FACULTAD DE INGENERIA INDUSTRIAL

TECNOLOGIA DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA

Integrantes grupo 1:

Cornetero Sanchez, Jackeline

Guisado Rojas, Vanessa

Marcelo Lavado, Percy

Nores Villaverde, Marjorie

FECHA DE REALIZACION: 28/08/2015

ENTREGA DEL INFORME: 03/09/2015

ENSAYO 1: METROLOGIA DIMENSIONAL

2015-2

INTRODUCCIONLa metrología dimensional incluye la medición de todas aquellas propiedades que se determinen mediante la unidad de longitud, como por ejemplo distancia, posición, diámetro, redondez, planitud, rugosidad, etc. La longitud es una de las siete magnitudes base del Sistema Internacional de Unidades (SI)1

En los procesos de manufactura se requiere medidas de precisión para el diseño de los productos a fabricar y los moldes que se usaran en el proceso. Para medir se utilizan herramientas de medida que permiten ajustar el diseño de la pieza en el plano a la realidad. Sin embargo, la experiencia demuestra que las medidas no son totalmente exactas y se tienen tolerancias que se deben tomar en cuenta a la hora de fabricar el producto. Por ello en este informe se aprenderá sobre medir apropiadamente.

OBJETIVOS, GENERAL Y ESPECIFICOS

a) Objetivo general

- Aprender a medir y conocer los principios de la metrología dimensional utilizando instrumentos básicos de medición.

b) Objetivos específicos

- Realizar mediciones dimensionales (magnitudes lineales y angulares).

- Usar y conocer instrumentos de medición como el vernier, el micrómetro y el goniómetro.

- Aprender los conceptos básicos de metrología dimensional y su importancia en las especificaciones de diseño de un producto (dimensiones, tolerancias y acabado superficial).

1 Según definición del Centro Nacional de Metrología México (http://www.cenam.mx/dimensional/dimensional.aspx)

1

- Conocer las funciones del Instituto Nacional de Calidad (INACAL) que asumirá este año las funciones relacionadas al Sistema Nacional de Metrología en el país.2

MARCO TEORICOCualquier proceso de medida resulta imperfecto, es decir, siempre que se realice la medida de alguna magnitud se estará cometiendo cierto error debido a varios factores (condiciones ambientales, errores de lectura, precisión y sensibilidad del instrumento, destreza del operario, etc.).

Por lo tanto, cuando se mide el valor de una magnitud M, con el instrumento de medida correspondiente, el resultado de la misma se expresa de la forma:

M = X (promedio de mediciones realizadas) ± U (incertidumbre, cuantificada como la desviación estándar de las mediciones realizadas)

Por otro lado, las tolerancias surgen en el proceso de diseño de cualquier elemento de cierta responsabilidad y determinan el rechazo de los producidos con valores fuera del intervalo de tolerancia.

En medidas dimensionales se suele considerar como admisible:

3 < = (T / 2 U) < = 10

Donde T es la tolerancia y U es la incertidumbre.

MATERIALLáminas triangulares metálicas delgadas, cada una con dos agujeros.

Diversas piezas metálicas en tamaño y geometría).

2 Anteriormente el Sistema Nacional de Metrología (SNM) estaba a cargo de INDECOPI.2

eje escalonado

tornillo templador

INSTRUMENTOS DE MEDICION Vernier

Micrómetro exterior

Goniómetro

3

Regla metálica graduada

PROCEDIMIENTO

a) Uso del vernier- Verificar que el instrumento cuando está completamente cerrado indique CERO.

- Asegurarse que el objeto o pieza que se va a medir esté limpio y no tenga defectos.

- Abrir la mandíbula móvil y colocar las puntas de medición en ambos lados de la pieza a medir. Presione las puntas de medición firmemente contra la pieza a medir.

- Bloquee el tornillo de sujeción para que la mandíbula no se mueva.

4

- En la escala fija (fracciones de pulgadas), hay un pequeño CERO. Mire la línea de división en la escala de vernier y cuente cuantas divisiones en 1/16 avos de fracciones de pulgadas han pasado la escala de la regla fija. Esto representa cuantos 1/16 avos de pulgada hay en esa pieza.

- En la escala (nonio pulgadas) observar cuantas divisiones pequeñas sobrepasan el CERO. Esto representa cuantos 1/128 avos de pulgada hay en esa pieza.

- Finalmente, se suma los 1/16 avos de pulgada con los 1/128 avos de pulgada que darán la lectura de la medición.

b) Uso del micrómetro exterior- El primer paso es colocar firmemente la pieza a medir entre el tope y la espiga.

- Después se hace girar el tambor móvil lo suficiente para que la pieza quede fijo dentro del micrómetro. Se realiza la fijación final con el rach o perilla de ajuste rápido para garantizar que todas las medidas se realizan con la misma presión.

- Luego, se ajusta el bloqueador de la espiga para que no se mueva la pieza.

- Primero, se observa la lectura del tambor fijo para determinar la medida en milímetros. Hay dos escalas una superior y otra inferior. Cada división en la escala superior representa 1.0 mm y en la escala inferior representa 0.5 mm.

5

- Luego, se ve la escala que coincide del tambor fijo con la escala del tambor móvil para hallar las centésimas, en donde cada división representa 0.01 mm.

- Al finalizar la medición se suman las medidas obtenidas (tambor fijo y tambor móvil) para obtener la medida final de la pieza. Como se muestra en la figura.

Lectura de un micrómetro exterior

c) Uso del goniómetro- Primero, se fija el instrumento en el objeto de medición asegurándose de que su inclinación coincida con el ángulo del objeto a medir y luego, se ajusta la rueda de bloqueo para evitar que la medida se altere por algún movimiento.

- Luego se procede a observar la graduación con la que cuenta el goniómetro en grados y la línea del nonius del goniómetro que coincide con la escala fija en grados. Cada línea del nonius representa 60/12 = 5 minutos.

- Finalmente se da la lectura sumando los grados más los minutos.

6

RESULTADOS DEL ENSAYO

a) Mediciones de triángulosCada grupo elegirá (3) triángulos, realizará las mediciones y completará los datos y resultados en las respectivas tablas. Dibuje cada triángulo con sus dimensiones.

http://www.ehu.eus/manufacturing/docencia/741_ca.pdf

7

i. Lados y ángulos (usar vernier y goniómetro)

a b c A B C

Promedio

(Prom)

Desviación estándar

(Des)

Medición

(Prom ± Des)

a b c A B C

Promedio

(Prom)

Desviación

estándar

(Des)

Medición

(Prom ± Des)

a b c A B C

Promedio

(Prom)

Desviación estándar

(Des)0.06 0.06 0.06 0°05' 0°02' 0°02'

Medición

(Prom ± Des)

Lado (mm) Ángulo (° ‘)

65.20 101.40 87.60 39°15' 59°15' 80°30'

65.20 101.40 87.50 39°20' 59°10' 80° 30'

65.30 101.30 87.50 39°25' 59°15' 80°20'

±0.06 ±0.06 ±0.06 ±0°05' ±0°02' ±0°05'

65.23 101.37 87.53 39°20' 59°16'40" 80°26'40"

Lado (mm) Ángulo (° ‘)

117.20 127.30 96.35 71°15' 61°30' 46°25'

65.23±0.06 101.37±0.06 87.53±0.06 39°20'±0°05' 59°16'40"±0°02' 80°26'40"±0°05'

117.20 127.40 96.30 71°15' 61°25' 46°25'

117.10 127.35 96.30 71°10' 61°35' 46°25'

0.06 0.05 0.03 0°02' 0°16' 0°00'

117.17 127.35 96.32 71°13'20" 61°30' 46°25'

Lado (mm) Ángulo (° ‘)

138.80 97.10 82.60 97°25' 45°20' 36°15'

117.17±0.06 127.35±0.05 96.32±0.03 71°13'20"±0°02' 61°30'±0°16' 46°25'

138.70 97.10 82.60 97°30' 45°20' 36°20'

138.70 97.20 82.70 97°20' 45°25' 36°15'

138.73±0.06 97.13±0.06 82.63±0.06 97°25'±0°05' 45°21'40"±0°02' 36°16'40"±0°02'

138.73 97.13 82.63 97°25' 45°21'40" 36°16'40"

2

3

1

# de medición

2

3

TRIÁNGULO #

TRIÁNGULO #

TRIÁNGULO #

# de medición

# de medición

1

2

3

1

8

ii. Espesor (usar micrómetro)

Triángulo # Triángulo # Triángulo #

1 0.66 0.77 0.76

2 0.66 0.78 0.77

3 0.67 0.77 0.76

Promedio

(Prom)

Desviación

estándar

(Des)

Medición

(Prom ± Des)

Espesor (mm)

0.66 0.77 0.76

0.006 0.006 0.006

[0.66±0.006] [0.77±0.006] [0.77±0.006]

# de medición

iii. Distancia entre centros agujeros (usar vernier)

Triángulo # Triángulo # Triángulo #

1 42.3 43.8 22.5

2 42.1 43.5 22.7

3 42.3 43.7 22.5

Promedio

(Prom)

Desviación

estándar

(Des)

Medición

(Prom ± Des)

0.11 0.15 0.11

[42.23±0.11] [43.67±0.15] [22.57±0.11]

42.23 43.67 22.57

# de mediciónDistancia entre centros agujeros

circunferencias (mm)

b) Verificación de tolerancias en eje escalonado (usar micrómetro)Mida los diámetros de un eje escalonado mecanizado y complete el siguiente cuadro. La tolerancia exigida es de ± 0,25 mm. Haga un dibujo con todas sus dimensiones.

9

Dimensión Rango Medición Medición Promedio Desviación Rango

(mm) especifación # 1 (mm) # 2 (mm) (mm) estándar medición

Cilindro

1

Cilindro

2

Cilindro

3

Cilindro

4

Cilindro

5

Cilindro

6

Cilindro

7

Cono

base 1

Cono

base 2

Cono

altura

[20.77]

24.00 [23.75;24.25] [23.82;24.02]23.92 0.1023.9923.81

[20.75;21.25] 20.77 20.77 20.77

Parte

16.00 [15.75;16.25] 15.93 15.92 0.01 [15.92;15.94]

18.00 [17.75;18.25] 18.03 18.03 18.03 0.00 [18.03]

15.93

[18.88;18.90]

20.00 [19.75;20.25] 20.01 20.00 20.00 0.01 [19.99;20.01]

19.00 [18.75;19.25] 18.9 18.88 18.89 0.01

[20.84;20.86]

18.00 [17.75;18.25] 18.80 18.70 18.73 0.06 [18.67;18.79]

21.00 [20.75;21.25] 20.87 20.85 20.85 0.01

21.00 0.00

[12.19;12.20]

19.00 [18.75;19.25] 19.70 19.60 19.62 0.08 [19.54;19.70]

13.00 [12.75;13.25] 12.25 12.20 12.22 0.03

Con los datos del cuadro anterior, comprobar si los diámetros del eje escalonado que ha sido mecanizado cumplen o no con las tolerancias exigidas.

10

Diámetro Rango Rango Cumple

(mm) especifación medición SI / NO

Cilindro

1

Cilindro

2

Cilindro

3

Cilindro

4

Cilindro

5

Cilindro

6

Cilindro

7

Cono

base 1

Cono

base 2

Cono

altura

18.00 [17.75;18.25] [18.03] SI

Parte

16.00 [15.75;16.25] [15.92;15.94] SI

19.00 [18.75;19.25] [18.88;18.90] SI

20.00 [19.75;20.25] [19.99;20.01] SI

21.00 [20.75;21.25] [20.84;20.86] SI

18.00 [17.75;18.25] [18.67;18.79] NO

24.00

21.00

[23.75;24.25]

[20.75;21.25] [20.77]

[23.82;24.02] SI

NO

13.00 [12.75;13.25] [12.19;12.20] NO

19.00 [18.75;19.25] [19.54;19.70] NO

c) Dimensionar y dibujar tornillo templador (usar vernier y micrómetro)Dimensione todas las partes del tornillo templador. Haga 3 mediciones, luego obtenga el promedio y rango de mediciones de cada una de ellas. Haga un dibujo del tornillo templador y coloque todas sus dimensiones.

Medición Medición Medición Promedio Desviación Rango

# 1 (mm) # 2 (mm) # 3 (mm) (mm) estándar medición

Ancho

cabeza

Largo

cabeza

Espesor

cabeza

Diámetro

tornillo

Longitud

tornillo

Parte

25 25.1 25 25.03

[7.43;7.55]

[24.97;25.09]

32.8 32.8 32.6 32.73 0.11 [32.62;32.84]

0.06

7.48 7.5 7.49 7.49 0.06

[25.87;25.99]

16.1 16 16.1 16.03 0.06 [15.97;16.09]

26 25.9 25.9 25.93 0.06

11

OBSERVACIONES Las herramientas por más calibradas que estén para medir siempre

pueden mostrar un error en la medición haciéndola menos exacta, un ejemplo es ajustarlo varias veces aumentando el uso de la herramienta y desgastándola.

El error de perspectiva influye en la medición observada, pues el ojo puede ver diferentes medidas dependiendo del ángulo donde se mire a la medida.

La forma de la pieza influye en el error al medir, pues se mide bajo el supuesto que la figura es exactamente poligonal. Otro error es que la pieza en espesor no necesariamente es homogénea.

CONCLUSIONES Con el uso del vernier, el micrómetro y el goniómetro se ha podido realizar la correcta

medición de las piezas con una determinada precisión y un rango específico. El uso de estas herramientas de medición son con el fin de verificar el diseño de una

pieza o someterla a una inspección de calidad.

a. Máquinas de medición por coordenadas (CMM)

12

Una máquina de medición por coordenadas, máquina de medición tridimensional o CMM (del inglés Coordinate-measuring machine) es un instrumento de medición directa que utilizan un puntero o “palpador” físico con el que el operador puede ir tocando el objeto y enviando coordenadas a un fichero de dibujo. El puntero puede ir unido al sistema de registro de coordenadas mediante un brazo o codificador, o puede ser localizado y “trazado” por un sistema óptico (hay sistemas que utilizan video aunque los más comunes y eficientes son los rastreadores basados en láser llamados “laser-trackers”)

BIBLIOGRAFIA GROOVER, Mikell P. (2007) Fundamentos de manufactura moderna

materiales, procesos y sistemas. México, D.F.: Prentice-Hall Hispanoamericana.

(670.51 GROO 2007)

13

KALPAKJIAN, Serope y SCHMID, Steven (2008) Quinta Edición. Manufactura, Ingeniería y Tecnología. México, D.F.: Pearson.

(670.42 KALP 2008)

KRAR, Steve, GILL, Arthur y SMID, Peter (2009) 6ª Edición. Tecnología de las

Máquinas Herramienta. México, D.F.: Alfaomega. (621.9 KRAR 2009)

MITUTOYO SUDAMÉRICA (2014) Nuestro producto. Pies de rey, calibres y calibres de altura (h t t p : // www . m it u t o y osud a m e ri ca. c o m / p r odu c t os. a s p ).

14