Practica 3 Metrologia

UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE QUERETARO

METROLOGA I

TEMA: REPORTE DE PRCTICAS DE METROLOGA DIMENSIONAL

DOCENTE: DEYLI ANAID GALINDEZ ESPINOSA

INTEGRANTES:

Alcntara Ramrez Ilse Andrea

Hernndez Salinas Guadalupe Paola

Mercado Puga Miriam Andrea

Pfeiffer Servn Michelle

Ziga Martnez Jonathan David

GRUPO: PI50

Santiago de Quertaro, Qro. 13 de Abril del 2015.

2 13 de Abril de 2015

INDICE

Tabla de contenido 1. OBJETIVO ................................................................................................................................. 3

2. INTRODUCCIN ...................................................................................................................... 3

3. MARCO TERICO .................................................................................................................. 4

3.1 AJUSTES Y TOLERANCIAS. ............................................................................................. 4

3.2 TEMPERATURA. .................................................................................................................. 5

3.3 VISCOSIDAD. ........................................................................................................................ 6

3.4 DUREZA ................................................................................................................................. 7

3.5 CMM......................................................................................................................................... 8

3.6 RUGOSIDAD .................................................................................................................... 9

4. MATERIAL Y EQUIPO .......................................................................................................... 10

5. METODOLOGIA Y RESULTADOS .................................................................................... 13

5.1 TOLERANCIAS DIMENSIONALES ................................................................................. 13

5.2 TEMPERATURA ................................................................................................................. 14

5.3 VISCOSIDAD ....................................................................................................................... 16

5.4 DUREZA ............................................................................................................................... 17

5. 5 CMM ..................................................................................................................................... 18

5.6 RUGOSIDAD ........................................................................................................................ 19

6. CONCLUSION ........................................................................................................................ 21

7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................................... 21


1. OBJETIVO Adquirir nuevos conocimientos y ponerlos en prctica, hacer uso de instrumentos

de medicin de dureza, rugosidad y parmetros, as como conocer las definiciones

de ajustes, tolerancias y calcular los ejes y ajustes de la tabla de Tolerancias.

Tambin se tiene como objetivo el discernimiento de temperatura con materiales de

proceso y uso de horno conociendo sus precauciones y ponindolas en prctica,

tanto en la Universidad, como en la vida laboral.

2. INTRODUCCIN

Esta ltima unidad es basada en Sistema de Ajustes y Tolerancias. En la actualidad

tiene como finalidad la eliminacin de problemas de ensamble. La Tolerancia es el

valor total que le es permitido variar a una dimensin especificada, es decir, es la

diferencia entre los lmites superiores e inferiores especificados, as mismo, es la

cantidad que se permite variar en la fabricacin de pieza respecto de un plano.

El Ajuste es la interferencia resultante del ensamble, puede clasificarse como:

*Con juego: Es la diferencia entre el dimetro del agujero y el eje. Por ejemplo, con

un plumn, el Ajuste sera la tapa y el eje sera el plumn.

*Indeterminado o de transicin: Cuando dos piezas estn firmes o sujetadas.

*Con interferencia, forzado o de contraccin: Aplica una fuerza para que logre un

ensamble.

Las Tolerancias se clasifican en Unilaterales y Bilaterales. Las Unilaterales son

aquellas que constan con negativo y positivo o positivo y negativo, y las bilaterales

son las que son negativas o positivas, de acuerdo en la tabla de Tolerancias.

En la prctica se observan los cambios de temperatura con diferentes materiales

que son el alcohol, acetona, aceite de mquina y el aceite comestible, fueron

metidos al horno, durante 10 minutos, para poder calcular el cambio de temperatura,

desde antes de ser introducidos al horno, hasta que se sacaron.

Para poder hacer el uso del horno, fueron requeridas cuatro personas, quienes con

mucha precaucin, estaran siendo responsables de introducir el material en el

horno y de retirarlo con guantes especiales.

Mientras se est haciendo uso del horno, los dems integrantes del grupo hacen

uso de la pintura epxica, vinlica, polister y acrlica, poniendo cada material,

dentro de un vaso y calcular el tiempo que dura en caer cada uno de los materiales.


Tambin en la prctica se observan mediciones con diferentes aparatos, entre ellos,

est el de dureza que es clasificado por anlogos y digitales, el de rugosidad y

parmetros.

Una vez conociendo cada tema de esta unidad, se puede hacer uso tanto de

instrumentos, como la adquisicin de conocimientos, cambios en los materiales de

proceso y el clculo con la dimensin lmite en el tema de Tolerancia.

Esta ltima prctica en equipo busca una retroalimentacin de la ltima unidad, as

como seguir trabajando en equipo y valorar cada prctica y conocimiento en este

proyecto de la tercera unidad e ir incluyendo todo lo que se ha visto en clase, con

ciertas imgenes y resultados obtenidos en los ejercicios que se estuvieron

analizando y realizando en la asignatura de Metrologa.

3. MARCO TERICO

3.1 AJUSTES Y TOLERANCIAS.

Es un concepto propio donde se aplica la fabricacin de piezas den serie. La

mayora de los procesos de fabricacin obedecen a normas que reciben referencia

para la produccin de piezas, componentes u otros productos acabados.

Si una empresa trabaja una gran variedad de piezas, necesariamente debe dotar

una norma tcnica que posiblemente sea intercambiable.

Esto muestra un estudio de sistemas de tolerancia y ajuste, como los desvos

perpendiculares, paralelismo, concntrica, cilndrica, batimiento radial y batimiento

axial de piezas producidas por procesos de asignacin. Como tolerancias

geomtricas para un elemento define un campo dentro del cual el elemento debe

estar contenido teniendo como base a ABNT NBR 6158:1995.

Cuando una pieza es fabricada, no siempre es posible producidas con dimensiones

exactas, para que la pieza funcione normalmente, debe durar el proceso de

fabricacin para que sea permitida una diferencia de cada una de sus dimensiones.

Pero todos sabemos que en algunas fabricaciones puede haber algn error

encontrado en alguna pieza, y eso si es comprobado ya que depende de cada

instrumento con la que se elabora la pieza, no est calibrado correctamente. [1]


Figura 3.1 Ajuste.

El ajuste es si la pieza sufri un error de fabricacin, la empresa que est a cargo

de ella debe de encontrar una solucin para repararla o reemplazarla para que no

haya conflictos entre los compradores y revisar bien cada herramienta con la que

fue producida, medida, y elaborada. [2]

3.2 TEMPERATURA.

La temperatura en los laboratorios es esencial ya que si no est con una

temperatura adecuada al lugar cabe la posibilidad de que al momento de cualquier

medicin se d un error. Pero no solo de be contar con una temperatura adecuada

sino a una seguridad en el lugar, en si tambin la humedad del aire, la iluminacin

y las instalaciones para que no haya polvo son indispensables que haya en un

laboratorio de metrologa. [4]

Hay un ejemplo de la temperatura, se refiere a que cada medicin puede tener una

distinta dimensin dependiendo de la distinta forma de en qu mides con la

temperatura.

La temperatura que es apropiada para un laboratorio es de 20 C

La humedad debe estar a 55% 10

Hay instrumentos de medicin que ya estn ajustados a ciertas temperaturas, esto

es para una mejor manera de comprobacin, si hablamos de la humedad del aire

pues es importante para ya que si la humedad es excesiva, puede perjudicar al

momento de medir una pieza con cualquier instrumento

La iluminacin en estos casos tambin es de suma importancia ya que la visin del

tcnico encargado del laboratorio debe tomarse en cuenta, me refiero a que si la

iluminacin de ese lugar es defectuosa pues el tcnico necesitara un esfuerzo

mayor de trabajo, ya que esto ocasionara cansancio prematuro, dolor de cabeza y

disminucin de la vista.


Todos sabemos que la instrumentacin es frgil, que si para componer o reemplazar

uno de ellos, pues si son muy costosas, pero tambin en caso de que si se tenga

que comprar, sabemos que aunque sea demasiada costosa, tendramos que irnos

por el instrumento que sea de mayor calidad de la que si nos pueda servir

adecuadamente. Pero volviendo a lo que estbamos pues si es requerido que la

instalacin est exenta de polvo, ya que es polvo afectara a todos los aparatos de

medicin y por lo tanto tambin a las mediciones que se lleven a cabo. La

instalaciones son adecuadas ya que por medio de ella puede haber que no haya

lecturas de error, y que est libre de partculas [5]

3.3 VISCOSIDAD.

Cuando escuchamos la palabra viscosidad, todos pensamos que es un tipo de

textura desagradable pero no. La palabra viscosidad se refiere a un instrumento

que en este caso es conocido como viscosmetro o viscmetro, es un equipo

que es utilizado en los laboratorios para medir la viscosidad, en la cual mide

parmetros de flujo de fluidos.

Desde que se invent el viscosmetro, hasta el da de hoy se sabe que hay gran

variedad de ellos como: el viscosmetro de rotacin, de cono o de plato como

muchos otros ms, pero eso s, distintas marcas, tamaos, distinta forma en la

que se mide y sobre todo, distinta calidad de material con el que se elabora.

Este tipo de instrumentos ya son muy utilizados no solo en laboratorios de

universidades, ni donde son elaborados, sino tambin las fbricas donde

elaboran piezas, donde se requieren de instrumentos para una buena medicin

en los fluidos.

Entendemos que el fluido viene de una obstruccin o una deformacin

tangencial, dado este caso son llamados como frecuencia de fluidos reales.

Todos los fluidos raramente presentan de algn rango de viscosidad, aunque

sean muy pequeos, todos lo presentan.

Todos los viscosmetros estn compuestos internamente por un motor elctrico

junto con u dial de lectura. Pero tambin cuentan con puntas numeradas del 1

al 7, la punta 7 siempre va a ser ms delgada y ligera, lo contrario de la punta

1, que es ms gruesa. Cada punta cuenta con un eje que nos seala los niveles

que tiene de lquido o fluido. Hay diferentes tipos de viscosmetros: est el

viscosmetro de rotacin digital, de cilindros coaxiales, capilar, capilar PVS 1/1

(viscosidades intrnsecas usando diluciones concentradas), capilar para gases

y de anlogos. [3]


Figura 3.2 instrumento de medicin de rugosidad

3.4 DUREZA

Se emplea para medir dureza de los materiales empleados en la fabricacin de

piezas mecnicas, se realiza con una maquina llamada durmetro, y consiste en

hacer penetrar un punzn de diamante o de bola de hacer duro en la pieza a ensayar

o medir. Dependiendo de los aparatos y equipos a emplear se pueden llegar a medir

durezas muy altas.

Para medir la dureza de las piezas de tipo medio, generalmente se emplean

penetradores de bola, y para medir durezas altas se emplean lo penetradores de

diamante.

Hay varios mtodos y sistemas, pero todo ellos se fundamentan en lo mismo,

estudiar la huella de penetracin. Los ensayos de dureza ms comunes de dureza

son:

Mtodo Rockwell. Este sistema emplea dos tipos de penetradores para medir la

dureza. El llamado Rockwell C, cuyo penetrador es un diamante tallado a 120 de

conicidad el cual aplica una fuerza de 150 kg. El diamante presionado por la fuerza

se clava en la pieza, a continuacin se retira la bola dejando una presin de 10 kg.

El Rockwell B, el cual consiste en hacer penetrar una bola de acero duro de 1/16

de dimetro en el material a ensayar con un peso de 100 kg. Lo que se mide es el

dimetro de la huella de penetracin.


Figura 3.3 Formula Rockwell B

Mtodo Brinell. Este mtodo consiste en hacer penetrar en el material a ensayar

una bola de acero que puede ser de varios dimetros, segn la dureza del material

a medir, aplicndose bolas de mayor dimetro para materiales blandos, y bolas de

pequeo dimetro para materiales duros. Una vez que cesa la carga, la bola

(penetrador) se retira y se queda una huella permanente en forma de casquete

esfrico, la cual medimos a travs de un microscopio metalogrfico. [7]

3.5 CMM

Una mquina de medicin de coordenadas CMM, la sonda se ajusta a una

estructura que permite su movimiento en relacin con la parte, la cual se fija en una

mesa de trabajo conectada a la estructura.

Se usan caractersticas especiales en las estructuras de la CMM para desarrollar

una alta exactitud y precisin en la mquina de medicin, incluyendo el uso de

cojinetes de aire de baja friccin y aislamiento mecnico de la CMM para reducir

vibraciones. La colocacin de la sonda en la relacin de la parte se realiza ya sea

de forma manual o bajo control de una computadora. Los mtodos de operar una

CMM se clasifican en (12):

1) Control manual.

2) Manual asistido por computadora.

3) Motorizado asistido por computadora.

4) Control directo por computadora

Mediciones y ventajas de una mquina de medicin de coordenadas.

La capacidad bsica de una CMM es determinar los valores de coordenadas en

donde su sonda entra en contacto con l superficie de una parte. El control de una

computadora permite a la CMM realizar mediciones e inspecciones ms

sofisticadas, tales como:

1) Determinar la posicin central de un orificio o cilindro.

2) Definir una plano.


3) Medir un ngulo entre dos planos.

4) Medir la lisura de una superficie o el paralelismo entre dos superficies. [8]

Figura 3.4 CMM-Maquina de Coordenadas

3.6 RUGOSIDAD

Entendemos por rugosidad o aspereza de una superficie la huella que se produce

en la misma como consecuencia de los procesos de mecanizacin a los que se ha

sometido.

La figura adjunta

representa una superficie

seccionada y aumentada

con detalle de las formas

y las denominaciones del

perfil determinadas por

las normas UNE 82-301-

76 e ISO/R468.

Lnea Media (lm). Es la lnea imaginaria trazada de tal forma que el rea de las

crestas (salientes) sea igual a lo de los valles (entrantes) y que corresponda la perfil

medio.

Figura 3.5 Grafica de Rugosidad


Lnea Envolvente (le). Es la lnea imaginaria que pasa por los puntos ms

prominentes (cimas) de las crestas, que es paralela a Lm y se corresponde con el

perfil de referencia.

Lnea de fondo (lf). Es la lnea imaginaria que pasa por los puntos ms profundos

de los valles, es paralela a Lm y se corresponde con el perfil de base.

Profundidad de Aspereza (Ri) o (Rmax). Es la altura mxima de las

irregularidades que se presentan en la longitud base o tramo de referencia, o lo que

es lo mismo, la diferencia entre el punto de cota ms alto y el de cota ms baja.

Longitud Bsica. Es la longitud que se toma como base, tramo de referencia o

evaluacin de la asperea del perfil.

Rugosidad Media Aritmtica (Ra). Es la media aritmtica de las desviaciones

respecto a la lnea media del perfil. Para el clculo de la rugosidad media se toman

dichas desviaciones en valor absoluto ya que no se tienen en cuenta el signo

algebraico. [6]

4. MATERIAL Y EQUIPO

Tabla 4. 1 Material y Equipo de: Ajustes y Tolerancias

Material

Cuaderno

Lpiz

Tabla de ajustes y tolerancias

Equipo Sin equipo


Tabla 4. 2 Material y Equipo de: Practica de temperatura

Material

Aceite de Carro

Alcohol

Acetona

Aceite Comestible

Equipo

Mufla a 100c

Termmetro

Tabla 4. 3 Material y Equipo de: Prctica de Viscosidad

Material

Catalizador Epxido

Pintura Vinci

Pintura Acrlica

Pintura Epoxica

Pintura a base de agua

Equipo

Cronometro (celular)


Tabla 4. 4 Material y Equipo de: Prctica de Dureza

Material

Pieza de aluminio

Pieza de acero

Pieza de aluminio

Equipo

Durmetro Digital

Tabla 4. 5 Material y Equipo de: Practica de CMM

Material

Piezas

Equipo

Mquina de Coordenadas

Tabla 4. 6 Material y Equipo de: Prctica de Rugosidad

Material

Pieza

Equipo

Rugosimetro


5. METODOLOGIA Y RESULTADOS

5.1 TOLERANCIAS DIMENSIONALES

Para calcular este tipo de tolerancias es importante la utilizacin las siguientes

formulas:

Agujero (D), Agujero mximo (Dmax), Agujero mnimo (Dmin)

Eje (d), Eje mximo (dmax), Eje mnimo (dmin)

Apriete mximo (Amx)

Apriete mnimo (Amn)

Juego mximo (JMAX)

Juego mnimo (JMIN)

FORMULAS:

JMAX= Dmax dmin

JMIN= Dmin dmax

AMAX=dmax Dmin

AMIN=dmin Dmax

Utilizando los valores de 50 .02 para el agujero y 50 0.01 para el eje.

1) Para obtener los valores mximos y mnimos del agujero y del eje, se suman

y restan la cantidad dada.

Agujero= 5049.98+50.02 , Eje = 5049.99

+50.01

2) Ya obteniendo los valores mximos (+) y mnimos (-) del agujero y eje,

podemos sustituir en las frmulas para sacar el juego mximo, juego mnimo,

apriete mximo y apriete mnimo.


RESULTADOS

Tabla 5. 1 Resultados de Practica de Ajustes y Tolerancias

JMAX=

50.02 49.99 = 0.03 mm

JMIN=

49.98 50.01 = -0.03 mm

AMAX=

50.01 49.98 = 0.03 mm

AMIN=

49.99 50.02 = -0.03 mm

5.2 TEMPERATURA

Para medir la temperatura de los lquidos (aceite de carro, alcohol, acetona, aceite

comestible) se utiliz un termmetro de mercurio, as mismo como un equipo de

mufla, para medir el antes y despus de la temperatura de los lquidos.

1) Se calent el equipo de mufla a 100C.

2) Se colocaron los lquidos (aceite de carro, alcohol, acetona, aceite

comestible) en recipientes adecuados para medir su temperatura actual.

3) Teniendo los lquidos en los recipientes, tomamos el termmetro de mercurio

y lo sumergimos, sin que toque el recipiente o algunos de los extremos.

4) Esperamos unos segundos en lo que el termmetro mide bien la temperatura

de los lquidos.

5) Lo retiramos del recipiente, apuntando su temperatura actual.

6) Una vez medida la temperatura de todos los lquidos, tomamos un recipiente

y lo metemos en la mufla con ayuda de un guante especial para temperaturas

altas.

7) Se dejara en la mufla 10 min. Y despus ser sacado con ayuda del guante

y se tomara de nuevo su temperatura.

8) As mismo ser con cada uno de los recipientes que contienen los lquidos

especificados, y de igual manera se dejara en la mufla 10 min. A cada

recipiente.


RESULTADOS:

Tabla 5. 2 Resultados de Practica: Temperatura

Liquido

Temperatura

Actual.

Hora de

entrada y salida de la

mufla.

Temperatura despus de

la mufla.

Elevacin de

la temperatura.

Aceite de

carro

21C

8:34am- 8:44am

45C

24C

Alcohol

19C

8:45am- 8:55am

36C

17C

Acetona

15C

8:56am-9:06am

38C

23C

Ilustracin 5. 1 Correspondiente del paso 1

Ilustracin 5.2 Correspondiente del

paso 3.

Ilustracin 5.3 Correspondiente del

paso 7.


Aceite

comestible

20C

9:06am-9:16am

56C

36C

5.3 VISCOSIDAD

1. Se colocaron las pinturas correspondientes en vasos de plsticos.

2. En esos mismos vasos de plsticos se le perforaron en la parte inferior un

pequeo orificio.

3. Tomando en cuenta el cronometro, se dej que la pintura cayera en otros

vasos de plsticos.

4. Se tom el tiempo de la cada de cada pintura.

Ilustracin 5.4 Correspondiente paso al 2. Ilustracin 5.6 Correspondiente al paso 4.

.


RESULTADOS

Recordando que la viscosidad es la oposicin que tiene un lquido al moverse, en la

prctica se calculara la viscosidad de que cada uno de los materiales.

Con la siguiente formula:

= (

3)

* TIEMPO

Tabla 5. 3 Resultados de Practica: Viscosidad

Reactivo

Densidad Terica

Tiempo (s)

Viscosidad

Catalizador Epxido

0.960 (

3 )

24 segundos

23.04 (

3 )*s

Pintura Vinci 1.24 (

3 )

780 segundos 967.2 (

3 )*s

Pintura Acrlica 1.470 (

3 ) 0 segundos 0 (

3 )*s

Pintura Epoxica 1.15 (

3 ) 720 segundos 828 (

3 )*s

Pintura de Agua 1.33 (

3 ) 480 segundos 638.4 (

3 )*s

5.4 DUREZA

1. Se encendi el durmetro programndolo con las funciones deseadas.

2. Se coloc la base adecuada segn la pieza.

3. Se selecciona la punta del identador deseada (punta de diamante o punta de

esfera).

4. Se mueve la palanca hasta observar en la pantalla digital que ha llegado a

su punto exacto (identador).

5. Se observa la cantidad que indica la pantalla digital.


Ilustracin 5.7 Correspondiente al paso 2 Ilustracin 5.8 Correspondiente al paso 4

RESULTADOS

Tabla 5. 4 Resultados de la Prctica de Dureza

IDENTADOR PUNTA DIAMANTE 60 Kgf. Rockwell

Pieza 1 de aluminio: 35.5 HRA

Pieza 2 de acero: 53.7 HRA

Pieza 3 de acero: 53.8 HRA



5. 5 CMM

1. Se enciende la mquina.

2. Se coloca la pieza en la base.

3. Se selecciona la opcin en la pantalla digital para la medicin deseada.


4. Se toman los diferentes puntos de acuerdo a la medicin deseada con el

actuador ya sea mediciones de X, Y o Z. (en mm).

5. Se observa la medida dada en la pantalla.

Ilustracin 5 .9 Correspondiente al paso 4 Ilustracin 5.10 Correspondiente al paso 5

RESULTADOS

Tabla 5. 5 Resultados de Practica de CMM

Pieza 1: (medicin en Rectitud). 5.915 mm

Pieza 2: (medicin en Dimetro inferior).

242.495 mm

Pieza 3: (medicin en Altura). 258.520 mm

Pieza 4: (medicin en Dimetro exterior).

-42.485 mm

Pieza 5: (medicin en Diferencia de distancias).

235.765 mm

5.6 RUGOSIDAD

1) Para empezar a medir la rugosidad de alguna superficie, se coloca parte del

rugosmetro en la pieza.

2) Se verifica que las flechas del rugosmetro estn encontradas.


3) Se selecciona el parmetro que se desea calcular.

4) Se establece un rango.

5) Y damos start para que comience a calcular el parmetro establecido.

Ilustracin 5.11 Correspondiente al paso 5.

RESULTADOS

Tabla 5. 6 Resultados de Practica: Rugosidad.

PARAMETRO RANGO VALOR DADO

Ra

10

2.0m

Rmax

250

5m

Ra

50

2.2m

Ra

50

1.5m

Ra

50

2.5m


6. CONCLUSION

Se logr el objetivo de los temas vistos en clase, alcanzando un mayor conocimiento

sobre las diferentes prcticas realizadas con el apoyo del docente y la participacin

de los integrantes de cada equipo en la asignatura de Metrologa y se concluyeron

todos los temas que fueron vistos, tanto tericos as como prcticos.

Cabe mencionar que en esta materia la precaucin es muy alta, porque se corren

riesgos desde el momento en que los instrumentos de medicin son muy grandes

al igual que algunas piezas, as como el horno que se utiliz al principio para poder

calcular la temperatura del antes y despus del material, solo con ayuda de un

experto, se pueden manejar este tipo de materiales, porque para los alumnos que

van conociendo esta asignatura, es nuevo comenzar el uso de estos aparatos con

los cuales se corre peligro, pero teniendo conciencia, y haciendo las cosas de una

manera exigente, prudente y segura, se logran manejar estas herramientas de una

manera til y eficaz.

7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1. Clasificacin de instrumentos de metrologa dimensional, sistema de

calibracin industrial Carro, J.

2. Divisin de escala en instrumentos de metrologa dimensional III Carro, J.,

Snchez Prez, A.M.

3. Metrologa Dimensional Sebastin Prez M.A.

4. Metrologa: Introduccin, conceptos e instrumentos.

5. Metrologa Dimensional Carlos Gonzles, Ramn Zeleny.

6. Mara Rosas Pieiro Metrologa: Introduccin, Conceptos e Instrumentos.

Universidad De Oviedo.

7. Simn Milln Gmez, Fabricacin Mecnica Mecanizado, Metrologa y

Ensayos Paraninfo-Ciclos Informativos.

8. Fundamentos de Manufactura Moderna-Materiales Procesos y Sistemas

,Mikell P. Groover, Pearson Prentice Hall.

Practica 3 Metrologia

Documents

Transcript of Practica 3 Metrologia