Bloques Patrón: Fundamentos y Aplicaciones en Metrología
Los bloques patrón son piezas con forma de pequeños paralelepípedos con dimensiones constantes en largo y ancho (35×9 mm), pero con espesores que varían a partir de 0,5 mm.
Usos de los Bloques Patrón
- Verificación de calibradores.
- Verificación de distancias entre agujeros.
- Fijar bloques patrón manteniendo los montajes en su lugar.
Técnica de Apilamiento de Bloques Patrón
El apilamiento se realiza comenzando con la pieza más grande y «reduciendo ceros» (eliminando el último decimal).
Ejemplo:
Dimensión deseada: 12,578 mm Bloque -4,000 mm (x2 Bloques protectores) --------------------------------------- Restante: 8,578 mm Bloque -1,008 mm (x1) --------------------------------------- Restante: 7,570 mm Bloque -1,270 mm (x1) --------------------------------------- Restante: 6,300 mm Bloque -1,300 mm (x1) --------------------------------------- Restante: 5,000 mm Bloque -5,000 mm (x1) --------------------------------------- Restante: 0,000 mm
Clasificación de los Bloques Patrón
- Aplicación Científica: Utilizados en entornos que requieren el menor margen de error.
- Para Calibración: Destinados a la inspección y calibración de otros instrumentos.
- Para Inspección y Ajuste: Usados para la inspección y ajuste de instrumentos de medición en áreas de inspección.
- Para Uso en Taller: Bloques patrón de uso general en entornos de taller.
Técnica de Aplicación (Apilamiento Físico)
Para apilar, se coloca la siguiente pieza de forma perpendicular a las demás y se gira 90 grados. Esto permite que queden paralelos y se elimine todo el aire entre las piezas, quedando «sellados» por el vacío. Este proceso se repite con cada bloque.
Materiales de Fabricación de Bloques Patrón
- Acero: Los más utilizados en la industria. Son tratados térmicamente para garantizar la estabilidad dimensional.
- Cerámica: Sus principales ventajas son la excepcional estabilidad dimensional y la resistencia a la corrosión.
- Metal Duro: Utilizados como bloques patrón protectores, con una dureza de 1500 HV.
Características Principales de los Bloques Patrón
- Solo hay dos bloques iguales en un juego: los bloques patrón protectores. Estos son más duros y resistentes que los demás, y son los únicos repetidos del juego, con espesores de 1,2 y 2,5 mm.
- Todos los bloques tienen el mismo ancho y largo; solo varía el espesor.
- Usualmente vienen en juegos de 114 piezas con diferentes medidas.
Calibradores Pasa-No-Pasa: Verificación de Dimensiones
Los calibradores pasa-no-pasa son instrumentos de laboratorio diseñados para medir dimensiones que se repiten constantemente. También funcionan como medidores de calidad superficial.
Tipos de Calibradores Pasa-No-Pasa
- Calibrador de Tampón: Utilizado específicamente para la medición de agujeros.
- Calibrador de Boca: Posee dos bocas para controlar si una pieza «pasa» (en la medida máxima) y si «no pasa» (en la medida mínima).
- Calibrador de Boca Separadas: Similar al calibrador de boca, pero diseñado para dimensiones grandes (entre 100 y 500 mm), por lo que sus bocas vienen separadas.
- Calibrador de Boca Escalonada o Progresiva: Diseñados para verificaciones rápidas de ejes.
- Calibrador Chato:
- Para dimensiones internas entre 80 y 260 mm.
- Para dimensiones internas entre 100 y 260 mm, se utilizan calibradores chatos escalonados.
- Para dimensiones internas superiores a 260 mm, se emplea el calibrador tipo varilla.
- Calibrador de Bocas Ajustables: Diseñados para resolver problemas industriales de pequeñas medidas. Sus bocas son ajustables, y se suelen utilizar bloques patrón para su ajuste.
- Calibrador de Tampón y Anillos Cónicos: Para verificaciones cónicas, ya sea de agujeros cónicos o ejes cónicos. Los tampones se usan para agujeros cónicos y los anillos para ejes cónicos.
- Calibrador Cónico Morse: Posibilita ajustes con apriete enérgico entre piezas que requieren montaje o desmontaje frecuente. Pueden ser macho o hembra.
- Calibrador de Rosca: Utilizado para verificar roscas.
- Calibrador Regulable de Rosca: Es un calibrador de rosca, pero con la particularidad de ser regulable.
Verificadores: Instrumentos de Medición Directa e Indirecta
Los verificadores son instrumentos de verificación directa o, en algunos casos, de medición indirecta, a diferencia de los calibradores que son exclusivamente de verificación indirecta. Sirven para verificaciones geométricas.
Tipos de Verificadores
Reglas de Verificación
Pueden ser usadas para el control de planicidad, construidas en acero, hierro fundido o granito.
- Regla Biselada o Rectificada: Para la verificación de superficies planas.
- Regla Triangular: Para la verificación de superficies planas donde no es posible utilizar las biseladas.
- Reglas de Caras Rectificadas:
- Regla de Superficie Plana
- Regla Paralela Plana
- Regla Triangular Plana
- Regla de Superficie Plana: Utilizada para determinar las partes altas de una superficie a tratar.
- Regla Paralela Plana: Utilizada para la verificación de alineamiento de máquinas o dispositivos.
- Regla Triangular Plana: Es utilizada para la verificación de planicidad de superficies en ángulo. Pueden venir con ángulos de 45 o 60 grados.
Escuadra de Precisión
Es un instrumento con forma de ángulo recto, construido en acero o granito. Se utiliza para la verificación de superficies con ángulo recto.
Cilindros Patrón y Columnas Patrón
Son similares a las escuadras, pero de forma cilíndrica. Sirven para verificar superficies con ángulos de 90 grados, especialmente cuando la cara de referencia es lo suficientemente amplia para ofrecer un buen apoyo.
Plantillas de Verificación
Son grabados o cortes con la forma de la pieza fabricada, y sirven para verificar con mayor rapidez perfiles de piezas muy complejas, con agujeros, etc.
- Verificadores de Radio: Verifican radios internos.
- Verificadores de Ángulos: Verifican ángulos no mayores a 45°.
- Verificadores de Roscas: Para la comprobación de roscas.
- Verificadores de Ángulo de Taladro: Sirve para verificar ángulos de 59° y para la medición de la arista de corte del taladro.
Verificadores de Holguras
Son láminas de acero de diversos espesores para la verificación de holguras (espacio que queda entre dos piezas que deben encajar una en otra).
Hilera (Fieira)
La hilera, o verificador de chapas e hilos, se destina a la comprobación de espesores y diámetros.
Dato importante: Cuanto mayor sea el número normalizado del verificador, menor será el diámetro o espesor.
Ejemplo:
- Hilera Nº10: Espesor 3,429 mm
- Hilera Nº29: Espesor 0,381 mm
Reloj Comparador: Medición por Comparación
Es un instrumento de medición por comparación, con un sistema de relojería, dotado de una escala y un puntero movido por una punta de contacto. Antes de su uso, deben ser comprimidos previamente a una medida conocida.
Si el puntero se mueve en sentido horario, la punta ha encontrado una saliente y la medición será positiva. Si, por el contrario, el puntero se mueve en sentido antihorario, la punta ha encontrado un «valle», es decir, se ha descomprimido y salido hacia afuera. Los relojes comparadores más comunes suelen tener una precisión de 0,01 mm.
Tipos de Reloj Comparador
- Reloj Comparador Vertical
- Medidor de Profundidad: Su punta puede ser extendida con el uso de varillas para un mayor alcance o profundidad.
- Medidor de Espesor
- Reloj Comparador Electrónico
Aplicaciones del Reloj Comparador
- Verificación de paralelismo
- Verificación de excentricidad de una pieza montada en un torno
- Verificación de concentricidad
- Verificación de alineamiento
- Verificación de planicidad
Regla o Mesa de Seno: Verificación de Ángulos
Definición
Es una herramienta utilizada para verificar ángulos, empleando la longitud de la «mesa», la altura (que puede ser modificada a gusto utilizando los bloques patrón) y la relación trigonométrica:
sen(α) = altura / longitud = h / L
Uso
Con la ayuda del reloj comparador, es posible medir ángulos, inclinaciones, ángulos de piezas cónicas, etc.
Proyectores de Perfiles: Amplificación para Medición
Es una herramienta que, a través de un juego de lentes, permite proyectar en un visor una imagen ampliada de la pieza. El visor cuenta con referencias que permiten medir la pieza.
Sistemas de Proyección
- Proyección Diascópica: Ilumina solo el contorno, mostrando una silueta de la pieza.
- Proyección Episcópica: Ilumina la superficie de la pieza y se utiliza para verificar grabados en monedas, circuitos impresos, etc.
Máquina Universal de Medir (CMM)
Permite medir coordenadas rectangulares y, mediante accesorios adicionales, también es posible medir en una dimensión más, lo que permite medir no solo en planos, sino también en espacios tridimensionales. Todo esto permite realizar mediciones en tiempos reducidos, en comparación con el tiempo que llevaría medir piezas manualmente.
Control Trigonométrico en Metrología
Se asume conocimiento previo de cálculos trigonométricos. El punto clave a recordar es que si dos rectas son tangentes a una circunferencia formando un ángulo α entre ambas, la bisectriz de ese ángulo pasa por el centro de la circunferencia. El resto de los cálculos se derivan de esta propiedad.