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• Marisaruzo

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TEMA 13 MEDICIONES ESPECÍFICAS. VERIFICACIÓN DE ERRORES GEOMÉTRICOS Y MICROGEOMÉTRICOS: RUGOSIDAD. MEDICIÓN DE ROSCAS Y ENGRANAJES. INSTRUMENTACIÓN ESPECÍFICA, Y MÁQUINAS DE MEDIR FORMAS Y DIMENSIONES.

INDICE INDICE..............................................................................................................................1 1.Introducción....................................................................................................................1 2.Introducción a las mediciones específicas......................................................................1 3.Verificación de errores geométricos...............................................................................2 3.1.Verificación de las formas...........................................................................................2 3.1.1.Verificación de la rectitud y la planitud...................................................................2 3.1.2.Verificación de la redondez y otras formas..............................................................3 3.2.Microgeometría: medida de calidad superficial..........................................................3 4.Medición de roscas y engranajes...................................................................................4 4.1.Medición de roscas......................................................................................................4 4.2.Medición de engranajes...............................................................................................5 5.Instrumentación específica y máquinas para medir formas y dimensiones..................5 5.1.Máquinas medidoras de formas...................................................................................5 5.2.Máquinas para medir dimensiones..............................................................................6 5.3.Visualizadores electrónicos de cotas..........................................................................6 5.4.Medidas con láser........................................................................................................6 5.5.Proyector de perfiles....................................................................................................7 6.Conclusión......................................................................................................................7

1. Introducción En la industria son múltiples los casos en que es necesario realizar mediciones de elementos comúnmente empleados, como pueden ser las roscas o los engranajes, verificar que las piezas fabricadas tienen una forma lo suficientemente aproximada a la teórica o garantizar la precisión en la fabricación. Para todo ello se estudia en este tema los procedimientos y herramientas que nos permitan verificar y medir distintos elementos y consecuentemente garantizar la calidad de los mismos.

2. Introducción a las mediciones específicas Página 1 de 8

Entre las mediciones específicas, consideraremos en primer lugar las relativas a los errores de forma y el acabado superficial de las piezas fabricadas. A continuación se estudiarán las mediciones realizadas en elementos tan importantes y comunes como son las roscas

y los

engranajes

y finalmente

se describirán

algunos

instrumentos específicos y máquinas destinados a realizar estas medidas.

3. Verificación de errores geométricos 3.1. Verificación de las formas En la fabricación mecánica además de verificar las tolerancias de las dimensiones, es necesario hacerlo también de las formas geométricas. Las más importantes son: planitud, rectitud y redondez. 3.1.1.

Verificación de la rectitud y la planitud

Los métodos para la verificación de la planitud pueden clasificarse en 2 grupos: 

Métodos de comparación con un plano de referencia: mediante un mármol (cualquier pieza) que nos sirve de referencia para apoyar el objeto, y montando un equipo deslizante con un comparador para viajar sobre la superficie, vamos tomando continuamente cotas que nos dictarán los errores en dicho plano.

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

Métodos de medida directa con niveles de precisión: formar un plano con tres puntos de referencia mediante el cual vamos midiendo los diferentes ángulos al desplazarse sobre la superficie.

Hay otros métodos, como el de la regla óptica, que se emplea para medidas de mayor precisión. 3.1.2.

Verificación de la redondez y otras formas

Podemos realizar la verificación de la redondez, por dos métodos: 

Métodos de verificación intrínseca: la propia superficie a verificar sirve de referencia al hacerla girar, el comparador señala las posibles desviaciones de su forma circular teórica.



Métodos de verificación extrínseca: toman la referencia a través de un elemento palpador externo, en rotación relativa a la pieza. Es el caso de las máquinas de verificación de redondez. El resultado de verificación viene dado en forma de gráfico donde se aprecia exageradamente las irregularidades de la pieza, indicando las tolerancias entre las cuales fluctúa la pieza.

3.2. Microgeometría: medida de calidad superficial Al igual que es imprescindible que las dimensiones estén dentro de un límite para su correcto funcionamiento, es necesario que las superficies tengan una calidad apropiada. La diferencia radica en que no es mejor siempre un acabado superficial perfecto. Los factores que determinan de modo preciso las características de una superficie son: 

La rugosidad: está representada por las irregularidades de la superficie,

espaciadas con mayor o menor finura, los surcos

producidos por el filo de la herramienta o los granos abrasivos, o el avance de la máquina. 

Las ondulaciones: son irregularidades superficiales con mayor espaciado que la rugosidad, casi siempre provenientes de desviaciones de la máquina, pieza o vibraciones.



La dirección de las rugosidades: es la orientación que tienen las Página 3 de 8

estrías. 

El ancho de las estrías: separación máxima entre ellas.

Existen representaciones de símbolos que definen la rugosidad de una superficie y su orientación. Las máquinas encargadas de medir la rugosidad se llaman rugosímetros. El más utilizado es el electrónico de palpador móvil, que constan de un brazo palpador en cuyo extremo hay una cabeza palpadora de punta de diamante y una referencia de metal duro para eliminar las ondulaciones. La punta palpadora recoge las rugosidades al desplazarse lentamente., aplicada sobre la superficie.

4. Medición de roscas y engranajes 4.1. Medición de roscas De los parámetros que caracterizan a una rosca vamos a estudiar: 

La medición del diámetro exterior: simplemente medir el diámetro exterior.



La medición del diámetro interior: para realizarla los palpadores han de ser de punta fina, y han de ser tres, para evitar la tendencia de giro de la rosca y llegar bien al fondo.



La

medición

del

diámetro

medio:

es

la

medición

más

importante, ya que es según el que se realiza el contacto, y determina el espesor de la rosca. La medición más precisa se realiza auxiliándose de tres varillas calibradas y empleando las relaciones geométricas en el filete de la rosca. 

La medición del ángulo de la rosca: se realiza empleando dos juegos de varillas calibradas, de distintos diámetros dispuestas sobre los flancos del filete, para determinar el semiángulo a partir de relaciones geométricas.



La medición del paso: mediante un palpador que hace contacto con los flancos en los sucesivos huecos y toma las lecturas de los desplazamientos en la dirección del eje.

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En la medición de roscas interiores, es preciso recurrir a sistemas más complicados, como pueden ser la elaboración de moldes de rosca, para poder medir sus parámetros más significativos. 4.2. Medición de engranajes Dada la importancia en la industria mecánica de los engranajes, se ha desarrollado en torno a ellos una técnica metrológica. Los parámetros a medir en los engranajes son: 

El espesor del diente: se emplea el calibre de módulos, que es un pie de rey de doble nonio. La forma de emplearlo es regular una escala graduada a fin de colocar las bocas del pie de rey sobre el diámetro primitivo, sobre el cual mediremos una cuerda.



El perfil del diente: se genera una evolvente de círculo a través de algún elemento y mediante un comparador se determina el error cometido en el engranaje.



La división del dentado: es la distancia entre dos puntos homólogos. La medida consiste en centrar el engranaje sobre un plano divisor de una máquina mediadora universal y con un palpador

tomar

la

medida

de

giro

para

las

posiciones

homologas del palpador. 

La medición de la excentricidad: fijando un comparador y poniéndolo en contacto a través de un rodillo calibrado se determinan las desviaciones para cada diente.

5. Instrumentación específica y máquinas para medir formas y dimensiones 5.1. Máquinas medidoras de formas Son máquinas destinadas a verificar la forma geométrica de las piezas. Sobre todo se emplean las máquinas para medir redondez descritas anteriormente. También se usan los sistemas de medición por láser destinados a comprobar la planitud y rectitud de piezas que requieran gran precisión. Página 5 de 8

5.2. Máquinas para medir dimensiones Son de medida por coordenadas, dispositivos que miden en una o tres dimensiones. Constan de un soporte fijo sobre el que se coloca la pieza y una serie de palpadores dan la medida respecto a una referencia fija. Las más simples dan las medidas por comparación con bloques patrón. Las más modernas emplean dispositivos electrónicos con las que obtenemos medidas absolutas. Otros instrumentos, más comunes, son destinados a medir ángulos. Podemos

citar

calibres

específicos,

como

por

ejemplo

para

engranajes. Otro tipo de instrumentos específicos son, los ya mencionados, rugosímetros. 5.3. Visualizadores electrónicos de cotas Los visualizadores electrónicos de cotas están constituidos fundamentalmente por una regla de vidrio. A un lado de la regla hay una lámpara miniatura que envía rayos luminosos, concentrados por un condensador que después de atravesar los espacios libres de una placa contrarreticulo de exploración son recibidos por un conjunto de fotoelementos de silicio, que transforman los rayos luminosos en corrientes eléctricas que por conductores adecuados llegan a un contador electrónico que traduce en milímetros y micras el número de impulsos recibidos, y los presenta en un display digital que lleva el contador. 5.4. Medidas con láser Es utilizado principalmente para la verificación de sistemas de medida de las máquinas-herramienta, que como norma general de diseño han de tener una precisión 10 veces superior a la exigida para las medidas que se han de obtener en piezas mecanizadas. El sistema esta compuesto fundamentalmente de los siguientes elementos: 

Un emisor de rayos láser.



Un interferómetro que divide el haz en dos de acuerdo con sus frecuencias.



Un contador de impulsos con display que registra cada Página 6 de 8

interferencia y las cuenta a medida que el receptor móvil se desplaza. 5.5. Proyector de perfiles Es el aparato destinado a verificar líneas o superficies especiales. Se trata de un sistema de medida sin contacto, ningún palpador toma contacto con la pieza. Los contornos de las piezas a controlar son reproducidos

por

proyección

óptica

sobre

una

pantalla.

Esta

proyección puede realizarse por 2 procedimientos: 

Proyección Diascópica: la iluminación se hace por la parte posterior de la pieza que se examina, obteniéndose sobre la pantalla una silueta oscura. Permite medidas dimensionales de un perfil por comparación con un patrón.



Proyección

Episcópica:

se

aplica

al

examen

de

detalles

superficiales, principalmente comprobación de trazos, rayas, etc. La iluminación está concentrada sobre la superficie a examinar siendo los detalles de esta superficie los que aparecen en la pantalla. Los proyectores de perfiles se componen de las siguientes partes: una fuente de luz eléctrica, un dispositivo óptico de aumento variable, una pantalla de proyección y diversos dispositivos de sujeción para fijar las piezas a controlar. Estos

aparatos,

previstos

para

emplearlos

con

grandes

aumentos, hasta cien veces, se utilizan para verificar pequeñas piezas de relojería, perfiles de goma, tornillos,…es decir, más bien para controlar formas o contornos que longitudes.

6. Conclusión Con la aplicación de las técnicas e instrumentos estudiados en este tema, el operario estará en condiciones de realizar mediciones de elementos comúnmente empleados, como pueden ser las roscas o los engranajes, verificar que las piezas fabricadas tienen una forma lo suficientemente aproximada a la teórica o garantizar la precisión en Página 7 de 8

la fabricación y consecuentemente garantizar la calidad de la misma.

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