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Autor: María Moro Piñeiro
La Metrología ha experimentado en los últimos tiempos una enorme evolución, como no podía ser de otro modo. La competencia de costes, la premura de la puesto de nuevos productos en el mercado y los requisitos cada vez más exigentes por parte de los clientes en un mundo global, han producido y continuarán produciendo cambios. La Metrología continuará integrándose progresivamente en los procesos de fabricación y en los de diseño, siguiendo una trayectoria paralela y similar a la experimentada por los Sistemas de Gestión de Calidad.
Este texto pretende ser una herramienta útil para quienes trabajen en este campo, ya sea desde una perspectiva académica o docente o bien en la práctica cotidiana de un centro productivo. Su objetivo es proporcionar conocimientos básicos sobre la organización y gestión metrológica, normativa y adquisición de los conceptos que constituyen los fundamentos de esta área de conocimientos, así como sobre los diferentes instrumentos y equipos que se utilizan tanto en los laboratorios de Metrología como en los centros de trabajo, abordando no solamente su manejo, sino también sus posibilidades y limitaciones. En suma, se trata de sentar unas bases sólidas que permitan no solo disponer de una perspectiva sobre la Metrología como disciplina, sino también posibilitar la comprensión y abordar el manejo de equipos metrológicos más específicos.
María Moro Piñeiro: es ingeniero industrial mecánico y especialista en Calidad Industrial. Posee una larga experiencia docente como profesora en la Universidad de Oviedo, en las asignaturas de Tecnología Mecánica y Metrología y Calidad.Ha colaborado con numerosas empresas e instituciones nacionales y extranjeras en la implantación y mejora de sistemas de gestión de calidad, así como reingeniería de procedimientos. Es licenciada en Geografía e Historia y experta en historia de la técnica.
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Descripción
INDICE
1. Introducción y conceptos …………………………………………………………… 1
1.1 Introducción y objetivos ……………………………………………………………………………. 1
1.1.1 Metrología …………………………………………………………………………………………….. 2
1.1.1.1 Antecedentes ……………………………………………………………………………………….. 3
1.1.1.2 Sistema Internacional Imperial Británico ……………………………………………….. 5
1.1.2 Industrialización de los procesos de fabricación ………………………………………… 7
1.1.3 Normalización ……………………………………………………………………………………….. 10
1.1.4 Metrología de precisión , los inicios …………………………………………………………. 11
1.2 Sistema Internacional de Unidades ……………………………………………………….. 12
1.2.1 La convención del metro …………………………………………………………………….. 12
1.2.2 Número normales o preferentes , series Renard ………………………………….. 14
1.2.3 El Sistema Internacional SI ……………………………………………………………… 17
1.2.3.1 Unidades fundamentales del SI ………………………………………………………. 17
1.2.3.2 Unidades derivadas ……………………………………………………………………….. 17
1.2.3.3 Unidades fuera del SI ……………………………………………………………………… 18
1.2.3.4 Unidades suplementarias ………………………………………………………………… 19
1.2.3.5 Unidades básicas del SI ……………………………………………………………………. 19
1.2.3.6 Múltiplos y submúltiplos del SI ………………………………………………………… 21
1.2.3.7 Reglas para escribir los símbolos de las unidades …………………………………. 21
1.3 Organización metrológica ………………………………………………………………………. 21
1.3.1 Metrología científica …………………………………………………………………………… 21
1.3.2 Metrología legal ………………………………………………………………………………. 23
1.3.3 Metrología industrial ………………………………………………………………………. 23
1.3.4 Organización Mundial de la Metrología y Metrología Legal ……………………… 24
1.3.5 Organización Metrológica Nacional ……………………………………………………… 26
1.3.6 Patrones …………………………………………………………………………………………… 28
1.3.6.1 Materiales de referencia ……………………………………………………………………..29
1.3.7 Laboratorios de metrología y ensayo ……………………………………………………….. 31
1.3.7.1 Ensayos ……………………………………………………………………………………………. 32
1.3.8 Áreas metrológicas ……………………………………………………………………….. 33
1.3.9 La metrología en la fabricación ………………………………………………………. 33
1.3.9.1 Actividades metrológicas …………………………………………………………….. 35
1.4 Conceptos generales ……………………………………………………………………….. 35
1.4.1 Trazabilidad ……………………………………………………………………………. 35
1.4.2 Calibración ………………………………………………………………………………………….. 36
1.4.2.1 Planes decalibración ………………………………………………………………………….. 39
1.4.2.2. Certificados de calibración …………………………………………………………….. 50
1.4.3 Errores e incertidumbre ………………………………………………………………………. 51
1.4.3.1.1 Cifras significativas , redondeo de incertidumbres ……………………………… 53
1.4.3.2 Errores de medida …………………………………………………………………………. 53
1.4.3.3 Causas de error ……………………………………………………………………………… 54
1.4.3.4 Expresión de mediciones ………………………………………………………………. 56
1.4.3.5 Expresiones de incertidumbre …………………………………………………….. 57
1.4.3.5.1 Evaluación de incertidumbres ……………………………………………………… 58
1.4.3.5.2 Criterios de rechazo de valores atípicos ……………………………………….. 60
1.4.3.5.3 Fases para la evaluación de incertidumbres …………………………………… 64
1.4.3.5.4 Tratamiento de la incertidumbre …………………………………………………..65
1.4.3.6 Relación tolerancia / incertidumbre, (U/T) ……………………………………..67
1.4.3.7 Magnitudes de influencia …………………………………………………………….. 70
1.4.3.8 Condiciones de las magnitudes de referencia en los laboratorios …………………… 71
1.4.3.9 Efectos de la dilatación ……………………………………………………………………………… 73
1.5 Tolerancias dimensionales ………………………………………………………………………………. 75
1.5.1 Introducción …………………………………………………………………………………………………75
1.5.2 Sistema de tolerancias (ISO)…………………………………………………………………………. 77
1.5.2.1 Posición de la zona de tolerancia ………………………………………………………………. 80
1.5.2.2 Zonas de tolerancia preferente para ajustes ……………………………………………….. 85
1.5.2.3 Normas …………………………………………………………………………………………………… 86
1.5.4 Ajustes ……………………………………………………………………………………………………… 90
1.5.4.1 Sistemas (ISO) de ajuste ………………………………………………………………………….. 94
1.5.4.1.2 Sistema de agujero base ………………………………………………………………………… 95
1.5.4.1.3 Representación de un ajuste ………………………………………………………………….. 96
1.5.4.1.4 Posiciones especiales …………………………………………………………………………… 96
1.5.4.1.5 Grados de tolerancias ………………………………………………………………………. 97
1.5.4.1.6 Uniones roscadas ……………………………………………………………………………….. 97
1.5.4.1.7 Consideraciones en la elección de ajustes ………………………………………………… 101
1.5.4.1.8 Control de tolerancias dimensionales ……………………………………………………….. 102
1.5.4.1.9 Operaciones con tolerancias …………………………………………………………………….. 103
1.5.5 Intercambiabilidad ………………………………………………………………………………………. 104
1.5.6 Montaje selectivo …………………………………………………………………………………………. 104
1.5.7 Medidas de tolerancia libre ……………………………………………………………………………. 105
1.5.8 Conversión de unidades ………………………………………………………………………………. 106
1.6 Tolerancias geométricas ……………………………………………………………………………….. 106
1.6.1 Antecedentes …………………………………………………………………………………………… 106
1.6.2 GD&T …………………………………………………………………………………………………….. 107
1.6.2.1 Interpretación de los símbolos ………………………………………………………………. 110
1.6.2.2 Categorías de tolerancias geométricas …………………………………………………. 112
1.6.2.2.1 Tolerancias geométricas de forma ………………………………………………………… 112
1.6.2.2.2 Tolerancias geométricas de posición …………………………………………………….. 113
1.6.2.2.3 Tolerancias de localización …………………………………………………………………. 114
1.6.2.2.4 Tolerancias de cabeceo ………………………………………………………………………. 115
1.6.2.3 Indicaciones de tolerancia : datum ………………………………………………………….. 116
1.6.2.4 Marco de control ………………………………………………………………………………….. 117
1.6.2.5 Características y referencias datum …………………………………………………………. 118
1.6.2.6 Características de tamaño (FOS) ……………………………………………………………. 119
1.6.2.7 Modificadores ……………………………………………………………………………………. 119
1.6.2.8 Relaciones entre tolerancias dimensionales y geométricas …………………………… 121
1.6.2.9 Ventajas ………………………………………………………………………………………………. 123
2. Instrumentos de medida ………………………………………………………….. 125
2.1 Instrumentos de medición ……………………………………………………………………….. 125
2.2.1 Características metrológicas de los instrumentos de medida ……………………….. 125
2.1.2 Condiciones de las mediciones …………………………………………………………………….. 129
2.1.2.1 Clasificación de métodos de medida ………………………………………………………….. 130
2.1.2.1.1 Por las magnitudes que comparan ………………………………………………………….. 130
2.1.2.1.2 Por el método de medida empleado ……………………………………………………… 131
2.1.3 Comprobaciones de exactitud …………………………………………………………….. 132
2.1.4 Métodos e instrumentos de medida ……………………………………………………… 133
2.1.4.1 Controles metrológicos …………………………………………………………………………. 133
2.1.4.2 Medición ……………………………………………………………………………………………. 134
2.1.4.3 Instrumentos metrológicos ……………………………………………………………. 135
2.2 Bloques patrón longitudinales (01.02) ……………………………………………………… 135
2.2.1 Grados de bloques patrón ……………………………………………………………………… 141
2.2.2 Accesorios (01.03) ………………………………………………………………………………. 141
2.2.3 Manejo de los bloques patrón ……………………………………………………………… 142
2.2.3.1 Agrupamientos, criterios ……………………………………………………………….. 144
2.2.3.2 Comprobación del estado de las caras de medida …………………………….. 145
2.2.3.3 Algunos ejemplos de agrupamientos o montajes de bloques ………………. 147
2.2.4 Calibración de bloques patrón …………………………………………………………….. 147
2.3 Pies de rey, calibradores o calibre (02.02) ……………………………………………… 149
2.3.1 Indicaciones para medir con un pie de rey ………………………………………… 153
2.3.2 Indicaciones de uso del pie de rey …………………………………………………… 155
2.3.3 Interpretación de la lectura ……………………………………………………………… 156
2.3.4 Nonius o verniers …………………………………………………………………………………… 157
2.3.4.1 Cálculo de la sensibilidad de un pie de rey …………………………………………… 158
2.3.4.2 Tipos de nonius más utilizados en el taller mecánico …………………………….. 159
2.3.4.3 Interpretación de lecturas en la escala en unidades inglesas …………………………. 159
2.3.5 Posibles causas de error al medir con el pie de rey …………………………………………… 160
2.3.6 Tipos de pie de rey ………………………………………………………………………………….. 164
2.3.6.1 Calibre de doble corredera (09.01) …………………………………………………………… 166
2.3.6.2 Calibre V de corredera …………………………………………………………………….. 167
2.3.7 Calibración del pie de rey ………………………………………………………………………. 168
2.3.8 Mediciones indirectas con calibres ……………………………………………………………………. 170
2.4 Micrómetro de exteriores (02.10) ………………………………………………………………… 172
2.4.1 Cálculo de la sensibilidad ……………………………………………………………………………. 174
2.4.2 Interpretación de lectura y medición ………………………………………………………………… 174
2.4.3 Comprobaciones en los micrómetro …………………………………………………………. 175
2.4.3.1 Posibles causas de error al medir con un micrómetro ………………………… 177
2.4.4 Tipos de micrómetros ……………………………………………………………………………. 179
2.4.4.1 Micrómetros de exteriores , variedades …………………………………………………… 180
2.4.4.1.1 Micrómetro de platillos …………………………………………………………………….. 184
2.4.4.1.2 Micrómetro de roscas ………………………………………………………………………….. 185
2.4.4.1.3 Accesorios para micrómetros de exteriores ……………………………………………………. 188
2.4.4.2 Micrómetros de interiores ……………………………………………………………………………… 192
2.4.4.2.1 Micrómetro de profundidades , sonda micrométrica (02.09) ……………………………. 192
2.4.4.2.2 Micrómetro de interiores de dos contactos (02.11) ……………………………………… 194
2.4.2.2.3 Micrómetro de interiores de tres contactos (02.12) ……………………………………. 195
2.4.4.2.4 Micrómetro de interiores para la medida de interiores roscados …………………………… 196
2.5 Relojes comparadores (03) ………………………………………………………………….. 197
2.6 Instrumentos de verificación : calibres fijos de límites ……………………………… 208
3. Control dimensional : ángulos …………………………………………………………… 211
3.1 Magnitudes angulares y control …………………………………………………………… 211
3.1.1 Patrones de ángulo (04) …………………………………………………………………. 211
3.1.1.1 Patones angulares de trazo , disco circular graduado ………………………………….. 213
3.1.1.2 Patones angulares de trazo , disco ciruclar óptico ……………………………………… 213
3.1.1.3 Patones angulares materiales , escuadra (06.02) ………………………………. 213
3.1.1.4 Cilindro de perpendicularidad (06.03) …………………………………… 214
3.1.1.5 Prisma patrón ………………………………………………………………………….. 215
3.1.1.6 Polígono óptico ……………………………………………………………………. 215
3.1.1.7 Bloques patrón angulares …………………………………………………………….. 216
3.1.2 Instrumentos de medida de magnitudes angulares …………………………………….. 217
3.1.2.1 Falsas escuadras …………………………………………………………….. 217
3.1.2.2 Goniómetro de taller ………………………………………………………………… 218
3.1.2.2.1 Reglas para la interpretación de la medida de un goniómetro …………………………… 221
3.1.2.2.2 Goniómetro óptico …………………………………………………………………… 223
3.1.2.3 Escuadra de senos (05.03) ………………………………………………………………. 224
3.2 Control de formas elementales ……………………………………………… 230
3.2.1 Evaluación de formas elementales …………………………………………………… 230
3.2.2 Planitud …………………………………………………………………………. 332
3.2.2.1 Mesas de planitud , mármoles de trazado y control ………………………………………… 232
3.2.2.2 Proceso de calibración para mesas de planitud ……………………………………………… 236
3.2.2.3 Procedimiento de calibración mediante regla de control y reloj comparador ……….. 239
3.2.3 Rectitud ……………………………………………………………………………………………. 242
3.2.4 Niveles de burbuja ……………………………………………………………………………… 243
3.2.4.1 Clasificación de los niveles ……………………………………………………………….. 247
3.2.4.2 Empleo del nivel de burbuja …………………………………………………………….. 249
3.2.4.3 Nivel con tornillo micrométrico ……………………………………………………….. 250
3.2.5 Redondez y cilindricidad …………………………………………………………………… 253
3.2.6 Mediación dimensional sin contrato ………………………………………………… 255
3.2.6.1 Autocolimador ……………………………………………………………………………… 256
3.2.6.2 Proyectos de perfiles ………………………………………………………………………… 257
3.2.7 Formas primitivas y complejas …………………………………………………………. 264
3.2.7.1 Máquinas de medición por coordenadas …………………………………………… 273
3.3 Controles microgeométricos ……………………………………………………………….. 273
Anexo 1. Trazado ……………………………………………………………………. 287
Anexo 2. Inspección y muestreos …………………………………………… 291
Bibliografía ………………………………………………………………. 295
Información adicional
| ISBN | 9788426723772 |
|---|---|
| PÁGINAS | 300 |
| EDICIÓN | PRIMERA |
| AÑO | 2017 |
| EDITORIAL | MARCOMBO |
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