CURSO DE METROLOGÍA

MPG INGENIERIA Y MONTAJE

2010

PREPARADO POR: GENARO GARCÍA MOLINA.ING. CIVIL MECÁNICO

ÍNDICE

Capítulo IFundamentos de metrología de taller. Objetivos Pág. 4

1.1 Fundamentos de metrología de taller. Introducción Pág. 41.1.1 Conceptos básicos Pág. 51.1.2 Temperaturas de referencia Pág. 5

Capítulo IISistema de medidas longitudinales. Objetivos Pág. 8

2.1 Sistema métrico decimal Pág. 82.1.1 Unidad de medida: el metro Pág. 82.1.2 Submúltipos del metro Pág. 92.1.3 Divisiones más usuales del metro Pág. 92.1.4 Ejercicios Pág. 9

2.2 Sistema Inglés Pág. 92.2.1 Unidad de medida: la yarda Pág. 92.2.2 Ejercicios Pág. 9

2.3 Equivalencia entre el sistema métrico decimal y el sistema Inglés Pág. 102.3.1 Ejercicios Pág. 10

2.4 Sistema internacional de unidades (ISO 1000 - 1973 / Nch 30 of 77) Pág. 11

Capítulo IIIInstrumentos de medición longitudinales. Objetivos Pág. 13

3.1 Elementos de medición longitudinales Pág. 133.1.1 Clasificación Pág. 133.1.2 Características de instrumentos de medición de longitud Pág. 143.1.3 Mantenimiento de los instrumentos de medición Pág. 14

3.2 Descripción de instrumentos Pág. 153.2.1 Pié de metro Pág. 15

3.2.1.1 Lectura en pié de metro Pág. 153.2.1.2 Formas de uso de pié de metro y

aplicaciones Pág. 163.2.2 Micrómetro Pág. 16

3.2.2.1 Descripción Pág. 163.2.2.2 Procesamiento de lectura Pág. 173.2.2.3 Tipos de programaciones y aplicaciones Pág. 17

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Capítulo IVInstrumentos para medición de ángulos Pág. 19

4.1 Instrumentos para medición de ángulos Pág. 194.1.1 Sistemas de medición de ángulos Pág. 194.1.2 Instrumentos de medición de ángulos Pág. 19

4.1.2.1 Goniómetro Pág. 204.1.2.1.1 Nomenclatura Pág. 204.1.2.1.2 Descripción del instrumento Pág. 204.1.2.1.3 Cómo medir con el goniómetro Pág. 214.1.2.1.4 Lectura en goniómetrio Pág. 21

Capítulo VConceptos de ajustes y tolerancias. Objetivos Pág. 22

5.1 Conceptos de ajustes y tolerancias Pág. 225.1.1 Tolerancia Pág. 225.1.2 Tipos de ajuste Pág. 23

Capítulo VITolerancias y ajustes normalizados. Objetivos Pág. 25

6.1 Características de los sistemas de ajustes y tolerancias normalizados Pág. 25

6.1.1 Representación simplificada de los campos de tolerancia Pág. 256.1.2 Posición del campo de tolerancia respecto de la línea cero Pág. 256.1.3 Designación de las posiciones de los campos de tolerancia por medio de letras Pág. 25

6.2 Sistema de ajuste Pág. 286.2.1 Sistema eje único (DIN 7155) Pág. 286.2.2 Sistema agujero único Pág. (DIN 7154) Pág. 28

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Capítulo VIIInstrumentos de control y verificación. Objetivos Pág. 29

7.1 Instrumentos de valor fijo (error marcado no definido) Pág. 297.1.1 Feeler (calibres de espesores) Pág. 297.1.2 Cuenta hilos Pág. 297.1.3 Plantillas angulares Pág. 307.1.4 Plantillas de radios Pág. 307.1.5 Calibres patrones Pág. 31

Bibliografía Pág. 32

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CAPÍTULO IFUNDAMENTOS DE METROLOGÍA DE TALLER

1.1 FUNDAMENTOS DE METROLOGIA DE TALLER

INTRODUCCION

La fabricación de piezas mecánica tiene por objeto que estas debidamente unidas o acopladas, formen los conjuntos denominados máquinas o equipos. Para que un conjunto mecánico cumpla plenamente y a satisfacción la función para la que fue diseñado, las piezas que lo integran deben tener una forma y tamaño determinados y estar acopladas en determinadas posiciones relativas.

Cuando se trata de construir una pieza de tamaño y forma conocidos se debe de disponer de medios para medir su tamaño y comprobar su forma, estos son los sistemas e instrumentos de medida y verificación mecánica.

La verificación o comprobación completa de la pieza debe cubrir los siguientes aspectos:

Naturaleza y estado físico del material que constituye la pieza La forma geométrica de la pieza. Las dimensiones de esta forma. Las capacidades La calidad de acabado de distintas superficies y especialmente de la

superficies mecanizadas.

La naturaleza, estado y características propias del material se comprueban mediante ensayos físico-mecánicos y análisis químico, realizados en laboratorios especializados.

La forma geométrica de la pieza está idealmente representada en el plano, esta forma ideal es muy difícil de ser alcanzada en la realidad con absoluta precisión, debido a las limitaciones e imperfecciones de los métodos de trabajo y las herramientas, en general este tipo de comprobaciones no se realiza sobre el total de las piezas, debido a la naturaleza de los errores y mientras las condiciones de trabajo de la máquina se conserven invariables, los defectos permanecerán prácticamente iguales.

Las dimensiones de la forma de las piezas son determinadas por las cotas del plano, conocidas como cotas nominales y que deben ser consideradas a la temperatura de referencia, las cotas que se obtienen sobre la pieza son las llamadas cotas efectivas. Como es prácticamente imposible fabricar de una manera económica piezas a cotas matemáticamente exactas y constantes y como las cotas efectivas de las piezas pueden diferir de las cotas nominales para satisfacer las diferentes condiciones de ajuste, se añaden a las medidas señaladas en los planos la indicación de los errores dimensionales permitidos con relación a la cota nominal, conocidas como tolerancias de fabricación que deben especificarse en los planos.

Las rugosidades constituyen de cierta manera errores micro-geométricos de la superficie. Los errores de este tipo quedan determinados en los planos por los

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signos representativos de la terminación superficial. La terminación superficial requerida es obtenida mediante la aplicación de la máquina y el método de trabajo adecuados a cada caso, por lo que se requiere sólo una verificación visual, pero en ciertos casos particulares, debe comprobarse el estado superficial por medio de instrumentos especialmente desarrollados para ello como lo es el Rugosímetro.

Puesto que la medición y verificación de las piezas se limita fundamentalmente a la comprobación de la forma y dimensiones de sólidos geométricos, sus operaciones se reducen a la medida y comprobación de longitudes y ángulos y a la comprobación del estado superficial. A estas hay que añadir la medición de temperaturas para tener en cuenta los efectos de la dilatación sobre las mediciones de longitud.

1.1.1 CONCEPTOS BÁSICOS.

Medir: es determinar una magnitud comparándola con otra de la misma especie determinada previamente. Para que los resultados de las mediciones sean comparables, es necesario que la magnitud que se toma como referencia o comparación sea el mismo y de valor constante, a estas magnitudes fijas se les da el nombre de unidades. Una unidad de medida, implica el concepto de valor constante, lo que a su vez obliga a poseer una materialización o representación física de este valor que sea invariable o inalterable, el cual se conoce como patrón de medida.

Dado que las magnitudes que se presentan en el mundo físico son diversas longitudes, áreas, volúmenes, ángulos, fuerzas, temperaturas, etc., resulta conveniente escoger, para medirlas, una serie de unidades relacionadas entre sí de una manera fija y determinada. A este conjunto de unidades se le da el nombre de sistema de unidades o sistemas de medidas.

La ciencia que se ocupa del estudio de las unidades de medidas y de la técnica de mediciones se llama Metrología.

1.1.2 Temperatura de referencia.

Puesto que las dimensiones de los cuerpos sólidos varían al cambiar la temperatura a que se encuentra, para definir las longitudes de los patrones, instrumentos de medida y dimensiones de las piezas, es necesario convenir las longitudes de estos cuerpos.

Las temperaturas de referencias se miden en grados Celsius (ºC), el metro patrón y sus derivados se definen y comprueban a la temperatura de 0º C. En los países adheridos a la ISO (Organización Internacional de Normalización) las dimensiones indicadas en los planos se suponen medidas a una temperatura de 20 ºC y a la misma se da el nombre de Temperatura de Referencia.

En las salas de Metrología se mantiene constante la Temperatura Ambiente a la temperatura de referencia y para evitar errores en las mediciones y comprobaciones debidas a efectos de dilatación, las máquinas e instrumentos de medición se protegen con pantallas calorífugas, de la radiación calorífica de los operadores, y los instrumentos de medición manuales se proveen de empuñaduras aislantes. Antes de efectuar una medición o comprobación sobre

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una pieza o patrón es necesario esperar que su temperatura se iguale con la de los instrumentos de medición.

Correcciones efectuadas a temperaturas distintas a la de referencia

La medida de longitud hallada a temperatura distinta a la de referencia debe corregirse para conocer la medida a esta temperatura. La corrección se realiza aplicando la fórmula:

En la que L20 es la longitud del patrón o pieza a la temperatura de referencia, Lt Longitud del mismo a la temperatura t de medición y al coeficiente de dilatación del material.

En la tabla se dan coeficientes de dilatación medios de los materiales metálicos más corrientes. Para los aceros de calibres se puede tomar = 11,5 X 10E-6, de no haber indicación en contra del fabricante.

Acero bajo %C 10,5 X 10E-6 Acero templado 12 X 10E-6Aluminio 22 X 10E-6 Bronce 16 a 20 X 10E-6Cobre 16 X 10E-6 Latón 18 X 10E-6Magnesio 24 X 10E-6

Si el material de la pieza que se mide tiene el mismo coeficiente de dilatación que el patrón de comparación, no es necesario hacer corrección alguna, como tampoco es necesario si la diferencia entre los coeficientes es tan pequeña que el error cometido por esta causa queda dentro de límites aceptables.

Si los materiales de la pieza y el patrón tienen diferentes coeficientes de dilatación y la medición se hace a temperatura distinta de la de referencia, deberá hacerse un cálculo de corrección para determinar la cota correspondiente a la temperatura de referencia.

El cálculo se basa en lo siguiente:Al hacer la medición a la temperatura t, se obtiene una longitud Lt igual

para la pieza que para el patrón o regla con que se verifica la medición, si se llama L20 a la longitud del patrón a 20 ºC y L ‘ 20 a la longitud de la pieza a 20 º C, se tendrá las ecuaciones siguientes:

Lt = L20 [ 1 + (t - 20) ] Lt = L’20 [ 1 + ’ (t – 20) ]

En las que y ’ serán los valores del coeficiente de dilatación del material del patrón y de la pieza, respectivamente, teniendo en cuenta la identidad de Lt en las fórmulas anteriores se obtiene la siguiente:

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Lt = L20 [1 + (t – 20)]

L20 [ 1+ (t-20)] = L’20 [ 1+’ (t-20)]

De donde se deduce la fórmula:

L’20 = L20 [1+ (t-20)] /[ 1+’(t-20)]

La cual permite calcular la longitud L’20 de la pieza a la temperatura de referencia conociendo, L20 que es longitud nominal del patrón o la lectura de la regla al efectuar la medición, los coeficientes y ’ de los materiales de la regla patrón y de la pieza y la temperatura t a la que se realiza la medición.

CAPÍTULO IISISTEMA DE MEDIDAS LONGITUDINALES.

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SISTEMA DE UNIDADES DE MEDIDAS(Usados frecuentemente en taller)

SISTEMA MÉTRICO DECIMAL

SISTEMA INGLES

UNIDAD: METRO UNIDAD: YARDA

UNIDAD UTILIZADA EN MECÁNICA

MILÍMETRO

UNIDAD UTILIZADA EN MECÁNICA

LA PULGADA

2.1 SISTEMA MÉTRICO DECIMAL

2.1.1 UNIDAD DE MEDIDA: EL METRO

MULTIPLOS DEL METRO DESIGNACIÓN NOTACIÓN CIENTÍFICA

1 ----- 100

10 DECA 101

100 HECTO 102

1000 KILO 103

1000000 MEGA 106

1000000000 GIGA 109

1000000000000 TERA 1012

2.1.2 SUBMÚLTIPLOS DEL METRO:

1 -----0,1 deci 10-1

0,01 centi 10-2

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0,001 mili 10-3

0,000001 micro 10-6

0,00000001 nano 10-9

0,000000000001 pico 10-12

2.1.3 Divisiones más usuales del metro:

M Dm cm mmm 1 10 100 1000

dm 0,1 1 10 100

cm 0,01 0,1 1 10

mm 0,001 0,01 0,1 1

2.1.4 EJERCICIOS:Resuelva los siguientes ejercicios:

2 m + 4 dm +35 cm + 70 mm = 28,2 dm

45 cm + 35 mm - 88 dm + 15 m = 24285 mm

25,4 mm + 35,6 cm + 3,5 m - 25 dm = 638,14 cm

2.2 SISTEMA INGLES

2.2.1 UNIDAD DE MEDIDA: LA YARDA

Yd pie pulg.

Yd 1 3 36

pie 0,3333333333333 1 12

pulg 0,02777777777778 0,08333333333333 1

2.2.2 EJERCICIOS:

Resuelva los siguientes ejercicios:

2,5 Yd + 2 ‘ + 15 “ = 129 pulg.

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25” + 10’ + 2 Yd = 6,02778 Yd

5Yd - 30” + 2’ = 234 pulg.

2.3 EQUIVALENCIA ENTRE EL SISTEMA MÉTRICO DECIMAL Y EL SISTEMA INGLÉS

1 PULGADA = 25,4 MILÍMETROS

( 1” = 25,4 mm )

2.3.1 EJERCICIOS:

Transformar:

- 245 mm a pulg.= 9,646 - 2,5 mm a pulg.= 0.098 - 45” a mm = 1143 - ¾” a mm = 19.04

2.4 SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES ISO 1000 –1973 / NCh 30 Of. 77

Magnitud Nombre de la unidad Básica SI

Símbolo

Longitud Metro M

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Masa KilogramoKg

Tiempo SegundoS

Corriente eléctrica Ampere A

Temperatura termodinámica

Kelvin K

Cantidad de sustancia Molmol

Intensidad luminosa Candelacd

Tabla Nº 1 – Unidades Básicas

Magnitud Nombre de la unidad suplementaria

Símbolo

Ángulo plano

Ángulo sólido

Radián

Estereoradián

rad

sr

Tabla Nº 2 – Unidades Suplementarias

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MagnitudNombre de la unidad

derivada SI

Símbolo

Expresión en términos de unidades básicas o suplementarias SI o en términos de otras unidades SI derivadas

Frecuencia Hertz Hz 1 Hz = 1s-1

Fuerza Newton N 1 N = 1 kg. m/s2

Presión, tensión mecánica Pascal Pa 1 Pa = 1 N/m2

Energía, trabajo, cantidad de calor

Joule J 1 J = 1 N . m

Potencia Watt W 1 W = 1 J/s

Carga eléctrica, cantidad de electricidad

Coulomb C 1 C = 1 A . s

Potencial eléctrico, diferencia de potencial. Tensión, fuerza electromotriz

Volt V 1 V = 1 J/C

Capacitancia eléctrica Farad F 1 F = 1 C/V

Resistencia eléctrica Ohm 1 = 1 V/A

Conductancia eléctrica Siemens S 1 S = 1 -1

Flujo de inducción magnética, flujo magnético

Weber Wb 1 Wb = 1 V . s

Densidad de flujo magnético, inducción magnética

Tesla T 1 T = 1 Wb/m2

Inductancia Henry H 1 H = 1 Wb/A

Flujo luminoso Lumen lm 1 lm = 1 cd. sr

Iluminación Lux lx 1 lx = 1 lm/m2

Tabla N º 3 – Unidades Derivadas

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CAPÍTULO IIIINSTRUMENTOS DE MEDICIÓN LONGITUDINALES.

3.1 INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN LONGITUDINALES

3.1.1 CLASIFICACIÓN:

Instrumentos de medición directa con trazos o divisiones: regla graduada metro calibres y medidores de altura con Nonio

con tornillo micrométrico: micrómetros

con dimensión fija bloques patrón calibres de espesores (lainas) calibres límites (pasa no pasa)

Instrumentos de medición indirecta comparativa comparador mecánico comparador óptico comparadores neumáticos

Instrumentos de medición indirecta trigonometría esferas y cilindros máquinas de medición por coordenadas

Instrumentos de medición indirecta relativa niveles reglas ópticas rugosímetros

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3.1.2 Características de instrumentos de medición de longitud

Rango de un instrumento: es la capacidad de medida de un instrumento. Grado de precisión de un instrumento: es la menor medida posible de obtener en un instrumento.

Recomendaciones técnicas para llevar a cabo una medición correcta1. Se debe elegir el instrumento cuya precisión corresponda a la exigida.2. Siempre limpiar o desbarbar las superficies del material y limpiar el instrumento

antes de realizar la medición.3. Mirar perpendicularmente al instrumento4. Prestar atención a la temperatura de referencia, especialmente en mediciones

de precisión, no se debe medir hasta no estar la pieza fría.5. Aplicar presión de medición necesaria contra la superficie a medir, nunca

forzar. 6. Una pieza de trabajo se debe encontrar detenida antes de medir.7. Nunca efectuar mediciones en piezas imantadas.8. Verificar que el instrumentos de medición (regulables), respecto a su posición

cero, constantemente9. Verifique a menudo la precisión del instrumento.

3.1.3 Mantenimiento de los instrumentos de medición

Para garantizar una correcta medición, el operador debe tener conciencia que se trata de un instrumento de precisión, tan sólo un tratamiento cuidadoso de estos le permitirá tal garantía:

1. Habrá que tener guardados los instrumentos en lugares destinados a este fin y separados de las herramientas.

2. Para instrumentos de precisión se les debe ubicar sobre una superficie blanda, por ejemplo, fieltro, o un paño limpio, protegiéndolos contra suciedades y virutas pequeñas.

3. Evitar las variaciones de temperatura, manteniéndolos en lugar adecuado (temperado).

4. Protegerlos contra golpes u otros desperfectos.5. Guardar limpios los instrumentos después e su empleo, Instrumentos

expuestos a la oxidación, habrá que frotarlos con aceites libres de ácidos o con grasa.

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3.2 DESCRIPCIÓN DE INSTRUMENTOS.

3.2.1 PIE DE METRO.

3.2.1.1 LECTURA EN PIE DE METRO.

Si abrimos el cuerpo móvil de modo que la primera marca después del cero del Nonio coincida con la primera marca de la escala fija del cuerpo, la abertura del calibre será de 0,1 mm, o sea 1- 0,9 = 0,1 mm, si fuera la segunda marca del Nonio que coincide con la segunda marca de la escala fija la abertura del pie de metro será 0,2 mm, o sea: 2 –(0,9x2) = 2 – 1,8 = 0,2 mm.El procedimiento se repite para la lectura que se realiza con cada tipo de Nonio.En la figura la división que coincide es la número 6 de un Nonio de 10 divisiones, por lo tanto; el valor a agregar a la lectura en la escala principal es 0,6 mm.

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3.2.1.2 FORMAS DE USO DE PIE DE METRO Y APLICACIONES.

3.2.2 MICRÓMETRO.

3.2.2.1 DESCRIPCIÓN

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3.2.2.2 PROCEDIMIENTO DE LECTURA.

Las lecturas en micrómetros se realizan en forma similar al procedimiento que se utiliza en el pié de metro. Para el caso de lecturas en centésimas de milímetros primero tome la lectura del cilindro graduado, luego la del tambor y luego sume las dos para obtener la lectura total.

3.2.2.3 TIPOS DE MICRÓMETROS Y APLICACIONES.Las diversas necesidades de aplicaciones de los micrómetros han dado

origen a la construcción de una gran variedad de tipos. A continuación se muestra algunos de ellos.Para conocer una mayor cantidad de tipos se sugiere visitar sitios web como por ejemplo www.ferreteriaohiggins.cl

Micrómetro de platillos Micrómetro de interior de patas

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Lectura en la escala principal = 7 mmLectura en el Nonio = 0,25 mmLectura total = 7,25 mm

Micrómetro de interior Micrómetro de profundidad

Micrómetro digital

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CAPÍTULO IVINSTRUMENTOS PARA MEDICIÓN DE ÁNGULOS.

4.1 INSTRUMENTOS PARA MEDICIÓN DE ÁNGULOS

4.1.1 SISTEMAS DE MEDICIÓN DE ÁNGULOS.

Sistema sexagesimal: la circunferencia ha sido dividida en 360 partes y cada una de ellas equivale a un grado sexagesimal

Sistema centesimal: en este sistema la circunferencia ha sido dividida en 400 partes y cada una de ellas equivale a un grado centesimal

Sistema circular: en este sistema la circunferencia ha sido dividida en sectores circulares tales que el arco de circunferencia de cada sector tienen una longitud equivalente al radio. El ángulo así obtenido corresponde a la unidad de medida radián.

4.1.2 Instrumentos de medición de ángulos De medida directa

Transportador simple Goniómetro Escuadra de combinación

Con dimensión fija Escuadras Patrones angulares Calibradores cónicos

Medida indirecta Falsas escuadras Regla de seno Mesa de seno Máquinas de medición por coordenadas

A continuación se describirá una de los instrumentos de medición directa de ángulos de mayor uso en el taller

4.1.2.1 GONIÓMETRO.

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4.1.2.1.1 NOMENCLATURA.

4.1.2.1.2 DESCRIPCIÓN DEL INSTRUMENTO.

El goniómetro o transportador de ángulos universal es un instrumento de medición graduado compuesto de una escala principal que se compone de 4 campos de 90º y de una escala secundaria (Nonio) graduada (12 líneas) en ambos sentidos que permite medir ángulos con una sensibilidad de 5'.

4.1.2.1.3 ¿CÓMO SE MIDE CON EL GONIÓMETRO?

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Para medir con goniómetro, se debe tener presente el tipo de ángulo sobre el cual se realiza la medición, esto es, si es un ángulo menor de 90º (ángulo agudo), mayor de 90º y menor de 180º (ángulo Obtuso), para ello se debe tener presente las siguientes reglas:

a-. Al medir ángulos agudos:Valor de medición = valor leído

b-. Al medir ángulos obtusos:Valor de medición = 180º - valor leído

4.1.2.1.4 LECTURA EN GONIÓMETRO.

Se lee primeramente, partiendo de cero, en la escala principal el grado entero que coincida o que esté antes del cero del Nonio. En el caso de que una raya divisoria coincida exactamente con el cero del Nonio, entonces el valor de la lectura es el valor de dicha división. En el caso de que ninguna raya divisoria coincida con el cero del Nonio, se toma como lectura el valor del grado que está exactamente antes del cero del Nonio, y continuando en la misma dirección, se le agrega el valor de los minutos correspondiente de aquella raya divisoria del Nonio que coincida con cualquier raya de la escala principal.

CAPÍTULO VCONCEPTOS DE AJUSTES Y TOLERANCIAS.

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5.1 CONCEPTOS DE AJUSTES Y TOLERANCIAS.

5.1.1 TOLERANCIA.

En la mecanización de una pieza o agujero es imposible respetar exactamente la medida indicada en el dibujo, por lo tanto ha de admitirse una desviación (tolerancia). Esta desviación admisible está delimitada por una cota máxima y por una cota mínima. La medida real o efectiva de la pieza debe hallarse dentro de esas cotas límite. Con el fin de no tener que indicar en un dibujo las dos cotas límite, lo que sería muy complicado, la tolerancia o el margen de tolerancia viene indicado por las dos diferencias de medida respecto de lo nominal. Esto tiene además la ventaja de que las piezas que habrán de montarse más tarde llevan la misma medida nominal y por lo tanto puede reconocerse fácilmente su correspondencia recíproca.

Nomenclatura

Cota nominal N es la medida indicada en el dibujo, y con la que puede denominarse la pieza.

Cota máxima G es la medida máxima admisible. No puede ser sobrepasada por la medida real de la pieza.

Cota mínima K es la medida mínima admisible. La medida real de la pieza no puede quedar por debajo de esta cota mínima.

Cota límite. Las cotas máxima y mínima se llaman cotas límite.

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Diferencia superior Ao. es la diferencia entre la medida nominal y la máxima.

Diferencia inferior Au. es la diferencia entre la medida nominal y la mínima.

Cota real /. Es la medida determinada por la medición realizada en la pieza. Debe hallarse comprendida las cotas limite.

Tolerancia T. Es la diferencia entre las cotas límite.

Ajuste: es la relación entre las medidas de las piezas antes de montarlas.

5.1.2 TIPOS DE AJUSTE.

Con la actual división del trabajo y debido a la intercambiabilidad de los repuestos, las piezas han de ajustar entre sí de acuerdo con su función sin necesidad de realizar en ellas trabajos posteriores.El eje o árbol fabricado por la empresa “x” tiene que ajustar con el cojinete fabricado por la empresa "y” de manera que se logre la función preestablecida, por ejemplo que el eje gire con el cojinete con pequeño juego. A este fin se han creado los ajustes ISO.

Ajuste cilíndrico: las piezas tienen superficies de ajuste cilíndricas y se denominan eje (o árbol ) y agujero.

Ajuste plano: Las superficies de ajuste de las piezas son planas, las piezas reciben el nombre de parte exterior y parte interior. En el aspecto funcional se distinguen tres tipos de ajuste.

Ajuste holgado o móvil: Los campos de tolerancia de eje y del agujero han de elegirse de tal manera que en cualquiera de los casos posibles de las medidas reales dentro de las medidas límite, exista un juego (holgura) entre el eje y el agujero. El valor de dicho juego dependerá de las posiciones del campo de tolerancia y de los valores de tolerancia que se elijan. Si se adjudica el agujero el campo de tolerancia H y el eje el campo f, el juego será pequeño. Pero si se establece el campo d para el eje, el juego será varias veces mayor. El juego puede tener un valor mínimo o un valor máximo.

Juego máximo: valor de la cota máxima del agujero menos valor de la cota mínima del eje.

Juego mínimo: valor de la cota mínima del agujero menos valor de la cota máxima del eje.

Ajuste indeterminado o de transición: Los campos de tolerancia han de interferirse de manera que se produzca o un juego o un apriete.

Juego máximo: valor de la cota máxima del agujero menos el valor de la cota mínima del eje.

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Apriete máximo: valor de la cota máxima del eje menos el valor de la cota mínima del agujero.

Ajuste a presión: Los campos de tolerancias están situados de tal manera que se produce un apriete en cualquiera de las posiciones en que pueden encontrarse las medidas reales. El eje es siempre mayor que el agujero. El campo de tolerancia del agujero H y el campo de tolerancia del eje se producen un pequeño apriete. En caso de que deba ser mayor se elige, por ejemplo, el campo de tolerancia de eje za.

Apriete máximo: valor de la cota máxima del eje menos el valor de la cota mínima del agujero.

Apriete mínimo: valor de la cota mínima del eje menos el valor de la cota máxima del agujero.

CAPÍTULO VITOLERANCIAS Y AJUSTES NORMALIZADOS.

6.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS DE AJUSTES Y TOLERANCIAS NORMALIZADOS.

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6.1.1 Representación simplificada de los campos de tolerancia.En la teoría de los ajustes el campo o intervalo de tolerancia se dibuja en

su posición respecto de la línea cero, para lo cual se escriben las diferencias en un (micrómetro=1/1000000 m ). Las diferencias por encima de la línea cero son diferencias en más, las diferencias por debajo de la línea cero son diferencias en menos.

6.1.2 Posiciones del campo de tolerancia respecto de la línea cero.El campo de tolerancia puede adoptar fundamentalmente cinco posiciones

respecto de la línea cero.a) El campo de tolerancia se halla por encima de la línea cero. La cota real por lo

tanto mayor que la nominal.b) El campo de tolerancia toca la línea cero por encima. La cota real puede ser

mayor que la cota nominal como máximo en el valor de la tolerancia. c) El campo de tolerancia se halla a ambos lados de la línea cero. La cota real se

halla por lo tanto próxima a la cota nominal.d) El campo de tolerancia toca la línea cero por debajo. La cota real puede ser

más pequeña que la cota nominal como máximo en la cuantía de la tolerancia.e) El campo de tolerancia se halla por debajo de la línea cero. La cota real es

menor que la cota nominal.

6.1.3 Designación de las posiciones de los campos de tolerancia por medio de letras .

Las cinco posiciones fundamentales de los campos de tolerancia no bastan en la práctica. Por tanto, se han fijado 24 (28) posiciones que se designan con las letras del alfabeto. Para evitar confusiones se incluyen las letras I, L, O, Q y W (i, l, o, q y w) y por otro lado se añaden las combinaciones de letras ZA, ZB, ZC, (za, zb, y zc). Según la norma ISO se han incluido además campos intermedios con las designaciones CD, EF, FG y JS (cd, ef, fg, y js) para diámetros nominales hasta 10 mm.

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Designación de los valores de tolerancia mediante números (calidades ISO) El valor de la tolerancia en la medida de una pieza depende del destino de

la misma. En la fabricación de un instrumento de medición (bloque calibrador o galga) se prescriben tolerancias pequeñas. Cuando se trata de piezas de trabajo o piezas de trabajo que se montan con otras formando ajustes, se eligen tolerancias medias, y en la fabricación de productos semiacabados, por ejemplo redondos de acero o angulares laminados, se eligen tolerancias amplias.

En el dibujo de la figura están representados los valores de las tolerancias por el campo de cotas nominales de 10 a 18 mm. Se designan mediante las cifras de calidad ISO 1 a 18. Según la normalización, la serie va precedida además de las dos pequeñas cifras de calidad 0,1 y 0, de manera que puede elegirse entre 20 calidades.

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Campos de cotas nominalesLas cotas nominales de 1 500 mm se han subdivido en campos de cotas

nominales con el fin de que no haya que fijar un valor de tolerancia para cada una de las medidas nominales posibles.

Campo de cota nominal, más de 1 hasta de 3mm más de 3 hasta 6 mm más de 6 hasta 10 mm y más de 10 hasta 18 mm, etc.

Dependencia de los valores de tolerancia con respecto al campo de cotas nominalesUn eje de tolerancia h6 tiene, en el campo de cota nominal “más de 6 hasta 10”, un valor de tolerancia de 9 um. Con la misma tolerancia (h6) un eje en el campo de cota nominal “más de 80 hasta 100” tiene una tolerancia de 22 um.1. Sólo se fija tolerancia para las medidas cuando lo exige el destino de las

piezas.2. Las posiciones de los campos de tolerancia se caracterizan mediante letras.

Para árboles letras minúsculas y para agujeros letras mayúsculas.3. Los valores de las tolerancias dependen de:

a) el número de calidad elegido según la finalidad de empleo.b) El empleo de la medida nominal

6.2 SISTEMA DE AJUSTE.

6.2.1 Sistema eje único. (DIN 7155)El eje o la pieza interior recibe el campo de tolerancia h. Todos los agujeros

o piezas exteriores que deban formar un ajuste con este eje, llevarán campos de

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tolerancia que correspondan al tipo de ajuste deseado (móvil, indeterminado o a presión) y por tanto la función prevista.

Eje h; agujeros A hasta H = ajustes móviles.Eje h; agujeros hasta N= ajustes indeterminadosEje h; agujeros P hasta ZC= ajustes a presión.

Con el sistema eje único pueden emplearse por un determinado tipo constructivo de máquinas, ejes estirados (h8, h9, h11), ejes calibrados (h8, h9) o ejes rectificados (h5, h6). Estos ejes pueden recibirse de las siderurgias en estado acabado. No requieren ningún tipo de trabajo posterior y están listos para el montaje. El sistema eje único se emplean en las industrias donde son frecuentes los ejes largos de diámetro constante, por ejemplo en la construcción de maquinaria agrícola, en máquinas textiles, en aparejos elevadores y grúas.

6.2.2 Sistema agujero único. (DIN 7154)

El agujero o la pieza exterior recibe el campo de tolerancia H. El eje llevará la tolerancia correspondiente a los ajustes deseados.

Agujero H; ejes a hasta h = Ajustes móvilesAgujero H; ejes j hasta n = Ajuste indeterminadosAgujero H; ejes p hasta zc = Ajustes a presión

En la construcción de maquinaria en general y en la construcción de automóviles entre otras, los ejes están generalmente escalonados con el fin de que puedan montarse y fijarse mejor en los cojinetes, ruedas, acoplamientos, etc. En este caso el sistema agujero único ofrece ventajas, puesto que un eje puede dejarse a la medida necesaria mediante torneado y rectificado más fácilmente que, por ejemplo, los taladros de una caja de cambio grande, por lo tanto, se decidirán por el sistema de agujero único las empresas en cuya fabricación figuran generalmente eje escalonados.

CAPÍTULO VIIINSTRUMENTOS DE CONTROL Y VERIFICACIÓN.

7.1 INSTRUMENTOS DE VALOR FIJO La comprobación directa de una longitud consiste en determinar si esta

corresponde a la de un instrumento de valor fijo y conocido.

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La dimensión de estos instrumentos es inalterable y permite controlar en forma fácil y rápida la dimensión de una o más piezas.

7.1.1 FEELER. (Calibres de espesores)Los feeler son hojas delgadas de acero especial muy flexible y duro de

espesores muy bien calibrados y que permiten la comprobación y medida de pequeñas aberturas, como puntos de contacto, ranuras angostas, etc.

Los feeler vienen con hojas de 2 a 25 milésimas de pulgadas ó de 5, 10, 15, 20, 30, 40 y 50 centésimos de milímetro.

7.1.2 CUENTA HILOS.

Cuentan con varias hojas o láminas delgadas dentadas que corresponden a las medidas exactas del filete o hilo que está marcado en la misma. Se construyen en general para roscas Whitworth y Métricas. La finalidad de este instrumento es determinar en forma exacta el paso o el número de hilos por pulgada que tiene una rosca.

7.1.3 PLANTILLAS ANGULARES.Son láminas metálicas con ángulos fijos utilizadas para verificar el ángulo

correcto de la herramienta (herramienta de roscar en torno o broca).

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7.1.4 PLANTILLAS DE RADIOS.Es un conjunto de laminas delgadas de acero, que se utilizan para comprobar,

inspeccionar o trazar piezas que tienen un radio dado. Esta plantilla se fabrica en juegos de galgas individuales para radios interiores (concavidades) o exteriores (convexidades).

7.1.5 CALIBRES PATRONES.Los patrones de caras paralelas están constituidos por pequeños bloques

paralelepípedos de acero templado y estabilizado de gran dureza. Todas las caras de estos bloques están finamente rectificadas y dos de ellas están lapeadas, siendo perfectamente planas y paralelas distando entre sí la longitud nominal grabada sobre el patrón a la temperatura de 20ºC.

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Bibliografía.

MetrologíaCarlos González & Ramón zelenyEditorial Mc Graw HillAño1998

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Manual de mecánica industrialTomo IJ. GilE BerbósT HerránzEditorial Cultural S. A.Año 1999

La medición en el taller mecánicoTomo I instrumentos de medida y su usoSegundo Estévez S.Editorial CEAC

Tecnología de los metalesAppold – feiler – Reinhard – SchmidtEditorial RevertepAño 1984

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