1192_ca - Metrología Dimensional - Formas

Departamento de Ingeniera MecnicaIngeniaritza Mekanikoa Saila

MEDICIN DE FORMAS 1AMPLIACIN DE METROLOGA DIMENSIONAL

1. Introduccin Concepto de forma y su acotacin Fundamento de la medicin de formas Medicin de formas especialesMedicin de formas especiales

2. Mquina de medir formas Descripcin de la mquina Medicin y resultados Filtrado y anlisis de armnicos Ejemplos de medidasEjemplos de medidas Preparativos para medir

Ingeniera de Fabricacin. Mecanizado y Medida


MEDICIN DE FORMAS 2INTRODUCCIN. CONCEPTO DE FORMA Y SU ACOTACIN



MEDICIN DE FORMAS 3

INTRODUCCIN. FUNDAMENTO DE LA MEDICIN DE FORMAS

Comparacin entreComparacin entre diversos puntos de la superficie a medir, utilizando unautilizando una referencia exterior estable



MEDICIN DE FORMAS 4

INTRODUCCIN. MEDICIN DE FORMAS ESPECIALESEjemplo

Gran variedad de instrumentos para la medicin de formas especficas

Destacan los utilizados para la medicin de


Destacan los utilizados para la medicin de engranajes


MEDICIN DE FORMAS 5

INTRODUCCIN. MQUINA DE MEDIR FORMAS Plato giratorio de precisin Palpador comparador de palanca

- Medicin de las desviaciones - Centrado y nivelado de la pieza

Diagrama polar

r

r



MEDICIN DE FORMAS 7

MQUINA DE MEDIR FORMAS. DESCRIPCIN

PlatoPlato

S t ti d l h illSoporte neumtico del husillo


Mesa


MEDICIN DE FORMAS 7

MQUINA DE MEDIR FORMAS. DESCRIPCINOrientaciones posiblesPalpador

Codo

Columna

u

c

t

o

r

Codo

Codo

T

r

a

n

s

d

u

Brazo Estilete



MEDICIN DE FORMAS 8

MQUINA DE MEDIR FORMAS. MEDICIN Y RESULTADOS

Diagrama polar(+) rOjo! r r(-)

( )

3600

(-) r (+)Origen de coordenadas polares o "datum"

El origen de coordenadas representa el centro de giro del plato, pero puede seleccionarse cualquier otro punto

para la representacin y los clculos siguientes


para la representacin y los clculos siguientes...


MEDICIN DE FORMAS 9


RedondezOrigen ("datum") de

R Redondez

Crculo de referencia

Origen ( datum ) de las coords. polares

3600

Excentricidad (E) y

Centro del crculo de referencia

360E Excentricidad (E) y concentricidad (2E)

Posible origen sobre otra medida de redondezmedida de redondez

ngulo de mxima desviacin ()


Crculos concentricos al de referencia, inscr. y circunscr. al diagr. polar


MEDICIN DE FORMAS 10


Oscilacin, Salto radial o "runout"

Runout

runout

O i (d t )Origen (datum)

- De gran utilidad cuando el origen es uncuando el origen es un eje o punto fijo de la propia pieza





Cuatro definiciones de redondez segn el crculo de referencia

Cada definicin tiene su campo de aplicacin


Cada definicin tiene su campo de aplicacin


MQUINA DE MEDIR FORMAS 12


Medidas axiales

h

hr r

Direccin de oscilacin del palpador

() 0 180

p p


() 0 180




Plano de mnimos Plano de mxima Medidas axiales

Plano de mnimos cuadrados, LS, plano de referencia

pendiente

hr

()ngulo de mxima pendiente

0pendiente


Inclinacin ajena a la planicidad!




Medidas axialesDistinguir:Distinguir: Planicidad Perpendicularidad

h hr

Ojo!, realmente, este eje es la direccin de


j , , j

oscilacin del palpador




Medidas axiales. PerpendicularidadSuponer superficie nSuponer superficie plana perfecta, pero inclinada

hSinusoide hmax n

h 3600180

2R

R

2R

R

Rh

2tg max La perpendicula-ridad, se expresa

de otro modo


R2 de otro modo...




Superficie real

Medidas axiales. Perpendicularidad y Salto AxialPlano LSSuperficie real

Plano de mxima pendiente R

S H

Vista A, perpendicular al Salto axial runout

A()0 ngulo de

mxima Dependencia del eje,

plano de mxima pendiente Perpendicu-laridad


mxima pendiente

p j ,direccin de la oscilacin!




Medidas axiales. Planicidad o planitudEliminar previamente el defecto de perpendicularidadEliminar, previamente, el defecto de perpendicularidad

Plano de mnimos cuadrados, LS

( )()0


()




Medidas axiales. Planicidad o planitud h (micrometros) Planitud LS

hr

h (micrometros)Lnea (plano) LS

(degrees) (degrees)Definicin alternativa:

Mnima Zona

Planitud MZ


Mnima Zona



MQUINA DE MEDIR FORMAS. FILTRADO

Eliminacin de medidas de pequeo espaciado (o alta frecuencia)

Medidas falsas por rudo

M did Medidas irrelevantes

Los resultadosLos resultados sern diferentes!!!

Diagrama no filtrado Diagrama intensamente


g gfiltrado



MQUINA DE MEDIR FORMAS. FILTRADO Conversin del perfil a suma de armnicos (Fourier) y eliminacin o seleccin

de armnicos

Ondas por revolucin (upr): ondas completas incluidas en el diagrama polar

r r3 r0 360

Representacin lineal del perfil de redondez, y de tres armnicos0

360

r = rir1Representacin

360

(generalmente, imax = 500)

r2

polar o circular del armnico de 3 upr en un caso concreto

Eliminacin o seleccin de armnicos?


r5concreto de armnicos?



MQUINA DE MEDIR FORMAS. FILTRADOEliminacin o seleccin de armnicosac o se ecc de a cos

filtrado

1 Filtro aplicadoi ir c r

c

0 1 Filtro aplicadoic 0 Primer objetivo del filtradoj

Diagrama polar ms claro, mediante la eliminacin de irregularidades de frecuencia gelevada:

ci = 0 para armnicos de alta f i ( )


frecuencia (upr )



MQUINA DE MEDIR FORMAS. FILTRADO

Anlisis de armnicos

Segundo objetivo del filtradoAnlisis de armnicosDeterminacin de posibles armnicos de gran amplitud

La frecuencia y fase de estos armnicos puede ser una informacin muy til t ditil para estudiar:

el comportamiento de la pieza

los efectos del proceso de fabricacin




MQUINA DE MEDIR FORMAS. EJEMPLOS DE MEDIDASCilindricidad t

Cuatro definiciones, en funcin de la


aplicada para las medidas de redondez



MQUINA DE MEDIR FORMAS. EJEMPLOS DE MEDIDASEntre otras...

Rectitud de las generatrices



CALIDAD SUPERFICIALAMPLIACIN DE METROLOGA DIMENSIONAL

1. Medicin de la calidad superficialp

2. Tipos de desviaciones superficiales

3. Expresin de la rugosidad3. Expresin de la rugosidad

4. Definiciones y normas de aplicacin



MEDICIN DE LA CALIDAD SUPERFICIALACABADO SUPERFICIAL 26

r


( de 2 m)


ACABADO SUPERFICIAL 27MEDICIN DE LA CALIDAD SUPERFICIAL

Rugosmetro de aguja con patn

Efecto de filtro mecnico del patnAguja

Efecto de filtro mecnico del patn

Patn

Patn para filtrado

Medicin:Movimiento de la aguja respecto del patn

pmecnico ptimo


Movimiento de la aguja respecto del patn



Rugosmetro de aguja con/sin patn

Acumulacin de influencias sobre la oscilacin de la aguja; influencias variables en cada caso

Las desviaciones de la superficie de referencia influyen directamente sobre la lectura de la aguja, siempre del mismo modo




Rugosmetro de aguja sin patn

(0,5)

(0,07 g)


( , g)



Automatizacin




Medicin tridimensional: ISO 25178

m

160180200220240260280300320340

020406080100120140

Medicin repetida despus de trasladar la pieza transversalmente, las veces que se desee, a intervalos prefijados

Otros mtodos mucho ms rpidos, que aplican diferentes tcnicas pticas




Medicin tridimensional: ISO 25178



TIPOS DE DESVIACIONES SUPERFICIALESACABADO SUPERFICIAL 33

Desviaciones o irregularidades superficiales: Diferenciacin

cLongitud deLongitud de

corte

Las desviaciones con respecto a la superficie terica (elevacin y descenso),

que tienen lugar en una longitud de perfil mayor que c,


son desviaciones de ondulacin y de forma


TIPOS DE DESVIACIONES ACABADO SUPERFICIAL 34

SUPERFICIALES

L it d d t t ffLongitud de corte o cutoff

Filtrado (ISO 16610)( )




Lnea media del filtro: Perfil de ondulacin

z(x) x ( )z(x) 1)( exS cx

c

P(x)

2ln

x111 )()()( dxxSxxzxW

)()()( xWxPxR Ingeniera de Fabricacin. Mecanizado y Medida



Parmetros normalizadosSe definen parmetros normalizados para los tresnormalizados para los tres perfiles Perfil primario, P Rugosidad, R Ondulacin, W



EXPRESIN DE LA CALIDAD SUPERFICIALACABADO SUPERFICIAL 37

Elemento de perfilL d f iLnea de referencia o lnea media

Lo que sigue se

Anchura


Lo que sigue se refiere al perfil R


EXPRESIN DE LA RUGOSIDADACABADO SUPERFICIAL 38

Lnea media del perfil de rugosidadLnea recta derivada automticamente de representacin de la rugosidad

Rugosidad Media (Ra)

p grelativa a la ondulacin

g ( )Desviacin media aritmtica del perfil de rugosidadrugosidad

xxzRa lr d1 xxzlrRa d 0



ACABADO SUPERFICIAL 39

EXPRESIN DE LA RUGOSIDAD


Significativo para la calidad del procesola calidad del proceso

de fabricacin la calidad geomtrica

general de una piezageneral de una pieza





La rugosidad media es significativaEl desgaste de la herramienta

La rugosidad media es significativa para las siguientes propiedades:

La estanqueidad

Las propiedades de rodadura

L f i t i

Sin embargo, no

La perfeccin geomtrica

da informacin sobre el comportamientocomportamiento a rozamiento de la superficie




Parmetros de altura del perfil de rugosidadrugosidad

Altura maxima de cresta, Rp

Profundidad mxima de valle, Rv

Altura mxima del perfil, Rz

Se determinan sobre una longitud de muestreo, lr




Parmetros de altura del perfil de rugosidad Altura media del perfil Rz Altura media del perfil, Rz

(atencin a la siguiente diapositiva)

Altura total del perfil Rt : demAltura total del perfil, Rt : dem Rz pero sobre ln(la notacin Rmax no aparece en la norma UNE EN ISO 4287)norma UNE-EN ISO 4287)

Nota: Es dudoso el empleo de subndices




Parmetros de altura del perfil de rugosidad Altura media de los elementos del perfil, Rc




Parmetros de espaciado del perfil de rugosidadp g

Paso medio de las irregularidades del perfil, RSm

Inclinacin media del perfil




Parmetros relativos a la forma de las irregularidades del perfil de rugosidadrugosidad

Curva de porcentajes portantes o diagrama de Abbot-Firestonediagrama de Abbot Firestone

De particular inters en situaciones de rozamiento, lubricacin y aplicacin de imprimacionesimprimaciones

Terminologa actual Longitud de material del perfil a un nivel

c, Ml(c) Tasa de material del perfil a un nivel c,

Rmr(c)


( )



Desviacin media cuadrtica del perfil, Rq

Ver comparacin con la rugosidad media




Curva de distribucin de la amplitud de la rugosidad




Parmetros derivados de

la desviacin media cuadrtica del perfil, Rq, y de

la distribucin de densidad de amplitudes de desviacin de rugosidadrugosidad

Factor de asimetra del perfil ( k ) R k(skewness), Rsk

Factor de aplastamiento del perfil (kurtosis), Rku


( ),


NORMAS DE APLICACIN Y DEFINICIONES

ACABADO SUPERFICIAL 49

UNE-EN ISO

1302 Indicacin en documentos tcnicos

3274 Instrumentos de contacto

4287 Parmetros

4288 Procedimiento

5436 Patrones

8785 Imperfecciones superficiales8785 Imperfecciones superficiales

11562 Filtros corregidos en fase (cancelada)

16610 Filtros gaussianos

12085 Evaluacin por detalles ("motif parameters")

13565 Superficies / estratificadas


25178 Evaluacin 3D

Documents

1192_ca - Metrología Dimensional - Formas