01.- MetrologÃa - Calibre[1]

PRACTICAS DE LABORATORIO DE CALIDAD

CALIBRE

METROLOGÍA DIMENSIONAL

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1. OBJETIVOS MEDICIÓN CON EL CALIBRE

� Utilizar la terminología adecuada en la descripción de las partes del calibre. � Adquirir conocimiento de los tipos de calibre que se utilizan en mecánica. � Analizar los tipos de nonios asociados al calibre � Seleccionar el tipo de calibre en función de la geometría a medir y del grado de apreciación requerido � Reforzar la utilización de las unidades de medida longitudinal en milímetros y pulgadas. � Adquirir habilidad manual para una correcta utilización de calibre. � Analizar las condiciones ambientales y de preparación de pieza para realizar una correcta práctica metrológica. � Realizar una adecuada conservación y mantenimiento del calibre

2. CONOCIMIENTOS PREVIOS MEDICIÓN CON EL CALIBRE

MAGNITUDES Y UNIDADES DE MEDIDA MILÍMETROS Aunque la unidad de longitud estandar es el metro (m), en las especialidades de fabricación mecánica, generalmente, se mide en milímetros (mm). Está normalizado que las medidas de los planos en la industria mecánica se expresen en milímetros, por lo que no hay necesidad de colocar a continuación de la cifra de cota la abreviatura mm. Como la profesión de mecanización requiere aún más precisión, además del milímetro se usa:

� Las décimas de milímetro � Las centésimas de milímetro � Las milésimas de milímetro, también llamadas micras , cuya

abreviatura es la legra griega µµµµ. PULGADAS En sistema de medida anglosajón, la unidad utilizada en la industria es la pulgada . En inglés se escribe inches. Para indicar que una medida está expresada en pulgadas, se colocan dos comillas (“) en la parte superior derecha del número que indica su valor. La pulgada está dividida en partes iguales llamadas fracciones de pulgada. Las fracciones de pulgada más utilizadas son las que resulta de dividir la misma en: 2, 4, 8, 16, 32, 64, etc., partes iguales, es decir

"

641

,"

321

,"

161

,"

81

,"

41

,"

21

Su anotación se hace en forma de quebrado simplificado, poniendo por denominador uno de los números antes citados y por numerador un número impar.

Para convertir pulgadas en milímetros la relación es: 1” = 25,4 mm

5” � Cinco pulgadas

1/2” � Media pulgada 2 ¾” � Dos, tres cuartos de pulgada 5/16” � Cinco dieciseisavos de pulgada

4,385 milésimas o micras

centésimas décimas milímetros

R E C U E R D A A L G U N O S C O N C E P T O S D E M E T R O L O G Í A MEDIR: es establecer cuantas veces una magnitud es mayor o menor que otra tomada como unidad. COMPARAR: es la operación con la que se examinan dos o más objetos o elementos geométricos, para descubrir sus relaciones diferencias o semejanzas pero sin expresar numéricamente ningún valor. VERIFICAR: proceso por el cual se determina si una pieza cumple unas especificaciones preestablecidas (dimensiones, calidad superficial, uniformidad geométrica, forma, material). Por tanto incluye entre otros procesos de medida y comparación. APRECIACIÓN: valor mínimo que puede ser leído en un instrumento de medida. ESTIMACIÓN: lectura que se da por aproximación cuando la medida no coincide con la apreciación del instrumento INCERTIDUMBRE: es un valor numérico que caracteriza a los instrumentos de medida y que representa una zona de valores entre los cuales es casi seguro que se encuentra el valor verdadero de la medida. Por tanto la incertidumbre da idea de la precisión del instrumento de medida.

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3. DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA MEDICIÓN CON EL CALIBRE

NORMATIVA APLICADA Algunas normas de consulta complementaria podrán ser: UNE 82100-1 Magnitudes y unidades. Principios generales UNE 82-316 Pie de rey con división de escala de 0,10mm a 0,05 mm UNE 82-317 Pie de rey con división de escala de 0,02 mm DESCRIPCIÓN DEL CALIBRE El calibre o pie de rey es el instrumento de medida más utilizado en mecánica pues reúne una serie de características:

� La apreciación de medida es de centésimas de milímetro siendo la precisión más habitual en los trabajos de mecánica del orden de las décimas o centésimas de mm (aunque en algunas aplicaciones requiere a veces una precisión de milésimas por lo que habría que recurrir a otros instrumentos de medida) � Existen tantos modelos como necesidades de medición podamos imaginar. � Tiene una buena relación apreciación-precio � El manejo es sencillo y rápido.

Este instrumento consta de una regla de acero graduada y doblada a escuadra por un extremo que constituye la boca fija. Otra regla menor también doblada a escuadra, llamada cursor o corredera, se desliza a frotamiento suave sobre la primera y constituye la boca móvil. El desplazamiento de la corredera se logra presionando sobre un gatillo, pulsador o aflojando un tornillo, solidario a la misma.

BOCA DE EXTERIORES BOCA DE

EXTERIORES FIJA

REGLA GRADUADA SONDA DE

PROFUNDIDADES

CORREDERA (con nonio de mm y

TORNILLO DE FIJACIÓN DE LA

PALPADOR PARA INTERIORES MÓVIL PALPADOR P ARA

INTERIORES FIJO

RUEDA DE ARRASTRE (o en su caso gatillo de

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POSIBILIDADES DE MEDICIÓN DE LOS CALIBRES UNIVERSAL ES (Pie de rey) El calibre universal o de pie de rey es el más utilizado y permite realizar 4 tipos de mediciones: exteriores, interiores profundidades y alturas (no en todos los modelos de calibres)

MEDICIÓN DE EXTERIORES MEDICIÓN DE INTERIORES MEDICIÓN DE PROFUNDIDADES MEDICIÓN DE ALTURAS

MEDIDA DE EXTERIORES

MEDIDA DE DIÁMETROS

MEDIDA DE RANURAS

TRAZADO (operación no recomendable)

MEDIDA DE EXTERIORES Diámetros o caras paralelas

MEDIDA DE PROFUNDIDADES

MEDIDA DE ALTURA O ESCALONES (No en todos los modelos)

TRAZADO DE PUNTO CENTRAL

(operación no recomendable)

CARACTERÍSTICAS DEL CALIBRE . TIPOS DE CALIBRES Los calibres tienen características propias que determinan en cada caso su tipo y empleo:

� Forma del cuerpo del calibre. Tipo de calibre � Sistema de lectura de la medida y grado de apreciación � Tipo de corredera. � Longitud de la regla o capacidad de medida � Material y acabado superficial

TIPO DE CALIBRE. FORMA DEL CUERPO DEL CALIBRE.

En función de las diferentes geometrías de las piezas a medir se construyen tantos tipos de formas de calibres como necesidades de medición. Entre los más utilizado se encuentra:

� Calibre tipo pie de rey universal � Calibre tipo tornero � Calibre de profundidades � Pero también existen otros que los podemos agrupar en calibres especiales (algunos es representan en la tabla adjunta).

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CALIBRE TIPO PIE DE REY UNIVERSAL

Permite realizar mediciones de dimensiones exteriores, interiores y profundidades

CALIBRE TIPO TORNERO

Se utilizan para medir tanto geometrías exteriores como interiores. Al medir cotas interiores con estos calibres ha de tenerse en cuenta que a la lectura realizada debe sumarse 10 mm pues el espesor del extremo de las bocas es de 5 mm

CALIBRE DE PROFUNDIDADES

Calibre de profundidades o también llamado sonda se emplea específicamente para medir profundidades ya que aporta una buena precisión pues las caras de apoyo solidarias a la corredera son lo suficientemente amplias para garantizar un buen asiento y perpendicularidad sobre la superficie de referencia de la pieza.

CALIBRE DE MEDICIÓN DE DIENTES DE ENGRANAJES

Permite la medición del espesor de los dientes de engranajes sobre el diámetro primitivo.

CALIBRE PIE DE REY PARA LA MEDICIÓN DE DISTANCIAS E NTRE EJES DE AGUJEROS

Con pata desplazable para medir taladros escalonados.

CALIBRE PIE DE REY CON PATA CILÍNDRICA

Para medir espesores de paredes de tubos y espesores de paredes curvas

CALIBRE PIE DE REY PARA MEDIR RANURAS

Con patas en escuadra hacia el interior para medir ranuras.

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SISTEMA DE LECTURA DE LA MEDIDA Y GRADO DE APRECIAC IÓN

Se distinguen tres tipos de sistemas para realizar la lectura de la medida en el calibre:

o Calibres con nonio o Calibres con reloj o Calibres digitales

Calibre con nonio . Es el sistema convencional de medición con el calibre.

Para calcular la apreciación de un aparato de medida cuyo nonio tenga “n” divisiones correspondientes a “n-1” divisiones en la regla, se obtendrá:

n1

n1nn

n1n

1a =+−=−−=

APRECIACIÓN Decimal Fracción

DIVISIONES EN LA REGLA “n-1” (mm)

DIVISIONES EN EL NONIO “n”

DISTANCIA DE UNA DIVISIÓN EN EL N0NIO

FORMA DEL NONIO

9 mm 10 divisiones 109

mm = 0,9 mm

0,1 mm

101

19 mm Nonio ampliado

10 divisiones 1019

mm = 1,9 mm


mm = 0,95 mm

0,05 mm 201

39 mm Nonio ampliado

20 divisiones 2039

mm = 1,95 mm

0,02 mm 501


mm = 0,98 mm

---- 128

1” 7 x

161

” 8 divisiones 16x87

” = 128

7”

1 a = n

Valor de una división en la regla

Número de divisiones en el nonio

Apreciación

RECUERDA El nonio también se emplea en otros instrumentos de medida

CABEZAL MICRÓMETRO CON NONIO Apreciación 0,001 mm

GONIÓMETRO CON NONIO Apreciación 5 ‘

CALIBRE TIPO PIE DE REY CON NONIO

0 1

0 10 5

REGLA n-1 divisiones

NONIO “n” divisiones

APRECIACIÓN

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Calibre con reloj .

Poseen una esfera graduada cuya apreciación puede ser de 0,05 o 0,02 mm siendo su principal ventaja que la medición se realiza de forma sencilla, rápida y segura. Calibre digital Son de lectura directa, precisa y rápida en el contador digital electrónico LCD de 5 cifras con apreciación de 0,01 mm. Disponen de botón de puesta a cero en cualquier posición con el fin de poder realizar mediciones comparativas (evaluar la diferencia de medidas entre piezas que se acoplan o medición de tolerancias de piezas de la misma dimensión). Algunos modelos disponen de salida de datos para el registro o tratamiento estadístico de datos. TIPO DE CORREDERA

La corredera puede ser construida de diferentes formas atendiendo a:

� Sistema de fijación de la corredera: o Por tornillo-freno o Por gatillo-pulsador o palanca de fijación automática: el

desplazamiento de la corredera solo es posible apretando el pulsador.

� Tipo de ejecución de la corredera:

o Ejecución estándar. Regla con bordes elevados. o Ejecución sin paralajes. Nonio con el canto redondeado que

permite una medición sin paralajes. o Regla y nonio en el mismo plano. Proporciona una lectura libre

de paralaje al ser construido la regla y de la corredera con doble guía prismática.

CORREDERA EJECUCIÓN ESTANDAR (con bordes elevados) CORREDERA ESTANDAR SIN PARALAJE

CORREDERA SIN PARALAJE CON REGLA Y CORREDERA EN EL MISMO PLANO

� Con tornillo de aproximación o ajuste. Con el fin de realizar un ajuste fino de las medidas.

CALIBRE TIPO PIE DE REY CON RELOJ

CALIBRE TIPO PIE DE REY DIGITAL

FIJACIÓN DE LA CORRDERA MEDIANTE GATILLO-PULSADOR

FIJACIÓN DE LA CORRDERA MEDIANTE TORNILLO

CORREDERA CON TORNILLO DE APROXIMACIÓN

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LONGITUD DE LA REGLA O CAPACIDAD DE MEDIDA

Se llama capacidad a la máxima medida que puede realizar utilizando la corredera. Las capacidades más habituales son de 150 mm hasta 300 mm, pudiendo llegar a 2000 mm.

MATERIAL Y ACABADO SUPERFICIAL

Habitualmente se construyen de acero inoxidable completamente templados o con bocas templadas con la escala principal y nonio acabados en cromado mate, para que la lectura se efectúe con ausencia de reflejos, con divisiones grabadas profundamente en negro. También se pueden suministras con bocas de metal duro para minimizar el desgaste. Otros modelos, esencialmente algunos modelos digitales pueden combinar aleaciones ligeras con acero inoxidable templado.

CALIBRE CON BOCAS DE METAL DURO Y CUERPO DE ACERO INOXIDABLE.

Acabado en cromado mate CALIBRE DIGITAL CON MATERIALES DE ALEACIÓN LIGERA, ACERO INOXIDABLE Y PLÁSTICO

DESIGNACIÓN DE UN CALIBRE Atendiendo a lo analizado hasta ahora sobre calibres, estos quedarán definidos y por tanto se designaran si se consignas las siguientes características:

TIPO DE CALIBRE SISTEMA DE LECTURA GRADO A APRECIACIÓN CAPACIDAD DE MEDIDA OTRAS CARACTERÍSTICAS

FORMA DEL CUERPO: Calibre universal (pie de Rey) Calibre tipo tornero Calibre de profundidades. Etc.

Con nonio Con reloj Digital

0,1 mm 0,05 mm 0,02 mm 0,01 mm

LONGITUD DE LA REGLA: 150 mm 200 mm 300 mm Etc.

Bocas de metal duro Corredera sin paralaje Con tornillo de aproximación Calibre para zurdos. Calibres estancos contra humedad.

CALIBRE TIPO TORNERO DE 300 mm DE CAPACIDAD

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PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR LA LECTURA DE LA MEDIDA CALIBRES CON NONIO MEDICIÓN EN MILÍMETROS

El valor de la medición se compone de la suma de la parte entera y en su caso de la parte decimal que aporta el nonio.

� Parte entera de la medida � EN LA REGLA: leer los milímetros enteros sobre la regla graduada a la izquierda del cero del nonio � Parte decimal � EN EL NONIO: seleccionar la división en el nonio que coincida con una de las de la regla (no importa con que división de la regla se produzca esta coincidencia). La parte decimal será el resultado de multiplicar la apreciación del nonio por el número de divisiones hasta la raya anteriormente seleccionada en el nonio.

CALIBRES CON NONIO MEDICIÓN EN PULGADAS

El valor de la medida se obtiene por suma de fracciones correspondientes a la lectura realizada en la regla más la del nonio.

� EN LA REGLA : leer las pulgadas o partes de pulgada sobre la regla graduada a la izquierda del cero del nonio. Una división en la regla corresponde a 1/16”. Con el fin de realizar lecturas más rápidas, también se puede contemplarla regla como agrupaciones de dos en dos divisiones (rayas grandes) correspondientes a 1/8” o bien de ocho en ocho divisiones es decir 1/2”. � EN EL NONIO: seleccionar la división en el nonio que coincida con una de las de la regla (no importa con que división de la regla se produzca esta coincidencia). El valor de la medida que aporta el nonio será el resultado de multiplicar la apreciación del nonio (1/128”) por el número de divisiones hasta la raya anteriormente seleccionada en el nonio.

El valor final de la medida será el resultado de simplificar la suma de fracciones que aportan la regla y el nonio para obtener una cifra entera, o una fracción o un número mixto, todos ellos en pulgadas. La parte de fracción que pudiera aparecer será de tal forma que el numerador sea un número primo y el denominador un número par de la serie: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128. También pudiera presentarse la medida como un número decimal en pulgadas

1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3

1/128 in

0 5 0,1 mm 10

0 4 8

CALIBRE PIE DE REY DE APRECIACIÓN 0,1 mm

PARTE ENTERA Regla 27 mm

PARTE DECIMAL Nonio 0,8 mm

MEDIDA 27,8 mm

2 3 4 5 6 7 8 1 2 3



MEDIDA 31,46 mm

0,02 mm 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 4 8 1/128 in




MEDIDA 18,75 mm

1 0

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6

0 4 8 1/128 in

10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 90,05


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CALIBRES CON RELOJ

El valor numérico de la medida será el resultado de sumar la lectura de milímetros en la regla más la lectura de la parte decimal, en el reloj

� Parte entera � EN LA REGLA.- el borde biselado de la corredera servirá de referencia para leer directamente sobre la regla milimetrada la parte entera, en milímetros de la medida � Parte decimal � EN EL RELOJ.- Sobre el reloj, la aguja marcara el valor de las centésimas que corresponde a la parte decimal de la medida. Téngase en cuenta que una vuelta completa del reloj son 5 mm y por tanto se debe considerar el reloj como dividido en cinco sectores cada uno de ellos dividido a su vez en 20 divisiones, por lo que la apreciación es de 0,05 mm. También se fabrican calibres con reloj de apreciación 0,02 mm (dos centésimas de milímetro).

TÉCNICA OPERATORIA EN EL PROCESO DE MEDIDA Para obtener resultados correctos de medida, habrá que aplicar una técnica operatoria adecuada en el procedimiento de medida resumida en un conjunto de normas básicas:

� En primer lugar, se debe procurar que la superficie de la pieza que se desea medir no dañe el instrumento de medida o falseé la propia dimensión de la pieza. Por tanto, ésta estará exenta de rebabas y se encontrará a una temperatura próxima a la de referencia (20 ºC). Así las piezas recién mecanizadas y sin refrigeración presentaran una sobremedida por efectos de la dilatación térmica.

REGLA "

161"

83

"1"

167

"1 ++=+

NONIO "

1285

MEDIDA "47656,1"

12861

1"

1285"

167

"1 ==++

1 0

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6

0 4 8 1/128 in

10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 90,05mm

CALIBRE PIE DE REY DE APRECIACIÓN 1/128”

10 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

0

2

1

3

5

4 6

7

9

8

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,05 mm


PARTE DECIMAL Reloj 0,45 mm

MEDIDA 36,45 mm

CALIBRE PIE DE REY CON RELOJ DE APRECIACIÓN 0,05 mm

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� Antes de realizar mediciones a pie de máquina, debemos asegurarnos que la pieza está parada. En caso contrario se aumenta el riesgo de accidente y se somete al calibre a un desgaste innecesario.

� Por otro lado, debemos recordar que la presión de contacto también influye en la medida. Por tanto, se aplicará la presión correcta a fin de que no se produzcan errores a causa de la deformación de la pieza o del calibre.

� Algunos modelos disponen de un tornillo micrométrico en la corredera para realizar la aproximación final de la boca del calibre a la pieza y garantizar una presión de contacto correcta

� El calibre debe quedar totalmente perpendicular a la pieza de modo que se apoye adecuadamente sobre ella, por lo que las bocas fija y móvil deben quedar bien asentadas a la superficie de la pieza. Con ello se consigue también una mayor exactitud en la medición.

� Antes de desplazar la corredera, debemos aflojar el tornillo de fijación o en su caso presionar el gatillo y emplear siempre la rueda para moverla.

� También es importante que la luz no proyecte reflejos en el calibre cuando se tome la lectura.

� Por último, nuestra visión ocular debe ser lo más perpendicular posible alas escalas de medida, ya que de esta forma se evita el error de paralaje.

CONSERVACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL CALIBRE La buena conservación de los calibres garantiza una alta eficacia de medida por lo que se ha de seguir unos criterios de mantenimiento y/o conservación:

� Una vez se ha terminado su empleo, limpiarlos cuidadosamente y devolver los a su funda o caja

� No mezclarlos con las herramientas de trabajo.

� Protegerlos del polvo existente en el taller, pues éste actúa como abrasivo y acentúa el desgaste.

� Evitar la aplicación de esfuerzos sobre ellos durante su manejo.

� No golpearlos ni dejarlos caer sobre el banco de trabajo.

� Protegerlos de líquidos y de la humedad ambiental. Un suave engrase evita la oxidación y disminuye la fricción entre ellos.

� Emplear los calibres sólo para medir, no para trazar ni como compás

� No realizar medidas con máquinas en marcha.

� Verificar periódicamente su exactitud o proceder a su calibración. UNA VEZ UTILIZADO EL CALIBRE

GUARDARLO EN SU FUNDA

DEFORMACIÓN DEL CALIBRE POR PRESIÓN EXCESIVA

MANTENER EL CALIBRE EN POSICIÓN PERPENDICULAR A LA PIEZA PARA REALIZAR UN CORRECTA MEDICIÓN

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4. REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA MEDICIÓN CON EL CALIBRE

ALUMNO CALIFICACIÓN NOMBRE NUMERO

GRUPO TRABAJO FECHA

PROCEDIMIENTO

Utiliza diferentes calibres para realizar el control dimensional de una pieza y elabora un croquis de la misma, anotando:

� En cada cota los resultados del control dimensional � Consigna al lado de cada medida realizada la abreviatura del calibre empleado

En el apartado de “datos de los instrumentos empleados”, indica los tipos de calibre que has ido utilizando así como su apreciación la capacidad de medida y la marca del fabricante. DATOS DE INSTRUMENTOS EMPLEADOS ABREVIATURA TIPO DE CALIBRE APRECIACIÓN CAPACIDAD MARCA

PODRÁS UTILIZAR LAS SIGUIENTES ABREVIATURAS: C.P.= Calibre pie de rey, C.T.= calibre tipo tornero, C.S. = calibre de profundidades (sonda). C.E.=calibre de engranajes. Añadir a las anteriores abreviaturas D para el caso de calibre digital y R si es calibre de reloj ENTRE LAS MARCAS DISPONIBLES SE ENCUENTRAN: Etalon, Tesa, Mitutoyo, Mahr, CROQUIS DE LA PIEZA , VALORES MEDIDOS Y CALIBRES EM PLEADOS

Nº PIEZA

01.- MetrologÃa - Calibre[1]

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