FUNDACIÓN UNIVERSIDAD DEL NORTE

DIVISIÓN DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

PROCESO DE FABRICACIÓN

METROLOGÍA

ANDREA DITTA

ARIEL GARCÍA

BARRANQUILLA

25 DE AGOSTO DE 2011

1. OBJETIVOS

1.1 OBJETIVO GENERAL

Aprender a utilizar elementos de medición importantes en procesos de

fabricación (Vernier, Micrómetro) y aplicarlos en la construcción e

interpretación de planos en ingeniería.

1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Conocer las diferentes partes de los elementos de medición

importantes en procesos de fabricación (Vernier, Micrómetro).

Conocer la diferencia entre exactitud y precisión de un elemento de

medición.

Emplear herramientas estadísticas en la medición y análisis de

resultados.

Construir vistas fundamentales, dibujos isométricos e interpretar

planos en ingeniería.

2. CONTENIDO

1. OBJETIVOS .............................................................................................................................. 2

1.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................ 2

1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS .................................................................................................. 2

2. CONTENIDO ............................................................................................................................. 3

3. LISTADO DE TABLA .............................................................................................................. 4

4. LISTADO DE SÍMBOLOS, SIGLAS Y ABREVIATURAS ................................................. 5

5. INTRODUCCION ...................................................................................................................... 6

6. MARCO TEÓRICO .................................................................................................................. 6

7. MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS ........................................................................... 7

8. PROCEDIMIENTO ................................................................................................................... 7

9. FUNDAMENTOS TEÓRICOS ................................................................................................ 8

9.1 CALIBRE PIE DE REY ............................................................................................................. 8

9.2 MICRÓMETRO .......................................................................................................................... 8

10. RESULTADOS ......................................................................................................................... 8

11. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ........................................................................................... 9

12. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA ............................................................................ 10

12.1 VERNIER, MICRÓMETRO Y SUS APLICACIONES. ..................................................... 10

12.2 MATERIALES DE FABRICACIÓN DE MICRÓMETROS Y PIE DE REY ................... 10

12.3 CRITERIO DE FUNCIONALIDAD DE LOS CALIBRADORES DIGITALES .............. 11

13. CONCLUSIONES ................................................................................................................... 12

14. BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................................... 13

15. ANEXOS ................................................................................................................................... 14

3. LISTADO DE TABLA

Tabla 1: Unidades en milímetros .............................................................................................. 8

Tabla 2: Unidades en pulgadas ................................................................................................. 9

4. LISTADO DE SÍMBOLOS, SIGLAS Y ABREVIATURAS

Cv: Coeficiente de variación

5. INTRODUCCION

Con el fin de adquirir destreza en el manejo de instrumentos de medidas

como el pie de rey y el micrómetro, se realiza la práctica de ajustes y

tolerancias, motivo por el cual se presenta este informe, donde hallaremos

los resultados obtenidos al realizarle las mediciones a dos pieza del

laboratorio. Dichos resultados se presentan en tablas, donde se encontraran

comparaciones estadísticas como la media, la varianza y el coeficiente de

variación. De estos resultados se presenta un análisis conciso de los factores

que pudieron ocasionar errores. Al final se presenta un anexo de la pieza

recreada en Solidwork con las dimensiones pertinentes. De esta forma, la

sustentación de la práctica, se debe tener claro los conceptos tales como las

partes de los instrumentos de medición, su clasificación, manejar las

herramientas estadísticas para medición y saber construir vistas

fundamentales.

6. MARCO TEÓRICO

La metrología dimensional se encarga de estudiar las técnicas de medición

que determinan correctamente las magnitudes lineales y angulares. La

medida es la evaluación de una magnitud hecha según su relación con otra

magnitud de la misma especie adoptada como unidad. Tomar la medida de

una magnitud es compararla con la unidad de su misma especie para

determinar cuántas veces está se halla contenida en aquella.

La medición se puede se puede dividir en directa e indirecta o por

comparación. Los instrumentos de medición directa se colocan directamente

sobre la pieza a medir, como es el caso de un calibrador pie de rey o un

micrómetro. La medición directa utiliza métodos ópticos, electrónicos,

neumáticos para obtener la dimensión final de la pieza.

Es importante tener en cuenta que las mediciones deben poseer una

variación admisible de su valor. Si una dimensión en particular tiene que

ajustar dentro o fuera de otra, como un perno o pasador en un agujero, es

importante esta variación admisible o tolerancia.

Por lo generar, los fabricantes de determinadas piezas deciden adoptar sus

propias normas para caracterizar las dimensiones de éstas, a esto se le

conoce como ajustes.

7. MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS

Calibrador vernier

Micrómetro

Calculadora

Computador

Notas de la experiencia, tomadas en clase.

Piezas a estudiar

Bibliografía e información adicional sobre el tema.

8. PROCEDIMIENTO

8.1. Medir todas las dimensiones necesarias para interpretar las piezas asignadas, para ello realizar 3 mediciones de cada una de ellas y determinar:

Media

Desviación estándar

Coeficiente de Variación

8.2. Elaborar un dibujo de la pieza a medir, sus vistas y su respectivo isométrico.

8.3. Tomar las correspondientes medidas en pulgadas y en milímetros. Colocar las medidas en la parte del dibujo que corresponda.

8.4. Identificar la pieza y entregarla junto con la hoja de resultados. En la hoja de resultados deben aparecer las vistas fundamentales con sus respectivas cotas (solo cotas necesarias para la completa interpretación del plano.)

9. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

9.1 CALIBRE PIE DE REY

Sirven para la medición directa de medidas interiores, exteriores, y de

profundidades. En el instrumento se pueden leer milímetros enteros y

fracciones de milímetros, y también en algunos casos, pulgadas y fracciones

de pulgada. Sus piezas principales son: la regla

9.2 MICRÓMETRO

Dispositivo ampliamente usado en ingeniería mecánica, para medir con

precisión grosor de bloques medidas internas y externas de ejes y

profundidades de ranuras. Los micrómetros tienen varias ventajas respecto a

otros instrumentos de medida como el vernier y el calibrador: son fáciles de

usar y sus lecturas son consistentes

10. RESULTADOS

En las figuras del anexos se pueden observas las medidas correspondientes

de las siguientes tablas.

Tabla 1: Unidades en milímetros

Medida1 Medida2 Medida3 Cv

1,592 1,59 1,591 1,591 0,00082 0,001

1,43 1,43 1,42 1,427 0,00471 0,003

2,52 2,51 2,52 2,517 0,00471 0,002

0,4 0,405 0,41 0,405 0,00408 0,010

11 10,98 10,9 10,960 0,04320 0,004

3,102 3,1 3 3,067 0,04762 0,016

2,5 2,51 2,505 2,505 0,00408 0,002

6,31 6,3102 6,303 6,308 0,00335 0,001

5,2092 5,21 5,2 5,206 0,00454 0,001

5 5,05 5,05 5,033 0,02357 0,005

1,6086 1,61 1,609 1,609 0,00059 0,000

1,7052 1,706 1,704 1,705 0,00082 0,000

0,638 0,64 0,63 0,636 0,00432 0,007

0,756 0,76 0,75 0,755 0,00411 0,005

Tabla 2: Unidades en pulgadas

Medida1 Medida2 Medida3 Cv

4.450 4.451 4.45 13,3233563 2566,92821 0,00519039

5.59 5.60 5.60 8,38829915 3227,04448 0,00259938

21.460 21.45 21.45 32,158928 12377,5526 0,00259817

50.343 50.34 50.35 75,4797579 29036,4779 0,00259948

33.373 33.37 33.372 99,9101946 19248,3557 0,00519058

19.700 18.95 18.95 28,4113352 11362,8595 0,00250037

16.970 16.965 16.965 16966,6663 2,88675135 5877,42563

11. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

En las tablas 1 y 2 se presentan los datos obtenidos en la experiencia; en

ellas también se enlistan cálculos como las medias, varianzas y los

coeficientes de variación correspondientes. No obstante, cabe señalar que

no se cuenta con un valor teórico para tener una comparación relativa como

tal. Es por eso que si observamos los cálculos como la variación estándar

podemos observar que tanto se alejan cada medición realizada por cada

estudiante de la medición promedio, un ejemplo al azar podría ser la medida

5.2092, donde la varianza es 0.00454 mm, ósea que las medidas hechas por

cada participante en esa sección tiene poca tendencia a generar errores ya

que no están tan dispersos unos del otro. De esta manera, se puede

considerar también como método para determinar que tan disperso se

encuentra cada medida realizada, con el coeficiente de variación; es por ello

que el coeficiente de variación es más habitual para comparar varios tipos de

medidas en las mismas unidades.

Debido a la complejidad de algunas partes de las piezas, los datos obtenidos

de lugares donde se requería conocer la profundidad fueron establecidos por

inspección geométrica a la hora de fijar el vernier para una lectura correcta.

Mas sin embargo, existen diferentes clases de micrómetro, entre los cuales

se encuentra el micrómetro de profundidades, que se utiliza para medir la

profundidad de agujeros, acanaladuras, entre otras. Cabe resaltar que dado

a la resolución que tiene el vernier se pudo ampliar la precisión y exactitud de

la medida que tomamos.

Probablemente, sea necesario establecer criterios para decidir que

instrumento de medición usar entre un micrómetro y un calibrador vernier,

para realizar la medición de una pieza en su proceso de manufactura.

La exactitud y precisión. El calibrador es inferior en precisión frente al

micrómetro, esto se debe a que

“La máxima exactitud puede obtenerse únicamente cuando el eje del

instrumento está alineado con el eje de la pieza que está siendo medida”

(Abbe, 1890)

Facilidad, tamaño, peso.

Rapidez de lectura.

12. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA

12.1 VERNIER, MICRÓMETRO Y SUS APLICACIONES.

Según el tipo de medida, los calibradores pueden ser: de exteriores, de interiores,

de profundidad y de peldaño.

Coloquialmente se clasifican en: calibrador tipo C, el cual es utilizado en donde se

requiere rapidez y hay constantes mediciones, solo consta de los palpadores para

exteriores, de la regleta y el nonio; calibrador tipo M, que se aplica para saber

diámetros de tuberías y profundidades en huecos de instalaciones eléctricas,

neumáticas e hidráulicas; y el calibrador tipo CM, utilizados en laboratorios

de calibración simples, y en trabajos en la industria metal-mecánica.

Según la tecnología de fabricación los micrómetros pueden ser mecánicos o

electrónicos. Según la normalización pueden ser, estándar en cuanto a la

apreciación y la amplitud de las medidas; o especiales, destinados a

mediciones especificas en procesos de fabricación o verificación de

concretos. Según las medidas a realizar pueden ser de interiores, exteriores

o de profundidad.

12.2 MATERIALES DE FABRICACIÓN DE MICRÓMETROS Y PIE DE

REY

Los calibradores vernier por lo general los fabrican con acero inoxidable

templado y cromados en mate, lo cual le da una calidad especial, también

son fabricados en plásticos y otros materiales, pero estos son de menor

calidad y precisión.

Los micrómetros se fabrican con acero cromado en mate y esmaltado para

darle una calidad especial y en algunas ocasiones los fabrican con plástico.

12.3 CRITERIO DE FUNCIONALIDAD DE LOS CALIBRADORES

DIGITALES

El calibrador digital consta de una regleta óptica con las divisiones de

acuerdo a la resolución que tenga, existe un sensor óptico que cuenta estas

divisiones y un sistema de microprocesador que las decodifica a una medida

lineal.

13. CONCLUSIONES

Los datos obtenidos y las justificaciones pertinentes dan validez de la

importancia a la hora de tener en cuenta una medición que esté focalizada a

una buena precisión y exactitud. Situaciones como estas pueden ser

presentadas para elaborar planos, piezas y diseños que se encuentren

enmarcados en varios números de ensayos a los cuales deba determinársele

una media para tener un punto de partida a la hora de saber determinar que

dato es el que más nos convendría implementar la media y un coeficiente de

variación para saber que tan dispersos se encuentra. Es por ello que las

medidas de dispersión, y de centralización como el coeficiente de variación y

la media son importantes a la hora de realizar un proceso de medición, como

estos en los que son inevitables errores humanos. Cabe señalar que las

tolerancias y los ajustes pueden variar para una situación particular, en este

informe no fueron necesarias puesto que no se pretendía reproducir la pieza,

ni ensamblarla; pero si es pertinente destacar su importancias.

14. BIBLIOGRAFIA

Abbe, E. (1890).

Gerling, H. (s.f.). Medición de longitudes: Libro de consulta acerca de los procedimientos de

medición en fabricación. .

15. ANEXOS