Patrones Geométricos
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Metrología y Calidad
Diego Valdés Ruiz
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¿Qué es un patrón geométrico?
“Los patrones geométricos son elementos dentro de lametrología que sirven para materializar una magnitudde forma física”
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Descripción: Paralelepípedo macizo.
Dos caras aseguran excepcional paralelismo y planitud.
Elevada precisión de la longitud materializada.
Características: Deben cumplir con las exigencias de longitud, paralelismo y
planitud.
Su acabado superficial permite la adherencia entre bloques.
Estabilidad dimensional con el tiempo.
Resistencia al desgaste y corrosión.
Coeficiente de expansión térmica cercano a los metales comunes: esto minimiza los errores de medición frente a variaciones de temperatura.
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Materiales:
AceroCerámica
Metal duro Carburo de cromo
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Grados de precisión y acoplamiento
Calibración: Bloques patrón cortos (0,5 mm a 100 mm): comparación con
otros bloques patrón. Bloques patrón largos: utilización de luz laser en MMC.
Precios: 230-580€ (grado 2)
290-1000€ (grado 1)
1200-3900€ (grado 0)
4100-9900€ (grado 00)
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Precauciones para el manejo:
Evitar atmosfera húmeda, hacina o con polvo abrasivo.
No utilizan las galgas con las manos sucias o húmedas.
Limpiar con gamuza antes de usar.
No utilizar desengrasantes, como gasolina, etc.
Limpiar piezas a verificar que vayan a estar en contacto.
Aplicar una ligera película de lubricante después de su uso.
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Descripción:
Los patrones de ángulo abarcan un campo de instrumentosdentro de la metrología muy amplio. El sistema de calibraciónIndustrial recoge la siguiente clasificación:
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Tipos Cilindro de perpendicularidad:
Acero o de granito. Forma cilíndrica, con perpendicularidad entre la superficie
cilíndrica y una de las bases, garantizada para cualquier orientación.
Asa para facilitar manejo.
Prisma patrón: Angulo materializado entre dos de sus caras. Fines específicos.
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Tipos Polígono regular patrón:
Pieza primatica con forma de polígono regular. Las caras laterales consecutivas materializan un ángulo. Dichas caras están lo suficientemente pulidas como para posibilitar
la reflexión óptica.
Bloques patrón angulares: El ángulo esta materializado entre las
dos caras opuestas del paralelepípedo.
Pueden unirse entre sí por adherencia.
Capacidad para poder unirse tanto aditivamente, como sustractivamente.
Calidades 00, 0 y 1.
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Tipos Regla de senos:
Formación de patrones angulares indirectos.
Utilización de patrones longitudinales con diferentes montajes.
Encontrar el valor de ángulos en piezas prismáticas de revolución.
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Descripción: Piezas macizas de forma esférica. Materializan con elevada precisión un diámetro determinado.
Materiales: Acero templado. Aleación como acero al cromo.
Usos: Medidas indirectas. Medida de conos de interiores. Calibración de MMC.
Juegos: 1 a 25 mm 1.5 a 12.5 Paso de 1 mm
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Descripción: Piezas macizas en forma de cilindro.
Materializan un diámetro determinado.
Acero aleado y templado.
Usos: Medición indirecta.
Trabajos en madrinadoras de galgas.
Construcción de herramientas.
Precios: Juego 41 espigas – 450€
Juego de 81 espigas - 1800 €
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Descripción: Un bisel para triangulo isósceles. Tres biseles para triangulo equilátero. Principalmente de acero.
Uso: Comprobación de rectitud. Observación entre línea luminosa y pieza.
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Descripción: Forma de disco.
Base pulida con buena planitud.
Vidrio o cuarzo.
Usos: Medida de planitud y paralelismo.
Micrómetros de exteriores, bloques patrón.
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Descripción:
Discos perforados en su centro.
La cota de referencia es su diámetro exterior.
Acero.
Usos:
Verificación de micrómetros, herraduras.
Se utilizan montados en un mango o soportes cilíndricos.
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Descripción: Forma de anillo.
La medida de referencia es su diámetro interior.
Acero, cerámica.
Usos: Verificación de instrumentos de medición de interiores.
Micrómetro de interiores de tres contactos.
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Descripción: Bloques patrón situados en un soporte (fibra neutra). Longitudes individuales de 10 mm. 300 – 1200 mm. Acero, carburo de tungsteno o cerámica.
Usos: Calibración de MMC. Diversas colocaciones espaciales. Calibración de pie de rey, micrómetros interiores y micrómetros de
altura.
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Descripción: Superficie plana, de diferentes formas. Dimensiones y grados de precisión variables. Fundición o granito. Incorporan tornillos de reglaje.
Uso: Se debe alcanzar el equilibrio térmico o higrométrico. Patrón de planitud o plano ideal de trabajo.
Calibracion:
1-4 inferiores
5-8 superiores
Desviación total planitud(calidad)
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Mesa de planitud de granito de
Starrett.
Mesa de planitud de granito de Acha.
Mesa de planitud de fundición
de Helios Preisser.
Mesa de planitud de fundición de
Mitutoyo.
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Descripción: Piezas que se utilizan para la verificación de MMC. Se compara el valor medido con el indicado por el fabricante.
Requisitos: Permitir tomar medidas en diferentes posiciones. Permitir tomar diferentes longitudes de medida. Los patrones deben están calibrados .
Opciones: Bloques patrón estándares. Placas con bolas cerámicas incrustadas. Sistemas de bloque patrón escalonados. Barras de esferas. Patrones en forma de cubos. Patrón de elementos geométricos.
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Bloques patrón estándares.
Descripción: Se colocan varios bloques de distinto tamaño juntos. Unión a presión.
Ventajas: Diseño simple. Montaje rápido.
Desventajas: Necesidad de bloques de diferentes medidas. Precio elevado de los bloques. Limitación a la hora de colocar el utillaje. Limitación de geometrías (planos y cilindros).
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Método de placa con bolas de cerámica incrustadas. Descripción:
Placa con incrustaciones de bolas cerámicas. Distancia constante y conocida. Material con baja dilatacion térmica(fibra de carbono, zerodur ).
Uso: Se debe medir la posición de seis bolas (ciclo). Utillaje que permita orientar la placa paralela tanto al plano X-Z, Y-
Z y X-Y.
Ventajas: Alto grado de precisión. Medidas en dos direcciones cada posición.
Inconvenientes: Largo tiempo de medida.. Alto coste.
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Método de placa con bolas de cerámica incrustadas.
Placa de fibra de carbono con bolas cerámicas como elementos de referencia: Reducida masa.
960 × 960 mm².
Placa fabricada con zerodur: Reducido coeficiente de dilatación térmica.
Agujeros como elementos de referencia.
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Método de patrón escalonado.
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Barra de esferas. Descripción:
Esferas calibradas colocadas sobre una base.
Distancia entre ellas conocida.
Facilidad de fabricación.
Medidas de diferentes longitudes.
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Patrón en forma de cubo. Descripción:
Determinación de errores paramétricos de MMC. Aluminio, acero o cristal de cuarzo. Bolas cerámicas como elementos de referencia. 300x300x300 o 400x400x400 mmᶟ. Permite la toma de medidas en tres direcciones.
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Patrón en forma de cubo. Alternativa:
Forma tetraédrica.
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Patrón de elementos geométricos. Descripción:
Gran variedad de elementos geométricos.
Conos, cilindros, planos escalonados.
Evaluar errores paramétricos de la máquina.
Desviaciones en medidas de perpendicularidad si se le añade un tercer eje.
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Descripción:
Acero latón o aluminio.
Juegos escalas Rockwell, Brinell o Vickers.
Usos:
Verificación y calibración de durómetros.
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Descripción:
Materializan un ángulo fijo entre dos superficies planas.
Garantizan perpendicularidad entre caras tanto internas como externas.
Son principalmente de acero y mármol.
Precio: 12 - 2000 €
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Tipos Escuadras de acero
Acero templado con los cantos y aristas rectificados y lapeados.
Dimensiones 20-90 mm de longitud.
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Tipos Escuadras de granito
Pueden ser de granito rosa que tiene alto contenido en cuarzo lo que le da una gran resistencia al desgaste o de granito negro.
Dimensiones: base hasta 200 mm, altura hasta 600 mm y espesor hasta 100 mm.
La planitud de las caras se divide en grado AA (laboratorio, 0,6 μm / 150 mm), grado A (inspección, 1.2 μm / 15 mm) y grado B (taller).
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Descripción: Son prismas de altura reducida, cuyas bases están formadas por
polígonos regulares, de por ejemplo 4, 8, 12, 24, 36 o 72 lados.
Compuestos por n caras planas reflectantes.
Fabricados con alta precisión.
Ángulo entre los vectores normales a las caras es muy próximo al valor nominal 360˚/n.
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Características: Alta reflectividad de las caras laterales.
Planitud de sus caras: inferior a 50 nm.
El error piramidal de sus caras (el tallado vertical de las mismas), debe ser también reducido.
La unicidad del eje de giro en el proceso de fabricación debe quedar garantizada.
Materiales: Varia desde el acero hasta el vidrio.
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Descripción: Láminas delgadas (lainas) que tienen marcado su espesor.
Se utilizan para medir pequeñas aberturas o ranuras. Tener cuidado de no forzar las lainas y no introducirlas en aberturas
con rebabas o superficies ásperas para no dañarlas.
Los pasos van desde 0.03 mm a 0.2 mm (0.015 a 0.025 pulgadas).
Precio: 12 – 450 €
Materiales: Acero o latón.
Fabricantes: Insize, Mitutoyo, Kalkum Ezquerra.
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Descripción: Láminas marcadas en mm, fracciones o décimas de pulgada con los
diferentes radios cóncavos y convexos.
La inspección se realiza verificando que el patrón se ajusta mejor al borde redondeado de una pieza.
Precio: 20 – 470 €
Material Acero.
Fabricantes Mitutoyo, Starret.
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Descripción: Estos patrones sirven para determinar el tamaño de la broca, lamina
o alambre se introduce en un agujero cuyo tamaño se encuentra marcado a un lado.
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Descripción: Los extremos de las láminas tienen forma de rosca de varios pasos,
ya sean de medida estándar o milimétrica, los valores están marcados sobre cada lámina.
Útiles para roscas con pasos muy pequeños.
Precio: 15 – 490 €
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![Page 59: Patrones Geométricos](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082202/563db860550346aa9a931db6/html5/thumbnails/59.jpg)
Descripción: Se pueden considerar máquinas de medir por coordenadas.
especialmente diseñadas para la medición de piezas de revolución.
Se componen generalmente de una columna (eje Z) y de un brazo extensible (eje X).
En el extremo del brazo se acopla un palpador.
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Tipos De palpador giratorio:
El eje de referencia es aquel entorno al cual gira el palpador.
El palpador es mas ligero por tanto se puede lograr mas exactitud.
Soportan piezas de gran peso y posibilitan medir piezas de granlongitud.
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Tipos De mesa giratoria:
El palpador es independiente del eje de referencia (eje de giro de la mesa giratoria).
El palpador puede tener varios movimientos, mediciones de concentricidad y alineamiento o mediciones de superficies tanto internas como externa.
Pueden realizarse mediciones de rectitud vertical y horizontal, así como evaluación de paralelismo y perpendicularidad.
El peso de la mesa giratoria y de la pieza situada sobre ella es un factor crítico.