TPN° 3 - Reloj Comparador - Galgas Patron

 

Departamento Mecánica

Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Tucumán Fecha de asignación

Fecha de entrega

--/04/2019

--/6/2019

Profesor: Ing. Gerardo Gramajo

Metrología e Ing. de Calidad

Tema: TPN° 3 – Reloj Comparador – Galgas Patrón

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1.- Explicar el principio de funcionamiento de los comparadores mecánicos y sus generalidades, distintos tipos de mecanismos. (Coquizar). Distintos tipos de comparadores.

2.- Que aplicaciones tiene un comparador? Describir y croquizar cada una de ellas. 3.- Que consideraciones deben tenerse en cuenta para efectuar una correcta utilización del instrumento? 4.- Describa el principio de funcionamiento de los comparadores neumáticos SOLEX y ETAMIC. 5.- Galgas Patrones: Características, modo de utilización, tipos, apreciaciones características, cuidados. Dis- tintos tipos de patrones angulares y su aplicación.

6.-Utilizando galgas patrón y reloj comparador (centesimal) verificar las siguientes medidas: (Utilizar entre 3 y 5 galgas, por ejemplo). a) 234,75 []  b) 88,13 [] c) 24,86 [] d) 31,99 [] e) 123,346 [] f) 47,223 [] Realizar el croquis correspondiente para cada uno de los apartados

 

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1.- Explicar el principio de funcionamiento de los comparadores mecánicos y sus generalidades, distintos tipos de mecanismos. (Coquizar). Distintos tipos de comparadores.

¿Cómo funciona un reloj comparador comparador?? En muchos artículos presentando ejemplos de útiles de control, os hablamos de controles por reloj compa- rador. Pero ¿qué es un reloj comparador? ¿Y cómo funciona? La función de un reloj comparador, o comparador, es realizar comparaciones de mediciones entre dos ob- jetos para poder comprobar la conformidad de uno de los dos objetos, el segundo siendo la referencia. El reloj comparador puede ser utilizado: 



En procesos de fabricación, para comprobar la planicidad de una pieza antes de mecanizarla. En metrología, para comprobar la conformidad dimensional de una pieza. En este caso, el reloj compa- rador se utiliza junto con un útil de control, cuya función es posicionar la pieza.

Para explicaros el funcionamiento de un reloj comparador, utilizaremos el caso de un reloj comparador utilizado en metrología.

COMPONENTES DE UN RELOJ COMPARADOR 

Un reloj comparador está compuesto por una serie de mecanismos (1) contenidos en la caja de plástico que compone la parte superior del comparador y conectados con un eje (2), acabado por una punta (3) esférica o plana que entrará en contacto con la pieza que medir. Se elegirá una punta esférica para la medición de una zona plana, y una punta plana para la medición de una zona con curva.

 

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Partes de un comparador Al ser un instrumento muy intuitivo y fácil de usar no hay necesidad de explicar cómo funciona cada  parte solo pondremos una imagen con las partes que lo componen.

Mecanismo de un comparador El mecanismo consiste en transformar el movimiento lineal de la barra deslizante de contacto en movimiento circular que describe la aguja del reloj. Su construcción consta de un vástago que en un extremo tiene una cremallera que está conectada a un tren de engranes que amplifican el movimiento

 

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Tipos de comparadores comparadores Dentro de los tipos de comparadores podemos encontrar de carátula, digital, doble cara y carátula vertical.

También existen instrumentos parecidos a los relojes comparadores que son: Relojes palpadores. Palpador: El funcionamiento de un palpador es básicamente el mismo que un comparador, el único detalle es que el palpador puede girar y el otro solo funciona en el eje vertical.

 

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Como leer la medida del comparador La lectura de un comparador comparador es bastante bastante sencilla. Primero tenemos que saber cuál es el valor mínimo entre cada división, después tenemos que ver el contador de vueltas y ver cuantas vueltas marca la aguja, cada vuelta se traduce en 1mm por ejemplo 5 vueltas = 5 mm, por último, vemos que marca la aguja principal para sumarla junto con las vueltas que dio.

Ejemplo: En este ejemplo podemos notar que el valor mínimo entre divisiones es 0,01 [mm], y el contador de vueltas paso el número 5, tomamos ese 5 y le sumamos el valor que indique la aguja.

 

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2.- Que aplicaciones tiene un comparador? Describir y croquizar cada una de ellas. La ventaja de un comparador de caratula es que sirve para un gran número de mediciones como, por ejem- plo: planitud, circularidad, cilindricidad, esfericidad, concentricidad, desviación, desplazamiento, etc. A continuación, mostramos algunas aplicaciones:

 

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Pasos para medir un cilindro con un alesómetro longitud nominal del diámetro del cilindro que



Buscamos en la hoja de datos del fabricante la seamos medir.



Seleccionamos Seleccionam os la pieza de extensión adecuada para esa medida de diámetro, teniendo en cuenta que la longitud total del cabezal (ver imagen “partes de un alesómetro), incluyendo la tolerancia máxima, debe ser apenas mayor mayor que ese diámetro, diámetro, a fin de asegurar que los palpadores estén en contacto per- manente con el cilindro.



Montamos Monta mos el alesómetro tal como indica el manual del fabricante y ajustamos la abrazadera o tuerca de fijación.



Graduamos un micrómetro, convenientemente montado en un soporte adecuado, al diámetro nominal del cilindro.



Introducimos el cabezal del alesómetro dentro de las garras del micrómetro y llevamos a cero el reloj comparador. Desplazamos suavemente el alesómetro de izquierda a derecha (o viceversa) hasta que obtengamos una medida mínima que tomaremos como referencia (Figura 1).



Desmontamos el alesómetro del micrómetro y lo introducimos en el cilindro a medir (Figura 2). De- bemos tener la precaución de que el alesómetro ingrese al cilindro en posición inclinada, ya que de esta manera no se dañarán los palpadores.



Una vez dentro del cilindro, a la altura y dirección adecuadas, alineamos el mango del alesómetro con el eje del cilindro y tomamos la lectura del reloj comparador.



Una vez más, desplazamos el alesómetro de izquierda a derecha (o viceversa) hasta encontrar  un pun punto to de inf inflex lexión ión que es el punto exacto de medida. Si ese punto coincide con el cero  prefijado en la escala, la medida que estamos comparando coincidirá exactamente. Si por el contrario el punto de inflexión coincidiera, por ejemplo, con el 5 de la escala, esca la, la medida comparada sería de 0,05 mm más que la medida prefijada.



Para extraer el alesómetro del cilindro debemos nuevamente hacerlo con el cuerpo inclinado para evitar daños al reloj comparador.

 

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3.- Que consideraciones deben tenerse en cuenta para efectuar una correcta utilización del instrumento? RECOMENDACIONES Seleccione el reloj comparador más adecuado para atender las necesidades de medición (tamaño, curso, lectura y tipo).

Evite el error de paralaje observado la carátula del reloj en posición frontal. Monte el reloj siempre en posición perpendicular a la base de referencia para evitar errores en la lectura.



Proteja el reloj de impactos o fuerzas excesivas.



Para jar el reloj por el vástago, introdúzcalo para el agujero lo máximo posible.

 

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Use una base rígida para montar el reloj y procure siempre dejarlo lo más cercano posible a la base.

INSTRUCCIONES INSTRUCCIONE S DE SEGURIDAD Y CONSERVACIÓN Tras las mediciones se limpiará el tacto de las manos tanto en los palpadores del instrumento como en el anillo patrón por medio de un trapo limpio y a continuación se dará una ligera capa de vaselina neutra. Siempre que el micrómetro y su correspondiente anillo estén sin utilizar deberán guardarse en un estuche cerrado. A su vez debe protegerse conservándolo en vitrinas cerradas o en armarios de taller. Paralelamente al mantenimiento que se realiza con el uso del instrumento, debe efectuarse una revisión a fondo en el momento en que éste se envía a la calibración periódica. Esta operación se hace por   personal cualificado de Metrología y comprende el desmontaje de los componentes del equipo (cuando  proceda), revisión, limpieza y puesta a punto del instrumento. instrumento.

EQUIPOS Y MATERIALES Soporte para comparadores Anillos de  puesta a cero Superficie  plana

PREPARACIÓN PARA EL USO Montaje Un comparador es un útil de muy diversos usos que requiere su colocación en un soporte adecuado a la aplicación que se le pretende dar. Así, por ejemplo, se usan comparadores asociados a: Proyectores de  perfiles. Gramiles Medidas de longitudes en general Medidas de interiores Medidas de

 

 profundidades Centrado de piezas Etc., etc.

 

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Comprobación Subir cuerpo al tope máximo y soltarlo. Observar si el deslizamiento del cuerpo es lo más uniforme  posible. Cerrar el micrómetro y extraerlo del anillo con suavidad para evitar golpes o roces en los  palpadores.

Puesta a cero Subir cuerpo al tope máximo y soltarlo. Observar si el deslizamiento del cuerpo es lo más uniforme  posible. Para la puesta a cero del comparador, una vez colocado en el soporte, existe diversos procedimientos de- pendiendo de la clase y usos del comparador. Los digitales tienen un botón para ello mientras que algunos mecánicos suelen tener un tornillo y algún mecanismo similar.

Verificación de un comparador: comparador: Como bien indica su nombre, el comparador permite obtener informaciones sobre la conformidad dimen- sional de una pieza comparando el punto medido con un punto teórico, considerado como  perfecto. En un útil de control, el reloj comparador se posiciona en una torre de comparador. En el ejemplo que  podemos ver a continuación, el útil de control dispone de dos puntos de control por comparador, y cada comparador está posicionado en una torre (en naranja en la imagen).

La torre de comparador posiciona el reloj comparador a una cierta distancia de la pieza por medir, en general 33 o 40mm.

 

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Esta distancia es la que compararemos con un punto teórico. En un útil de control, este punto es la torre de taraje. La torre de taraje tiene una altura representando la distancia exacta entre el reloj comparador y la pieza.

En nuestro caso, si la distancia es de 33mm, la torre de taraje tendrá una altura de 33mm.

Antes de realizar cualquier medición, el reloj comparador se pone a cero insertándolo en la torre de taraje y  pulsando el botón de puesta puesta a cero, llamado “Origin” en muchos modelos. Una vez el reloj comparador puesto a cero, se inserta en la torre de comparador, para comparar la distancia teórica representada por la torre de taraje con la distancia real existiendo entre la pieza y el comparador. Si la pieza real corresponde perfectamente a su CAD, la pantalla indicará “0”. Si la pieza es más pequeña que en el CAD, el comparador indicará la diferencia: tendremos un valor negativo. Si la pieza real es más grande que en el CAD, obtendremos un valor positivo. Una pieza es conforme si todos sus puntos de control por comparador tienen valores incluidos dentro de su intervalo de tolerancia. Por ejemplo, si la pieza tiene una tolerancia de ±0.5mm, todos los puntos de control deberán tener valores comprendidos entre -0.5mm y +0.5mm. Según los modelos, el comparador indicará las desviaciones de la pieza hasta la centésima o hasta la milésima de milímetro. También existen modelos indicando las desviaciones en pulgadas.

 

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REALIZACIÓN DE MEDIDAS Dejar la pieza exenta de virutas, grasas, aceites, etc, usando un trapo y disolvente Levantar el cuerpo del palpador y desplazar la pieza hasta que el palpador esté encima de la parte de la  pieza a medir. Soltar el cuerpo del palpador suavemente para que descanse sobre la pieza y anotar medidas. Levantar el cuerpo del palpador y desplazar la pieza hasta retirarla de éste. Repetir las operaciones anteriores para las distintas medidas a realizar.

4.- Describa el principio de funcionamiento de los comparadores neumáticos SOLEX y ETAMIC. Comparador Neumático - principio de funcionamiento

Fig.1 Esquema de funcionamiento de un comparador neumático. En la fig. 1, se muestra esquemáticamente este principio, al comparador se le suministra aire a presión cons- tante a través del orificio de control (1), el aire pasa a la cámara (2) a la cual se encuentra conectado un ma- nómetro (3) el cabezal neumático deja escapar más o menos aire en función de la separación existente entre el orificio de salida (4) y la superficie de la pieza a medir (5). Las variaciones de presión en la cámara están relacionadas proporcionalmente con la separación entre el orificio de salida y la superficie medida. El manómetro puede ser calibrado de manera que indique directamente el valor de la desviación obtenida obten ida en centésimas centésimas o milésimas milésimas de milímetros. milímetros. El instrumento instrumento puede ser ajustado ajustado a cero (medida nominal a ins- peccionar) mediante el empleo de medidas plano-paralelas, anillos calibrados, etc.

 

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Clasificación Los comparadores neumáticos pueden ser: De alta presión (cuando la presión suministrada supera el valor de 0,5 kg/cm2) De baja presión (cuando la misma no excede de 0,1 kg/cm2). En los de alta presión se emplea como indicador un manómetro de carátula (tal es el caso del esquema mostrado en la fig. 1), en los de baja el indicador generalmente es de columna líquida (agua, mercurio). En la actualidad existen comparadores neumáticos digitales de alta precisión. Componentes Aunque Aunq ue la util utiliz izaci ación ón de un co comp mpar arad ador or ne neum umát átic ico, o, re requ quier ieree de eleme element ntos os ad adic icio iona nale less co como mo compresor, comp resor, filtro de aire, válvula válvula de regulación regulación de la presión presión de suministro, suministro, etc., los cabezales son de fácil construcción, y no resultan de elevado costo en general. Medición y diseño La medición puede realizarse por contacto (cuando el aire incide sobre un ángulo solidario al palpador  de medición), o sin contacto cuando el flujo de aire incide directamente sobre la superficie a medir. En la fig. 2 se muestra un cabezal para el método indirecto o por contacto, el método directo o sin contacto presenta la ventaja de que la superficie a medir es limpiada por el flujo de aire que escapa por  el orificio de salida.

Fig. 3. Cabezal para la medición de pasadores escalonados. Pueden diseñarse y construirse cabezales de medición especiales para mediciones de las más diversas carac- terísticas tales como: Cabezal neumático para la medición de pasadores escalonados. (fig. 3) Cabezal neumático para la medición de espesores.

 

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Ventajas Tienen como principales ventajas, el poder lograrse con ellos amplificaciones del orden de 5 000 a 50 00 000, 0, alcan alcanza zand ndo o 10 100 0 00 000 0 en lo loss ap apar arat atos os co cons nstr trui uido doss especi especial alme ment ntee pa para ra lo loss labor laborat ator orio ioss de metrología, lo que facilita la lectura de los indicadores de los mismos, el no poseer partes móviles que se de desg sgast asten en co con n el us uso, o, y el po pode derr empl emplea earse rse va vari rios os cabez cabezale aless al mism mismo o tiem tiempo po pa para ra re reali aliza zar  r  mediciones múltiples sobre piezas que así lo requieran. Requerimientos Fundamentales Para que los comparadores puedan brindar la exactitud requerida, y sin que se altere la precisión de las medidas con ellos tornadas, a lo largo de su uso continuado, se hace necesario el que los mismos cumplan los siguientes requisitos: 1. El instrumento debe ser de un diseño y construcción adecuado, para que soporte el efecto del uso ordi- nario, sin perder sus características de exactitud y precisión. 2. El sistema de amplificación del mismo debe poseer cierto amortigu amortiguamiento, amiento, para hacer más estable el mo- vimiento de la aguja y hacer posible la lectura. 3. Debe poseer algún medio para subir y bajar el estilete o palpador con el fin de evitar el roce de ésta con la pieza o los calibres, al introducir o retirar estos. 4. El instrumento debe poseer algún dispositivo que que evite el daño de sus mecanismos, en el caso de que el movimiento del estilete resulte mayor que su distancia de trabajo. 5. El estilete de medición debe estar provisto de una punta de acero templado de gran dureza o de diamante. 6. La presión de medición debe ser pequeña, para evitar la penetración del palpador en la superficie a medir. Aplicaciones Pueden ser usados directamente en el taller de maquinado, aunque existen modelos comerciales sofisticados para su empleo en cuartos de control y laboratorios de metrología. Con estos instrumentos se pueden medir pasadores escalonados, espesores, calibrar manómetros, etc. Tipo de Comparadores neumáticos: Los comparadores neumáticos utilizan el aire como medio de aumento en metrología. Este fue desarrollado originalmente por la compañía Solex en Francia para la calibración de carburadores. La primera aplicación fue la verificación de los orificios de los bloques de cilindros de automóviles. Ahora casi se usa en el taller de producción para este propósito. Principio de funcionamiento: El comparador neumático se basa en la teoría de Bernoulli. El principio de funcionamiento de un pero o comparacompa ra- dor neumático se muestra en la figura 1.16. 1.16. El aire a una presión baja ( 1,5 [ ⁄ 2]) per constante, p s, se suministra a través de un pequeño chorro 'c' a una cámara intermedia y luego pasa a través de un segundo orificio que calibra el chorro 'G' a la atmósfera. El componente cuyas dimensiones deben verificarse se coloca debajo del chorro de medición con un espacio de aire como se muestra en la Fig. 1.16. La cantidad de aire que se escapa a través del espacio entre la pieza de trabajo 'p' y el chorro de medición 'G' dependerá del espacio h. La separación h afectará la presión inter- media registrada por el manómetro “M”.

 

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Si el espacio 'h' es grande, la presión registrada sería pequeña. Por otro lado, si la brecha 'h' es  pequeña, la presión sería mayor. El espacio 'h' establecido inicialmente con la ayuda de un estándar conocido generalmente desliza los medi- dores. El componente cuyas dimensiones se deben verificar verifica r se coloca retirando retira ndo los medidores de desliza- miento. Si el componente tiene una variación en el tamaño, el espacio 'h' aumentará o disminuirá. Esto causará un cambio en la presión intermedia y cambiará en la lectura del manómetro. El manómetro está calibrado di- rectamente para leer la escala lineal. Aumento: Es posible un alto orden de ampliación porque no se hace contacto físico con la parte que se está verificando. La ampliación posible con este tipo de comparador es tan alta como 30, 000: 1, pero por  lo general son alrededor de 10, 000: 1. Usos y aplicaciones: Loss compar Lo comparado adores res neumát neumático icoss se pueden pueden aplicar aplicar a medici medicione oness de diámet diámetro ro intern interno o y extern externo, o, mediciones de espesor. También se pueden aplicar para verificar la concentricidad de las partes angulares, la profundidad de los orificios ciegos, la planitud del paralelismo, la distancia al centro del orificio, etc. La Fig. 1.17 muestra algunas aplicaciones de los comparadores neumáticos. Ventajas de los comparadores neumáticos: 1. Alta precisió precisión: n: Dado que la pieza que se debe revisar no entra en contacto con la sonda de medición y, por lo tanto, no se produce desgaste en la sonda de medición. Además, esto incorpora menos cantidad de partes móviles, por lo tanto, menos fricción y menos inercia conducirá a una alta precisión. 2. Mayor aumento: aumento: Se puede lograr un aumento de hasta 30, 000: 1 con los comparadores neumáticos. 3. Limpieza Limpieza del polvo: polvo: El chorro de aire ayuda a limpiar el polvo, si lo hay, del componente que se está midiendo. 4. Comprobación de las posiciones superficiales: Los comparadores neumáticos son los mejores medios para determinar la ovalidad, la rectitud, la  planitud, la cuadratura, la redondez, la ternura y los taladros circulares.

 

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Desventajas de los comparadores neumáticos: 1. Necesidad Necesidad de equipos auxiliares: auxiliares: Los comparadores neumáticos requieren equipo auxiliar para su correcto funcionamiento, como un regula- dor de presión preciso. 2. Escala no unifor uniforme: me: La escala de los comparadores neumáticos generalmente no es uniforme. 3. No portátil: portátil: Todo el aparato no es portátil. 4. Efecto de de la temperatura: temperatura: Humedad y rugosidad de la superficie: los comparadores neumáticos son sensibles a los cambios de tempe-- ratura y humedad. Su precisión también se verá afectada tempe afectada por la rugosidad rugosidad de la superficie superficie del componente que se está verificando. En esta tecnología en la cual se usa como medio un chorro de aire a velocidad supersónica y correlacionando la caída de presión con la distancia se consiguen resoluciones por debajo de la micra. Esta forma de medición llega a permitir medir diámetros entre 1 y 0,01 [mm]. (Solo el mínimo diámetro), o poner 8 jets en 12 [mm] de 

En este pequeño diagrama veréis cual es el principio:

 

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Usando diferente Usando diferentess medios medios para para captar captar esta esta caída caída de presió presión n y diferen diferentes tes config configura uracio ciones nes de jet jetss  podremos realizar la medición de gran variedad de características: Diámetro, Circularidad y cil cilind indrici ricidad dad,, conici conicidad dad y formas formas conicas conicas,, Perpen Perpendic dicula ularida ridad, d, Rectit Rectitud, ud, Distan Distancia cia entre entre centro centros, s, Paralelismo, Torsión, Posición, Concentricidad y coaxialidad

Con esta tecnología incluso podemos verificar el diámetro medio tanto en taladros como ejes con tolerancias pequeñas. Anillos neumáticos

2,5 ≤  ≤ 25 Rango (dependiendo del ) ±5µ  ± 35µ Eje neumático

3,5 ≤  ≤ 25 Rango (dependiendo del ) ±5µ  ± 35µ

 

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Por ahora hemos visto un poco sobre los órganos de medida, nos toca ver como se integran en la cadena de medición. La cadena de medición se compone de:

Muy básicamente en ella la diferencia de presión generada en el órgano de medida se transforma en una señal analógica al como diferencial de intensidad eléctrica o una fuerza sobre un palpador que luego será analizada y traducida a un dial o una pantalla digital. Estaa tecnol Est tecnologí ogíaa lleva lleva implan implantad tadaa en los proceso procesoss de produc producció ción n desde desde hace hace bastan bastante te tie tiempo mpo,, un ejemplo es el robusto C61 de Hommel-Etamic que desde el año 1961 hasta la actualidad se encarga del control de calidad en muchas plantas. De hecho, la medición neumática en el taller ha demostrado una gran repetitibi- lidad y reproductibilidad (Cg,Cgk,GR&R,CMC, …) debido a que su medición es sin contacto y también a que el aire a presión limpia la pieza en la zona de contacto.

Después de C61 , Hommel Etamic incorporó la tecnología digital creando el Pneutamic y el Portamic como aparatos independientes y el TPE99 que integrándose con las estaciones de medida CMZ32 y ESZ entran de lleno en procesos de control de calidad 100% en línea y SPC (Control estadístico de  procesos).

 

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La siguiente siguiente generación de la cadena de medición medición neumática ya se ha expuesto en la feria Control Control de este año, transductores de pequeño tamaño como el TPE 200 que transmiten las mediciones por  Canbus con una altísima frecuencia de muestreo , pudiéndose conectar entre ellos por un solo cable, unidades unid ades de análisis análisis y visualización visualización táctiles resistentes resistentes a un entorno de taller, taller, con software potente potente e intuitivo hacen a esta tec- nología muy atractiva para el desarrollo de útiles y herramientas de control de calidad.

 

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5.- Galgas Patrones: Características, modo de utilización, tipos, apreciaciones características, cuidados. Dis- tintos tipos de patrones angulares y su aplicación.

¿Qué son los Bloques Patrón? Los bloques patrón, calas o galgas galgas patrón, patrón, bloques bloques patrón patrón longitudi longitudinales nales (BPL) o bloques bloques Johansson -en honor a su inventor- son piezas macizas en forma de paralelepípedo, en las que dos de sus caras  paralelas (o caras de medida) presentan un finísimo pulido especular que asegura excepcional  paralelismo y planitud, pudiendo materializar una longitud determinada determinada con elevada precisión. Generalmente se presentan por juegos de un número variable de piezas y gracias al fino acabado de sus caras de medida medida se pueden pueden adherir adherir entre sí mediante mediante un simple deslizamient deslizamiento o manual, manual, combinánd combinándose ose en la canti- dad necesaria para disponer de cualquier valor nominal existente dentro de su campo de utilización, con escalonamientos de hasta 0,5 micras.

Valija-de-Bloques-Patrón De estas estas carac caracte terís rísti ticas cas se de desp spren rende de qu quee lo loss bloq bloque uess pa patr trón ón son son lo loss di disp spos osit itiv ivos os de lo long ngit itud ud materializada más precisa que existe. Desde que aparecieron en el mercado, a comienzos del siglo XX, y hasta la actualidad, su diseño y construcción ha evolucionado constantemente y hoy están sujetos al cumplimiento de la norma internacional ISO 3650. 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: -

Exactitud Exactitud geomét geométrica rica y dimensiona dimensional: l: deben deben cumplir cumplir con con las exigencias exigencias de longitud, longitud, paralelismo paralelismo y planitud.

-

Capacidad Capacidad de adheren adherencia cia a otros bloques bloques patrón patrón:: determina determinada da por por su acabado acabado superfici superficial. al.

-

Estabi Estabilid lidad ad dimensi dimension onal al a través través del tiem tiempo, po, es deci decir, r, no debe deben n “envejec “envejecer” er”..

-

Coefic Coeficien iente te de expans expansión ión térmi térmica ca cercano cercano a los metal metales es comunes comunes:: esto minim minimiza iza los error errores es de me- dición frente a variaciones de temperatura.

-

Resis Resiste tenc ncia ia al al d desg esgast astee y a la la corro corrosió sión. n.

-

Mate Materi riale aless que que comp compon onen en los los blo bloqu ques es pat patró rón. n.

 

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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. La dureza media del acero usado en bloques patrón es de 64 HRc (escala Rockwell) y presenta gran  precisión y estabilidad dimensional, así como bajo coeficiente de expansión térmica. No obstante, las  piezas requieren una meticulosa limpieza posterior a su uso y deben cuidarse las condiciones de almacenamiento, a fin de protegerlas de la humedad y la corrosión. 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. Son piezas de óxido de zirconio con un tratamiento especial para lograr sus características excepcionales, que llegan a una dureza media de 130 HRc. Además, la ventaja que poseen frente a los bloques metálicos es que no se adhiere ningún tipo de impurezas magnéticas, por ejemplo, limaduras de hierro o virutas de acero, lo que introduciría errores en las mediciones y dañaría la pieza.

Grados de precisión y usos Aún dentro de cada clase de materiales con los que están construidos, los bloques patrón se encuentran disponibles dispo nibles en distintas distintas calidades o grados grados de precisión (en núme números ros o, más antiguamente, antiguamente, en letras), letras), cada grado debidamente clasificado por la norma ISO 3650 y sujeto a las tolerancias estipuladas por la misma. Una vez más, el empleo de tal o cual grado de precisión depende de la aplicación, de acuerdo con los datos de la siguiente tabla.

 

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Presentación Presentació n y acoplamiento de bloques patrón Como ya se señaló, los bloques patrón se suministran usualmente en juegos presentados en estuches de madera, aunque también pueden adquirirse por unidad. Si bien existen muchos, los juegos más co comu mune ness son son lo loss de 56 y 11 112 2 piez piezas, as, qu quee pe perm rmit iten en escalo escalona nami mien ento toss de 1 mm y 0, 0,5 5 micra micrass respectivamente. La longitud nominal del bloque más pequeño del juego de 56 piezas es de 1 mm y la del bloque más grande es de 200 [mm]. En el juego de 112 piezas, la longitud nominal del bloque más  pequeño es de 0,5 micras y la del más grande es de 100 100 [mm]. Con frecuencia se presenta la situación en que debe materializarse un valor que no responde a ninguno de los bloques individuales, es decir, es más probable que tengamos que materializar, por ejemplo, 12,028 [mm] que 10 [mm] exactos. Esta situación se resuelve mediante el proceso conocido como acoplamiento, combi- nación o montaje 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 pro- teger los bloques de cualquier daño. Podemos resumir estas reglas en los siguientes pasos:

1) Agrupar Agrupar los bloques bloques patrón siguiendo siguiendo la secuencia I-IV que indica la figura, es decir: cruza cruzarlos rlos en ángulo recto (I), girarlos suavemente en el sentido indicado (II), deslizar uno sobre otro en el sentido indicado para eliminar la película de aire entre ambos (III) hasta lograr una perfecta adherencia (IV). 2) A menos que sea sumamente necesario, deberá evitarse el uso de los bloques patrón más delgados, ya que son muy frágiles y pueden deteriorarse con facilidad. 3) Siempre deberá procurarse emplear el menor número posible de de bloques patrón (no más de cinco en total) para que la suma de los pequeños errores propios del bloque permanezca con valor despreciable (< 0,001 mm), aunque deberá respetarse la condición 2. Cuanto más completo sea el juego de bloques  patrón, habrá mayores posibilidades de emplear el menor número de de bloques. 4) Comenzar por elegir los bloques que determinan los valores más pequeños, po porr ejemplo, de las milésimas, después los de las centésimas, las décimas, etc. 5) Para su protección, protección, los bloques bloques patrón más delgados del grupo deberán deberán colocarse en el medio y los más grandes en los extremos. 6) Deberá tratarse de lograr un cierto equilibrio de valores entre los los bloques patrón más delgados y los más grandes.

 

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Por ejemplo, supongamos que queremos materializar la medida que ejemplificamos anteriormente, es decir, 12,028 mm y contamos con un juego de bloques patrón de 112 piezas. piezas . Comenzando por la cifra que determina los valores más pequeños, podríamos elegir el bloque de 0,008 [mm]. Sin embargo, la condición 2 enunciada arriba nos aconseja no utilizar bloques tan delgados, por  lo tanto, elegiremos la pieza de 1,008 [mm]. A continuación, requerimos la medida de 0,02 mm, pero nueva- mente, para satisfacer la condición 2, elegimos el bloque de 1,02 [mm]. Finalmente, agregamos el bloque de 10 mm para completar el total de (1,008 + 1,02 + 10) mm = 12,028 [mm].

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. Para ello, debemos tener en cuenta lo siguiente: siguiente: El ambiente de trabajo deberá estar a 20ºC o a una temperatura lo más cercana posible a ese valor, ya que es a la cual se calibran los bloques patrón. Debe ser un ambiente protegido de atmósferas húmedas, polvo- rientas o corrosivas, como así también de la luz solar, radiaciones térmicas, campos magnéticos o eléctricos. Para el cuidado de los bloques patrón se deberá trabajar siempre sobre superficies blandas (goma, gamuza, etc.) y utilizar guantes o pinzas, evitando usar las manos desprotegidas, que podrían estar  sucias suc ias o húmeda húmedas. s. Antes Antes del uso, uso, los bloque bloquess deberá deberán n limpia limpiarse rse cuidad cuidadosam osament entee con solven solventes tes apropiados para quitar el lubri- cante que los protege. Deben manipularse sin tocar sus caras de medida ni tomar varios a la vez en la mano, como tampoco dejarlos permanecer mucho tiempo en la mano para que no se calienten. Si se construyen acoplamientos, estos nunca deberán forzarse para encajar en el alojamiento a medir y de- berán desmontarse tan pronto como sea posible para evitar que los bloques queden adheridos  permanente- mente. Después del uso, los bloques patrón deberán limpiarse nuevamente, lubricarse y guardarse en su estuche. Observando estos cuidados, la vida útil de los bloques patrón es muy prolongada. Es habitual que los fabri- cantes también comercialicen elementos de montaje, accesorios, guantes y kits de limpieza junto con los juegos de bloques patrón. Si bien los bloques patrón de sección rectangular son los más comunes, algunas firmas también comerc com erciali iali-- zan bloque bloquess patrón patrón de sección sección cuadrada, cuadrada, y tanto tanto uno como otro otro tipo tipo se encuen encuentran tran disponibles dispo nibles en medidas métricas y en pulgadas, con un amplio amplio surtido surtido de juegos que responden responden a las necesidades más exigentes.

 

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Los bloques patrón se hacen de diferentes materiales, en tres formas formas básicas: básicas: cuadrada, cuadrada, rectangular rectangular y cilín- drica. Por lo general están hechos de acero para herramienta endurecido y estabilizado, acero inoxidable o carburo de tungsteno.

 Normalmente, los bloques patrón se hacen en juegos de varios bloques de diferentes tamaños. Los  bloques se pueden usar individualmente o conjuntamente para obtener casi cualquier tamaño dentro del rango del juego: Con un juego típico de 81 bloques patrón se pueden obtener más de 100,000 tamaños diferentes. La escala normal de tamaños de los bloques patrón está entre 0.010 y 20.000 pulgadas para los bloques en  pulgadas y entre 0.20 y 500.00 500.00 mm para los bloques milimétricos. Puesto que la perfección absoluta es imposible de obtener y si se pudiese obtener, sería imposible medirla, estos valores de tolerancia se han establecido para controlar los tamaños de los bloques dentro de cada grado. El tamaño exacto de cada bloque dentro del juego se muestra en el certificado de calibración que viene con cada juego. Esta calibración de los bloques calibradores normalmente se comunica a la Oficina Nacional de Normas de E. U., en Washington, D. C. El tamaño nominal de cada bloque patrón normalmente está grabado en un lado del bloque junto con el nombre nomb re del fabricante fabricante y el número de serie del bloque. Este número de serie identifica identifica el conjunto conjunto al que pertenece el bloque patrón.

 

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6.-Utilizando galgas patrón y reloj comparador (centesimal) verificar las siguientes medidas: (Utilizar entre 3 y 5 galgas, por ejemplo). a) 234,75 []  b) 88,13 [] c) 24,86 [] d) 31,99 [] e) 123,346 [] f) 47,223 [] Para la realización de los ejercicios con galga patrón se utilizó tabla de la empresa MITUTOYO Seleccionando un juego de bloque patrón de 112 elementos que tiene como base 1 [], se adjunta tabla completa.

Ejercicio A NUMERO DE GALGA

ESPESOR DE GALGA

GALGA Nº1

100.00 []

GALGA Nº2

75.00 []

GALGA Nº3

50.00 []

GALGA Nº4

8.50 []

GALGA Nº5

1.25 []

SUMATORIA

.  []

NUMERO DE GALGA

ESPESOR DE GALGA

GALGA Nº1

50.00 []

GALGA Nº2

25.00 []

GALGA Nº3

12.00 []

GALGA Nº4

1.13 []

SUMATORIA

.  []

Ejercicio B

 

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Ejercicio C NUMERO DE GALGA

ESPESOR DE GALGA

GALGA Nº1

20.00 []

GALGA Nº2

3.50 []

GALGA Nº3

1.36 []

SUMATORIA

.  []

NUMERO DE GALGA

ESPESOR DE GALGA

GALGA Nº1

25.00 []

GALGA Nº2

5.00 []

GALGA Nº3 GALGA Nº4

1.49 [] 0.50 []

SUMATORIA

.  []

NUMERO DE GALGA

ESPESOR DE GALGA

GALGA Nº1

100.00 [ ]]

GALGA Nº2

20.00 []

GALGA Nº3 GALGA Nº4

1.24 [] ] 1.10 []

GALGA Nº5

1.006 []

SUMATORIA

.  []

Ejercicio D

Ejercicio E

 

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Ejercicio F NUMERO DE GALGA

ESPESOR DE GALGA

GALGA Nº1

25.00 []

GALGA Nº2 GALGA Nº3

[ ] 20.00  1.22 []

GALGA Nº4

1.003 []

SUMATORIA

.  []

Fuentes: http://es.wikipedia.org/wiki/Metrolog %C3%ADa   %C3%ADa http://www.measurecontrol.com/tag/metrologia/ http://www1.ceit.es/labcad/gallery/Curso_9900/c_mecanismos/Mecanismos.htm http://www.demaquinasyherramientas.com.ar   http://www.measurecontrol.com/introduccion-a-la-medicion-neumatica/   http://www.measurecontrol.com/introduccion-a-la-medicion-neumatica/ http://www.mitutoyo.com.ar 

A continuación, se adjunta los planos correspondientes.