Práctica Micrómetro

SEP

DGEST

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA DEPARTAMENTO DE METAL MECÁNICA INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA MATERIA:

MEDICIONES MECÁNICAS Y ELÉCTRICAS MICRÓMETRO REPORTES DE PRÁCTICAS

PROFESOR: ING. LEOBARDO GACHUZ RANGEL

ALUMNO:

REYES NONATO TEDDY

GRUPO 129601

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA Al término de esta práctica, habré adquirido la habilidad y el conocimiento para medir cualquier superficie, que requiera del uso de éste instrumento, llamado micrómetro; garantizando una exactitud y precisión acorde a los requerimientos, según la legibilidad solicitada, con una certeza del 100 %. MICRÓMETRO, DEFINICIÓN.

Micrómetro de exteriores 0-25, típico. BARREL: CILINDRO ANVIL: TOPE DE MEDICIÓN FRAME: ARCO LOCK RING: SEGURO DE ANILLO SPINDLE: HUSILLO CON TOPE THIMBLE: MANGO EL ANILLO (NO A LA VISTA) ESTÁ DENTRO DEL TAMBOR, JUNTO AL MANGO. El micrómetro (del griego micros, pequeño, y metros, medición), 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.

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MARCO HISTÓRICO El primer micrómetro de tornillo fue inventado por William Gascoigne en el siglo XVII, como una mejora del calibrador vernier, y se utilizó en un telescopio para medir distancias angulares entre estrellas. En 1841, el francés Jean Laurent Palmer lo mejoró y lo adaptó para la medición de longitudes de objetos manufacturados. El micrómetro fue introducido al mercado anglosajón en 1867 por la compañía Brown & Sharpe. En 1888 Edward Williams Morley incorporó la escala del nonio, con lo cual se mejoró la exactitud del instrumento. CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE MICRÓMETROS Micrómetros para tubo Diseñado para medir el espesor de pared de la partes tubulares (cilindros y collares). Entre los principales se encuentran: • Tope fijo esférico (abajo en el medio): muestra un micrómetro con tope tipo esférico, la superficie esférica permite medir el espesor de la pared de un tubo y otras partes con paredes cilíndricas; las mediciones se toman poniendo en contacto la superficie esférica del micrómetro con la parte interior del cilindro.

• Tipo con ambos topes esféricos (arriba izquierda): para medir el espesor de •

pared de tubos de forma especial con una superficie exterior no circular. Tipo con tope cilíndrico (arriba derecha): usado para medir espesores de tubos con pequeños diámetros interiores. El tope largo y delgado está sujeto a deformación o flexión cuando se aplica una fuerza de medición excesiva.

Micrómetro para ranuras Ambos topes tienen un pequeño diámetro, con el objeto de medir pernos ranurados, cuñeros, ranuras, etc. El tamaño normal de la posición de medición es de 3 mm de diámetro y 10 mm de longitud.

Micrómetro de puntas Tienen ambos topes en forma de punta se usan para medir el espesor del alma de brocas, el diámetro de raíz de las roscas externas, ranuras pequeñas y otras porciones difíciles de alcanzar. El ángulo de las puntas puede ser de 15, 30, 45, 60 º. Las puntas de medición normalmente tienen un radio de curvatura de 0.3 mm, ya que ambas puntas pueden no tocarse, un bloque patrón se usa para ajustar el punto cero. Con el

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objeto de proteger las puntas, la fuerza de medición en el trinquete es menor que la del micrómetro estándar de exteriores.

Micrómetro para cejas de latas Especialmente diseñado para medir los anchos y longitudes de las cejas de las latas.

Micrómetros indicativos Micrómetros que constan de una parte de micrómetro y una parte de indicador de carátula; y tienen una longitud máxima de medición de 100 mm o menos. En los que la legibilidad es de 0.01 mm y la capacidad de 25 mm; la parte del indicador proporciona una legibilidad de 0.002 mm con una tolerancia de +/- 0.02 mm. Cuentan con un indicador de carátula; el tope del arco puede moverse una pequeña distancia en dirección axial y su desplazamiento lo muestra el indicador de carátula; este mecanismo es similar al vernier de baja presión y fuerza constante.

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Micrómetro de exteriores con husillo no giratorio Debido a que el husillo no giratorio, no produce una torsión radial sobre las caras de medición, se reduce el nivel de desgaste de las mismas. Este micrómetro es adecuado para medir superficies con recubrimiento, piezas frágiles y características de partes que requieren una posición angular específica de la cara de medición del husillo. A) Husillo estándar B) Husillo no giratorio C) Ranura guía D) Parte roscada con movimiento libre E) Guías para D F) Tuercas de ajuste

Dentro de los micrómetros con husillos no giratorios se encuentran los siguientes: • micrómetro con doble tambor: la superficie graduada del tambor está al ras con la superficie del tambor en que están grabados el nonio y la escala principal, lo cual permite lecturas libres de errores de paralaje.

• micrómetro con puntas de disco: usa un husillo no giratorio para eliminar la torsión sobre la superficie de la pieza de medición, lo que lo hace adecuado para medir piezas delgadas.

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• Micrómetro de cuchillas: los topes son cuchillas, por lo que es posible medir ranuras angostas, cuñeros y otras porciones difíciles de alcanzar.

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Micrómetro para ranuras interiores: útil para medir anchos y posiciones de ranuras internas en un equipo hidráulico.

Micrómetro con topes de arco en V: útil para medir el diámetro de herramientas de corte (machuelos, rimas, fresas, etc.) que cuenten con un número impar de puntas de corte. Los diámetros medidos pueden leerse directamente del micrómetro y obtenerse de una tabla de conversión; están disponibles tres tipos: • Micrómetro de tres puntas de corte: tiene un ángulo de 60º en la V de los topes, por todo lo demás su construcción es igual a la del micrómetro normal de exteriores.

La relación entre un incremento (D – d) del diámetro de la pieza y el desplazamiento correspondiente A del husillo es como sigue: A = 1.5 (D – d) Por tanto, el paso de la rosca del husillo es 1.5 veces mayor que el del micrómetro normal de exteriores; el tambor está graduado en 50 divisiones y proporciona una legibilidad de 0.01 mm.

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Micrómetro con topes del arco en V para 5 puntas de corte: este tipo de micrómetro tiene un ángulo de 108 º en la V. Muchos micrómetros de este tipo tienen un paso de rosca del husillo de 0.5 mm; y los diámetros medidos se

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obtienen usando una tabla de conversión mediante cálculos basados en las lecturas del micrómetro. El principio de medición es el mismo que el del micrómetro de tres puntas; y la relación entre el incremento del diámetro (D – d) y el correspondiente desplazamiento A del husillo, es dado por la siguiente formula: A = 1.11803 (D –d)

Micrómetros para espesor de láminas: tiene un arco alargado capaz de medir espesores de láminas en porciones alejadas del borde de éstas. La profundidad del arco va de los 100 mm a los 600 mm.

Micrómetro para dientes de engrane: el diámetro del circulo de adendum (exterior) puede medirse con un micrómetro estándar de mediciones. Los micrómetros para dientes de engrane se utilizan principalmente para la medición de la longitud de la tangente de la raíz, el espesor del diente y el diámetro sobre esferas. Hay diferentes tipos de micrómetros para dientes de engranes y se clasifican de acuerdo a sus aplicaciones: • Tipo disco (abajo a la izquierda)

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Tipo calibrador (arriba a la derecha)

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Tipo deslizable (abajo a la izquierda)

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Para medición sobre esferas con puntas de bola (arriba a la derecha)

Micrómetros para mediciones mayores a 25 mm

Micrómetro exteriores (175-200 mm) Micrómetros especiales

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Micrómetro de profundidad

Micrómetro diferencial

Algunos micrómetros antiguos; estos contaban con una graduación muy inexacta en comparación con los actuales, están compuestos de materiales poco resistentes (tales como fierro o aluminio, aunque había algunos que poseían aleaciones especiales), y su diseño era un poco rudimentario, ya que eran de los primeros en fabricarse.

Cuando se trata de medir medidas de mucha precisión y muy poca tolerancia debe hacerse en unas condiciones de humedad y temperatura controlada. MARCO TEÓRICO

Detalle del micrómetro, con una lectura de 5,78 mm Todos los tornillos micrométricos empleados en el sistema métrico decimal tienen una longitud de 25 mm, con un paso de rosca de 0,5 mm, de modo que girando el tambor una vuelta completa el palpador avanza o retrocede 0,5 mm. El micrómetro tiene una escala longitudinal, línea longitudinal que sirve de fiel, que en su parte superior presenta las divisiones de milímetros enteros y en la inferior las de los medios milímetros, cuando el tambor gira deja ver estas divisiones.

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En la superficie del tambor tiene grabado en toda su circunferencia 50 divisiones iguales, indicando la fracción de vuelta que ha realizado, una división equivale a 0,01 mm. Para realizar una lectura, nos fijamos en la escala longitudinal, sabiendo así la medida con una apreciación de 0,5 mm, el exceso sobre esta medida se ve en la escala del tambor con una precisión de 0,01 mm. En la fotografía se ve un micrómetro donde en la parte superior de la escala longitudinal se ve la división de 5 mm, en la parte inferior de esta escala se aprecia la división del medio milímetro. En la escala del tambor la división 28 coincide con la línea central de la escala longitudinal, luego la medida realizada por el micrómetro es: 5 + 0,5 + 0,28 = 5,78. Micrómetro con nonio

Micrómetro con nonio, indicando 5,783 mm Una variante de micrómetro un poco más sofisticado, además de las dos escalas anteriores tiene un nonio, en la fotografía, puede verse en detalle las escalas de este modelo, la escala longitudinal presenta las divisiones de los milímetros y de los medios milímetro en el lado inferior de la línea del fiel, la escala del tambor tiene 50 divisiones, y sobre la línea del fiel presenta una escala nonio de 10 divisiones numerada cada dos, la división de referencia del nonio es la línea longitudinal del fiel. En la imagen, la tercera división del nonio coincide con una división de la escala del tambor, lo que indica que la medida excede en 3/10 de las unidades del tambor. Esto es, en este micrómetro se aprecia: en la escala longitudinal la división de 5 mm, la subdivisión de medio milímetro, en el tambor la línea longitudinal del fiel coincide por defecto con la división 28, y en el nonio su tercera división esta alineada con una división del tambor, luego la medida es: 5 + 0,5 + 0,28 + 0,003 = 5,783 El principio de funcionamiento del micrómetro es el tornillo, que realizando un giro más o menos amplio da lugar a un pequeño avance, y las distintas escalas, una regla, un tambor y un nonio, permiten además un alto grado de apreciación, como se puede ver. El micrómetro es un dispositivo que mide el desplazamiento del husillo cuando este es movido mediante el giro de un tornillo, lo que convierte el movimiento giratorio del tambor en el movimiento lineal del husillo. El desplazamiento de éste amplifica la rotación del tornillo y el diámetro del tambor. Las graduaciones alrededor de la circunferencia del tambor permiten leer un cambio pequeño en la posición del husillo. Este tambor es el nonio o vernier del instrumento. Para apreciaciones de 0,001mm, cuenta con otro vernier sobre el cilindro, que consiste en 10 (diez) divisiones según generatrices de éste, y que abarcan una longitud de 0,09mm, es decir que la apreciación será de 0,01mm/10 = 0,001mm. Para los micrómetros de sistema inglés el

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cilindro se halla graduado en pulgada, la cual se divide en 40 (cuarenta) partes generalmente correspondiendo cada una a 0,025”. Cada 4 (cuatro) divisiones se numera a partir de cero la graduación longitudinal, correspondiendo cada numeración a 0,1”. El tambor tiene 25 divisiones, siendo la apreciación 0,025”/25 = 0,001”. También presenta un vernier sobre el cilindro que le da una apreciación de 0,001”/10 = 0,0001”. Ejemplo de medición: se coloca la pieza a medir dentro del espacio de la herradura, apoyada sobre el tope fijo y se arrima la punta del tornillo mediante el manguito moleteado hasta hacer tope con la pieza, se ajusta con el embrague a fin de obtener la presión correcta y se lee de la siguiente manera: 1º- Sobre el cilindro graduado con exactitud de hasta ½ milímetro. 2º- En el nonio del tambor con exactitud de hasta centésima de milímetro.

3º- Sobre el vernier en el cilindro con exactitud de hasta el milésimo de milímetro. Para sacar la legibilidad del micrómetro se realiza de la misma forma en que se saca la de un calibrador vernier, y se realiza de la siguiente forma:

CAPACIDAD DE LOS INSTRUMENTOS UTILIZADOS Instrumento no.: I060600-94115-00018 (inst. 1) Marca: fowler Tipo: Capacidad: 0 – 25 mm Legibilidad: 0.001 mm

Instrumento no.: (inst. 2) Marca: Mitutoyo Tipo: caras planas Capacidad: 1” – 2 “ Legibilidad: 0.0001”

UA

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Características: • Nonio único • Capacidad máxima de 25 mm • Material: acero inoxidable • Acabado: mate con marco recubierto.

Características: • Doble nonio • Capacidad máxima de 2” • Material: acero inoxidable • Acabado: mate

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BOSQUEJO DE LA PIEZA A MEDIR

Medición 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Inst. 1 (mm) 31.42 44.75 31.99 42.00 10.00 9.93 11.49 12.22 21.90 20.83 18.15 17.97 11.07

Inst. 2 (mm) 31.39 44.32 31.94 41.98 9.97 9.92 11.51 12.23 21.91 20.80 18.17 17.99 11.04

Medición 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

TABLA DE MEDICIONES Inst. 1 Inst. 2 (mm) (mm) 10.88 10.86 11.31 11.29 11.35 11.37 9.27 9.29 9.52 9.54 9.74 9.76 11.34 11.42 19.04 18.96 11.34 11.45 11.09 10.99 10.05 10.09 10.12 10.08

Siempre se debe de aplicar una capa de aceite tipo W40, (que nos es la correcta, pero es la mas adecuada) para asegurar la prevención de la corrosión del instrumento. ANÁLISIS DE RESULTADOS

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Tras la realización de las mediciones con dos tipos de instrumentos, deja en claro que el componente más deficiente de una máquina, a la hora de su uso, es operador de tal máquina o instrumento. Las mediciones tuvieron variaciones desde 0.02 mm, hasta 0.04 mm; lo que nos deja en claro que, a menos de que el instrumento esté mal calibrado, la única forma de que se registren variaciones en las mediciones de una pieza, cuyas dimensiones siempre serán las mismas a la hora de realizar tales mediciones. Hasta ahora sólo se sabe de dos tipos de errores en las mediciones, causados por el instrumento: • Desgaste del instrumento • Error de origen Que al final, hacen responsable al operador. OBSERVACIONES Posiblemente, las variaciones en las mediciones, cuyas diferencias fueron no mayores a 0.02 mm; se debieron al desgaste de la pieza, ya que su superficie, presentaba una rugosidad muy pronunciada para realizar una medición exacta. Posiblemente la temperatura no tubo mucho que ver, ya que la práctica se realizó a una temperatura de atardecer cercana a los16 ºC; los metales a esta temperatura permanecen a un nivel de dilatación mínimo. CONCLUSIONES Un instrumento de medición es muy fiable, siempre y cuando se cuide y mantenga libre de todo peligro de golpes, corrosión, variaciones térmicas y descuidos de almacenamiento y mantenimiento. De otra forma, puede causar errores de medición en el orden de las milésimas o centésimas de milímetro, cuya presencia en la industria es inaceptable. Nosotros somos los únicos culpables de la presencia de los errores en las mediciones de piezas en el orden particular y/o industrial; es nuestra responsabilidad mantener los instrumentos de medición en óptimas condiciones de medición, para garantizar un 100 % de precisión y exactitud.

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RECOMENDACIONES Verificar cuales son los instrumentos que presenten errores de origen, para proceder a una re calibración de los instrumentos que no puedan mantener un error de origen de forma constante; e inducir un error de origen a los instrumentos que cuenten con las características de mantener un error de cero sin alterar su estructura; para evitar un deterioro permanente. FUENTES CONSULTADAS

1.- www.wikipedia.com/microm 2.-Metrología de Carlos Gonzales Gonzales Ed. McGraw-Hill interamericana.

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ÍNDICE OBJETIVO DE LA PRÁCTICA……………………………..…………………………………2 MICRÓMETRO, DEFINICIÓN………………………………………………………………..2 MARCO HISTÓRICO………………………………………………………………………….3 CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE MICRÓMETROS…………………………………………..3 MARCO TEÓRICO……………………………………………………………………...……..9 DESARROLLO DE LA PRÁCTICA • CAPACIDAD DE LOS INSTRUMENTOS UTILIZADOS…………………………11

• BOSQUEJO DE LA PIEZA A MEDIR……………………………………….……..12 • TABLA DE MEDICIONES…………………………………………………………..12 • ANÁLISIS DE RESULTADOS………………………………………………………12 • OBSERVACIONES…………………………………………………………….…….13 • CONCLUSIONES……………………………………………………………………13 • RECOMENDACIONES……………………………………………………………...13 FUENTES CONSULTADAS………………………………………………………………...13

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