Unidad Temática N 3: VERIFICACIÓN Y CONTROL

Transcripción

1 1 Unidad Temática N 3: VERIFICACIÓN Y CONTROL Verificación y control de las formas y dimensiones: La exactitud de las formas y dimensiones de una pieza de un mismo tipo, pueden variar por: a) Irregularidades macro geométricas: consecuencia de las desviaciones de la forma geométrica original. Por ejemplo, un cilindro circular exacto. b) Imperfecciones de los sentidos humanos: al leer la escala del instrumento de medición utilizado, que provoca que una misma medición realizada por distintos operadores de distintos valores. c) Errores físicos: derivados del desgaste de los instrumentos de medición, efectos de la dilatación por variación de temperatura, etc. Por tal motivo, las piezas una vez fabricadas deben ser sometidas a verificación y control de sus formas y dimensiones, que en el sistema de fabricación en serie se realiza sobre una pieza tomada al azar, sobre la base que las mismas son construidas con el principio de intercambiabilidad. Los instrumentos utilizados pueden agruparse en: 1. Para controlar la exactitud de las formas. 2. La exactitud de las dimensiones. Control de la exactitud de las formas: Las superficies mecanizadas pueden ser planas, cilíndricas, cónicas, planas perfiladas, de revolución perfiladas. a) Superficies planas: la verificación de las superficies planas pueden realizarse de distintas maneras por procedimientos relativamente simples, entre los cuales podemos mencionar: i. Con una regla rígida: que se coloca sobre la superficie trabajada en distintas posiciones, observando si existe luz entre regla y superficie. ii. Utilizando un mármol: sobre este se extiende una capa lo mas delgada posible de lubricante colorado, y luego se apoya sobre el mismo la superficie a verificar, imprimiéndole un movimiento de rotación. Si la superficie no es perfectamente plana se observara partes coloreadas y partes no. iii. Empleando un nivel: se utiliza un nivel de burbuja de aire, que se coloca en distintas posiciones. b) Superficies cilíndricas: se realiza de la misma manera indicada en a.ii), utilizando un mármol. c) Superficies cónicas: puede realizarse en forma similar a las cilíndricas y utilizando un nivel de lectura para verificar el ángulo de inclinación correspondiente. d) Superficies de revolución perfiladas: se utilizan superficies patrones que reproducen la forma que se desea controlar, que se aplican como si fuera una regla, y observando si existe luz entre perfil y pieza. Control de la exactitud de las dimensiones: puede realizarse por a) medición y b) observación directa. a) Por medición: se utilizan instrumentos denominados COMPARADORES, cuya característica principal es su alta precisión, lo que permite detectar el mínimo de error. Para ello se amplifica el valor de la dimensión, por lo cual este método se denomina también medición por amplificación. De acuerdo a su mecanismo de funcionamiento pueden ser mecánicos, neumáticos y eléctricos. Comparadores Mecánicos: son los más utilizados por su simplicidad de manejo y precisión. Se los denomina también comparadores de contacto, siendo los más comunes los de amplificación por engranajes y los de amplificación por palanca. Estos instrumentos indican diferencias en más o menos con respecto a las dimensiones conocidas de un patrón. En cierta medida actúan como un calibre pasa - no pasa pero indicando valores.

2 2 i. Comparadores de amplificación por engranajes: su apariencia exterior es la de un reloj, y se construye de acuerdo a las normas de precisión fijadas para los instrumentos de relojería. En términos generales un comparador de este tipo esta constituido por un cuerpo metálico dotado de un cuadrante graduado (2). Una aguja (3) señala en el mismo los desplazamientos longitudinales de la punta de un palpador (1), que se logra a través de un mecanismo de cremallera piñón con conveniente tren de engranajes, que amplifican los movimientos inapreciables a simple vista del palpador. Generalmente el dial es de doble disco, uno de los cuales es móvil, y que permite situar el cero de la escala en cualquier posición. El dial puede llevar además, en su periferia dos marcas o índices, desplazables de color rojo. Estos índices permiten limitar una zona de tolerancia para efectuar la verificación y comparación con las dimensiones del patrón. ii. Los palpadores pueden ser intercambiables. La esfera o cuadrante puede adosarse a un brazo desplazable verticalmente en un soporte, generalmente de base magnética que facilita su fijación. Para efectuar la verificación se procede de la siguiente manera: el palpador (1) se mantiene a una distancia fija con respecto a la mesa o base (2), donde se apoya la pieza a verificar. Se fija la medida nominal con un patrón de medida que se puede formar por combinación de bloques calibrados una pieza patrón. Sobre el patrón formado se apoya el palpador de tal manera que la varilla de accionamiento quede en la posición media de su carrera. Se ajusta el cero de la escala girando el dial. Se fija la zona de tolerancia con los índices, y el comparador queda en condiciones de uso. Para ello se retira el patrón y se coloca la pieza a verificar. Se obtendrá diferencia por exceso o por defecto. Comparadores de amplificación por palancas: su principio de funcionamiento es similar al del comparador de engranajes, pero en este caso el desplazamiento del palpador produce el movimiento de la aguja indicadora sobre un sector circular, es decir está limitado en su indicación. La aguja se desplaza a ambos lados del cero de la escala, que puede llevar también índices para indicar una zona de tolerancia.

3 3 Mecanismo interior esquematizado de un mini-metro. a) Palpador; b) palanca amplificadora; c) cuchilla de apoyo; d) índice; e) cuadrante; f) resorte; g) caja; h) índices para límites de tolerancia. Comparadores neumáticos: en este tipo de comparador la medición se produce por los cambios de presión que experimenta un gas (normalmente aire, contenido en un recipiente o cámara. Ala misma el gas llega con una velocidad constante y sale con velocidad variable, al modificarse las condiciones de salida. Básicamente un comparador de este tipo consiste en una cámara provista de un orificio de entrada (01) y otro de salida (02). A esta cámara llega el aire comprimido a cierta presión que se mantiene a un valor constante ( ). La presión en el interior de la cámara será función de la distancia (d) del orificio de salida con respecto a la superficie de referencia. Una pequeña variación de dicha distancia, produce una variación de la presión en el interior de la cámara que se detecta en un manómetro (M), cuya escala, graduada convenientemente indica el valor de la distancia (d).en la siguiente figura se muestra esquemáticamente un comparador comercial que esta constituido por un tubo (t), que conecta por una parte a una cámara (D), por intermedio de orificio calibrado. El tubo se introduce en un recipiente con agua a nivel constante. Al tubo T, llega aire comprimido, y por la disposición indicada se asegura una alimentación a la cámara D, de aire a presión constante. El aire sale de esta última por un segundo orificio calibrado. La cantidad

4 4 de aire que sale produce una variación de presión que se detecta en el tubo lateral con escala graduada. La cantidad de aire sale de la cámara D varia, al modificarse la distancia entre el orificio y el plano de referencia (distancia e) o al variar el diámetro del orificio. Aparato de control neumático. Precisioner Sheffield. 1) Piezas a controlar; 2) índices limites; 3) escala; 4) aguja; 5) controlador Comparadores eléctricos: en su constitución son similares a los mecánicos, pero en este caso el desplazamiento del palpador se traduce en una señal eléctrica, que se puede probar el movimiento de una aguja o bien encender una lámpara o más y de distintos colores que indiquen la cota correcta o la incorrecta. Verificación de máquinas herramientas: el sistema de fabricación en serie exige de las maquinas herramientas precisión y exactitud en el mecanizado, para asegurar que se pueda cumplir con los limites de tolerancia establecidos por el diseñador. En general cuanto menores son los valores de las tolerancias de fabricación tanto mayor deben ser la presión y exactitud de las maquinas herramientas. Estas condiciones exigen que las maquinas herramientas sean sometidas a ensayos de verificación. Universalmente las normas de verificación adoptadas son las schlesinger. En muestro país rige la norma I.R.A.M de nomenclatura y condiciones de recepción. Ahora bien, coma la precisión y exactitud obtenidas en el trabajo no depende exclusivamente de la maquinas herramientas, el fabricante de las mismas no pueden ofrecer al usuario una garantía absoluta, sino únicamente un compromiso de funcionamiento bajo determinadas condiciones de trabajo. Si bien las piezas constitutivas de una maquina herramienta son sometidas a controles de sus dimensiones en su construcción, es necesario establecer su funcionamiento en el conjunto mecánico, para establecer si responde al objetivo para cual fue construidas. El constructor debe, por lo tanto, realizar el denominado ensayo de verificación de montaje, que puede o no, ser presenciado por el adquirente, lo cual dependerá de las condiciones de venta. Los resultados obtenidos en este ensayó se especifican en el certificado de control o de recepción. Su importancia se basa, en que constituye el: instrumento legal al que deben referirse tanto el fabricante como el usuario en casos de reclamo. En dicho certificado se indica: a) objeto de la verificación b) forma de realizar el ensayo c) elementos de ensayos a utilizar d) errores admitidos. La verificación y/o control debe ser realizada en a) forma estática y b) forma dinámica.

5 5 a) Control estático: Se realizan con la maquina parada y sin carga. Los movimientos de los elementos a verificar deben ser realizados manualmente. El control consiste en la verificación geométrica de las dimensiones. b) Control dinámico: Se efectúan con la maquina en movimiento y con carga. Debe ser realizado con el máximo espesor de corte indicado para la operación, y de revoluciones. Es el más importante, porque en las condiciones indicadas se originan vibraciones y deformaciones, que pueden afectar la precisión geométrica y dimensional de las piezas construidas. Antes de realizar las verificaciones del control dinámico, la máquina debe funcionar como minino media hora, para que los distintos elementos constitutivos de la misma adquieran la temperatura de trabajo. Antes de realizar cualquiera de los ensayos mencionados se debe verificar: 1. Si la máquina herramienta no ha sufrido golpes durante su transporte y montaje. 2. Si la fundación (cimientos) ha sido construida correctamente en lo que respecta al volumen necesario y aislación de otras máquinas que puedan transmitir vibraciones. 3. Si ha sido montada correctamente, principalmente en lo que se refiere a nivelación y anclaje. Los elementos mínimos necesarios con los que se debe contar para realizar los ensayos de verificación son los siguientes: Nivel de burbuja de aire: con una precisión menor de 0.05mm por metro de longitud. Cilindro calibrado: construido en acero endurecido rectificado, perfectamente cilíndrico, de generatrices paralelas, de 45mm, de diámetro y 320mm de longitud. Mandril: similar al anterior pero con uno de los extremos roscados o terminado en cono morse. Comparador mecánico: con escala en centésimas de milímetros. Escuadra: normal de precisión, de 300mm de longitud en el lado donde lleva la escala graduada, con un error admisible de más-menos 0.01mm. Regla: de precisión de 500mm, de longitud con un error admisible de más-menos mm y otra de 1.000mm, de longitud con un error admisible de más- menos 0.006mm.

6 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL RECONQUISTA 6