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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION UNIVERSITARIA VICERRECTORADO ACADÉMICO UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA FACULTAD DE INGENIERIA INSTRUMENTOS DE MEDICION Y HERRAMIENTAS DE CORTE PROCESOS DE MANUFACTURA II GUIA PRELIMINAR PROFESOR González, Deny Septiembre 2013

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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION

UNIVERSITARIA

VICERRECTORADO ACADÉMICO

UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA

FACULTAD DE INGENIERIA

INSTRUMENTOS DE MEDICION Y HERRAMIENTAS DE CORTE

PROCESOS DE MANUFACTURA II

GUIA PRELIMINAR

PROFESOR

González, Deny

Septiembre 2013

DESARROLLO

1. INSTRUMENTOS DE MEDICION DE PRESIÓN.

Manómetro:

Un manómetro es un instrumento de medida que sirve para medir

la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Esencialmente se

distinguen dos tipos de manómetros, según se empleen para medir la presión

de líquidos o de gases.

Características y Tipos de Manómetros:

Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan

la presión atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la

presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este

valor presión manométrica; dichos aparatos reciben el nombre de

manómetros y funcionan según los mismos principios en que se

fundamentan los barómetros de mercurio y los aneroides. La presión

manométrica se expresa ya sea por encima, o bien por debajo de la presión

atmosférica. Los manómetros que sirven para medir presiones inferiores a la

atmosférica se llaman manomanómetros, manómetros de vacío

o vacuómetros.

Manómetro de dos ramas abiertas

Estos son los elementos con los que se mide la presión

positiva, estos pueden adoptar distintas escalas. El

manómetro más sencillo consiste en un tubo de vidrio

doblado en ∪ que contiene un líquido apropiado (mercurio,

agua, aceite, entre otros). Una de las ramas del tubo está

abierta a la atmósfera; la otra está conectada con el depósito que contiene el

fluido cuya presión se desea medir.

Manómetro Truncado

El llamado manómetro truncado sirve para medir

pequeñas presiones gaseosas, desde varios torrs hasta 1

Torr. No es más que un barómetro de sifón con sus dos

ramas cortas. Si la rama abierta se comunica con un

depósito cuya presión supere la altura máxima de la

columna barométrica, el líquido barométrico llena la rama

cerrada.

Bourdon

El más corriente es el manómetro de Bourdon,

consistente en un tubo metálico, aplastado,

hermético, cerrado por un extremo y enrollado en

espiral.

Manómetro metálico o aneroide

En la industria se emplean casi exclusivamente los manómetros metálicos

o aneroides, que son barómetros aneroides modificados de tal forma que

dentro de la caja actúa la presión desconocida que se desea medir y fuera

actúa la presión atmosférica.

Tubo de Pitot:

El tubo de Pitot se utiliza para calcular la presión total, también

denominada presión de estancamiento, presión remanente o presión de

remanso (suma de la presión estática y de la presión dinámica).

Mide la velocidad en un punto dado de la corriente de flujo, no la media de la

velocidad del viento.

2. INSTRUMENTOS DE MEDICION DE TEMPERATURA:

TERMÓMETRO

El termómetro es un instrumento de medición de temperatura. Desde su

invención ha evolucionado mucho, principalmente a partir del desarrollo de

los termómetros electrónicos digitales.

Tipos de Termómetros

Termómetro de mercurio: es un tubo de vidrio sellado que

contiene mercurio, cuyo volumen cambia con la temperatura de manera

uniforme. Este cambio de volumen se visualiza en una escala graduada. El

termómetro de mercurio fue inventado por Fahrenheit en el año 1714.

Pirómetros: termómetros para altas temperaturas, son utilizados en

fundiciones, fábricas de vidrio, hornos para cocción de cerámica etc...

Termómetro de lámina bimetálica: Formado por dos láminas de metales de

coeficientes de dilatación muy distintos y arrollados dejando el coeficiente

más alto en el interior. Se utiliza sobre todo como sensor de temperatura en

el termohigrógrafo.

Termómetro de gas: Pueden ser a presión

constante o a volumen constante. Este tipo de

termómetros son muy exactos y generalmente son

utilizados para la calibración de otros termómetros.

Termómetro de resistencia: consiste en un alambre de algún metal (como

el platino) cuya resistencia eléctrica cambia cuando varía la temperatura.

Termopar: un termopar o termocupla es un dispositivo utilizado para medir

temperaturas, basado en la fuerza electromotriz que se genera al calentar

la soldadura de dos metales distintos.

Fi

Figura. Principio básico de termopar

Termistor: es un dispositivo que varía su resistencia eléctrica en función de

la temperatura. Algunos termómetros hacen uso de circuitos integrados que

contienen un termistor, como el LM35.

Termómetros digitales: son aquellos que, valiéndose de

dispositivos transductores como los mencionados, utilizan luego circuitos

electrónicos para convertir en números las pequeñas variaciones

de tensión obtenidas, mostrando finalmente la temperatura en

un visualizador. Una de sus principales ventajas es que por no utilizar

mercurio no contaminan el medio ambiente cuando son desechados.

Figura termómetro digital

Termómetros clínicos: son los utilizados para medir la temperatura

corporal. Los hay tradicionales de mercurio y digitales, teniendo estos últimos

algunas ventajas adicionales como su fácil lectura, respuesta rápida,

memoria y en algunos modelos alarma vibrante.

3. INSTRUMENTOS DE MEDICION DE MASA:

La Balanza o Báscula: son dispositivos electrónicos o mecánicos que es

utilizado en hogares, industrias, laboratorios y empresas con el fin de

determinar el peso, o, bien, la masa de un objeto, cosa o sustancia.

La Balanza: está formada por una barra en perfecto contrabalance, de

la cual cuelgan dos platos, uno de cada extremo, y es sostenida por el

centro de esta barra en un punto de apoyo de la menor dimensión posible.

La Báscula: está formada por una plataforma que ha hecho posible la

construcción de algunas cuya capacidad de medición es de grandes

toneladas.

Catarómetro: es un instrumento que mide la concentración de pequeñas

cantidades de gas, comparando la conductividad térmica del gas analizado

contra la conductividad del gas de muestra, dando como resultado su masa

atómica, aunque en la obtención de los resultados es un poco más lento

en comparación al próximo instrumento.

Espectrómetro de masa: este instrumento se encarga de analizar las

muestras determinando las masas de sus iones, permite examinar con gran

precisión la composición de diferentes elementos químicos e

isótopos atómicos, separando los núcleos atómicos en función de su

relación masa-carga (m/z).

4. INSTRUMENTOS DE MEDICION DE LONGITUD:

A. Pie de rey (Vernier)

Llamado también calibre deslizante o pie de rey es el instrumento de medida

lineal que más se utiliza en el taller. Por medio del Vernier se pueden

controlar medidas de longitudes internas, externas y de profundidad. Pueden

venir en apreciaciones de 1/20, 1/50 y 1/100 mm y 1/128 pulg, es decir, las

graduaciones al igual que la regla graduada vienen en los dos sistemas de

unidades en la parte frontal.

En algunos instrumentos en el reverso se encuentran impresas algunas

tablas de utilidad práctica en el taller, como la medida del diámetro del

agujero para roscar.

El material con que se construyen es generalmente acero inoxidable, que

posee una gran resistencia a la deformabilidad y al desgaste.

El nonio: Representa la característica principal del vernier, ya que es el que

efectúa medidas con aproximaciones inferiores al milímetro y al 1/16 de

pulgada. La graduación señalada en el cuerpo del calibre, y entre marcas,

representa un milímetro, como si se tratara de una regla normal.

La graduación del nonio en milímetros posee 20 divisiones si se trata de un

instrumento con apreciación de 0.05 mm, en este caso sólo podemos

efectuar mediciones en múltiplos de 5 centécimas de milímetro.

Cuando el 0 del nonio coincide con el 0 de la escala del cuerpo, el vernier

está cerrado. En esta posición la vigésima marca del nonio coincide con la

posición de 39 mm de la escala fija. Ningún otra marca del nonio,

comprendida entre el 0 y el 10, coincide con un marca de la escala del

cuerpo del calibre.

PARTES DE UN VERNIER

Las partes fundamentales del vernier son:

Cuerpo del calibre

Corredera

Mandíbulas para exteriores.

Orejas para interiores

Varilla para profundidad.

Escala graduada en milímetros.

Escala graduada en pulgadas.

Graduación del nonio en pulgadas

Graduación del nonio en milímetros.

Pulsador para el blocaje del cursor. En algunos es sustituido por un tornillo.

Embocaduras para la medida de ranuras, roscas, etc.

Embocadura de la varilla de profundidad para penetrar en agujeros pequeños.

Tornillos para fijar la pletina que sirve de tope para el cursor.

Tornillo de fijación del nonio.

Procedimiento de medición del Vernier

Punto 1: Verifique que el calibrador no esté dañado.

Si el calibrador es mal manejado su vida útil será menos larga de lo

planeado, para mantenerlo siempre útil no deje de tomar las precauciones

siguientes:

1) Antes de efectuar las mediciones, limpie de polvo y suciedad las

superficies de medición, cursor y regleta; ya que el polvo puede obstruir a

menudo el deslizamiento del cursor.

2) Cerciórese que las superficies de medición de las quijadas y los picos no

estén dobladas o despostilladas.

3) Verifique que las superficies deslizantes de la regleta estén libres de

daño. . Para obtener mediciones correctas, verifique la herramienta

acomodándola como sigue:

1) Esté seguro de que cuando el cursor está completamente cerrado, el cero

de la escala de la regleta y del nonio estén alineados uno con otro, también

verifique las superficies de medición de las quijadas y los picos como sigue:

- Cuando no pasa luz entre las superficies de contacto de las quijadas, el

contacto es correcto.

- El contacto de los picos es mejor cuando una banda uniforme de luz pasa a

través de las superficies de medición

C3) Verifique que el cursor se mueva suavemente pero no holgadamente a lo

largo de la regleta.

Punto 2: Ajuste el calibrador correctamente sobre el objeto que está

midiendo

Coloque el objeto sobre el banco y mídalo, sostenga el calibrador en ambas

manos, ponga el dedo pulgar sobre el botón y empuje las quijadas del nonio

contra el objeto a medir, aplique sólo una fuerza suave.

Método correcto de manejar los calibradores. Medición de exteriores.

Coloque el objeto tan profundo como sea posible entre las quijadas.

M2) Coloque el calibrador hacia arriba sobre una superficie plana, con el

medidor de profundidad hacia abajo, empuje el medidor de profundidad, si

las graduaciones cero en la regleta y la escala del nonio están desalineados,

el medidor de profundidad está anormal.

3) Verifique que el cursor se mueva suavemente pero no holgadamente a lo

largo de la regleta.

Punto 2: Ajuste el calibrador correctamente sobre el objeto que está

midiendo

Sostenga el objeto perpendicularmente con las quijadas de otra forma, no se

obtendrá una medición correcta.

Medición de interiores.

En esta medición es posible cometer errores a menos que se lleve a cabo,

muy cuidadosamente, introduzca los picos totalmente dentro del objeto que

se va a medir, asegurando un contacto adecuado con las superficies de

medición y tome la lectura.

Al medir el diámetro interior de un objeto, tome el valor máximo,al medir el

ancho de una ranura tome el valor mínimo

Es una buena práctica medir en ambas direcciones para asegurar una

correcta medición

Medición de profundidad.

En la medición de la profundidad, no permita que el extremo del instrumento

se incline, no deje de mantenerlo nivelado.

La esquina del objeto es más o menos redonda, por lo tanto, gire el resaque

de la barra de profundidad hacia la esquina.

Tipos de calibrador vernier.

Calibrador vernier tipo M

Calibrador vernier tipo CM

Calibrador con indicador de carátula (o cuadrante). En este calibrador se

ha sustituido la escala graduada por un indicador de carátula o cuadrante

operado por un mecanismo de piñón y cremallera logrando que la resolución

sea aún mayor logrando hasta lecturas de 0,01 mm. Se disponen de

calibradores desde 100 mm hasta 2 000 mm y excepcionalmente aún más

largos.

Calibradores digitales. Estos calibradores utilizan un sistema de defección

de desplazamiento de tipo capacitancia, tienen el mismo tamaño, peso y

alcance de medición que los calibradores estándar, son de fácil lectura y

operación, los valores son leídos en una pantalla de cristal líquido (LCD), con

cinco dígitos y cuentan con una resolución de 0,01 mm, que es fácil de leer y

libre de errores de lectura.

Calibradores con ajuste fino. Se diseñan de modo que las puntas de

medición puedan medir superficies externas solamente, o bien permitir solo

mediciones internos con un alcance útil desde 600 hasta 2000 mm cuenta

con un mecanismo de ajuste para el movimiento fino del cursor.

Calibrador con palpador ajustable de puntas desiguales. Este tipo de

calibrador facilita mediciones en planos a diferente nivel en piezas

escalonados donde no se puedan medir con calibradores estándar, cuento

con un mecanismo de ajuste vertical del punto de medición.

Calibrador KAFER. Medidor de espesor para plásticos, papel, cartón, hilos,

cuerdas y alambres. Son portátiles, digitales o análogos.

Almacenamiento

Precauciones cuando almacene calibradores:

1) Seleccione un lugar en el que los calibradores no estén expuestos a polvo,

alta humedad o fluctuaciones extremas de temperatura.

2) Cuando almacene calibradores de gran tamaño que no sean utilizados con

frecuencia, aplique líquidos antioxidantes al cursor y caras de medición;

procure dejar estas algo separado.

3) Al menos una vez al mes, verifique s condiciones de almacenaje y el

movimiento del cursor de calibradores que sean usados esporádicamente y,

por tanto, mantenidos en almacenaje.

4) Evite entrada de vapores de productos químicos, como ácido

hidroclorhidrico o ácido sulfúrico, al lugar en que estén almacenados los

calibradores.

5) Coloque los calibradores de modo que el brazo principal no se flexione y el

vernier no resulte dañado.

6) Mantenga un registro, con documentación adecuada, de los calibradores

que salgan del almacén hacia el área productiva.

7) Designe a una persona como encargado de los calibradores que estén

almacenados en cajas de herramientas y ánqueles dentro del área

productiva.

B. Tornillo micrométrico o tornillo de palmer.

El Tornillo Micrométrico 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.

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.

Partes del Tornillo micrométrico

5. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS DE CORTE DE METALES

5.1 Convencionales

Entre las máquinas convencionales tenemos las siguientes máquinas

básicas:

Taladros: destinados a perforación, estas máquinas herramientas son, junto

con los tornos, las más antiguas. En ellas el útil es el que gira y la pieza

permanece fija a una mordaza o colocación. El útil suele ser normalmente,

en los taladros, una broca que, debidamente afilada, realiza el agujero

correspondiente. También se pueden realizar otras operaciones con

diferentes útiles, como avellanar y escariar.

Un tipo especial de taladradoras son las punteadoras que trabajan con

pequeñas muelas de esmeril u otro material. Son utilizadas para operaciones

de gran precisión y sus velocidades de giro suelen ser muy elevadas.

Con diferentes útiles y otros accesorios, como el divisor, se pueden realizar

multitud de trabajos y formas diferentes.

Pulidora: trabaja con un disco abrasivo que va comiendo el material de la

pieza a trabajar. Se suele utilizar para los acabados de precisión por la

posibilidad del control muy preciso de la abrasión. Normalmente no se ejerce

presión mecánica sobre la pieza.

De Vaivén:

Limadora o Perfiladora: se usa para la obtención de superficies lisas. La

pieza permanece fija y el útil, que suele ser una cuchilla, tiene un movimiento

de vaivén que en cada ida come un poco a la pieza a trabajar, que cuenta

con mecanismo de trinquete que avanza automáticamente la herramienta

(cuchilla).

Cepilladora: al contrario de la perfiladora, en la cepilladora es la pieza la que

se mueve. Permite realizar superficies lisas y diferentes cortes. Se pueden

poner varios útiles a la vez para que trabajen simultáneamente.

Sierras: son de varios tipos, de vaivén, circulares o de banda. Es la hoja de

corte la que gira o se mueve y la pieza la que acerca a la misma.

Prensas: no realizan arranque de viruta, dan forma al material mediante el

corte o cizalla, el golpe para el doblado y la presión. Suelen utilizar

troqueles y matrices como útiles. Los procesos son muy rápidos y son

máquinas de alto riesgo de accidente laboral

5.2 No convencionales

Electroerosión: las máquinas de electroerosión desgastan el material

mediante chispas eléctricas que van fundiendo partes minúsculas del mismo.

Hay dos tipos de máquinas de electroerosión:

Las de Electrodos: que realizan agujeros de la forma del electrodo o

bien desgaste superficiales con la forma inversa de la que tiene el electrodo,

hace grabaciones.

Las de Hilo: que, mediante la utilización de un hilo conductor del que

saltan las chispas que desgastan el material, van cortando las piezas según

convenga. En ambos casos durante todo el proceso, tanto el útil como la

pieza están inmersos en un líquido no conductor.

Arco de Plasma: se utiliza un chorro de gas a gran temperatura y presión

para el corte del material.

Láser: en este caso es un potente y preciso rayo láser el que realiza el corte

vaporizando el material a eliminar.

Ultrasónica: haciendo vibrar un útil a velocidades ultrasónicas, por encima

de los 20.000 Hz y utilizando un material abrasivo y agua se van realizando

el mecanizado de la pieza por la fricción de las partículas abrasivas. Se usa

para trabajar materiales muy duros como el vidrio y el diamante y las

aleaciones de carburos.

6. Algunos principios de la Teoría del corte de los metales

Proceso de formación de la viruta.

Los fenómenos térmicos que surgen durante el proceso de corte.

Los fenómenos físicos que acompañan el proceso de corte.

6.1 PROCESO DE FORMACIÓN DE LA VIRUTA

La esencia del mecanizado de los metales por arranque de viruta consiste en

el corte de la capa superficial de metal de la pieza bruta con el objeto de

obtener de ésta la pieza acabada con una forma, dimensiones y calidad de

acabado requeridas. El proceso de corte de los metales es el proceso

mediante el cual se produce la cortadura de partículas de metal bajo la

acción de las denominadas Fuerzas de Corte. De acuerdo con los diferentes

tipos de materiales, se formarán diversos tipos de virutas: de elementos,

escalonadas, fluida continua de espiral, fluida continua de cinta y

fraccionada.

6.2 Generación de calor durante el corte de los metales

Por la ley de conservación de la energía, la energía que se gasta para el

proceso de corte, se transforma en energía calorífica. En la zona de corte se

genera el calor de corte. Durante el proceso de corte de los metales el

elemento que más se calienta es la Viruta con el 75% del calor que se

genera, debido a que sufre deformaciones considerables. La herramienta de

corte recibe hasta un 20 %; la superficie trabajada recibe hasta el 4%,

mientras que el medio ambiente recibe aproximadamente el 1%.

6.3 Fenómenos físicos que acompañan el proceso de corte

Endurecimiento superficial.

Durante el proceso de corte la superficie elaborada adquiere una dureza

superior a la superficie por elaborar; esto es el resultado del endurecimiento

de la capa superficial o cambio de la estructura de la superficie elaborada,

bajo la acción de las deformaciones que acompañan el arranque de los

elementos de la viruta. La profundidad de la capa endurecida alcanza 1 a 2

mm. El grado de endurecimiento y la profundidad de la capa endurecida

dependen de las propiedades mecánicas del material que se elabora, los

metales frágiles se endurecen menos que los metales dúctiles; de la

geometría de la cuchilla, cuando menor sea el ángulo de desprendimiento,

mayor será el endurecimiento; del régimen de corte utilizado; del uso de

refrigerante, entre otros.

Formación de Promontorio o excrecencia.

Ocurre cuando al cortar materiales dúctiles, en la superficie de

desprendimiento de la cuchilla, cerca de la arista o filo de corte, se forma una

pequeña prominencia de metal que se ha soldado a la superficie de

desprendimiento de la cuchilla. La causa se su surgimiento es por el proceso

de frenado de la capa superficial de la viruta al desplazarse por la cara de

desprendimiento de la cuchilla. El promontorio o excrecencia posee elevada

dureza porque al calentarse y enfriarse rápidamente se templa

considerablemente. Durante la fase de desbastado, el promontorio recibe los

esfuerzos de corte, protegiendo la superficie de ataque contra el

calentamiento y el desgaste. Por ello, el fenómeno de promontorio durante el

desbastado es conveniente, no así durante la fase de acabado, pues

disminuye la precisión y acabado de la superficie.

BIBLIOGRAFÍA

PAGINAS Web consultadas:

http://laboratoriobae.blogspot.com

http://calibrdorvernier.galeon.com/aficiones1684760.html

http://verniersecciona.wordpress.com/2008/04/13/definicion-de-

vernier-o-pie-de-rey/

http://todoingenieriaindustrial.wordpress.com/metrologia-y-

normalizacion/calibrador-vernier/

http://www.ecured.cu/index.php/Teor%C3%ADa_del_corte_de_los_me

tales