MEDICIÓN DE FORMAS 1

Transcripción

1 AMPLIACIÓN DE METROLOGÍA DIMENSIONAL MEDICIÓN DE FORMAS 1 1. Introducción Concepto de forma y su acotación Fundamento de la medición de formas Medición de formas especiales 2. Máquina de medir formas Descripción de la máquina Medición y resultados Filtrado y análisis de armónicos Ejemplos de medidas Preparativos para medir

2 MEDICIÓN DE FORMAS 2 INTRODUCCIÓN. CONCEPTO DE FORMA Y SU ACOTACIÓN

3 MEDICIÓN DE FORMAS 3 INTRODUCCIÓN. FUNDAMENTO DE LA MEDICIÓN DE FORMAS Comparación entre diversos puntos de la superficie a medir, utilizando una referencia exterior estable

4 MEDICIÓN DE FORMAS 4 INTRODUCCIÓN. MEDICIÓN DE FORMAS ESPECIALES Ejemplo Gran variedad de instrumentos para la medición de formas específicas Destacan los utilizados para la medición de engranajes

5 MEDICIÓN DE FORMAS 5 INTRODUCCIÓN. MÁQUINA DE MEDIR FORMAS Palpador comparador de palanca Plato giratorio de precisión - Medición de las desviaciones - Centrado y nivelado de la pieza Diagrama polar r r

6 MEDICIÓN DE FORMAS 7 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. DESCRIPCIÓN Plato Soporte neumático del husillo Mesa

7 MEDICIÓN DE FORMAS 7 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. DESCRIPCIÓN Palpador Orientaciones posibles Columna Codo Brazo Codo Transdu uctor Estilete

8 MEDICIÓN DE FORMAS 8 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIÓN Y RESULTADOS (-) r (+) Diagrama polar Ojo! r r (-) r (+) 0º 360º Origen de coordenadas polares o "datum" El origen de coordenadas representa el centro de giro del plato, pero puede seleccionarse cualquier otro punto para la representación y los cálculos siguientes...

9 MEDICIÓN DE FORMAS 9 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIÓN Y RESULTADOS Redondez R Redondez Origen ("datum") datum) de las coords. polares Círculo de referencia Centro del círculo de referencia Excentricidad (E) y concentricidad (2E) Posible origen sobre otra medida de redondez E 0º 360º Ángulo de máxima desviación (θ) Círculos concentricos al de referencia, inscr. y circunscr. al diagr. polar

10 MEDICIÓN DE FORMAS 10 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIÓN Y RESULTADOS Oscilación, Salto radial o "runout" Runout Oi Origen (datum) - De gran utilidad cuando el origen es un eje o punto fijo de la propia pieza

11 MEDICIÓN DE FORMAS 11 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIÓN Y RESULTADOS Cuatro definiciones de redondez según el círculo de referencia Cada definición tiene su campo de aplicación

12 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS 12 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIÓN Y RESULTADOS Medidas axiales h r h Dirección de oscilación del palpador p ( ) 0º 180º

13 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS 13 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIÓN Y RESULTADOS Medidas axiales Plano de mínimos cuadrados, LS, plano de referencia Plano de máxima pendiente r h ( ) 0º Ángulo de máxima pendiente Inclinación ajena a la planicidad!

14 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS 14 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIÓN Y RESULTADOS Medidas axiales Distinguir: Planicidad Perpendicularidad r h Ojo!, realmente, este eje es la dirección de oscilación del palpador

15 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS 15 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIÓN Y RESULTADOS Medidas axiales. Perpendicularidad Suponer superficie plana perfecta, pero inclinada h n max h Sinusoide h 2R 0º 180º 360º R hmax tg 2 R de otro modo... La perpendicularidad, se expresa

16 MEDICIÓN DE FORMAS 16 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIÓN Y RESULTADOS Medidas axiales. Perpendicularidad y Salto Axial Superficie real Plano de máxima pendiente R Plano LS S H ( ) 0º A Ángulo de máxima pendiente Vista A, perpendicular al plano de máxima pendiente Dependencia del eje, dirección de la oscilación! Salto axial ó runout Perpendicularidad

17 MEDICIÓN DE FORMAS 17 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIÓN Y RESULTADOS Medidas axiales. Planicidad o planitud Eliminar, previamente, el defecto de perpendicularidad Plano de mínimos cuadrados, LS ( ) 0º ( )

18 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS 18 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIÓN Y RESULTADOS Medidas axiales. Planicidad o planitud h r h (micrometros) Línea (plano) LS Planitud LS Definición alternativa: Mínima Zona (degrees) Planitud MZ

19 MEDICIÓN DE FORMAS 19 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. FILTRADO Eliminación de medidas de pequeño espaciado (o alta frecuencia) Medidas falsas por ruído Medidas irrelevantes Los resultados serán diferentes!!! Diagrama no filtrado Diagrama intensamente filtrado

20 MEDICIÓN DE FORMAS 20 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. FILTRADO Conversión del perfil a suma de armónicos (Fourier) y eliminación o selección de armónicos Ondas por revolución (upr): ondas completas incluidas en el diagrama polar r 3 Representación polar o circular del armónico de 3 upr en un caso concreto 0º 360º r 0º 360º r 1 r 2 r 5 Representación lineal del perfil de redondez, y de tres armónicos r = r i (generalmente, i max = 500) Eliminación o selección de armónicos?

21 MEDICIÓN DE FORMAS 21 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. FILTRADO Eliminación o selección ecc de armónicos rfiltrado ci ri 0 c 1 Filtro aplicado i Primer objetivo del filtrado Diagrama polar más claro, mediante la eliminación de irregularidades de frecuencia elevada: c i = 0 para armónicos de alta frecuencia (upr )

22 MEDICIÓN DE FORMAS 22 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. FILTRADO Segundo objetivo del filtrado Análisis de armónicos Determinación de posibles armónicos de gran amplitud La frecuencia y fase de estos armónicos puede ser una información muy útil para estudiar: el comportamiento de la pieza los efectos del proceso de fabricación

23 MEDICIÓN DE FORMAS 23 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. EJEMPLOS DE MEDIDAS Cilindricidad t Cuatro definiciones, en función de la aplicada para las medidas de redondez

24 MEDICIÓN DE FORMAS 24 MÁQUINA DE MEDIR FORMAS. EJEMPLOS DE MEDIDAS Entre otras... Rectitud de las generatrices

25 AMPLIACIÓN DE METROLOGÍA DIMENSIONAL CALIDAD SUPERFICIAL 1. Medición de la calidad superficial 2. Tipos de desviaciones superficiales 3. Expresión de la rugosidad 4. Definiciones y normas de aplicación

26 ACABADO SUPERFICIAL 26 MEDICIÓN DE LA CALIDAD SUPERFICIAL r (ó de 2 m)

27 ACABADO SUPERFICIAL 27 MEDICIÓN DE LA CALIDAD SUPERFICIAL Rugosímetro de aguja con patín Efecto de filtro mecánico del patín Aguja Patín Patín para filtrado mecánico óptimo Medición: Movimiento de la aguja respecto del patín

28 ACABADO SUPERFICIAL 28 MEDICIÓN DE LA CALIDAD SUPERFICIAL Rugosímetro de aguja con/sin patín Acumulación de influencias sobre la oscilación de la aguja; influencias variables en cada caso Las desviaciones de la superficie de referencia influyen directamente sobre la lectura de la aguja, siempre del mismo modo

29 Rugosímetro de aguja sin patín ACABADO SUPERFICIAL 29 MEDICIÓN DE LA CALIDAD SUPERFICIAL (0,5 ) (0,07 g)

30 ACABADO SUPERFICIAL 30 MEDICIÓN DE LA CALIDAD SUPERFICIAL Automatización

31 ACABADO SUPERFICIAL 31 MEDICIÓN DE LA CALIDAD SUPERFICIAL Medición tridimensional: ISO µm Medición repetida después de trasladar la pieza transversalmente, las veces que se desee, a intervalos prefijados Otros métodos mucho más rápidos, que aplican diferentes técnicas ópticas

32 ACABADO SUPERFICIAL 32 MEDICIÓN DE LA CALIDAD SUPERFICIAL Medición tridimensional: ISO 25178

33 ACABADO SUPERFICIAL 33 TIPOS DE DESVIACIONES SUPERFICIALES Desviaciones o irregularidades superficiales: Diferenciación c Longitud de corte Las desviaciones con respecto a la superficie teórica (elevación y descenso), que tienen lugar en una longitud de perfil mayor que c, son desviaciones de ondulación y de forma

34 ACABADO SUPERFICIAL 34 TIPOS DE DESVIACIONES SUPERFICIALES Longitud de corte o cutoff Filtrado (ISO 16610)

35 ACABADO SUPERFICIAL 35 TIPOS DE DESVIACIONES SUPERFICIALES Línea media del filtro: Perfil de ondulación z(x) P(x) ( ) 1 S( x) e c x c ln 2 R( x) P( x) W ( x) W ( x) z( x x1 ) S( x1) dx x 1

36 ACABADO SUPERFICIAL 36 TIPOS DE DESVIACIONES SUPERFICIALES Parámetros normalizados Se definen parámetros normalizados para los tres perfiles Perfil primario, P Rugosidad, R Ondulación, W

37 ACABADO SUPERFICIAL 37 EXPRESIÓN DE LA CALIDAD SUPERFICIAL Elemento de perfil Línea de referencia o línea media Anchura Lo que sigue se refiere al perfil R

38 ACABADO SUPERFICIAL 38 EXPRESIÓN DE LA RUGOSIDAD Línea media del perfil de rugosidad Línea recta derivada automáticamente de representación de la rugosidad relativa a la ondulación Rugosidad Media (Ra) Desviación media aritmética del perfil de rugosidad Ra 1 lr lr 0 z x d x

39 ACABADO SUPERFICIAL 39 EXPRESIÓN DE LA RUGOSIDAD Rugosidad Media (Ra) Significativo para la calidad del proceso de fabricación la calidad geométrica general de una pieza

40 ACABADO SUPERFICIAL 40 EXPRESIÓN DE LA RUGOSIDAD Rugosidad Media (Ra) El desgaste de la herramienta La rugosidad media es significativa La estanqueidad para las siguientes propiedades: Las propiedades de rodadura La perfección geométrica Sin embargo, no da información sobre el comportamiento a rozamiento de la superficie

41 ACABADO SUPERFICIAL 41 EXPRESIÓN DE LA RUGOSIDAD Parámetros de altura del perfil de rugosidad Altura maxima de cresta, Rp Profundidad máxima de valle, Rv Altura máxima del perfil, Rz Se determinan sobre una longitud de muestreo, lr

42 ACABADO SUPERFICIAL 42 EXPRESIÓN DE LA RUGOSIDAD Parámetros de altura del perfil de rugosidad Altura media del perfil, Rz (atención a la siguiente diapositiva) Altura total del perfil, Rt :ídem Rz pero sobre ln (la notación R max no aparece en la norma UNE-EN EN ISO 4287) Nota: Es dudoso el empleo de subíndices

43 ACABADO SUPERFICIAL 43 EXPRESIÓN DE LA RUGOSIDAD Parámetros de altura del perfil de rugosidad Altura media de los elementos del perfil, Rc

44 ACABADO SUPERFICIAL 44 EXPRESIÓN DE LA RUGOSIDAD Parámetros de espaciado del perfil de rugosidad Paso medio de las irregularidades del perfil, RSm Inclinación media del perfil

45 ACABADO SUPERFICIAL 45 EXPRESIÓN DE LA RUGOSIDAD Parámetros relativos a la forma de las irregularidades del perfil de rugosidad Curva de porcentajes portantes o diagrama de Abbot-Firestone De particular interés en situaciones de rozamiento, lubricación y aplicación de imprimaciones Terminología actual Longitud de material del perfil a un nivel c, Ml(c) Tasa de material del perfil a un nivel c, Rmr(c) ( )

46 ACABADO SUPERFICIAL 46 EXPRESIÓN DE LA RUGOSIDAD Desviación media cuadrática del perfil, Rq Ver comparación con la rugosidad media

47 ACABADO SUPERFICIAL 47 EXPRESIÓN DE LA RUGOSIDAD Curva de distribución de la amplitud de la rugosidad

48 ACABADO SUPERFICIAL 48 EXPRESIÓN DE LA RUGOSIDAD Parámetros derivados de la desviación media cuadrática del perfil, Rq, y de la distribución de densidad de amplitudes de desviación de rugosidad Factor de asimetría del perfil (skewness), Rk Rsk Factor de aplastamiento del perfil (kurtosis), Rku

49 ACABADO SUPERFICIAL 49 NORMAS DE APLICACIÓN Y DEFINICIONES UNE-EN ISO 1302 Indicación en documentos técnicos 3274 Instrumentos de contacto 4287 Parámetros 4288 Procedimiento 5436 Patrones 8785 Imperfecciones superficiales Filtros corregidos en fase (cancelada) Filtros gaussianos Evaluación por detalles ("motif parameters") Superficies / estratificadas Evaluación 3D