guia instrumentos de medicion y corte - denygonzalez

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION
UNIVERSITARIA
VICERRECTORADO ACADÉMICO
UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA
FACULTAD DE INGENIERIA
INSTRUMENTOS DE MEDICION Y HERRAMIENTAS DE CORTE
PROCESOS DE MANUFACTURA II
GUIA PRELIMINAR
PROFESOR
González, Deny
Septiembre 2013
DESARROLLO
1. INSTRUMENTOS DE MEDICION DE PRESIÓN.
Manómetro:
Un manómetro es
un instrumento
de
medida que
sirve
para
medir
la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Esencialmente se
distinguen dos tipos de manómetros, según se empleen para medir la presión
de líquidos o de gases.
Características y Tipos de Manómetros:
Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan
la presión atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la
presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este
valor presión
manométrica;
dichos
aparatos
reciben
el
nombre
de
manómetros y funcionan según los mismos principios en que se
fundamentan los barómetros de mercurio y los aneroides. La presión
manométrica se expresa ya sea por encima, o bien por debajo de la presión
atmosférica. Los manómetros que sirven para medir presiones inferiores a la
atmosférica
se
llaman
manomanómetros,
manómetros
o vacuómetros.
Manómetro de dos ramas abiertas
Estos son los elementos con los que se mide la presión
positiva, estos pueden adoptar distintas escalas. El
manómetro más sencillo consiste en un tubo de vidrio
doblado en ∪ que contiene un líquido apropiado (mercurio,
agua, aceite, entre otros). Una de las ramas del tubo está
de
vacío
abierta a la atmósfera; la otra está conectada con el depósito que contiene el
fluido cuya presión se desea medir.
Manómetro Truncado
El
llamado
manómetro
truncado
sirve
para
medir
pequeñas presiones gaseosas, desde varios torrs hasta 1
Torr. No es más que un barómetro de sifón con sus dos
ramas cortas. Si la rama abierta se comunica con un
depósito cuya presión supere la altura máxima de la
columna barométrica, el líquido barométrico llena la rama
cerrada.
Bourdon
El más corriente es el manómetro de Bourdon,
consistente
en
un
tubo
metálico,
aplastado,
hermético, cerrado por un extremo y enrollado en
espiral.
Manómetro metálico o aneroide
En la industria se emplean casi exclusivamente los manómetros metálicos
o aneroides, que son barómetros aneroides modificados de tal forma que
dentro de la caja actúa la presión desconocida que se desea medir y fuera
actúa la presión atmosférica.
Tubo de Pitot:
El tubo
de
Pitot se
utiliza
para
calcular
la presión total,
también
denominada presión de estancamiento, presión remanente o presión de
remanso (suma de la presión estática y de la presión dinámica).
Mide la velocidad en un punto dado de la corriente de flujo, no la media de la
velocidad del viento.
2. INSTRUMENTOS DE MEDICION DE TEMPERATURA:
TERMÓMETRO
El termómetro es un instrumento de medición de temperatura. Desde su
invención ha evolucionado mucho, principalmente a partir del desarrollo de
los termómetros electrónicos digitales.
Tipos de Termómetros
Termómetro
de
mercurio:
es
un
tubo
de vidrio sellado
que
contiene mercurio, cuyo volumen cambia con la temperatura de manera
uniforme. Este cambio de volumen se visualiza en una escala graduada. El
termómetro de mercurio fue inventado por Fahrenheit en el año 1714.
Pirómetros: termómetros para altas temperaturas, son utilizados en
fundiciones, fábricas de vidrio, hornos para cocción de cerámica etc...
Termómetro de lámina bimetálica: Formado por dos láminas de metales de
coeficientes de dilatación muy distintos y arrollados dejando el coeficiente
más alto en el interior. Se utiliza sobre todo como sensor de temperatura en
el termohigrógrafo.
Termómetro de gas: Pueden ser a presión
constante o a volumen constante. Este tipo de
termómetros son muy exactos y generalmente son
utilizados para la calibración de otros termómetros.
Termómetro de resistencia: consiste en un alambre de algún metal (como
el platino) cuya resistencia eléctrica cambia cuando varía la temperatura.
Termopar: un termopar o termocupla es un dispositivo utilizado para medir
temperaturas, basado en la fuerza electromotriz que se genera al calentar
la soldadura de dos metales distintos.
Fi
Figura. Principio básico de termopar
Termistor: es un dispositivo que varía su resistencia eléctrica en función de
la temperatura. Algunos termómetros hacen uso de circuitos integrados que
contienen un termistor, como el LM35.
Termómetros
digitales:
son
aquellos
que,
valiéndose
de
dispositivos transductores como los mencionados, utilizan luego circuitos
electrónicos
para convertir en
de tensión obtenidas,
números
mostrando
las
finalmente
pequeñas
la
variaciones
temperatura
en
un visualizador. Una de sus principales ventajas es que por no utilizar
mercurio no contaminan el medio ambiente cuando son desechados.
Figura termómetro digital
Termómetros clínicos: son los utilizados para medir la temperatura
corporal. Los hay tradicionales de mercurio y digitales, teniendo estos últimos
algunas ventajas adicionales como su fácil lectura, respuesta rápida,
memoria y en algunos modelos alarma vibrante.
3. INSTRUMENTOS DE MEDICION DE MASA:
La Balanza o Báscula: son dispositivos electrónicos o mecánicos que es
utilizado en hogares, industrias, laboratorios y empresas con el fin de
determinar el peso, o, bien, la masa de un objeto, cosa o sustancia.
La Balanza: está formada por una barra en perfecto contrabalance, de
la cual cuelgan dos platos, uno de cada extremo, y es sostenida por el
centro de esta barra en un punto de apoyo de la menor dimensión posible.
La Báscula: está formada por una plataforma que ha hecho posible la
construcción de algunas cuya capacidad de medición es de grandes
toneladas.
Catarómetro: es un instrumento que mide la concentración de pequeñas
cantidades de gas, comparando la conductividad térmica del gas analizado
contra la conductividad del gas de muestra, dando como resultado su masa
atómica, aunque en la obtención de los resultados es un poco más lento
en comparación al próximo instrumento.
Espectrómetro de masa: este instrumento se encarga de analizar las
muestras determinando las masas de sus iones, permite examinar con gran
precisión
la
composición
de diferentes
elementos
químicos
e
isótopos atómicos, separando los núcleos atómicos en función de su
relación masa-carga (m/z).
4. INSTRUMENTOS DE MEDICION DE LONGITUD:
A. Pie de rey (Vernier)
Llamado también calibre deslizante o pie de rey es el instrumento de medida
lineal que más se utiliza en el taller. Por medio del Vernier se pueden
controlar medidas de longitudes internas, externas y de profundidad. Pueden
venir en apreciaciones de 1/20, 1/50 y 1/100 mm y 1/128 pulg, es decir, las
graduaciones al igual que la regla graduada vienen en los dos sistemas de
unidades en la parte frontal.
En algunos instrumentos en el reverso se encuentran impresas algunas
tablas de utilidad práctica en el taller, como la medida del diámetro del
agujero para roscar.
El material con que se construyen es generalmente acero inoxidable, que
posee una gran resistencia a la deformabilidad y al desgaste.
El nonio: Representa la característica principal del vernier, ya que es el que
efectúa medidas con aproximaciones inferiores al milímetro y al 1/16 de
pulgada. La graduación señalada en el cuerpo del calibre, y entre marcas,
representa un milímetro, como si se tratara de una regla normal.
La graduación del nonio en milímetros posee 20 divisiones si se trata de un
instrumento con apreciación de 0.05 mm, en este caso sólo podemos
efectuar mediciones en múltiplos de 5 centécimas de milímetro.
Cuando el 0 del nonio coincide con el 0 de la escala del cuerpo, el vernier
está cerrado. En esta posición la vigésima marca del nonio coincide con la
posición de 39 mm de la escala fija. Ningún otra marca del nonio,
comprendida entre el 0 y el 10, coincide con un marca de la escala del
cuerpo del calibre.
PARTES DE UN VERNIER
Las partes fundamentales del vernier son:

Cuerpo del calibre

Corredera

Mandíbulas para exteriores.

Orejas para interiores

Varilla para profundidad.

Escala graduada en milímetros.

Escala graduada en pulgadas.

Graduación del nonio en pulgadas

Graduación del nonio en milímetros.



Pulsador para el blocaje del cursor. En algunos es sustituido por un
tornillo.
Embocaduras para la medida de ranuras, roscas, etc.
Embocadura de la varilla de profundidad para penetrar en agujeros
pequeños.

Tornillos para fijar la pletina que sirve de tope para el cursor.

Tornillo de fijación del nonio.
Procedimiento de medición del Vernier
Punto 1: Verifique que el calibrador no esté dañado.
Si el calibrador es mal manejado su vida útil será menos larga de lo
planeado, para mantenerlo siempre útil no deje de tomar las precauciones
siguientes:
1) Antes de efectuar las mediciones, limpie de polvo y suciedad las
superficies de medición, cursor y regleta; ya que el polvo puede obstruir a
menudo el deslizamiento del cursor.
2) Cerciórese que las superficies de medición de las quijadas y los picos no
estén dobladas o despostilladas.
3) Verifique que las superficies deslizantes de la regleta estén libres de
daño. . Para obtener mediciones correctas, verifique la herramienta
acomodándola como sigue:
1) Esté seguro de que cuando el cursor está completamente cerrado, el cero
de la escala de la regleta y del nonio estén alineados uno con otro, también
verifique las superficies de medición de las quijadas y los picos como sigue:
- Cuando no pasa luz entre las superficies de contacto de las quijadas, el
contacto es correcto.
- El contacto de los picos es mejor cuando una banda uniforme de luz pasa a
través de las superficies de medición
C3) Verifique que el cursor se mueva suavemente pero no holgadamente a lo
largo de la regleta.
Punto 2: Ajuste el calibrador correctamente sobre el objeto que está
midiendo
Coloque el objeto sobre el banco y mídalo, sostenga el calibrador en ambas
manos, ponga el dedo pulgar sobre el botón y empuje las quijadas del nonio
contra el objeto a medir, aplique sólo una fuerza suave.
Método correcto de manejar los calibradores. Medición de exteriores.
Coloque el objeto tan profundo como sea posible entre las quijadas.
M2) Coloque el calibrador hacia arriba sobre una superficie plana, con el
medidor de profundidad hacia abajo, empuje el medidor de profundidad, si
las graduaciones cero en la regleta y la escala del nonio están desalineados,
el medidor de profundidad está anormal.
3) Verifique que el cursor se mueva suavemente pero no holgadamente a lo
largo de la regleta.
Punto 2: Ajuste el calibrador correctamente sobre el objeto que está
midiendo
Sostenga el objeto perpendicularmente con las quijadas de otra forma, no se
obtendrá una medición correcta.
Medición de interiores.
En esta medición es posible cometer errores a menos que se lleve a cabo,
muy cuidadosamente, introduzca los picos totalmente dentro del objeto que
se va a medir, asegurando un contacto adecuado con las superficies de
medición y tome la lectura.
Al medir el diámetro interior de un objeto, tome el valor máximo,al medir el
ancho de una ranura tome el valor mínimo
Es una buena práctica medir en ambas direcciones para asegurar una
correcta medición
Medición de profundidad.
En la medición de la profundidad, no permita que el extremo del instrumento
se incline, no deje de mantenerlo nivelado.
La esquina del objeto es más o menos redonda, por lo tanto, gire el resaque
de la barra de profundidad hacia la esquina.
Tipos de calibrador vernier.
Calibrador vernier tipo M
Calibrador vernier tipo CM
Calibrador con indicador de carátula (o cuadrante). En este calibrador se
ha sustituido la escala graduada por un indicador de carátula o cuadrante
operado por un mecanismo de piñón y cremallera logrando que la resolución
sea aún mayor logrando hasta lecturas de 0,01 mm. Se disponen de
calibradores desde 100 mm hasta 2 000 mm y excepcionalmente aún más
largos.
Calibradores digitales. Estos calibradores utilizan un sistema de defección
de desplazamiento de tipo capacitancia, tienen el mismo tamaño, peso y
alcance de medición que los calibradores estándar, son de fácil lectura y
operación, los valores son leídos en una pantalla de cristal líquido (LCD), con
cinco dígitos y cuentan con una resolución de 0,01 mm, que es fácil de leer y
libre de errores de lectura.
Calibradores con ajuste fino. Se diseñan de modo que las puntas de
medición puedan medir superficies externas solamente, o bien permitir solo
mediciones internos con un alcance útil desde 600 hasta 2000 mm cuenta
con un mecanismo de ajuste para el movimiento fino del cursor.
Calibrador con palpador ajustable de puntas desiguales. Este tipo de
calibrador facilita mediciones en planos a diferente nivel en piezas
escalonados donde no se puedan medir con calibradores estándar, cuento
con un mecanismo de ajuste vertical del punto de medición.
Calibrador KAFER. Medidor de espesor para plásticos, papel, cartón, hilos,
cuerdas y alambres. Son portátiles, digitales o análogos.
Almacenamiento
Precauciones cuando almacene calibradores:
1) Seleccione un lugar en el que los calibradores no estén expuestos a polvo,
alta humedad o fluctuaciones extremas de temperatura.
2) Cuando almacene calibradores de gran tamaño que no sean utilizados con
frecuencia, aplique líquidos antioxidantes al cursor y caras de medición;
procure dejar estas algo separado.
3) Al menos una vez al mes, verifique s condiciones de almacenaje y el
movimiento del cursor de calibradores que sean usados esporádicamente y,
por tanto, mantenidos en almacenaje.
4) Evite
entrada de vapores de productos químicos, como ácido
hidroclorhidrico o ácido sulfúrico, al lugar en que estén almacenados los
calibradores.
5) Coloque los calibradores de modo que el brazo principal no se flexione y el
vernier no resulte dañado.
6) Mantenga un registro, con documentación adecuada, de los calibradores
que salgan del almacén hacia el área productiva.
7) Designe a una persona como encargado de los calibradores que estén
almacenados en cajas de herramientas y ánqueles dentro del área
productiva.
B. Tornillo micrométrico o tornillo de palmer.
El Tornillo Micrométrico también llamado Tornillo de Palmer, es un
instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo
micrométrico y que sirve para medir las dimensiones de un objeto con alta
precisión, del orden de centésimas de milímetros (0,01 mm) y de milésimas
de milímetros (0,001mm) (micra).
Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre sí mediante un tornillo
de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala. La escala
puede incluir un nonio. La máxima longitud de medida del micrómetro de
exteriores es de 25 mm, por lo que es necesario disponer de un micrómetro
para cada campo de medidas que se quieran tomar (0-25 mm), (25-50 mm),
(50-75 mm), etc.
Frecuentemente el micrómetro también incluye una manera de limitar la
torsión máxima del tornillo, dado que la rosca muy fina hace difícil notar
fuerzas capaces de causar deterioro de la precisión del instrumento.
Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre sí mediante un tornillo
de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala. La escala
puede incluir un nonio. La máxima longitud de medida del micrómetro de
exteriores es de 25 mm, por lo que es necesario disponer de un micrómetro
para cada campo de medidas que se quieran tomar (0-25 mm), (25-50 mm),
(50-75 mm), etc.
Frecuentemente el micrómetro también incluye una manera de limitar
la torsión máxima del tornillo, dado que la rosca muy fina hace difícil notar
fuerzas capaces de causar deterioro.
Partes del Tornillo micrométrico
5. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS DE CORTE DE METALES
5.1 Convencionales
Entre las máquinas convencionales tenemos las siguientes máquinas
básicas:
Taladros: destinados a perforación, estas máquinas herramientas son, junto
con los tornos, las más antiguas. En ellas el útil es el que gira y la pieza
permanece fija a una mordaza o colocación. El útil suele ser normalmente,
en los taladros, una broca que, debidamente afilada, realiza el agujero
correspondiente. También se pueden realizar otras operaciones con
diferentes útiles, como avellanar y escariar.
Un tipo especial de taladradoras son las punteadoras que trabajan con
pequeñas muelas de esmeril u otro material. Son utilizadas para operaciones
de gran precisión y sus velocidades de giro suelen ser muy elevadas.
Con diferentes útiles y otros accesorios, como el divisor, se pueden realizar
multitud de trabajos y formas diferentes.
Pulidora: trabaja con un disco abrasivo que va comiendo el material de la
pieza a trabajar. Se suele utilizar para los acabados de precisión por la
posibilidad del control muy preciso de la abrasión. Normalmente no se ejerce
presión mecánica sobre la pieza.
De Vaivén:
Limadora o Perfiladora: se usa para la obtención de superficies lisas. La
pieza permanece fija y el útil, que suele ser una cuchilla, tiene un movimiento
de vaivén que en cada ida come un poco a la pieza a trabajar, que cuenta
con mecanismo de trinquete que avanza automáticamente la herramienta
(cuchilla).
Cepilladora: al contrario de la perfiladora, en la cepilladora es la pieza la que
se mueve. Permite realizar superficies lisas y diferentes cortes. Se pueden
poner varios útiles a la vez para que trabajen simultáneamente.
Sierras: son de varios tipos, de vaivén, circulares o de banda. Es la hoja de
corte la que gira o se mueve y la pieza la que acerca a la misma.
Prensas: no realizan arranque de viruta, dan forma al material mediante el
corte o cizalla, el golpe para el doblado y la presión. Suelen utilizar
troqueles y matrices como útiles. Los procesos son muy rápidos y son
máquinas de alto riesgo de accidente laboral
5.2 No convencionales
Electroerosión: las máquinas de electroerosión desgastan el material
mediante chispas eléctricas que van fundiendo partes minúsculas del mismo.
Hay dos tipos de máquinas de electroerosión:
Las de Electrodos: que realizan agujeros de la forma del electrodo o
bien desgaste superficiales con la forma inversa de la que tiene el electrodo,
hace grabaciones.
Las de Hilo: que, mediante la utilización de un hilo conductor del que
saltan las chispas que desgastan el material, van cortando las piezas según
convenga. En ambos casos durante todo el proceso, tanto el útil como la
pieza están inmersos en un líquido no conductor.
Arco de Plasma: se utiliza un chorro de gas a gran temperatura y presión
para el corte del material.
Láser: en este caso es un potente y preciso rayo láser el que realiza el corte
vaporizando el material a eliminar.
Ultrasónica: haciendo vibrar un útil a velocidades ultrasónicas, por encima
de los 20.000 Hz y utilizando un material abrasivo y agua se van realizando
el mecanizado de la pieza por la fricción de las partículas abrasivas. Se usa
para trabajar materiales muy duros como el vidrio y el diamante y las
aleaciones de carburos.
6. Algunos principios de la Teoría del corte de los metales
Proceso de formación de la viruta.
Los fenómenos térmicos que surgen durante el proceso de corte.
Los fenómenos físicos que acompañan el proceso de corte.
6.1 PROCESO DE FORMACIÓN DE LA VIRUTA
La esencia del mecanizado de los metales por arranque de viruta consiste en
el corte de la capa superficial de metal de la pieza bruta con el objeto de
obtener de ésta la pieza acabada con una forma, dimensiones y calidad de
acabado requeridas. El proceso de corte de los metales es el proceso
mediante el cual se produce la cortadura de partículas de metal bajo la
acción de las denominadas Fuerzas de Corte. De acuerdo con los diferentes
tipos de materiales, se formarán diversos tipos de virutas: de elementos,
escalonadas, fluida continua de espiral, fluida continua de cinta y
fraccionada.
6.2 Generación de calor durante el corte de los metales
Por la ley de conservación de la energía, la energía que se gasta para el
proceso de corte, se transforma en energía calorífica. En la zona de corte se
genera el calor de corte. Durante el proceso de corte de los metales el
elemento que más se calienta es la Viruta con el 75% del calor que se
genera, debido a que sufre deformaciones considerables. La herramienta de
corte recibe hasta un 20 %; la superficie trabajada recibe hasta el 4%,
mientras que el medio ambiente recibe aproximadamente el 1%.
6.3 Fenómenos físicos que acompañan el proceso de corte
Endurecimiento superficial.
Durante el proceso de corte la superficie elaborada adquiere una dureza
superior a la superficie por elaborar; esto es el resultado del endurecimiento
de la capa superficial o cambio de la estructura de la superficie elaborada,
bajo la acción de las deformaciones que acompañan el arranque de los
elementos de la viruta. La profundidad de la capa endurecida alcanza 1 a 2
mm. El grado de endurecimiento y la profundidad de la capa endurecida
dependen de las propiedades mecánicas del material que se elabora, los
metales frágiles se endurecen menos que los metales dúctiles; de la
geometría de la cuchilla, cuando menor sea el ángulo de desprendimiento,
mayor será el endurecimiento; del régimen de corte utilizado; del uso de
refrigerante, entre otros.
Formación de Promontorio o excrecencia.
Ocurre
cuando
al
cortar
materiales
dúctiles,
en
la
superficie
de
desprendimiento de la cuchilla, cerca de la arista o filo de corte, se forma una
pequeña prominencia de metal que se ha soldado a la superficie de
desprendimiento de la cuchilla. La causa se su surgimiento es por el proceso
de frenado de la capa superficial de la viruta al desplazarse por la cara de
desprendimiento de la cuchilla. El promontorio o excrecencia posee elevada
dureza
porque
al
calentarse
y
enfriarse
rápidamente
se
templa
considerablemente. Durante la fase de desbastado, el promontorio recibe los
esfuerzos de corte, protegiendo la superficie de ataque contra el
calentamiento y el desgaste. Por ello, el fenómeno de promontorio durante el
desbastado es conveniente, no así durante la fase de acabado, pues
disminuye la precisión y acabado de la superficie.
BIBLIOGRAFÍA
PAGINAS Web consultadas:

http://laboratoriobae.blogspot.com

http://calibrdorvernier.galeon.com/aficiones1684760.html

http://verniersecciona.wordpress.com/2008/04/13/definicion-devernier-o-pie-de-rey/

http://todoingenieriaindustrial.wordpress.com/metrologia-ynormalizacion/calibrador-vernier/

http://www.ecured.cu/index.php/Teor%C3%ADa_del_corte_de_los_me
tales