Medición en procesos de mecanizado

La medición en los procesos de mecanizado, son una parte muy importante de nuestro trabajo. Medir correctamente con los diferentes aparatos de medida, requiere de tiempo y saber interpretar la información que nos da los diferentes aparatos de medida. Los nonios de los sistemas analógicos, junto con los sistemas digitales y sistemas pasa no pasa.

En este artículo, vamos hablar sobre los aspectos más importantes, a la hora de medir con diferentes aparatos de medida.

La importancia de saber medir con las diferentes herramientas de medición

Saber medir con las diferentes herramientas de medición, es una tarea de las más importantes que tenemos que realizar. De ello va a depender que las operaciones de mecanizado que hemos realizado previamente, cumplan con las específicaciones que nos indica el plano de la pieza, que tengamos que fabricar. La importancia de la medición, no solo depende de los procesos de mecanizado, sino de la nivelación o ajuste de la pieza previamente al mecanizado.

Para saber medir con algunos instrumentos de medición, necesitamos practicar para dominar esta técnica. Ya que, con algunos aparatos de medición, sobre todo los de gran tamaño, medir puede ser un poco más complicado.

Un aspecto muy importante, si estas empezando a usar diferentes aparatos de medida, dile a un comapñero que te mida la medición que estas realizando. La medida debería de ser muy similar, con esto iremos cogiendo confianza en la medición de tolerancias, con diferentes tipos de herramientas de medición. 

¿Qué es la medición?

La medición la definimos como la comparación de una magnitud con su unidad de medida, lo que hacemos cuándo medimos, es comparar una magnitud con una referencia de medida. Esa referencia de medida puede ser un patrón externo, o incorporarse dentro del aparato de medición, como en el caso de un calibre vernier.

Las magnitudes nunca se podrán medir exactamente y el número que se obtiene para representar su medida será siempre aproximado. La precisión de una medida dependerá del error que se comete al realizarla. Los instrumentos de medición, son un elemento imprescindible para el desarrollo productivo en los procesos de mecanizado.

Por ejemplo, si tenemos que realizar varias posturas de mecanizado en una misma pieza. Si para realizar una segunda postura de mecanizado, necesitamos referenciarnos en una tolerancia de una postura anterior, que puede ser un agujero o una ranura con tolerancia H7. Si esa tolerancia no esta bien definida, los mecanizados que hayamos realizado en la postura 1, no van a ser coincidentes con los de la postura 2. 

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Ahora vamos a ver en que se clasifican las diferentes herramientas de medición.

Imagen de un calibre analógico midiendo un rodamiento.
Imagen de un calibre analógico midiendo un rodamiento.

¿Cómo se clasifican las herramientas de medición?

Las herramientas de medición se clasifican en tres grupos principales, que son medidores, comparadores y verificadores.

Medidores

Las herramientas de medición que son medidores, son aquellas que incluyen la unidad de medida con la que se desea medir, para poder compararla con la dimensión obtenida. Dentro del mecanizado o la manufactura, son las que más se aplican. Ejemplos de medidores, son todos los nonios de máquinas y herramientas. Tornos convencionales, fresadoras convencionales, rectificadoras, platos divisores, calibre vernier, micrómetros. 

Imagen de un micrómetro digital de exteriores, midiendo un pasador o fija H7.
Imagen de un micrómetro digital de exteriores, midiendo un pasador o fija H7.

 

Comparadores

Las herramientas que usamos como comparadores, son las que comparamos una medida, con una medida patrón o unidad de medida. En este caso necesitamos de una herramienta externa o un punto de referencia para poder comparar, la medida obtenida con el patrón de referencia. El mejor ejemplo de comparadores, es el reloj comparador. El reloj comparador, le usamos en mecanizado desde alinear piezas, hasta en el uso de alexómetros y en palpadores de gran precisión. 

Palpador Mitutoyo 513-908-10E
Palpador Mitutoyo 513-908-10E

Verificadores

Las herramientas de medición que son verificadores, no tenemos ningún tipo de medición. Comprobamos que una dimensión se encuentra dentro s de unos limites o no Lo único que hacemos con estos sistemas es ver si el mecanizado esta bien o esta mal, son sistemas que ya vienen con unas medidas predefinidas por el fabricante. Los ejemplos más característicos de este tipo de herramientas, son los sistemas pasa no pasa.

Los sistemas pasa no pasa, son los de las siguientes imagenes, aunque existen más tipos. Los sistemas pasa no pasa de las imagenes, son los que con mayor frecuencia vamos a usar en el taller de mecanizado, junto con las escuadras. 

Varios juegos de plantillas y galgas usadas en mecanizado.
Varios juegos de plantillas y galgas usadas en mecanizado.
Otros tipos de calibres
Otros tipos de calibres
Tipos de escuadras
Tipos de escuadras

¿Qué tipo de mediciones dimensionales hacemos con las herramientas de medición?

Medición directa

La medición directa es la medición realizada con un instrumento de medida capaz de darnos por sí mismo y sin ayuda de un patrón auxiliar, el valor de la magnitud de medida.Para obtener esa medida, nos basta con solo leer la indicación de su escala numérica o su pantalla digital/analógica (medir con un metro, un calibre, cinta métrica, etc.).

Medición indirecta o por comparación

La medición indirecta es la medición realizada con un instrumento de medida capaz de detectar la variación existente entre la magnitud de un patrón y la magnitud de la pieza a medir. Un ejemplo característico de medición indirecta, son los sistemas láser de medición. Para mecanizar piezas de grandes dimensiones, como pueden ser en mecanizado in-situ, se usa la planitud de la tierra como punto de referencia. Son sistemas de medición de alto valor que no se usan con frecuencia en mecanizado, salvo casos muy concretos, como el que te acabamos de describir.

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¿Qué es la incertidumbre de medida en los aparatos de medición?

La incertidumbre de medida es el error que se puede producir en la medición de una pieza. Dentro de esta incertidumbre de medida diferenciamos dos tipos de errores: los errores aleatorios y los errores sistemáticos.

Tenemos que indicar que dentro de la incertidumbre, tendriamos que hablar de estadisticas, ya que es otro factor que afecta a la medición y la calidad de las piezas en mecanizado, aunque no queremos liarnos más de la cuenta. La incertidumbre, podemos indicarlo de una manera más simple, que es la variación que nos puede dar en la medición de una pieza, entre un compañero y otro.

¿Qué errores se pueden producir en una medición?

Errores aleatorios

Los errores aleatorios son errores que varían de forma imprevisible en signo y valor, (dan otra medida) al realizar un número de mediciones a la misma pieza y en el mismo lugar y con las mismas condiciones, ya que la temperatura puede influir en este tipo de errores.

Es recomendable que el instrumento de medida, en caso de no estar a 20ºC, se encuentre a la misma temperatura que la pieza que estamos midiendo; de esta manera, podemos solucionar este error aleatorio.

Causas de los errores aleatorios

  1. La manipulación incorrecta del instrumento de medida.
  2. El mal posicionamiento entre la pieza y el instrumento de medida.
  3. Errores de interpretación de medida.

Errores sistemáticos

Los errores sistemáticos son errores que se repiten constantemente durante la medición de una pieza, por causas ajenas a la pieza o a la medición, obteniendo siempre los mismos resultados finales. Este tipo de errores en la mayoría de los casos, van a ser errores del propio instrumento de medición. Estos errores sistemáticos pueden ser constantes (errores de grabación) o variables (errores de dilatación). Las causas más comunes de estos errores de medida son:

Causas de los errores sistemáticos

  1. Desviaciones en la calibración o en la puesta a cero.
  2. Errores de construcción en el instrumento de medida.
  3. Aparato de medición en mal estado por golpes o por cualquier otro agente externo.

Tecnicismos y unidades en aparatos de medición

  •  Calibración es el procedimiento de comparación de medidas entre un patrón de referencia y lo que indica el aparato. La calibración es la encargada de la medición dimensional es la encargada de medir la forma de las piezas: longitudes, diámetros, espesores, etc. Esta operación es la que más vamos a utilizar.
  • Medición geométrica proviene de una rama de la matemática que se ocupa de las propiedades de las figuras geométricas en el plano o el espacio, como son: puntos, rectas, planos, polígonos, poliedros, paralelas, perpendiculares, curvas, superficies, etc. Es la encargada de interpretar los planos, lo veremos más a fondo en otra entrada, que es lectura de planos.
  • Nivelación es el procedimiento mediante el cual se determina el desnivel existente entre dos (o más), hechos físicos existentes entre sí (piezas, pilares, etc.). Se comparan varios puntos (o planos). La nivelación la vamos a utilizar de manera más precisa utilizando el teorema de Pitágoras, sobre todo para cuándo estamos trabajando con piezas con ángulos o conicidades.
  • Alineación es el procedimiento por el cual comparamos en el espacio la distancia entre dos puntos o caras. La alineación la vamos a realizar a diario para alinear: piezas, mordazas, utillajes, etc.
  • Tolerancia se podría definir como el margen de error admisible en la fabricación de un producto. La tolerancia va a ser nuestro rival a batir en mecanizado, sobre todo en mecanizados de precisión donde las tolerancias son muy ajustadas. Más adelante os pondremos una tabla de las tolerancias y cuales se suelen dar más a menudo en mecanizado.
  • Apreciación es la parte o división más pequeña que puede representar un nonio.
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Unidades de medida

Nosotros en mecanizado usamos el milímetro como unidad de medida, en mecanizados de precisión hablamos de centésimas de milímetro y en super acabados hablamos de milésimas de milímetro. Vamos a ver cómo se realiza las conversiones de medida.

  • El milímetro (mm) es una unidad de longitud. la utilizamos como unidad de medida entera: 1mm.
  • Décima de milímetro es una unidad de longitud. Es la décima parte de 1mm y se lee así: 0,1mm.
  • Centésima de milímetro es una unidad de longitud. Es la centésima parte de 1mm y se lee así: 0,01mm
  • Milésima de milímetro o más conocido como micra es una unidad de medida. Es la milésima parte de 1mm y se lee así: 0,001mm
  • La pulgada, está unidad de medida también la vamos a utilizar, pero con menos frecuencia. Su símbolo es este (“), es una unidad de longitud antropométrica que equivale a un pulgar. La veremos sobre todo en roscas de tubería hidráulica. Una pulgada equivale a 25,4 milímetros.

Conversión de medidas en sistema métrico.

  • 1 milímetro equivale a 10 décimas de milímetro.
  • 1milimetro equivale a 100 centésimas de milímetro.
  • 1milimetro equivale a 1000 milésimas de milímetro.
  • Dentro de las conversiones de medida podemos incluir los nonios. Estos varían en función de las divisiones que tengan y el tipo de máquina. Todos los nonios nos indican cual es la magnitud a comparar, es decir nos dice a cuanto equivale cada división del nonio.

Resumen

La importancia de la medición en mecanizado es fundamental, en la práctica veremos que las tolerancias más ajustadas van de la mano con una rugosidad superficial bastante baja, en función de la finalidad de la pieza. Saber medir es tan esencial como saber mecanizar, pero para saber medir necesitamos tiempo, paciencia y mucha práctica. Espero que este artículo te haya reusltado interesante y que haya resuelto tus dudas, sobre la importancia de la medición en mecanizado. Nos vemos en la próxima. 

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