Precisión es Nuestra Profesión Líder Mundial en Medición IMPORTANCIA DE LA METROLOGÍA DIMENSIONAL.
1192_ca - Metrología Dimensional - Formas
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MEDICIN DE FORMAS 1AMPLIACIN DE METROLOGA DIMENSIONAL
1. Introduccin Concepto de forma y su acotacin Fundamento de la medicin de formas Medicin de formas especialesMedicin de formas especiales
2. Mquina de medir formas Descripcin de la mquina Medicin y resultados Filtrado y anlisis de armnicos Ejemplos de medidasEjemplos de medidas Preparativos para medir
Ingeniera de Fabricacin. Mecanizado y Medida
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MEDICIN DE FORMAS 2INTRODUCCIN. CONCEPTO DE FORMA Y SU ACOTACIN
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MEDICIN DE FORMAS 3
INTRODUCCIN. FUNDAMENTO DE LA MEDICIN DE FORMAS
Comparacin entreComparacin entre diversos puntos de la superficie a medir, utilizando unautilizando una referencia exterior estable
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MEDICIN DE FORMAS 4
INTRODUCCIN. MEDICIN DE FORMAS ESPECIALESEjemplo
Gran variedad de instrumentos para la medicin de formas especficas
Destacan los utilizados para la medicin de
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Destacan los utilizados para la medicin de engranajes
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MEDICIN DE FORMAS 5
INTRODUCCIN. MQUINA DE MEDIR FORMAS Plato giratorio de precisin Palpador comparador de palanca
- Medicin de las desviaciones - Centrado y nivelado de la pieza
Diagrama polar
r
r
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MEDICIN DE FORMAS 7
MQUINA DE MEDIR FORMAS. DESCRIPCIN
PlatoPlato
S t ti d l h illSoporte neumtico del husillo
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Mesa
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MEDICIN DE FORMAS 7
MQUINA DE MEDIR FORMAS. DESCRIPCINOrientaciones posiblesPalpador
Codo
Columna
u
c
t
o
r
Codo
Codo
T
r
a
n
s
d
u
Brazo Estilete
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MEDICIN DE FORMAS 8
MQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIN Y RESULTADOS
Diagrama polar(+) rOjo! r r(-)
( )
3600
(-) r (+)Origen de coordenadas polares o "datum"
El origen de coordenadas representa el centro de giro del plato, pero puede seleccionarse cualquier otro punto
para la representacin y los clculos siguientes
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para la representacin y los clculos siguientes...
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MEDICIN DE FORMAS 9
MQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIN Y RESULTADOS
RedondezOrigen ("datum") de
R Redondez
Crculo de referencia
Origen ( datum ) de las coords. polares
3600
Excentricidad (E) y
Centro del crculo de referencia
360E Excentricidad (E) y concentricidad (2E)
Posible origen sobre otra medida de redondezmedida de redondez
ngulo de mxima desviacin ()
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Crculos concentricos al de referencia, inscr. y circunscr. al diagr. polar
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MEDICIN DE FORMAS 10
MQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIN Y RESULTADOS
Oscilacin, Salto radial o "runout"
Runout
runout
O i (d t )Origen (datum)
- De gran utilidad cuando el origen es uncuando el origen es un eje o punto fijo de la propia pieza
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MEDICIN DE FORMAS 11
MQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIN Y RESULTADOS
Cuatro definiciones de redondez segn el crculo de referencia
Cada definicin tiene su campo de aplicacin
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Cada definicin tiene su campo de aplicacin
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MQUINA DE MEDIR FORMAS 12
MQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIN Y RESULTADOS
Medidas axiales
h
hr r
Direccin de oscilacin del palpador
() 0 180
p p
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() 0 180
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MQUINA DE MEDIR FORMAS 13
MQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIN Y RESULTADOS
Plano de mnimos Plano de mxima Medidas axiales
Plano de mnimos cuadrados, LS, plano de referencia
pendiente
hr
()ngulo de mxima pendiente
0pendiente
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Inclinacin ajena a la planicidad!
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MQUINA DE MEDIR FORMAS 14
MQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIN Y RESULTADOS
Medidas axialesDistinguir:Distinguir: Planicidad Perpendicularidad
h hr
Ojo!, realmente, este eje es la direccin de
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j , , j
oscilacin del palpador
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MQUINA DE MEDIR FORMAS 15
MQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIN Y RESULTADOS
Medidas axiales. PerpendicularidadSuponer superficie nSuponer superficie plana perfecta, pero inclinada
hSinusoide hmax n
h 3600180
2R
R
2R
R
Rh
2tg max La perpendicula-ridad, se expresa
de otro modo
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R2 de otro modo...
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MEDICIN DE FORMAS 16
MQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIN Y RESULTADOS
Superficie real
Medidas axiales. Perpendicularidad y Salto AxialPlano LSSuperficie real
Plano de mxima pendiente R
S H
Vista A, perpendicular al Salto axial runout
A()0 ngulo de
mxima Dependencia del eje,
plano de mxima pendiente Perpendicu-laridad
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mxima pendiente
p j ,direccin de la oscilacin!
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MEDICIN DE FORMAS 17
MQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIN Y RESULTADOS
Medidas axiales. Planicidad o planitudEliminar previamente el defecto de perpendicularidadEliminar, previamente, el defecto de perpendicularidad
Plano de mnimos cuadrados, LS
( )()0
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()
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MQUINA DE MEDIR FORMAS 18
MQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIN Y RESULTADOS
Medidas axiales. Planicidad o planitud h (micrometros) Planitud LS
hr
h (micrometros)Lnea (plano) LS
(degrees) (degrees)Definicin alternativa:
Mnima Zona
Planitud MZ
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Mnima Zona
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MEDICIN DE FORMAS 19
MQUINA DE MEDIR FORMAS. FILTRADO
Eliminacin de medidas de pequeo espaciado (o alta frecuencia)
Medidas falsas por rudo
M did Medidas irrelevantes
Los resultadosLos resultados sern diferentes!!!
Diagrama no filtrado Diagrama intensamente
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g gfiltrado
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MEDICIN DE FORMAS 20
MQUINA DE MEDIR FORMAS. FILTRADO Conversin del perfil a suma de armnicos (Fourier) y eliminacin o seleccin
de armnicos
Ondas por revolucin (upr): ondas completas incluidas en el diagrama polar
r r3 r0 360
Representacin lineal del perfil de redondez, y de tres armnicos0
360
r = rir1Representacin
360
(generalmente, imax = 500)
r2
polar o circular del armnico de 3 upr en un caso concreto
Eliminacin o seleccin de armnicos?
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r5concreto de armnicos?
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MEDICIN DE FORMAS 21
MQUINA DE MEDIR FORMAS. FILTRADOEliminacin o seleccin de armnicosac o se ecc de a cos
filtrado
1 Filtro aplicadoi ir c r
c
0 1 Filtro aplicadoic 0 Primer objetivo del filtradoj
Diagrama polar ms claro, mediante la eliminacin de irregularidades de frecuencia gelevada:
ci = 0 para armnicos de alta f i ( )
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frecuencia (upr )
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MEDICIN DE FORMAS 22
MQUINA DE MEDIR FORMAS. FILTRADO
Anlisis de armnicos
Segundo objetivo del filtradoAnlisis de armnicosDeterminacin de posibles armnicos de gran amplitud
La frecuencia y fase de estos armnicos puede ser una informacin muy til t ditil para estudiar:
el comportamiento de la pieza
los efectos del proceso de fabricacin
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MEDICIN DE FORMAS 23
MQUINA DE MEDIR FORMAS. EJEMPLOS DE MEDIDASCilindricidad t
Cuatro definiciones, en funcin de la
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aplicada para las medidas de redondez
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MEDICIN DE FORMAS 24
MQUINA DE MEDIR FORMAS. EJEMPLOS DE MEDIDASEntre otras...
Rectitud de las generatrices
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CALIDAD SUPERFICIALAMPLIACIN DE METROLOGA DIMENSIONAL
1. Medicin de la calidad superficialp
2. Tipos de desviaciones superficiales
3. Expresin de la rugosidad3. Expresin de la rugosidad
4. Definiciones y normas de aplicacin
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MEDICIN DE LA CALIDAD SUPERFICIALACABADO SUPERFICIAL 26
r
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( de 2 m)
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ACABADO SUPERFICIAL 27MEDICIN DE LA CALIDAD SUPERFICIAL
Rugosmetro de aguja con patn
Efecto de filtro mecnico del patnAguja
Efecto de filtro mecnico del patn
Patn
Patn para filtrado
Medicin:Movimiento de la aguja respecto del patn
pmecnico ptimo
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Movimiento de la aguja respecto del patn
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MEDICIN DE LA CALIDAD SUPERFICIALACABADO SUPERFICIAL 28
Rugosmetro de aguja con/sin patn
Acumulacin de influencias sobre la oscilacin de la aguja; influencias variables en cada caso
Las desviaciones de la superficie de referencia influyen directamente sobre la lectura de la aguja, siempre del mismo modo
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MEDICIN DE LA CALIDAD SUPERFICIALACABADO SUPERFICIAL 29
Rugosmetro de aguja sin patn
(0,5)
(0,07 g)
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( , g)
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MEDICIN DE LA CALIDAD SUPERFICIALACABADO SUPERFICIAL 30
Automatizacin
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MEDICIN DE LA CALIDAD SUPERFICIALACABADO SUPERFICIAL 31
Medicin tridimensional: ISO 25178
m
160180200220240260280300320340
020406080100120140
Medicin repetida despus de trasladar la pieza transversalmente, las veces que se desee, a intervalos prefijados
Otros mtodos mucho ms rpidos, que aplican diferentes tcnicas pticas
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MEDICIN DE LA CALIDAD SUPERFICIALACABADO SUPERFICIAL 32
Medicin tridimensional: ISO 25178
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TIPOS DE DESVIACIONES SUPERFICIALESACABADO SUPERFICIAL 33
Desviaciones o irregularidades superficiales: Diferenciacin
cLongitud deLongitud de
corte
Las desviaciones con respecto a la superficie terica (elevacin y descenso),
que tienen lugar en una longitud de perfil mayor que c,
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son desviaciones de ondulacin y de forma
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TIPOS DE DESVIACIONES ACABADO SUPERFICIAL 34
SUPERFICIALES
L it d d t t ffLongitud de corte o cutoff
Filtrado (ISO 16610)( )
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TIPOS DE DESVIACIONES SUPERFICIALESACABADO SUPERFICIAL 35
Lnea media del filtro: Perfil de ondulacin
z(x) x ( )z(x) 1)( exS cx
c
P(x)
2ln
x111 )()()( dxxSxxzxW
)()()( xWxPxR Ingeniera de Fabricacin. Mecanizado y Medida
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TIPOS DE DESVIACIONES SUPERFICIALESACABADO SUPERFICIAL 36
Parmetros normalizadosSe definen parmetros normalizados para los tresnormalizados para los tres perfiles Perfil primario, P Rugosidad, R Ondulacin, W
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EXPRESIN DE LA CALIDAD SUPERFICIALACABADO SUPERFICIAL 37
Elemento de perfilL d f iLnea de referencia o lnea media
Lo que sigue se
Anchura
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Lo que sigue se refiere al perfil R
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EXPRESIN DE LA RUGOSIDADACABADO SUPERFICIAL 38
Lnea media del perfil de rugosidadLnea recta derivada automticamente de representacin de la rugosidad
Rugosidad Media (Ra)
p grelativa a la ondulacin
g ( )Desviacin media aritmtica del perfil de rugosidadrugosidad
xxzRa lr d1 xxzlrRa d 0
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ACABADO SUPERFICIAL 39
EXPRESIN DE LA RUGOSIDAD
Rugosidad Media (Ra)
Significativo para la calidad del procesola calidad del proceso
de fabricacin la calidad geomtrica
general de una piezageneral de una pieza
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EXPRESIN DE LA RUGOSIDADACABADO SUPERFICIAL 40
Rugosidad Media (Ra)
La rugosidad media es significativaEl desgaste de la herramienta
La rugosidad media es significativa para las siguientes propiedades:
La estanqueidad
Las propiedades de rodadura
L f i t i
Sin embargo, no
La perfeccin geomtrica
da informacin sobre el comportamientocomportamiento a rozamiento de la superficie
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EXPRESIN DE LA RUGOSIDADACABADO SUPERFICIAL 41
Parmetros de altura del perfil de rugosidadrugosidad
Altura maxima de cresta, Rp
Profundidad mxima de valle, Rv
Altura mxima del perfil, Rz
Se determinan sobre una longitud de muestreo, lr
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EXPRESIN DE LA RUGOSIDADACABADO SUPERFICIAL 42
Parmetros de altura del perfil de rugosidad Altura media del perfil Rz Altura media del perfil, Rz
(atencin a la siguiente diapositiva)
Altura total del perfil Rt : demAltura total del perfil, Rt : dem Rz pero sobre ln(la notacin Rmax no aparece en la norma UNE EN ISO 4287)norma UNE-EN ISO 4287)
Nota: Es dudoso el empleo de subndices
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EXPRESIN DE LA RUGOSIDADACABADO SUPERFICIAL 43
Parmetros de altura del perfil de rugosidad Altura media de los elementos del perfil, Rc
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EXPRESIN DE LA RUGOSIDADACABADO SUPERFICIAL 44
Parmetros de espaciado del perfil de rugosidadp g
Paso medio de las irregularidades del perfil, RSm
Inclinacin media del perfil
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EXPRESIN DE LA RUGOSIDADACABADO SUPERFICIAL 45
Parmetros relativos a la forma de las irregularidades del perfil de rugosidadrugosidad
Curva de porcentajes portantes o diagrama de Abbot-Firestonediagrama de Abbot Firestone
De particular inters en situaciones de rozamiento, lubricacin y aplicacin de imprimacionesimprimaciones
Terminologa actual Longitud de material del perfil a un nivel
c, Ml(c) Tasa de material del perfil a un nivel c,
Rmr(c)
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( )
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EXPRESIN DE LA RUGOSIDADACABADO SUPERFICIAL 46
Desviacin media cuadrtica del perfil, Rq
Ver comparacin con la rugosidad media
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EXPRESIN DE LA RUGOSIDADACABADO SUPERFICIAL 47
Curva de distribucin de la amplitud de la rugosidad
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EXPRESIN DE LA RUGOSIDADACABADO SUPERFICIAL 48
Parmetros derivados de
la desviacin media cuadrtica del perfil, Rq, y de
la distribucin de densidad de amplitudes de desviacin de rugosidadrugosidad
Factor de asimetra del perfil ( k ) R k(skewness), Rsk
Factor de aplastamiento del perfil (kurtosis), Rku
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( ),
-
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NORMAS DE APLICACIN Y DEFINICIONES
ACABADO SUPERFICIAL 49
UNE-EN ISO
1302 Indicacin en documentos tcnicos
3274 Instrumentos de contacto
4287 Parmetros
4288 Procedimiento
5436 Patrones
8785 Imperfecciones superficiales8785 Imperfecciones superficiales
11562 Filtros corregidos en fase (cancelada)
16610 Filtros gaussianos
12085 Evaluacin por detalles ("motif parameters")
13565 Superficies / estratificadas
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25178 Evaluacin 3D