Proyecto Fin de Carrera Ingeniería Aeronáutica

Libro de Tareas de Metrología Dimensional

Departamento de Ingeniería Mecánica y de los Materiales Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2014

1

LABORATORIO DE METROLOGÍA DIMENSIONAL ÁREA DE INGENIERÍA DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN

METROLOGÍA Y EMPRESA

OBJETIVOS 1. 2. 3. 4.

Identificar la vinculación entre empresas de ámbito industrial o servicios con la metrología. Valorar la importancia de la existencia de un sistema de calidad en una empresa. Detectar las necesidades metrológicas de una empresa. Familiarizar al alumno con actividades metrológicas que se realizan a diario en una empresa.

DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA El alumno deberá identificarse como miembro de una empresa de ámbito industrial o servicios. Como parte responsable de la calidad en la empresa, tiene como objetivo definir el organigrama de la misma para asegurar la calidad. Asimismo debe definir las acreditaciones o certificaciones que su empresa debe poseer para cumplir con el sistema de calidad. Por último definirá las necesidades metrológicas de la empresa por medio de dos ejemplos de calibración y ensayos que sean necesarios llevar a cabo en la empresa. Con todo ello el alumno será capaz de identificar los factores que llevan a alcanzar un sistema de calidad en una empresa.

RESULTADOS A PRESENTAR    

Empresa en la que se va a centrar la tarea. Organigrama de la empresa, para asegurar la calidad de los productos realizados por la misma. Certificados o acreditaciones que la empresa debe poseer. Ejemplos de calibración y ensayos.

MYE-2

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METROLOGÍA Y EMPRESA

HOJA DE TRABAJO Nombre de la empresa: _____________

Ejercicio 1 Definir las acreditaciones o certificaciones que debe poseer su empresa, para asegurar un sistema de calidad.

Ejercicio 2 Dibujar el organigrama de la parte metrológica de la empresa, haciendo especial hincapié a la parte de calidad y dirección técnica, escribiendo sus funciones y tareas.

MYE-3

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METROLOGÍA Y EMPRESA

Organigrama:

MYE-4

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METROLOGÍA Y EMPRESA

Ejercicio 3 Escribir detalladamente dos ejemplos de calibración o ensayos que la empresa tiene que llevar a cabo para asegurar la calidad de los productos que finalmente llegarán al cliente. Ejemplo 1: _____________

Ejemplo 2: _____________

MYE-5

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METROLOGÍA Y EMPRESA

Ejercicio 4 Escribir 4 factores relacionados entre sí, que permiten asegurar un sistema de calidad metrológico en la empresa, con la consecuente calidad del producto que recibirá el cliente.

Sistema de calidad

MYE-6

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CALIBRACIÓN DE MICRÓMETRO DE EXTERIORES DE DOS CONTACTOS

DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA

En la presente práctica el alumno realizará la calibración de un Micrómetro de exteriores de dos contactos, teniendo en cuenta las especificaciones contempladas en el documento IPF-002 PROCEDIMIENTO PARA LA CALIBRACIÓN DE MICRÓMETROS DE EXTERIORES DE DOS CONTACTOS.

Algunos de los aspectos descritos en dicho procedimiento, y que son de necesario cumplimiento por parte del alumno antes de proceder a la calibración del instrumento, son los siguientes: 

Leer detenidamente el procedimiento completo antes de comenzar la calibración.



Familiarizarse con el uso de los instrumentos.



Limpiar los bloques-patrón que se usen a lo largo de la calibración con alcohol.



Limpiar las superficies de las guías corredoras, escalas, nonio y superficies de medida.



Se inspeccionarán los instrumentos y se harán las oportunas anotaciones en las hojas de trabajo.



Ajustar la escala del instrumento a cero, de forma tal entre las superficies de medida no debe verse ninguna rendija de luz.



Ponerse guantes de látex sin estrenar para todas las manipulaciones.



Se rellenarán las hojas de trabajo con los datos identificativos del equipo: marca, nº de serie, modelo y división de escala.



Se rellenarán las hojas de trabajo con la fecha y las condiciones ambientales (temperatura y humedad)



Una vez concluida la calibración se volverán a limpiar las superficies de medida y, tras asegurarse que están secos, se les dará una capa de vaselina para preservarlos.

MATERIAL A EMPLEAR 

Papel suave que no desprenda fibras



Bote de alcohol para limpieza



Bote de vaselina



Guantes de látex



Caja de bloques-patrón y bloques independientes



Accesorios para bloques-patrón



Micrómetro de exteriores de dos contactos CME-7

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CALIBRACIÓN DE MICRÓMETRO DE EXTERIORES DE DOS CONTACTOS

HOJA DE TRABAJO Operario: Fecha:

Procedimiento: Comienzo

Muestra: Final

Hora Temperatura [ºC] Humedad [HR] Características del micrómetro Marca: Nº de serie: Modelo: Campo de medida: División de escala:

Inspección previa del micrómetro Correcto

Defectuoso

Correcto

Defectuoso

Correcto

Defectuoso

No

Sí

Roza

No roza

Funciona

No funciona

Funciona

No funciona

Buena

Mala

Estado de las caras de medida

Grabado de los trazos de la escala

Estado del indicador

Golpes, óxidos, etc.

Tambor

Limitador de par

Dispositivo de bloqueo de la punta móvil

Planitud de las caras de media

CME-8

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CALIBRACIÓN DE MICRÓMETRO DE EXTERIORES DE DOS CONTACTOS

Caras

Tope móvil

Tope fijo

Franjas

Patrones [mm] Nominales [mm] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

x [mm] Ci [mm] uxi [m] upi [m] ures [m] uTi [m] ui [m] Ui [m]

CME-9

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CALIBRACIÓN DE MICRÓMETRO DE EXTERIORES DE DOS CONTACTOS

CME-10

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CALIBRACIÓN DE PIE DE REY

DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA

En la presente práctica el alumno realizará la calibración de las superficies de medida exteriores de un Pie de Rey, teniendo en cuenta las especificaciones contempladas en el documento IPF-001 PROCEDIMIENTO PARA LA CALIBRACIÓN DE PIE DE REY.

Algunos de los aspectos descritos en dicho procedimiento, y que son de necesario cumplimiento por parte del alumno antes de proceder a la calibración del instrumento, son los siguientes: 

Leer detenidamente el procedimiento completo antes de comenzar la calibración.



Familiarizarse con el uso de los instrumentos.



Limpiar los bloques-patrón que se usen a lo largo de la calibración con alcohol.



Limpiar las superficies de las guías corredoras, escalas, nonio y superficies de medida.



Se inspeccionarán los instrumentos y se harán las oportunas anotaciones en las hojas de trabajo.



Ajustar la escala del instrumento a cero, de forma tal entre las superficies de medida no debe verse ninguna rendija de luz.



Ponerse guantes de látex sin estrenar para todas las manipulaciones.



Se rellenarán las hojas de trabajo con los datos identificativos del equipo: marca, nº de serie, modelo y división de escala.



Se rellenarán las hojas de trabajo con la fecha y las condiciones ambientales (temperatura y humedad)



Una vez concluida la calibración se volverán a limpiar las superficies de medida y, tras asegurarse que están secos, se les dará una capa de vaselina para preservarlos.

MATERIAL A EMPLEAR 

Papel suave que no desprenda fibras



Bote de alcohol para limpieza



Bote de vaselina



Guantes de látex



Caja de bloques-patrón y bloques independientes



Accesorios para bloques-patrón



Pie de rey

CPR-11

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CALIBRACIÓN DE PIE DE REY

HOJA DE TRABAJO

Operario: Fecha:

Procedimiento:

Muestra:

Comienzo

Final

Hora Temperatura [ºC] Humedad [HR] Características del Pie de Rey Marca: Nº de serie: Modelo: Campo de medida: División de escala: Inspección previa del Pie de Rey Correcto

Defectuoso

Correcto

Defectuoso

No

Sí

Funciona

No funciona

Estado de las caras de medida

Grabado de los trazos de la escala

Golpes, óxidos, etc.

Dispositivo de bloqueo de la punta móvil

CPR-12

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CALIBRACIÓN DE PIE DE REY

Tabla 1. Toma de datos y cálculo de incertidumbre de las superficies de medida exteriores Patrones Nominales 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

x [mm] Ci [mm] uxi [m] upi [m] ures [m] uTi [m] ui [m] Ui [m]

CPR-13

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CALIBRACIÓN DE PIE DE REY

CPR-14

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MEDICIÓN DE LONGITUDES

INTRODUCCIÓN La medición directa de longitudes se realiza con instrumentos que mediante un indicador (digital, nonio, aguja, etc.) nos indique el valor de la magnitud medida.

El empleo de un instrumento u otro no se realiza de forma arbitraria, sino que se han de tener en cuenta los siguientes criterios: 

Que su tipología y características se adecuan a los requisitos especificados. Elegir la opción más ventajosa desde el punto de vista técnico.



Que la división de escala o resolución se corresponda con las medidas a realizar. Se determina según la tolerancia de la magnitud a medir según la relación: 1 1  MD     T  5 10 



Verificar la relación entre la tolerancia del proceso frente a la incertidumbre de uso del equipo de medida: T T U 20 6

OBJETIVOS 1. Realizar la medición de diferentes superficies de una pieza empleando los medios de medición más convenientes en cada caso. 2. Familiarizarse con los criterios de selección de los instrumentos de medida más adecuados en cada caso, así como con su uso. 3. Seleccionar el medio de medición de acuerdo al criterio práctico estudiado en clases. 4. Analizar el método de enfoque más adecuado a emplear en las máquinas de medición.

DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA En la práctica se trabaja con una pieza tipo eje escalonado. En cada una de ellas aparece grabado un número de identificación que deberá constar en la hoja de trabajo del alumno. Para realizar las mediciones indicadas en los ejercicios se ha de seleccionar el instrumento más adecuado en cada caso. Para ello se tendrán en cuenta los criterios establecidos para tal fin, excepto el último ya que no se tienen datos acerca de la incertidumbre de calibración de los instrumentos de medida. También hay que tener en cuenta la disponibilidad de instrumentos del laboratorio. En el ejercicio 1 se indica expresamente el instrumento que ha de emplearse para realizar la medición de la longitud de la pieza

ML-15

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MEDICIÓN DE LONGITUDES

El alumno deberá valorar antes de comenzar a medir, el estado del instrumento de medida, como puede ser la limpieza de las superficies de medida, la existencia de daños externos, que no se aprecien correctamente los trazos de la escala, que no se realice correctamente el ajuste a cero, etc. En caso de que esto ocurriese, deberá constar en la hoja de trabajo de la práctica. Deberá tenerse especial cuidado en la correcta ubicación de las superficies de medida de los instrumentos sobre la superficie medida en la pieza.

Los resultados han de expresarse en milímetros con la misma precisión con la que se han medido. También se han de expresar en mm el campo de medida y la apreciación de los instrumentos. EQUIPOS A EMPLEAR  Pie de rey universal  Micrómetro de exteriores de dos contactos  Pie de rey de profundidad  Proyector de perfiles  Calibre de radios  Mármol de fundición

ML-16

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MEDICIÓN DE LONGITUDES

HOJA DE TRABAJO Pieza nº: _____

Ejercicio 1 Medir la longitud de la pieza utilizando conociendo que su tolerancia es de 0,50 mm. Aplique el criterio práctico para seleccionar adecuadamente el instrumento de medición. Realizar dos mediciones.

Nombre del instrumento: Campo de medida: Apreciación:

1

2

Resultado de las mediciones:

Resultado final de la longitud L = ______________

ML-17

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MEDICIÓN DE LONGITUDES

Ejercicio 2 Medir la longitud de la pieza, considerando que su tolerancia es de 0,20 mm. Aplique el criterio práctico para seleccionar adecuadamente el instrumento de medición. Colocar la pieza y el instrumento sobre la misma superficie de referencia y medirla tres veces. Nombre del instrumento: Campo de medida: Apreciación:

1

2

3

Resultado de las mediciones:

Resultado final de la longitud L = ______________

Ejercicio 3 Medir cuatro veces los diámetros de la pieza indicados en la figura, utilizando un micrómetro de exteriores.

ML-18

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MEDICIÓN DE LONGITUDES



Diámetro 1 Campo de medida: Apreciación:

1

2

3

4

Medida final

1

2

3

4

Medida final

1

2

3

4

Medida final

Resultado de la medición:



Diámetro 2 Campo de medida: Apreciación:

Resultado de la medición:



Diámetro 3 Campo de medida: Apreciación:

Resultado de la medición:

ML-19

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MEDICIÓN DE LONGITUDES



Diámetro 4 Campo de medida: Apreciación:

1

2

3

4

Medida final

Resultado de la medición:

ML-20

LABORATORIO DE METROLOGÍA DIMENSIONAL ÁREA DE INGENIERÍA DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN

MEDICIÓN DE LONGITUDES

Ejercicio 4 Realizar el control de las longitudes de los escalones del eje indicados en la figura utilizando:  

Un proyector de perfiles El instrumento más adecuado en cada caso

Proyector de perfiles Campo de medida: _______________

Longitud A Longitud B

Apreciación: ____________________ Longitud C Longitud D Longitud E Longitud F Longitud G Longitud H Longitud I

ML-21

LABORATORIO DE METROLOGÍA DIMENSIONAL ÁREA DE INGENIERÍA DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN

MEDICIÓN DE LONGITUDES

Magnitud

Instrumento

Campo de medida

Apreciación

Longitud A Longitud B Longitud C Longitud D Longitud E Longitud F Longitud G Longitud H Longitud I

Ejercicio 5 Realizar la medida del radio de curvatura de la pieza mediante el empleo de galgas o calibres de radio y acotarlo en la figura.

ML-22

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MEDICIÓN DE LONGITUDES

ML-23

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MEDICIÓN DE ÁNGULOS

OBJETIVOS 1. 2. 3. 4.

Aprender a medir el ángulo de una pieza utilizando los transportadores de ángulos o goniómetros. Familiarizarse con el empleo de relaciones trigonométricas en la determinación del ángulo de un cono. Conocer el funcionamiento de la regla de senos y su uso en la medición de ángulos. Familiarizarse con el empleo del proyector de perfiles en la medición de ángulos utilizando el método de proyección diascópica o de sombra.

DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA Para la realización de los ejercicios planteados, se disponen diferentes piezas con superficies cónicas, en el caso de las piezas con superficie de revolución, y con superficies inclinadas para las piezas prismáticas. En todos los casos el alumno deberá identificar la pieza sobre la hace la medida, según la indicación grabada que presente la misma.

El alumno deberá valorar antes de comenzar a medir, el estado del instrumento de medida, como puede ser la limpieza de las superficies de medida, la existencia de daños externos, que no se aprecien correctamente los trazos de la escala, que no se realice correctamente el ajuste a cero, etc. En caso de que esto ocurriese, deberá constar en la hoja de trabajo de la práctica.

Al medir deberá tenerse especial cuidado en la correcta fijación de la pieza al efectuar la medida (mesa, soporte, etc.) así como en la ubicación de las superficies de medida de los instrumentos sobre la superficie de la pieza. Al emplear el proyector de perfiles, se deberá seleccionar adecuadamente el método de proyección a emplear, así como los aumentos adecuados. EQUIPOS A EMPLEAR  Regla de senos  Goniómetros  Proyector de perfiles  Micrómetro de profundidad  Micrómetro de exteriores  Pie de rey

MA-24

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MEDICIÓN DE ÁNGULOS

HOJA DE TRABAJO Ejercicio 1 Determine el ángulo de la pieza utilizando un goniómetro o transportador de ángulos. Se han de realizar tres mediciones y obtener el ángulo promedio. Exprese el resultado final de la medición y represente dicho ángulo en un croquis.

Pieza nº: ________ Apreciación del instrumento: __________

Medida 1

Medida 2

Resultado final de la medición: ___________

Medida 3

Croquis

Ejercicio 2 Determine la inclinación de las paredes de la pieza mediante una mesa de senos, según instalación que se muestra en la figura. Represente el ángulo medido en un croquis.

Pieza nº: ________ Apreciación del instrumento: ___________ Patrones empleados __________________

MA-25

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MEDICIÓN DE ÁNGULOS

Medida 1

Medida 2

Resultado final de la medición: ___________

Medida 3

Medida 4

Croquis

Ejercicio 3 Realice la medición indirecta del ángulo del agujero cónico mediante relaciones trigonométricas. Se emplearán bolas calibradas. Sitúe la bola pequeña en el agujero según se indica en la figura y realice la lectura de L1 empleando el micrómetro de profundidad. Coloque la bola grande (extrayendo previamente la pequeña) y realice la lectura de L2. Pieza nº: ________

d  D  OO'   L1     L2   2 2    O' A 

Dd 2

Dd α Dd 2 sen   d  D 2    D  d   L1     L2   2 L1  L2    2  2   2  

Diámetros de las bolas:

Grande D = ____________

Pequeña d = ____________

Longitudes:

L1 = ____________

L2 = ____________

Valor del ángulo:

=

MA-26

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MEDICIÓN DE ÁNGULOS

Ejercicio 4 Determinar el ángulo de un cono utilizando el proyector de perfiles. Medir cuatro puntos sobre la superficie de la pieza para conocer sus coordenadas. Pieza nº: ________

Coordenadas de los puntos en mm x1 = ____________

y1 = ____________

X2 = ____________

Y2 = ____________

X3 = ____________

Y3 = ____________

X4 = ____________

Y4 = ____________

Longitud del cono: ___________ Diámetro mayor: ___________ Diámetro menor: ___________ Valor del ángulo: α = ___________

MA-27

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MEDICIÓN DE ÁNGULOS

MA-28

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DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE FORMA

INTRODUCCIÓN La intercambiabilidad entre las piezas no sólo está condicionada por las dimensiones límites de dichas piezas, sino también por la obtención de formas y posiciones relativas establecidas en la etapa de diseño. Para obtener una forma geométrica perfecta de un elemento es preciso que se den determinadas condiciones como por ejemplo, que los materiales sean completamente homogéneos y que el proceso de fabricación se realice en las condiciones ideales en las que está previsto. Como en la práctica esto no se cumple, siempre habrá piezas con errores de forma y de situación y orientación entre sus superficies. Al definir los errores de forma y posición se toma como punto de partida las llamadas superficies envolventes o líneas envolventes. Dichas superficies (o líneas) geométricas ideales tienen siempre el mismo carácter que el de la superficie (o línea) prescrita, y siempre estarán situadas tangencialmente a ambos lados de la superficie (o línea) real obtenida, como se muestra en la figura.

Para limitar los valores permitidos de dichos errores se emplean tolerancias. La forma de un elemento se considera correcta cuando la distancia de cada uno de sus puntos a las superficies o líneas envolventes es igual o inferior a la tolerancia especificada. Una irregularidad de forma se puede considerar además como el error respecto a la forma geométrica ideal de la pieza. Las tolerancias geométricas se establecen suponiendo que el elemento está exento de errores que no conciernen a la característica analizada. De acuerdo con las necesidades funcionales de las piezas, pueden tolerarse una o más características para definir la exactitud geométrica de un elemento. Para llegar a la determinación numérica de algunos de estos errores, será necesaria la realización de gráficos, ya que solamente mediante estos se pueden identificar errores que se manifiestan de forma combinada.

TGF-29

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DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE FORMA

OBJETIVOS 5. Identificar cada una de las tolerancias geométricas de forma que se indican en un plano de pieza. 6. Familiarizarse con el empleo de instrumentos de medida en la medición indirecta de los errores de forma indicados. 7. Comparar los valores de errores medidos con las tolerancias especificadas en el plano de la pieza. 8. Realizar la clasificación de la pieza en “aceptable” o “no aceptable” partiendo del resultado de las mediciones realizadas. 9. Determinar si la pieza clasificada como “no aceptable” puede o no ser “recuperable”.

DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA En la práctica se trabaja con una pieza tipo eje escalonado. En cada una de ellas aparece grabado un número de identificación que deberá constar en la hoja de trabajo del alumno. En un croquis general de la pieza (figura 1), aparecen indicadas las cuatro superficies de trabajo que corresponden a los cuatro escalones que tiene el eje. Además se indican las tolerancias de forma que deberán ser determinadas o comprobadas por el alumno, según se especifique en cada uno de los ejercicios propuestos. En el caso de la tolerancia de rectitud, dicha tolerancia no aparece indicada y deberá ser determinada por el alumno según el criterio práctico que se indica en la tabla 1. Para ello considere que la pieza tiene nivel de precisión geométrica relativa normal, excepto para el escalón 1 que es elevada. Tabla.1 Criterio práctico para fijar las tolerancias de los errores de forma. Tolerancia de forma y posición en % TD

Tolerancia de forma en % TD

Normal A

60

30

Elevada B

40

20

Alta C

25

12,5

Nivel de precisión geométrica relativa

El alumno deberá valorar antes de comenzar a medir, el estado del instrumento de medida, como puede ser la limpieza de las superficies de medida, la existencia de daños externos, que no se aprecien correctamente los trazos de la escala, que no se realice correctamente el ajuste a cero, etc. En caso de que esto ocurriese, deberá constar en la hoja de trabajo de la práctica.

TGF-30

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DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE FORMA

Al medir deberá tenerse especial cuidado en la correcta fijación de la pieza al efectuar la medida (mesa, soporte, etc.) así como en la ubicación de las superficies de medida de los instrumentos sobre la superficie de la pieza. EQUIPOS A EMPLEAR    

Micrómetro de exteriores Pie de rey Reloj comparador y soporte Soporte para piezas entre puntos

TGF-31

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DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE FORMA

HOJA DE TRABAJO PIEZA N°: _________

Figura 1

Ejercicio 1 Determinar el error de rectitud Primeramente tendrá que asignar una tolerancia según la Tabla 1 conociendo que la tolerancia dimensional es Td = 0,50 mm. La pieza se monta entre puntos utilizando el dispositivo destinado a tal fin. Se coloca un reloj comparador (seleccionado según el criterio práctico) ajustado a cero en un extremo de la superficie donde está indicada dicha tolerancia. Luego se desplaza hasta el extremo contrario como se indica en la figura 2. Se han de tomar las desviaciones observadas durante dicho desplazamiento para determinar la tolerancia de rectitud.

Campo de medida: Apreciación:

TGF-32

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DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE FORMA

Desviación máxima = ___________ Desviación mínima = ___________



= Desv. máx – Desv. mín



= _____________

Figura 2

Tolerancia asignada

Pieza aceptable

Pieza recuperable

Tolerancia medida

Pieza no aceptable

Pieza no recuperable

Ejercicio 2 Determinar el error de redondez Se consideran 8 posiciones de medida ubicadas en una sección transversal de la pieza y separadas 45º entre sí según se muestra n la figura 3. Tomando como referencia la posición 1 y colocando sobre ella el reloj comparador a cero, se miden las desviaciones que presentan el resto de los puntos. La pieza se montará entre centros, similar al ejercicio anterior y la pieza se girará para ir alcanzando las diferentes posiciones. Seleccione el reloj comparador a emplear. Represente gráficamente las desviaciones medidas. Figura 3

TGF-33

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DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE FORMA



Escalón 2 Nombre del instrumento: Campo de medida: Apreciación:

1 =

5 =

2 =

6 =

3 =

7 =

4 =

8 =

 =



Tolerancia asignada

Pieza aceptable

Pieza recuperable

Tolerancia medida

Pieza no aceptable

Pieza no recuperable

Escalón 3 Nombre del instrumento: Campo de medida: Apreciación:

1 =

5 =

2 =

6 =

TGF-34

LABORATORIO DE METROLOGÍA DIMENSIONAL ÁREA DE INGENIERÍA DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN

DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE FORMA

3 =

7 =

4 =

8 =

 =

Tolerancia asignada

Pieza aceptable

Pieza recuperable

Tolerancia medida

Pieza no aceptable

Pieza no recuperable

Ejercicio 3 Determinar el error de cilindricidad

Se miden las desviaciones límites que presenta el diámetro cuando se le da a la pieza una vuelta completa. Esta operación se repite en tres puntos a lo largo de la superficie como se indica en la figura 4. Se toma uno de los puntos en los extremos para hacer cero el reloj comparador. El error de cilindricidad de la pieza será la diferencia máxima entre las desviaciones de cualquiera de los puntos Represente medidas.

gráficamente

las

desviaciones

Figura 4

Nombre del instrumento: Campo de medida: Apreciación:

TGF-35

LABORATORIO DE METROLOGÍA DIMENSIONAL ÁREA DE INGENIERÍA DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN

DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE FORMA

máxima

mínima

Punto 1

=

Punto 2 Punto 3

Tolerancia asignada

Pieza aceptable

Pieza recuperable

Tolerancia medida

Pieza no aceptable

Pieza no recuperable

TGF-36

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DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE FORMA

TGF-37

LABORATORIO DE METROLOGÍA DIMENSIONAL ÁREA DE INGENIERÍA DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN

DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE ORIENTACIÓN, SITUACIÓN Y OSCILACIÓN

OBJETIVOS 1. 2. 3. 4. 5.

Identificar cada una de las tolerancias geométricas que se indican en un plano de pieza. Seleccionar el medio de medición adecuado, de acuerdo al error a controlar sobre la superficie de la pieza. Comparar los valores de errores medidos con las tolerancias especificadas en el plano de la pieza. Comprobar que los errores medidos cumplen con las tolerancias normalizadas o tabuladas para los mismos. Realizar la clasificación de la pieza en “aceptable” o “no aceptable” partiendo del resultado de las mediciones realizadas. 6. Determinar si la pieza clasificada como “no aceptable” puede o no ser “recuperable”.

DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA En la práctica se trabaja con una pieza tipo eje escalonado. En cada una de ellas aparece grabado un número de identificación que deberá constar en la hoja de trabajo del alumno. En un croquis general de la pieza, aparecen indicadas las cuatro superficies de trabajo que corresponden a los cuatro escalones que tiene el eje. Además se indican las tolerancias que deberán ser determinadas o comprobadas por el alumno, según se especifique en cada uno de los ejercicios propuestos. Para el trabajo con las tablas, considere que la pieza tiene nivel de precisión geométrica relativa normal, excepto para el escalón 3 que es alta. Para realizar las mediciones de los errores de oscilación y coaxialidad se procede de la siguiente forma: 1. Se coloca la pieza entre puntoso centros. 2. Se coloca el palpador del indicador de esfera sobre un punto haciendo contacto con la superficie a medir. 3. Se busca el punto donde la aguja invierte el recorrido para determinar el diámetro máximo, moviendo suavemente la pieza. 4. Girando la escala se hace coincidir el 0 con la aguja. 5. Se gira suavemente la pieza hasta darle una vuelta completa para determinar las desviaciones. 6. Se toman las desviaciones positivas o negativas en la escala del indicador de esfera partiendo del cero. 7. Se determina la magnitud del error restándole al valor máximo el mínimo. En el caso de los errores de oscilaciones totales, se repite la misma operación sobre otros puntos de la misma superficie de la pieza midiendo a todo lo largo. El alumno deberá valorar antes de comenzar a medir, el estado del instrumento de medida, como puede ser la limpieza de las superficies de medida, la existencia de daños externos, que no se aprecien correctamente los trazos de la escala, que no se realice correctamente el ajuste a cero, etc. En caso de que esto ocurriese, deberá constar en la hoja de trabajo de la práctica.

TGOSO-38

LABORATORIO DE METROLOGÍA DIMENSIONAL ÁREA DE INGENIERÍA DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN

DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE ORIENTACIÓN, SITUACIÓN Y OSCILACIÓN

Al medir deberá tenerse especial cuidado en la correcta fijación de la pieza al efectuar la medida (mesa, soporte, etc.) así como en la ubicación de las superficies de medida de los instrumentos sobre la superficie de la pieza.

EQUIPOS A EMPLEAR  Micrómetro de exteriores  Pie de rey  Reloj comparador y soporte  Soporte para piezas entre puntos  Mesa de senos  Microscopio Digital. MD = 0,000 5 mm  Microscopio Universal MD = 0,001 mm  Microscopio Herramental. MD = 0,005 mm  Proyector de Perfiles. MD = 0,005 mm

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DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE ORIENTACIÓN, SITUACIÓN Y OSCILACIÓN

HOJA DE TRABAJO Pieza nº: _________

Figura 1

Ejercicio 1 Determinar sobre la superficie 3 especificada en el la figura 1, la tolerancia de paralelismo utilizando la Tabla 1, conociendo el nivel de precisión geométrica relativa. Seleccionar el medio de medición según el criterio práctico. La tolerancia dimensional del eje es Td = 0,05 mm. Explicar cómo usted mediría este error y como clasificaría la superficie.

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DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE ORIENTACIÓN, SITUACIÓN Y OSCILACIÓN

Tabla.1 Criterio práctico para fijar las tolerancias de los errores de forma. Tolerancia de forma y posición en % TD

Tolerancia de forma en % TD

Normal A

60

30

0

Elevada B

40

20

6y5

Alta C

25

12,5

4

Nivel de precisión geométrica relativa

Clase de precisión de rodamiento

Ejercicio 2 Utilizando la mesa de senos determinar el error de oscilación circular de la pieza, sobre las superficies que se señalan en el croquis (escalón 2). Clasifique la superficie.

Oscilación circular (radial) Nombre del instrumento: Rango de medida: Apreciación:

Desviación máxima = ___________

= Desv. máx. - Desv. mín.

Desviación mínima = ___________

= ____________

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DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE ORIENTACIÓN, SITUACIÓN Y OSCILACIÓN

Oscilación circular (axial) Nombre del instrumento: Rango de medida: Apreciación:

Desviación máxima = ___________

= Desv. máx. - Desv. mín.

Desviación mínima = ___________

= ____________

Ejercicio 3 Determinar el error de coaxialidad de la pieza sobre la superficie que se señala en el croquis (escalón 4), utilizando un reloj comparador. Clasifique la superficie en buena o mala.

Nombre del instrumento: Rango de medida: Apreciación:

Desviación máxima = ___________

= Desv. máx. - Desv. mín.

Desviación mínima = ___________

= ____________

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DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE ORIENTACIÓN, SITUACIÓN Y OSCILACIÓN

Ejercicio 4 Determinar sobre la superficie especificada en el croquis (escalón 1) la tolerancia del error de perpendicularidad señalado. Realizar la medición en el microscopio herramental o de taller, analizar los resultados para clasificar la superficie en aceptable o no.

Nombre del instrumento: Rango de medida: Apreciación:

Lectura X1: ___________

Lectura Y1: ____________

Longitud: Y1- Y2 _________

Lectura X2: _________________

Lectura Y2: ____________

Error : X1- X2 __________

Ejercicio 5 ¿Cómo usted clasificaría la pieza? ¿Por qué? Tenga en cuenta que si la tolerancia dimensional de una superficie no garantiza la asignación de servicio de la pieza, es necesario realizar el análisis de qué tolerancias de orientación, situación y oscilación son necesarias controlar.

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DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS DE ORIENTACIÓN, SITUACIÓN Y OSCILACIÓN

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MEDICIÓN DE ROSCAS EXTERIORES

INTRODUCCIÓN La superficie roscada es una forma geométrica compleja definida por una serie de parámetros diferentes que están relacionados entre sí, de ahí las dificultades que se presentan en su verificación. Los métodos que se emplean para la verificación de roscas son:  

Medición independiente de cada uno de los parámetros que definen la rosca Verificación con calibres limitadores

La elección de uno u otro método depende de diversos factores entre los que se pueden mencionar el tipo de pieza, la precisión con que se necesita hacer la verificación y la finalidad con que se hace la misma. En la práctica se empleará el primero de ellos, midiendo diferentes parámetros directamente sobre una rosca exterior.

OBJETIVOS 1. Realizar la selección de los medios de medición adecuados para realizar la medición de los diferentes parámetros de una rosca exterior. 2. Conocer y utilizar las tablas de las normas para la obtención de las dimensiones de los diámetros normalizados para una rosca métrica. 3. Identificar toda la información contenida en la designación convencional de la pieza roscada medida.

DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA Para la realización de los ejercicios planteados, se disponen diferentes piezas con superficies cónicas, en el caso de las piezas con superficie de revolución, y con superficies inclinadas para las piezas prismáticas. En todos los casos el alumno deberá identificar la pieza sobre la hace la medida, según la indicación grabada que presente la misma.

El alumno deberá valorar antes de comenzar a medir, el estado del instrumento de medida, como puede ser la limpieza de las superficies de medida, la existencia de daños externos, que no se aprecien correctamente los trazos de la escala, que no se realice correctamente el ajuste a cero, etc. En caso de que esto ocurriese, deberá constar en la hoja de trabajo de la práctica.

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MEDICIÓN DE ROSCAS EXTERIORES

Al medir deberá tenerse especial cuidado en la correcta fijación de la pieza al efectuar la medida (mesa, soporte, etc.) así como en la ubicación de las superficies de medida de los instrumentos sobre la superficie de la pieza. Al emplear el proyector de perfiles, se deberá seleccionar adecuadamente el método de proyección a emplear, así como los aumentos adecuados. EQUIPOS A EMPLEAR  Micrómetro de exteriores  Micrómetro para roscas  Pie de rey  Proyector de perfiles  Galgas para paso de rosca

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MEDICIÓN DE ROSCAS EXTERIORES

HOJA DE TRABAJO Rosca Nº: _________

Ejercicio 1. Medir el diámetro nominal

Nombre del instrumento: Campo de medida: Apreciación:

d = _________

Ejercicio 2. Determinar el paso utilizando las galgas de rosca

p = ________

Ejercicio 3. Medir el diámetro medio e interior empleando micrómetros para roscas

Nombre del instrumento: Campo de medida: Apreciación:

d2 = __________mm

d1 = __________mm

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MEDICIÓN DE ROSCAS EXTERIORES

Ejercicio 4. Medir el diámetro medio mediante el método de las tres varillas

Nombre del instrumento: Campo de medida: Apreciación:

d2 = __________mm

Ejercicio 5. Medir el ángulo y el paso de la rosca utilizando el proyector de perfiles

Apreciación:  = ________ p = ________

Ejercicio 6. Escriba la designación convencional de su rosca

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MEDICIÓN DE ROSCAS EXTERIORES

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MEDICIÓN DE RUEDAS DENTADAS

OBJETIVOS 1. Seleccionar el medio de medición más adecuado teniendo en cuenta el parámetro que se quiere conocer o medir. 2. Establecer cuales de los parámetros de la rueda dentada pueden ser medidos directa, indirecta o por comparación. 3. Realizar el control por los flancos opuestos mediante mediciones del espesor del diente. 4. Determinar la altura del diente y el módulo a partir de la medición de los diámetros de la rueda. 5. Determinar el paso de base a partir de la medición de la longitud de la normal común. 6. Familiarizarse con el uso de normas técnicas asociadas a los parámetros geométricos de las ruedas dentadas.

DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA Para la realización de los ejercicios planteados, se dispone de ruedas dentadas con diferentes características geométricas. En todos los casos el alumno deberá identificar la rueda sobre la hace la medida, según la indicación grabada que presente la misma.

El alumno deberá valorar antes de comenzar a medir, el estado del instrumento de medida, como puede ser la limpieza de las superficies de medida, la existencia de daños externos, que no se aprecien correctamente los trazos de la escala, que no se realice correctamente el ajuste a cero, etc. En caso de que esto ocurriese, deberá constar en la hoja de trabajo de la práctica.

Al medir deberá tenerse especial cuidado en la correcta fijación de la pieza al efectuar la medida (mesa, soporte, etc.) así como en la ubicación de las superficies de medida de los instrumentos sobre la superficie de la pieza. Al emplear el proyector de perfiles, se deberá seleccionar adecuadamente el método de proyección a emplear, así como los aumentos adecuados. Todos los parámetros de una rueda dentada se pueden conocer o comprobar mediante fórmulas dadas en clase. EQUIPOS A EMPLEAR  Pie de rey de engranajes  Micrómetro de engranajes  Micrómetro de exteriores  Pie de rey  Proyector de perfiles

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MEDICIÓN DE RUEDAS DENTADAS

HOJA DE TRABAJO

Alumno:

______________________________________________________________________

Rueda dentada Nº:

_________

Ejercicio 1 Medir el diámetro de cabeza y el diámetro de fondo en tres puntos diferentes de la rueda dentada. Hacer un croquis y acotarlos.

Nombre del instrumento: Rango de medida: Apreciación:

Punto 1

Punto 2

Punto 3 Valor promedio de da = _________

da (mm)

Punto 1

Punto 2

Punto 3 Valor promedio de df = _________

df (mm)

Calcular el módulo, conociendo que la altura total del diente h = 2,25 m H = ________ m =________

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MEDICIÓN DE RUEDAS DENTADAS

Ejercicio 2 Determinar el espesor del diente en la cuerda constante y representarlo esquemáticamente. Calcular Sc para conocer el valor nominal y compararlo con el resultado de la medición.

Sc  1,387 m

Sc  __________

hc  2,24 mm

Nombre del instrumento: Rango de medida: Apreciación:

Medida 1

Medida 2

Medida 3 Valor promedio de Sc = _________

Sc (mm)

Ejercicio 3 Partiendo de las mediciones de la longitud de la normal común (W), determinar el paso de base (Pb). Represente el ejercicio gráficamente. 

Calcular la cantidad de dientes a medir:

ZW 

Z  0,5 9

Z = ____________ Zw = ____________

Nombre del instrumento: Rango de medida: Apreciación:

Wzw = ____________

Wzw-1 = ____________

Wzw+1 = ____________

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MEDICIÓN DE RUEDAS DENTADAS

Medida 1

Medida 2 Valor promedio de Pb= _________

Pb (mm)

Ejercicio 4 Calcular el módulo de la rueda dentada partiendo de la determinación del Pb y conociendo el ángulo de presión α =20º. Pb = m. π .cos α

cos20º = 0,939 7

m obtenido =____________



Normalizar el módulo obtenido en los ejercicios 1 y 4

m normalizado = ____________

Ejercicio No.5 Verificar el error de la oscilación circular (radial) del dentado para cinco puntos utilizando cilindros calibrados, colocados en el espacio entre dientes de la rueda. Ajustar el instrumento en cero sobre el diámetro máximo del cilindro. La rueda se montará en un mandril y se colocará entre puntos en un soporte para tal fin. Módulo del cilindro = __________

Nombre del instrumento: Rango de medida: Apreciación:

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MEDICIÓN DE RUEDAS DENTADAS

1

2

3

4

5

Desviaciones

Error de Pulsación radial del dentado: Frr = Desv.máx - Desv.mín. Fr.= PULSACIÓN RADIAL DEL DENTADO. r = ERROR

NOTA: La lectura se tiene que realizar en el punto donde la aguja invierte el movimiento.

∆ de la Pulsación radial =

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