo a esa cota dentro del conjunto mecánico en el que ha de integrarse. 

Tolerancia de fabricación:

Es la tolerancia resultante de la fabricación con un cierto método y con unos ciertos medios. Los proyectistas tienen una cierta tendencia a especificar tolerancias de diseño lo menores posibles, ello repercute en el sentido de que obliga a la oficina de métodos a elegir procedimientos de fabricación más estrechamente controlados, lo que incide ocasionando mayor coste del producto. La elección de las tolerancias de diseño es una cuestión que requiere un compromiso tecnológico que está influido por cuestiones económicas, de normativa, de seguridad, de medios disponibles, etc.

UNE 1120- Dibujo técnico. Notaciones de las tolerancias lineales y 76 angulares UNE 4026- Tolerancias de medida 75 UNE 4040- Tolerancias para piezas lisas hasta 500 mm 77 Tolerancia bilateral: ocurre cuando la dimensión de una pieza puede ser mayor o menor que la dimensión básica. +0.005 1.125−0.003

Tolerancia unilateral: está restringida a solo tener una dimensión mayor o menor que la básica. +¿ 0.005 −¿¿ 1.125¿ Designación de tolerancias Para establecer las tolerancias adecuadas y definir dimensionalmente una pieza, elemento o conjunto mecánico se utilizan diferentes cotas, por ello, es necesario conocer la función del elemento, o pieza o conjunto que aparece en el plano y también el proceso de fabricación necesario para llevarlo a cabo. Una forma de designar una cota afectada de tolerancia es la de situar a la derecha del nominal de la cota considerada en valor entero y expresado en milímetros: las desviaciones máximas toleradas para que la cota resulte aceptable en dos niveles. La desviación superior, o sea, la diferencia algebraica entre la medida máxima aceptable y el valor nominal, se colocará en el nivel de arriba. La desviación inferior, o sea, la diferencia algebraica entre la medida mínima aceptable y el nominal, se situará en el nivel de abajo. Por lo tanto, si deseamos expresar una cota cuyo máximo tolerado fuera 25.05 mm y cuyo mínimo fuera +0.05 24.98 mm se expresaría 25−0.02 . Relativo al indicativo de calidad tenemos 18 calidades o índices de tolerancia, que están designados por los números: 01, 0, 1, 2, …, 15, 16.   

Entre 01 y 5 corresponden a la mecánica de precisión, entre ellos estarían incluidos los instrumentos y accesorios de metrología. Calidades entre 6 y 11 son empleadas en elementos de acoplamiento. Calidades entre 12 y 16 corresponden a desbastes, preformas y elementos que no van a formar parte de acoplamientos.

Bloques patrón Son herramientas que nos periten calibrar los instrumentos de medición o bien las piezas que se trabajan; estos tienen dimensiones fijas contra las cuales se calibra el instrumento en dicha dimensión.924923 Los bloques patrón suelen suministrarse por juegos, según unas longitudes nominales elegidas, de forma que, por adición de varios bloques, se puede disponer de cualquier valor nominal existente dentro de su campo de utilización con escalonamientos de hasta 0.5 μm . Una particularidad importante es que sus caras de medida están provista de tal calidad de acabado en cuanto a rugosidad y planitud, que tienen l capacidad de adherirse entre sí solo con deslizarlas, una frente a otra, manualmente. Materiales que componen los bloques patrón Los bloques patrón están construidos generalmente en acero, pero también se presentan en otros materiales de mayor dureza y resistencia, como el metal duro y la cerámica, por lo que el empleo de piezas de uno u otro material dependerá del presupuesto y la aplicación. Los bloques patrón de metal duro, generalmente carburo de tungsteno o carburo de cromo, presentan el doble de dureza media con respecto a los de acero y por ello son capaces de ofrecer una sólida adherencia y gran resistencia al desgaste. Hasta el momento, los bloques patrón de cerámica son los más resistentes al desgaste y la corrosión, y presentan las mejores propiedades de adherencia y estabilidad. Es por eso que los requisitos que deben cumplir los bloques patrón son rigurosos y se basan en su aptitud para ser instrumentos de calibración. Estos requisitos son:

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Exactitud geométrica y dimensional: deben cumplir con las exigencias de longitud, paralelismo y planitud. Capacidad de adherencia a otros bloques patrón: determinada por su acabado superficial. Estabilidad dimensional a través del tiempo, es decir, no deben “envejecer”. Coeficiente de expansión térmica cercano a los metales comunes: esto minimiza los errores de medición frente a variaciones de temperatura Resistencia al desgaste y a la corrosión.

Presentación y acoplamiento de bloques patrón En virtud del fino acabado que poseen sus caras de medida, los bloques patrón pueden adherirse por estas caras para formar un acoplamiento capaz de alcanzar la medida que deseamos materializar. Sin embargo, no se trata de agrupar bloques al azar, sino de seguir cuidadosas reglas para lograr la precisión necesaria y proteger los bloques de cualquier daño. Podemos resumir estas reglas en los siguientes pasos:

Cuidado de los bloques patrón Como toda pieza de precisión, sumamente delicada y de elevado costo, los bloques patrón requieren un extremo cuidado, tanto en su manipulación como en su almacenamiento, a fin de evitar deterioros y la pérdida de sus propiedades. Si bien los bloques patrón de sección rectangular son los más comunes, algunas firmas también comercializan bloques patrón de sección cuadrada, y tanto uno como otro tipo se encuentran disponibles en medidas métricas y en pulgadas, con un amplio surtido de juegos que responden a las necesidades más exigentes.