Metrología Unidad III: "Medidores y Calibradores" (página 2)

REGLA 10:1

La regla del 10% dice que si la tolerancia de un elemento es t, entonces el instrumento utilizado para demostrar el cumplimiento de la especificación debe tener una incertidumbre igual o mejor que t/10. En la práctica a veces es difícil obtener incluso t/5 pero, cualquiera que sea la tolerancia y la incertidumbre, siempre es necesario tomar una decisión al respecto. La norma relevante en esta materia es la UNE-EN ISO 14253-1:1999 – Especificación geométrica de productos (GPS). Inspección mediante medición de piezas y equipos de medida. Parte 1: Reglas de decisión para probar la conformidad o no conformidad con las especificaciones. (ISO 14253-1:1998).

CALIBRADOR PASA- NO PASA (GO-NO GO)

Dispositivos con un tamaño estándar establecido que realizan una inspección física de características de una pieza para determinar si la característica de una pieza sencillamente pasa o no pasa la inspección. No se hace ningún esfuerzo de determinar el grado exacto de error.

Un calibrador límite o pasa o no pasa se fabrica para ser una replica inversa de la dimensión de la parte y se diseña para verificar la dimensión de uno o más de sus límites de tolerancia. Un calibrador límite con frecuencia tiene dos calibradores en uno, el primero comprueba el límite inferior de la tolerancia en la dimensión de la parte y el otro verifica el límite superior. Popularmente, se conocen como calibradores pasa / no pasa (en inglés, go/no go gaes), debido a que un límite del calibrador permite que la parte se inserte, en tanto que el otro límite lo impide.

El límite pasa (go limit) se usa para verificar la dimensión en su máxima condición material; este es el tamaño máximo para una característica interna, tal como un orificio y el tamaño máximo para una característica externa tal como un diámetro externo. El límite no pasa (no-go limit) se usa para revisar la mínima condición material de la dimensión en cuestión. Los calibradores de contacto y anillo son los de límite común que se usan para verificar las dimensiones de partes externas y los calibradores de inserción se utilizan para revisar dimensiones internas. Un calibrador de contacto o exterior consta de un marco en forma de C con superficies de calibración localizadas en las quijadas del marco, como se aprecia en la figura 3.55. Posee dos botones de calibración, el primero es el calibrador pasa y el segundo es el calibrador no pasa.

Los calibradores se usan para comprobar dimensiones externas tales como diámetro, anchura, grosor y superficies similares. Los calibradores de anillos se emplean para revisar diámetros cilíndricos. Para una aplicación determinada, generalmente se requieren un par de calibradores, uno de pasa y el otro de no pasa, cada calibrador es un anillo cuya abertura se maquina a uno de los límites de tolerancia del diámetro de la parte. Para facilidad de manejo, la parte exterior del anillo está moleteada. Los dos calibradores se distinguen por la presencia de un surco alrededor de la parte externa del anillo no pasa.

Calibrador pasa no pasa de contacto para medir el diámetro. El calibrador límite más común que se utiliza para verificar diámetros de orificios es el calibrador de inserción. El calibrador consta de una manija a la cual se conectan dos piezas cilíndricas precisamente asentadas (insertos) de acero endurecido, como en la figura 3.56.Los insertos cilíndricos funcionan como os calibradores de pasa y no pasa. Otros dispositivos similares al calibrador de inserción incluyen los calibradores de ahusamiento, que consta de un inserto ahusado para verificar orificios con aguzamientos; y los calibradores roscados, con los que se verifican las roscas internas en las partes

.

Calibrador pasa no pasa de contacto.

Estos calibradores son fáciles de usar y el tiempo requerido para completar una inspección casi siempre es menos al que emplea un instrumento de medición. Su desventaja es que se obtiene muy poca información del tamaño real de la parte; solo indican si el tamaño esta dentro de la tolerancia. Bloques patrón.

En los inicios del siglo XVIII el científico sueco Christopher Polhen Elaboró una barra que tenia diferentes espesores, introduciendo un concepto nuevo en la tecnología del hierro.

En 1890 Hjalmer Ellstrom, fabricante de armas sueco, diseño un bloque patrón para inspeccionar rifles, dicho bloque contaba con 2 superficies paralelas. En 1910 Carl Edward Johansson descubrió que se podía obtener cualquier longitud mediante la utilización de bloques patrón pequeños de diferentes longitudes, bajo ese principio construyo un juego de 111 bloques con el cual se podía obtener dimensiones desde 2 a 202 mm con incrementos de una micra; figura 3.57, estos bloques tienen una sección rectangular y por lo cual se les conoce como bloques patrón rectangular (tipo Johansson). En 1918 Williams E. Hoke del National Bureau of Standards (NBS) de los Estados Unidos, hoy NIST (National Institute Of Standard and Technology) diseño un bloque patrón cuadrado con un barreno en el centro, el cual hasta la fecha se usa en los Estados Unidos por su fácil manejo y se denomina bloque patrón cuadrado (tipo Hoke).

Bloques patrón. Requerimientos para los bloques patrón.

1. Exactitud dimensional y geométrica. 2. Capacidad de adherencia con otros bloques. 3. Estabilidad dimensional. 4. Resistencia al desgaste. 5. Coeficiente de expansión térmica cercano al de los metales comunes. 6. Resistencia a la corrosión.

Accesorios para bloques patrón. Algunas herramientas auxiliares son necesarias para realizar las mediciones mediante bloques patrón, los siguientes 6 accesorios son especificados por normas JIS.

1. Limitador semicilíndrico. 2. Limitador plano tipo A y tipo B. 3. Punta para trazar. 4. Punta para centrar. 5. Soportes. 6. Base para soportes. Además se cuenta con: 7. Regla de 3 cantos. 8. Punta de control.

Uso de los accesorios.

• El limitador semicilíndrico se utiliza para la medición de interiores. • El limitador plano tipo A se utiliza para medir planos interiores y exteriores. • El limitador tipo B se usa sólo para exteriores. • La punta para trazar, como su nombre lo indica se utiliza para realizar trazos. • La punta de centrar se usa como centro para trazar círculos. • La punta de control se utiliza para medir.

Cuando se montan varios bloques patrón sobre un soporte, es necesario tener en consideración que estos no deben ser ajustados con exceso debido a la deformación propia que pueden sufrir los bloques. La regla de los 3 cantos se utiliza para comprobar la planitud de una superficie; por ejemplo si la planitud está bien, cuando se inspeccione con la regla de los 3 cantos, podrá observarse la luz de 2 – 4 micras en el acabado de la superficie. Nunca frote la regla contra la superficie, ni presione la regla sobre la misma. Figura 3.58. Las bases para soportes se utilizan para medir con exactitud alturas, y trazar.

Regla de 3 cantos y Calibración.

EJEMPLO DEL CALIBRADOR PASA/ NO PASA

Calibrador Digimatic Pasa/No pasa

SERIE 573

Dimensiones

C=20

Intervalo

0 – 150mm

L=288

A=50

B=24.5

D=16

Código No.= 573-282-10

Resolución= .0005pulg/0.01mm

Intervalo= 0 – 6pulg/150mm

Error Instrumental= ±.001pulg

ESPECIFICACIONES

CARACTERÍSTICAS

• La punta de la escala principal es una barra

redonda que facilita las mediciones de

espesores de pared de tubos.

• Incluye salida de datos para SPC.

CARACTERÍSTICAS

• El Calibrador Digimatic PASA/NO PASA se

caracteriza por un mecanismo de palanca

que permite una rápida y eficiente inspección

PASA/NO PASA para partes producidas en

serie.

• Retracción de las puntas: 2mm

• Repetibilidad: 0.01mm (.0005pulg)

• Con salida de datos para SPC.

Uso de los bloques patrón. Los usos de los bloques patrón se pueden clasificar en la siguiente forma:

1.-Mediciones y trazos diversos (se tiene mayor versatilidad cuando se combinan los diversos accesorios). 2. Puesto a cero de una variedad de instrumentos. Figura. 3.59.3. Calibración de instrumentos. Figuras 3.60 – 3.61.

Puesta a cero

Calibración.

CALIBRADOR FUNCIONAL (functional gage)

Calibrador para una pieza específica que rápidamente revisa su forma y ajuste de una manera similar a su uso proyectado. Calibrador que representa una pieza coincidente del "peor de los casos" que proporciona una evaluación simple de pasa / falla de la pieza inspeccionada. Los calibradores funcionales suelen poder inspeccionar rápidamente varias características a la vez.

Algunos ejemplos de calibradores funcionales son los siguientes:

Cuenta hilos

Los cuentahílos consisten en una serie de láminas que se mantienen juntas mediante un tornillo en un extremo, mientras que el otro tiene salientes que corresponden a la forma de rosca de varios pasos (hilos por pulgada); los valores están indicados sobre cada lámina.

Compases

Antes de instrumentos como el calibrador vernier fueran introducidos, las partes eran medidas con compases (interiores, exteriores, divisores, hermafroditas)  y reglas.

Estos son solo algunos de los más comunes.

NORMAS DE CONTROL – LOCALIZACIÓN

La función más importante del mando de la posición es localizar los pariente de los rasgos de datos y el uno al otro. El mando de la posición es uno del más universal de los 14 mandos del geométrico. Controla  la localidad y la orientación de rasgos del tamaño y dejan la aplicación de condición del material del máximo (círculo M), condición del material menos (círculo L) a ser de los rasgos controló datos de tamaño. Las  aplicaciones mayores de que la posición controla se discute. Aunque la coaxialidad es la localidad de un rasgo a otro con la posición controlada, es un tópico separado y se discutirá en el próximo capítulo.

OBJETIVOS:

Después de completar este capítulo, se podrá Calcular tolerancias para arreglos de superficie. Especifican zonas de tolerancias proyectadas, Aplica el concepto de dibujos múltiples de rasgos de patrones, Demuestra la aplicación de las propiedades de las tolerancias Demuestra la aplicación propia de dos un-segmento que  aparecen rasgos de la Tolerancia

Causa del número grande de broches tienen partes junto, del tolerancia y agujeros del despacho de fronteras que estarían uno de las actividades de tolerancias más frecuentes que un ingeniero realiza. A menudo, debido a ignorancia, hábito, o ambos, broches son [toleranced] demasiado herméticamente. Esta sección en broches intenta proveer el conocimiento que deja a ingenieros hacer tomar decisiones de tolerancia. En otro palabras, todas las partes junto tiene espacios de frontera agujerea. La  fórmula del broche es

T= H F o H= F+ T

Donde T es la tolerancia a MMC, H es el diámetro del agujero a MMC, y F es el diámetro del broche a MMC, el tamaño nominal del broche. La tolerancia derivó de esta fórmula que aplica a cada agujero en cada parte. El agujero tiene que estar más grande que el broche. La diferencia entre los tamaños del agujero y el broche son la tolerancia de la localidad, como muestra gráficamente en Higo. 8-1. T T Ø .270-.290 n w.020m Un B C]  H= F+ T= .250+ .020= ,270 Una vez que el broche y se ha seleccionado la tolerancia, es una materia simple calcular el MMC agujerea al diámetro. Muchos diseñadores simplemente usan una referencia trazada por broches del tolerancia y tiene una comprensión pequeña de cómo se derivan estos números. 

PERFIL

Perfil es una superficie de control. Es una herramienta del tolerancia poderosa y universal. Sirve para controlar sólo el tamaño y forma de un rasgo o el tamaño, forma, orientación, y localidad de un irregular-forma rasgo. El perfil tolerancia  controla la orientación y localidad de rasgos con formas raras, muchísimo de las  tolerancias de la posición controla la orientación y localidad de agujeros o alfileres.

OBJETIVOS:

Especificar las tolerancias de perfil.

Explicar las zonas de tolerancias de perfil.

Explicar las necesidades de perfil de radios.

Explicar las tolerancias de perfil combinadas con controles geométricos.

Aplicar las propiedades del perfil.

Un perfil visto  o sección establecida con dimensiones básicas. Un perfil verdadero sería establecido con dimensiones del tamaño básicas, dimensiones con coordenadas básicas, radio básicas, dimensiones básicas angulares, fórmulas. El rasgo controla marco se dirige siempre ala superficie del eje con un patrón. Perfil es una superficie controla; la asociación de perfil de tolerancias de una extensión o una línea con dimensiones impropia.

ORIENTACIÓN

Orientación es el término general que describe la relación angular entre rasgos. Orientación controla los rasgos del paralelismo, perpendicularidad, angulosidad, y, en unos casos, [pro]? [le]. Todo mandos de la orientación deben tener datos. Ejemplo El alfiler debe ser perpendicular a algunos otros rasgo. El otro rasgo es el dato.

OBJETIVOS:

Especificar tolerancias de mando.

Especificar de paralelismo, perpendicularidad y angularidad.

La orientación de una superficie de control por dos superficies paralelas y un eje de  controló por una tolerancia cilíndrica divide en zonas que se discutirá en este capítulo. Cuando se controla una superficie de superficie con una tolerancia que se divide en zonas de dos superficies paralelas, la superficie entera debe caerse entre las dos especificaciones.

PARALELISMO

En una vista donde se controla aparece la superficie como una línea, un rasgo que controla marcos de la superficie con un patrón o extensión lineal. Este  rasgo controla marco que contiene un símbolo del paralelismo, una tolerancia numérica, y por lo menos un dato.

PERPENDICULARIDAD

 Es la condición de una superficie, eje, o superficie del centro que está a un 90° a un dato  o eje del dato. Especificar perpendicularidad de una superficie en una vista donde se controla la superficie como una línea, un rasgo controla superficie con un patrón  lineal. El rasgo controla marco contiene un símbolo de perpendicularidad  por lo menos un dato.

VARIACIÓN

Variación  ayuda a disponer de una amplia base de datos de alta confiabilidad  en las mediciones pero con incertidumbres en casos de la realización de distintas piezas debido a diferentes fluctuaciones de múltiples variables como tratamientos térmicos.

 USO EN PROGRAMAS CAD-CAM

Dimensiones y Tolerancias para CAD-CAM Modelos de base de datos.

Muchos diseñadores piensan que dibujando sólidos producidos con programas CAD-CAM no necesitan ser dimensionados. El método de producir un diseño y transmitir esa información al equipo de producción no es lo principal causa de las irregularidades en las piezas.

Aunque esos sistemas pueden eliminar algunos errores humanos, la principal causa de variaciones en las partes ocurre como resultado de una variedad de otras fuentes totales como:

• Sistema y estabilidad de la pieza.
• Calidad y mantenimiento de las herramientas de maquinado.
• Calidad y filo de la herramienta o maquina.
• Abrazamiento (apretado) excesivo.
• Medidor de la pieza.
• Procedencia del material.
• Manejo de las temperaturas.
• Laminado

Ninguno de estos problemas es diseccionado con el uso de un solido programa modelo. Citar dimensionando y tolerando ASME Y14.5M-1994.

PRECAUCIÓN: si el modelo de la base de datos CAD-CAM es usada y no incluye las tolerancias, entonces la tolerancia mas expresada fuera de la base de datos será designada por el productor. El camino mas efectivo para lograr el diseño buscado es a través de uso adecuado de las dimensiones y tolerancias geométricas.

CONCLUSIONES

Como se analizo anteriormente es muy interesante hablar de sistemas o aparatos de medición, así como su respectiva calibración.

Debido a la demanda de trabajo en la actualidad es básico saber que tipos de aparatos existen, como se usan, cual es su función, de que están hechos y muchas otras cosas mas, por que nunca se tiene la certeza de cual será el destino de cada persona y se puede encontrar en un futuro laborando en un departamento de petrología de alguna empresa

También es satisfactorio poner en practica los conocimientos adquiridos en esta investigación ya que se utilizan calibradores y medidores en la vida diaria así como los son los vernier, reglas, cuenta hilos, calibrador de bujías, checador de llantas y muchos otros mas.

BIBLIOGRAFÍA:

http://www.cem.es/cem/es_ES/FAQ/faq.jsp#i714

http://www.toolingu.com/definition-351310-30442-calibrador-funcional.html

http://www.toolingu.com/definition-351310-30442-calibrador-funcional.html

http://www.toolingu.com/definition-351200-30048-calibrador-funcional.html

http://www.mitecnologico.com/Main/CalibradorDePasaONoPasa

es.wikipedia.org/wiki/Estandarización

http://es.wikipedia.org/wiki/Estandarizaci%C3%B3n

http://www.profeco.gob.mx/juridico/normas/noms_metrolog.asp

Autor:

Edgar Ramón Arevalo Chavez

Carlos Alberto Rodriguez Zañudo

Instituto Tecnológico de Chihuahua

23/10/2008