Guía del micrómetro de tornillo: una herramienta de inspección de alta precisión

Durante muchos años, el micrómetro manual básico ha evolucionado hasta incorporar una amplia variedad de configuraciones de puntas y electrónica digital. En el ámbito de la fabricación, el micrómetro sigue siendo una de las herramientas de medición de precisión más versátiles y populares. Esto se debe a que proporciona información dimensional directa, ofrece alta resolución y se adapta con gran facilidad a una variedad de aplicaciones de medición. Por ello, esta guía se ha propuesto presentar todo lo que necesita saber sobre el micrómetro de tornillo.

¿Qué es un micrómetro de tornillo?

Un micrómetro de tornillo —también conocido como micrómetro— es un instrumento de medición de precisión que cuenta con un tornillo calibrado y que se utiliza principalmente para medir pequeños espesores o la distancia entre dos caras de piezas de mecanizado e ingeniería mecánica. El micrómetro de tornillo se usa a menudo junto con otros dispositivos metrológicos como el calibre Vernier, el calibre de carátula y el calibre digital. También se emplea como herramienta para medir el diámetro aparente de un objeto microscópico o de un cuerpo celeste en microscopios o telescopios.

Desde la aparición del micrómetro de tornillo hace unos 150 años, se han desarrollado numerosas variaciones de configuraciones alternativas de puntas de contacto. Esto se ha hecho para satisfacer un sinfín de aplicaciones de medición en una amplia variedad de campos. En consecuencia, esta variedad de opciones de micrómetros lo ha convertido en una herramienta manual universal de medición de longitud en la industria manufacturera.

Existe una amplia variedad de micrómetros que incluye, entre otros, los siguientes:

1. Juegos de micrómetros universales – incorporan yunques intercambiables, como planos, esféricos, estriados, de disco, de cuchilla, de punta y de filo de cuchillo. El término micrómetro universal se usa para referirse a los micrómetros que cuentan con componentes modulares, lo que permite que una sola pieza funcione como micrómetro de profundidad, micrómetro exterior, micrómetro de escalón y muchos más. Se conocen principalmente con los nombres de marca Mul-T-Anvil y Uni-Mike.
2. Micrómetro de cuchilla – incorpora un juego a juego de puntas estrechas (cuchillas) que permiten medir una ranura estrecha para junta tórica.
3. Micrómetro de diámetro de flanco – incorpora un juego a juego de puntas con forma de rosca para medir el diámetro de flanco de las roscas de tornillo
4. Micrómetros de límite – incorporan dos husillos y dos yunques que se utilizan como un calibre de herradura. La muestra que se va a medir debe pasar por el primer y el segundo hueco y debe estar dentro de especificación. Los dos huecos representan un reflejo preciso del límite superior e inferior del rango de tolerancia.
5. Micrómetro de interiores – este tipo de micrómetro incorpora tres cabezales de yunque sobre una base de micrómetro y se aplica en la medición de diámetros interiores.
6. Micrómetro de tubos – incorpora un yunque cilíndrico que se utiliza para medir el espesor de tubos. Su yunque está situado perpendicularmente a su husillo

¿Cuál es la función de un micrómetro de tornillo?

El micrómetro de tornillo tiene una amplia aplicación en casi todos los campos de la ciencia, como la ingeniería, la fabricación y distintos experimentos científicos. Se utiliza para medir el valor de una amplia variedad de objetos con alta precisión y exactitud. Por ello, para comprender mejor y garantizar un uso adecuado de los micrómetros de tornillo, es imprescindible conocer la función de sus piezas básicas. A continuación se presentan las piezas y funciones de un micrómetro de tornillo:

Marco en U

Esta pieza de un micrómetro es un marco en forma de C, una pieza rígida que cuenta con puntos de sujeción para el objeto que se va a medir. El tamaño del marco en forma de U depende del rango de medición y aumenta a medida que el rango de medición se amplía a tamaños mayores. La función principal del marco en forma de U es proporcionar la estructura básica de un micrómetro, en la que el yunque fijo en un extremo y el husillo móvil se deslizan hacia fuera o hacia dentro a través del otro extremo del marco en U.

Tornillo de ajuste a cero

Se trata de un tornillo situado en el extremo posterior del yunque que se utiliza para ajustar o corregir el error de cero del micrómetro. Esto ayuda a cancelar un error de cero si se detecta antes de la medición durante la prueba.

Yunque

El yunque es una pequeña pieza cilíndrica fija situada en el extremo lejano del bastidor en C, que actúa como punto de sujeción para medir muestras u objetos. La mayoría de los usuarios lo consideran uno de los puntos rígidos de medición y sujeción de un micrómetro de tornillo.

Husillo

Es la pieza cilíndrica del micrómetro que atraviesa todas las demás piezas, como la contratuerca, el manguito y el tambor. Es móvil y está conectado al trinquete. Al girar el trinquete en sentido horario o antihorario, el husillo se desliza hacia dentro o hacia fuera para ajustarse a la medición del tamaño de la muestra.

Cara del husillo y del yunque

El husillo y el yunque tienen una cara y están situados uno frente al otro. Son los puntos de medición del micrómetro y están construidos de forma que sujetan conjuntamente la muestra u objeto de medición para medirlo.

La contratuerca

El mecanismo del micrómetro de tornillo se basa en las roscas rectificadas de precisión del husillo. Por ello, la contratuerca está diseñada para funcionar como tuerca fija de este mecanismo. El giro de este mecanismo en la contratuerca del micrómetro controla el movimiento del husillo.

Manguito

La función principal del manguito es indicar la lectura en milímetros (mm) en el caso de un micrómetro imperial. El manguito del micrómetro es una pieza cilíndrica tipo cañón montada sobre el husillo. La escala principal del micrómetro de tornillo está grabada en el manguito.

Tambor

El tambor es una pieza del micrómetro y está montado sobre el husillo. En el tambor hay grabada una escala que muestra el valor de la medición de la muestra u objeto a medir en fracciones.

El trinquete

El trinquete es una pieza de agarre estriada para el pulgar que se utiliza para girar el husillo en la dirección deseada durante el proceso de medición, con acción de trinquete. La acción de trinquete sirve para evitar apretar demasiado el micrómetro sobre la muestra u objeto de medición. Además, ayuda a garantizar una fuerza de presión uniforme en cada medición.

¿Cuáles son las ventajas del micrómetro?

El micrómetro se considera generalmente una excelente herramienta de medición de precisión. Como ocurre con una gran variedad de herramientas, el micrómetro de tornillo ofrece ventajas notables. Entre ellas se incluyen, sin limitarse a ellas, las siguientes:

1. Proporciona mediciones precisas: el micrómetro de tornillo es uno de los tipos de instrumentos de medición más precisos, rápidos y exactos disponibles. Aunque existe en distintas variedades, la mayoría de los micrómetros pueden medir hasta 0,001 mm o 0,0001 pulgadas.
2. Tiene una amplia aplicación: debido a su sencillez, el micrómetro de tornillo se utiliza ampliamente en una gran variedad de industrias, como la ingeniería mecánica, la industria del mecanizado, las industrias manufactureras y muchas más. Gracias a su manejo intuitivo, los usuarios pueden obtener fácilmente lecturas precisas con solo unos pocos conocimientos de esta herramienta de medición de precisión.
3. Ofrece grandes posibilidades: cada unidad y pieza del micrómetro de tornillo incorpora equipamiento especializado que cumple tareas específicas. Algunas de las piezas especializadas son las puntas del yunque y del husillo, que ayudan a garantizar una medición más precisa según las necesidades de las aplicaciones de los usuarios.
4. Existe en distintos tipos para distintas aplicaciones: el micrómetro existe en una gran variedad de tipos con aplicaciones específicas. Para obtener una medición precisa de una distancia concreta, los usuarios deben utilizar el micrómetro adecuado. Si no se hace así, la medición puede no ser fiable para el proyecto. Por ejemplo, los micrómetros de cuchilla sirven para medir elementos cubiertos, como las ranuras, mientras que los micrómetros de espesor de papel miden el grosor de un papel.
5. El micrómetro es muy duradero: el micrómetro es una herramienta de medición duradera con una larga vida útil. Solo requiere una inversión en el momento de su compra y, después, los usuarios pueden aprovechar sus beneficios con el tiempo. Esto se debe a que los usuarios pueden utilizar la herramienta múltiples veces y para distintas aplicaciones.
6. Son rentables: las herramientas de medición grandes suelen ser las más caras, mientras que el micrómetro de tornillo resulta rentable para los usuarios que desean realizar un amplio rango de mediciones. Esto se debe a que este micrómetro ofrece yunques intercambiables de distintas longitudes que permiten medir diferentes dimensiones con un solo bastidor.
7. Proporciona mediciones fiables: el micrómetro está compuesto por el mecanismo de trinquete de avance/parada y escalas integradas. El mecanismo de trinquete de avance/parada permite aplicar una presión uniforme al tambor para obtener mediciones fiables. Además, el micrómetro incorpora escalas integradas, como la escala del manguito y las escalas del tambor, lo que ayuda a evitar el uso de cinta métrica y regla.

La construcción del calibre micrométrico de tornillo

Principio de funcionamiento del micrómetro

El principio de funcionamiento del calibre micrométrico de tornillo se basa en la conversión de distancias pequeñas en distancias mayores mediante la medición de la rotación del tornillo. Esto se logra utilizando el «principio del tornillo» para facilitar la lectura de distancias más pequeñas en una escala tras ampliarlas.

Para simplificar aún más el principio de funcionamiento, examinemos un tornillo típico con roscas e insertemos el tornillo girando su cabeza. Al insertar el tornillo, la rosca del tornillo gira un número específico de veces. Cada rotación del tornillo puede correlacionarse con un movimiento axial equivalente, que se denomina paso o avance del tornillo.

Si todas las roscas de dicho tornillo están construidas con un paso constante conocido, entonces la cantidad de movimiento axial que puede generarse se puede seguir fácilmente en una escala. En consecuencia, el calibre micrométrico de tornillo utiliza el principio destacado anteriormente para medir la dimensión de muestras y piezas.

Construcción

Un calibre micrométrico de tornillo está formado por una estructura metálica en forma de «U» que está unida a un tubo cilíndrico hueco en uno de los extremos de la herramienta. Dentro del tubo hueco se encuentra la tuerca roscada uniformemente. En esta tuerca se encaja un vástago largo con cara plana. Además, en el otro extremo del bastidor en forma de «U», exactamente en el lado opuesto de esta tuerca, se fija un vástago más pequeño con cara plana. Las caras de los dos vástagos están situadas exactamente paralelas entre sí.

La estructura metálica en forma de «U» se denomina bastidor del calibre micrométrico de tornillo. Mientras que el vástago más pequeño se denomina yunque, el vástago más largo se denomina husillo. El husillo se mueve a medida que se mueve la cabeza, mientras que el yunque es la parte fija. El objeto debe medirse entre el yunque y el husillo. El bastidor soporta tanto el barril como el yunque. El barril o manguito es la pieza que conecta el bastidor con el tubo cilíndrico no móvil del calibre micrométrico de tornillo, con una escala inscrita sobre él. Esta escala se denomina escala principal del dispositivo.

El corazón del calibre micrométrico de tornillo es el tornillo que se encuentra dentro del barril. El tornillo ayuda a convertir las pequeñas dimensiones de las muestras en distancias medibles utilizando la escala. El dispositivo también incorpora la cabeza o tambor, que es el extremo del tubo cilíndrico que puede girarse para mover y ajustar el husillo. El tambor es la pieza en la que se muestra la escala secundaria.

En el extremo del tubo se encuentra el trinquete, que es un dispositivo limitador que aplica presión deslizándose a un par predeterminado. Como resultado, impide que el husillo siga moviéndose. Aunque existe una gran variedad de micrómetros para aplicaciones específicas, algunos incluyen dispositivos de bloqueo. Este dispositivo de bloqueo mantiene la escala en una medición específica para evitar cualquier tipo de error al tomar mediciones.

Por lo tanto, las partes principales de un calibre micrométrico de tornillo, como se explicó anteriormente, incluyen las siguientes:

• Bastidor en forma de «U»
• Yunque
• Husillo
• Manguito
• Tambor
• Trinquete
• Tornillo
• Bloqueo

¿Cómo se usa un micrómetro?

Se deben seguir los pasos que se indican a continuación para garantizar un uso adecuado del micrómetro. Los pasos incluyen los siguientes:

1. Familiarícese con la anatomía del dispositivo. Algunos componentes son fijos y otros son móviles.
2. Antes de tomar la medición, limpie el yunque y el husillo: este paso no es necesario, pero es conveniente mantener limpia la superficie del yunque y del husillo para garantizar una medición precisa.
3. Sostenga la muestra que va a medir con la mano izquierda y colóquela contra el yunque. El yunque puede soportar más presión que el husillo, ya que es fijo.
4. Sostenga el micrómetro con la mano derecha mientras el bastidor descansa suavemente sobre la palma. Sobre un tornillo de banco fijo, también puede sujetar el bastidor para liberar ambas manos durante el proceso de medición.
5. Gire el trinquete del micrómetro en sentido antihorario: asegúrese de que el cero del tambor esté alineado con la escala del manguito.
6. Gírelo hasta que el husillo esté contra el objeto. Para lograrlo, aplique la fuerza suficiente y deténgase después de tres clics del tambor.
7. Fije la contratuerca mientras el objeto está sujeto por el micrómetro.
8. Deslice el objeto con cuidado y asegúrese de que no se raye ninguna de las superficies del husillo y del yunque. Esto se debe a que el más mínimo arañazo puede afectar la precisión del dispositivo.
9. Anote la medición tanto en la escala principal como en la secundaria antes de desbloquear el husillo.

¿Cómo leer un micrómetro?

Para un mecánico, un fabricante, un profesional de motores o muchos otros, una medición precisa y exacta es imprescindible en sus actividades diarias. Cuando se trata de la medición de muestras esféricas y cilíndricas, el micrómetro exterior es el instrumento de medición ideal. Sin embargo, un micrómetro bien calibrado puede parecer difícil de leer, pero con paciencia y práctica constante, la medición con este dispositivo puede convertirse en parte de sus habilidades. A continuación se presentan los pasos para leer un micrómetro de tornillo:

El micrómetro de tornillo cuenta con dos escalas, incluida una escala giratoria situada en su componente cilíndrico giratorio. También se la denomina escala circular o secundaria, mientras que la otra escala, situada en su manguito fijo, se denomina escala principal o escala del manguito.

Generalmente, la apreciación es de 0,5 mm en la escala principal, mientras que la escala circular se divide en 50 o 100 partes iguales.

Apreciación

La apreciación es la longitud mínima que se puede medir con el calibre de vernier.

El micrómetro de tornillo cuenta con un husillo y un yunque diseñados para tocarse entre sí, de modo que el cero de la escala principal coincida con el cero de la escala circular. Sin embargo, si el cero de ambas escalas no coincide, se dice que el micrómetro de tornillo presenta error de cero. Este error de cero del micrómetro puede deberse al desgaste o a defectos de fabricación. Generalmente, existen dos tipos de errores de cero, que incluyen:

• Error de cero positivo

Para identificar el error positivo, la marca de cero de la escala circular se sitúa por debajo de las marcas de cero de la escala principal. Para obtener el error positivo es necesario anotar la división de la lectura de la escala circular (C.S.R) que coincide con la línea de la escala principal. Por ello, el error positivo es igual al producto de la apreciación del micrómetro de tornillo y el número de divisiones de la escala circular que coinciden con la línea de la escala principal. Para evitar errores en la lectura, este error se resta de la lectura total.

• Error de cero negativo

Para identificar el error negativo, la marca de cero de la escala circular se sitúa por encima de las marcas de cero de la escala principal. Para obtener el error negativo es necesario anotar la división de la escala circular (C.S.R) que coincide con la línea de la escala principal. Por ello, el error negativo es igual al producto de la apreciación del micrómetro de tornillo y el número de divisiones de la escala circular que coinciden con la línea de la escala principal. Para evitar errores en la lectura, este error se suma a la lectura total.

Ahora que ha podido comprender el fenómeno explicado anteriormente, proceda a la lectura. Los siguientes son los pasos a seguir:

• Coloque el objeto que se va a medir entre el husillo y el yunque del micrómetro de tornillo.
• Anote la lectura de la escala principal que se muestra en la escala principal justo antes de las marcas de cero de la escala circular. Esta lectura se denota como M.S.R (lectura de la escala principal).
• Anote el número de divisiones circulares (n) que coinciden con la línea de la escala principal. La C.S.R (lectura de la escala circular) = (n) X apreciación.
• Para obtener la lectura esperada, sume la M.S.R a la C.S.R.
• Para obtener la lectura final, reste el error de cero con el signo adecuado de la lectura obtenida en el paso cuatro anterior.

Resumen

Durante más de 150 años, el micrómetro ha evolucionado para adaptarse a la demanda de tolerancias ajustadas y producción de alta velocidad en el punto de producción de la industria manufacturera.

Ha sido un dispositivo útil para la medición precisa, con un gran potencial en una amplia variedad de aplicaciones. El micrómetro de tornillo es muy duradero, rentable y su medición es fiable. Considere su uso para una medición más precisa hoy, ya sea en mecanizado CNC, ingeniería mecánica y muchos otros campos.