BLOQUES PATRÓN

 

 

BLOQUES PATRÓN

 

Dado que el acto de medir es comparar una magnitud con un patrón determinado, se hace necesario, en la verificación de dimensiones y formas de las piezas, establecer patrones lineales y angulares que sirvan de base para el sistema de medición empleado. Se les conocen también como patrones prismáticos, están compuestos por una serie de reglas constituidas por paralelepípedos, de acero especial estabilizado, templado y finalmente lapeados, en los que las superficies contrapuestas son paralelas.

 

Los bloques patrón, calas o galgas patrón, bloques patrón longitudinales (BPL) o bloques Johansson -en honor a su inventor- son piezas macizas en forma de paralelepípedo, en las que dos de sus caras paralelas (o caras de medida) presentan un finísimo pulido especular que asegura excepcional paralelismo y planitud, pudiendo materializar una longitud determinada con elevada precisión.

 

Estas herramientas se usan para efectuar operaciones de calibración, de precisión y para calibrar otras herramientas de medición.

 

Generalmente se presentan por juegos de un número variable de piezas y gracias al fino acabado de sus caras de medida se pueden adherir entre sí mediante un simple deslizamiento manual, combinándose en la cantidad necesaria para disponer de cualquier valor nominal existente dentro de su campo de utilización, con escalonamientos de hasta 0,5 micras.

 

De estas características se desprende que los bloques patrón son los dispositivos de longitud materializada más precisa que existe. Desde que aparecieron en el mercado, a comienzos del siglo XX, y hasta la actualidad, su diseño y construcción ha evolucionado constantemente y hoy están sujetos al cumplimiento de la norma internacional ISO 3650.

Es por eso que los requisitos que deben cumplir los bloques patrón son rigurosos y se basan en su aptitud para ser instrumentos de calibración.

 

Estos requisitos son:

  • Exactitud geométrica y dimensional: deben cumplir con las exigencias de longitud, paralelismo y planitud.
  • Capacidad de adherencia a otros bloques patrón: determinada por su acabado superficial.
  • Estabilidad dimensional a través del tiempo, es decir, no deben “envejecer”.
  • Coeficiente de expansión térmica cercano a los metales comunes: esto minimiza los errores de medición frente a variaciones de temperatura
  • Resistencia al desgaste y a la corrosión.

 

 

Materiales que componen los bloques patrón

 

Los bloques patrón están construidos generalmente en acero, pero también se presentan en otros materiales de mayor dureza y resistencia, como el metal duro y la cerámica, por lo que el empleo de piezas de uno u otro material dependerá del presupuesto y la aplicación.

 

La dureza media del acero usado en bloques patrón es de 64 HRc (escala Rockwell) y presenta gran precisión y estabilidad dimensional, así como bajo coeficiente de expansión térmica. No obstante, las piezas requieren una meticulosa limpieza posterior a su uso y deben cuidarse las condiciones de almacenamiento, a fin de protegerlas de la humedad y la corrosión.

 

Los bloques patrón de metal duro, generalmente carburo de tungsteno o carburo de cromo, presentan el doble de dureza media con respecto a los de acero y por ello son capaces de ofrecer una sólida adherencia y gran resistencia al desgaste.

Hasta el momento, los bloques patrón de cerámica son los más resistentes al desgaste y la corrosión, y presentan las mejores propiedades de adherencia y estabilidad. Son piezas de óxido de zirconio con un tratamiento especial para lograr sus características excepcionales, que llegan a una dureza media de 130 HRc. Además, la ventaja que poseen frente a los bloques metálicos es que no se adhiere ningún tipo de impurezas magnéticas, por ejemplo limaduras de hierro o virutas de acero, lo que introduciría errores en las mediciones y dañaría la pieza.

 

 

Grados de precisión y usos

 

Aún dentro de cada clase de materiales con los que están construidos, los bloques patrón se encuentran disponibles en distintas calidades o grados de precisión (en números o, más antiguamente, en letras), cada grado debidamente clasificado por la norma ISO 3650 y sujeto a las tolerancias estipuladas por la misma. Una vez más, el empleo de tal o cual grado de precisión depende de la aplicación, de acuerdo con los datos de la siguiente tabla.

 

Presentación y acoplamiento de bloques patrón

 

Como ya se señaló, los bloques patrón se suministran usualmente en juegos presentados en estuches de madera, aunque también pueden adquirirse por unidad. Si bien existen muchos, los juegos más comunes son los de 56 y 112 piezas, que permiten escalonamientos de 1 mm y 0,5 micras respectivamente. La longitud nominal del bloque más pequeño del juego de 56 piezas es de 1 mm y la del bloque más grande es de 200 mm. En el juego de 112 piezas, la longitud nominal del bloque más pequeño es de 0,5 micras y la del más grande es de 100 mm.

 

Con frecuencia se presenta la situación en que debe materializarse un valor que no responde a ninguno de los bloques individuales, es decir, es más probable que tengamos que materializar, por ejemplo, 12,028 mm que 10 mm exactos. Esta situación se resuelve mediante el proceso conocido como acoplamiento, combinación o montaje de bloques patrón.

 

En virtud del fino acabado que poseen sus caras de medida, los bloques patrón pueden adherirse por estas caras para formar un acoplamiento capaz de alcanzar la medida que deseamos materializar. Sin embargo, no se trata de agrupar bloques al azar, sino de seguir cuidadosas reglas para lograr la precisión necesaria y proteger los bloques de cualquier daño. Podemos resumir estas reglas en los siguientes pasos:

 

1)      Agrupar los bloques patrón siguiendo la secuencia I-IV que indica la figura, es decir: cruzarlos en ángulo recto (I), girarlos suavemente en el sentido indicado (II), deslizar uno sobre otro en el sentido indicado para eliminar la película de aire entre ambos (III) hasta lograr una perfecta adherencia (IV).

2)      A menos que sea sumamente necesario, deberá evitarse el uso de los bloques patrón más delgado, ya que son muy frágiles y pueden deteriorarse con facilidad.

3)      Siempre deberá procurarse emplear el menor número posible de bloques patrón (no más de cinco en total) para que la suma de los pequeños errores propios del bloque permanezcan con valor despreciable (< 0,001 mm), aunque deberá respetarse la condición 2. Cuanto más completo sea el juego de bloques patrón, habrá mayores posibilidades de emplear el menor número de bloques.

4)      Comenzar por elegir los bloques que determinan los valores más pequeños, por ejemplo, de las milésimas, después los de las centésimas, las décimas, etc.

5)      Para su protección, los bloques patrón más delgados del grupo deberán colocarse en el medio y los más grandes en los extremos.

6)      Deberá tratarse de lograr un cierto equilibrio de valores entre los bloques patrón más delgados y los más grandes.

 

Por ejemplo, supongamos que queremos materializar la medida que ejemplificamos anteriormente, es decir, 12,028 mm y contamos con un juego de bloques patrón de 112 piezas.

 

Comenzando por la cifra que determina los valores más pequeños, podríamos elegir el bloque de 0,008 mm. Sin embargo, la condición 2 enunciada arriba nos aconseja no utilizar bloques tan delgados, por lo tanto, elegiremos la pieza de 1,008 mm. A continuación requerimos la medida de 0,02 mm, pero nuevamente, para satisfacer la condición 2, elegimos el bloque de 1,02 mm. Finalmente, agregamos el bloque de 10 mm para completar el total de (1,008 + 1,02 + 10) mm = 12,028 mm.

 

 

Cuidado de los bloques patrón

Como toda pieza de precisión, sumamente delicada y de elevado costo, los bloques patrón requieren un extremo cuidado, tanto en su manipulación como en su almacenamiento, a fin de evitar deterioros y la pérdida de sus propiedades. Para ello, debemos tener en cuenta lo siguiente:

 

  • El ambiente de trabajo deberá estar a 20ºC o a una temperatura lo más cercana posible a ese valor, ya que es a la cual se calibran los bloques patrón. Debe ser un ambiente protegido de atmósferas húmedas, polvorientas o corrosivas, como así también de la luz solar, radiaciones térmicas, campos magnéticos o eléctricos.

 

  • Para el cuidado de los bloques patrón se deberá trabajar siempre sobre superficies blandas (goma, gamuza, etc.) y utilizar guantes o pinzas, evitando usar las manos desprotegidas, que podrían estar sucias o húmedas. Antes del uso, los bloques deberán limpiarse cuidadosamente con solventes apropiados para quitar el lubricante que los protege. Deben manipularse sin tocar sus caras de medida ni tomar varios a la vez en la mano, como tampoco dejarlos permanecer mucho tiempo en la mano para que no se calienten.

 

  • Si se construyen acoplamientos, estos nunca deberán forzarse para encajar en el alojamiento a medir y deberán desmontarse tan pronto como sea posible para evitar que los bloques queden adheridos permanentemente.

 

  • Después del uso, los bloques patrón deberán limpiarse nuevamente, lubricarse y guardarse en su estuche.

 

Observando estos cuidados, la vida útil de los bloques patrón es muy prolongada. Es habitual que los fabricantes también comercialicen elementos de montaje, accesorios, guantes y kits de limpieza junto con los juegos de bloques patrón.

 

Si bien los bloques patrón de sección rectangular son los más comunes, algunas firmas también comercializan bloques patrón de sección cuadrada, y tanto uno como otro tipo se encuentran disponibles en medidas métricas y en pulgadas, con un amplio surtido de juegos que responden a las necesidades más exigentes.

 

1 comentario

Un pensamiento en “BLOQUES PATRÓN

  1. Wero Loco

    hooooooooooookei

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