Calibradores Pasa-No Pasa y acumulación de tolerancias

Introducción

La presente investigación concierne a la metrología avanzada, "la ciencia de las mediciones y sus aplicaciones". Abarca los tópicos de la normatividad, calibradores y la acumulación de tolerancias, El campo de las tolerancias puede ser tratado de diferentes maneras. La primera parte de esta investigación habla acerca de la importancia que tiene la normatividad en la metrología. Es importante mencionar también que esta investigación contiene información adherida de normas que están relacionados con los temas principales de esta investigación.

Durante el desarrollo de esta investigación damos a conocer el uso adecuado de la acumulación de tolerancias. A si como el esencial análisis que se deben tener los calibradores.

La información recabada a lo largo de la investigación se obtuvo de diferentes fuentes, la mayoría de ella en internet, varios sitios especializados en la metrología, de trabajos relacionados a este y libros de metrología avanzada.

OBJETIVOEl objetivo de esta investigación es darle al lector un mejor panorama en el ámbito  de metrología, y tocando más a fondo el tema de lo que es y abarca calibradores y tolerancias un área muy recurrida en la medición industrial de piezas que requieren de gran precisión y/o exactitud en sus procesos industriales para la hora de salir al mercado cumplan su función específica.

Normas de medición

En metrología es muy importante tener un marco regulatorio que se encargue de "estandarizar": procesos, técnicas, etc. de medición que llevaran a una mejora continua en procesos, piezas y calidad del producto.

ISO: La Organización Internacional para la Estandarización o ISO es el organismo encargado de promover el desarrollo de normas internacionales de fabricación, comercio y comunicación para todas las ramas industriales a excepción de la eléctrica y la electrónica. Su función principal es la de buscar la estandarización de normas de productos y seguridad para las empresas u organizaciones a nivel internacional.

DIN: El Deutsches Institut für Normung e.V.(su marca empresarial es DIN), con sede en Berlín, es el organismo nacional de normalización de Alemania. Elabora, en cooperación con el comercio, la industria, la ciencia, los consumidores e instituciones públicas, estándares técnicos (normas) para la racionalización y el aseguramiento de la calidad. El DIN representa los intereses alemanes en las organizaciones internacionales de normalización (ISO, CEI, etc.).

JISC: Japanese Industrial Standars Comité.

NOM: Normas oficiales mexicanas.

ANSI: El Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI, por sus siglas en inglés: American National Standards Institute) es una organización sin ánimo de lucro que supervisa el desarrollo de estándares para productos, servicios, procesos y sistemas en los Estados Unidos.

BS: British Standards Institution

Catalogo mexicano de Normas consultar: http://www.profeco.gob.mx/juridico/normas/noms_metrolog.asp

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 réplica 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 .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 de anillos:

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. 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 de contacto:

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.

Acumulación de tolerancias

El margen de tolerancia es el intervalo de valores en el que debe encontrarse dicha magnitud para que se acepte como válida, lo que determina la aceptación o el rechazo de los componentes fabricados, según sus valores queden dentro o fuera de ese intervalo.

El propósito de los intervalos de tolerancia es el de admitir un margen para las imperfecciones en la manufactura de componente, ya que se considera imposible la precisión absoluta desde el punto de vista técnico, o bien no se recomienda por motivos de eficiencia: es una buena práctica de ingeniería el especificar el mayor valor posible de tolerancia mientras el componente en cuestión mantenga su funcionalidad, dado que cuanto menor sea el margen de tolerancia, la pieza será más difícil de producir y por lo tanto más costosa.

La tolerancia puede ser especificada por un rango explícito de valores permitidos, una máxima desviación de un valor nominal, o por un factor o porcentaje de un valor nominal. Por ejemplo, si la longitud aceptable de un barra de acero está en el intervalo 1m±0.01m, la tolerancia es de 0.01m (longitud absoluta) o 1% (porcentaje). La tolerancia puede ser simétrica, como en 40±01, o asimétrica como 40+0.2/-0.1.

La tolerancia es diferente del factor de seguridad, pero un adecuado factor de seguridad tendrá en cuenta tolerancias relevantes además de otras posibles variaciones.

Una especificación eléctrica podría necesitar una resistencia con un valor nominal de 10000 (ohms), pero también tener una tolerancia de 1%. Esto significa que cualquier resistor que se encuentre dentro del rango de 990 a 1010 es aceptable.

Podría no ser razonable especificar una resistencia con un valor exacto de 1000 en algunos casos, porque la resistencia exacta puede variar con la temperatura, corriente y otros factores más allá del control del diseñador.

La tolerancia es similar de una manera opuesta al ajuste en ingeniería mecánica, el cual es la holgura o la interferencia entre dos partes. Por ejemplo, para un eje con un diámetro nominal de 10 milímetros se ensamblara en un agujero se tendrá que especificar el eje con un rango de tolerancia entre los 10.04 y 10.076 milímetros. Esto daría una holgura que se encontraría entre los 0.04 milímetros (eje mayor con agujero menor) y los 0.112 milímetros (eje menor con agujero mayor). En este caso el rango de tolerancia tanto para el eje y el hoyo se escoge que sea el mismo (0.036 milímetros), pero esto no es necesariamente el caso general.

Es muy importante considerar el efecto de una tolerancia sobre otra. Cuando la ubicación de una superficie se ve afectada por más de un valor de tolerancia,

dichas tolerancia son acumulativas. Por ejemplo, en la figura 11.12 a, si se omite la dimensión Z, la superficie A será controlada por las dos dimensiones X e Y, y puede existir una variación total de .010 pulgada en lugar de la variación .005 pulgada permitida por la dimensión Y. Si el objeto se fabrica con las tolerancias mínimas X, Y y Z, la variación total en la longitud de la parte sería de .015 pulgada, y la parte puede tener una longitud mínima de 2.985 pulgada sin embargo, la tolerancia en la dimensión global W es de solo .005 pulgada, esto permite que la parte pueda tener solo la longitud mínima de 2.995 pulgada. La parte se controla en demasiadas formas diferentes: la cual estará sobredimensionada.

A veces, del empleo de tolerancias acumulativas o compuestas resultan tolerancias innecesariamente pequeñas. Por ejemplo, las exigencias funcionales de una pieza pueden ser tales que permitan una tolerancia de 0.10 mm a partir del taller interpretarían probablemente el dibujo suponiendo que se admite la misma tolerancia en ambas direcciones.

La figura 11.3 muestra una grafica que puede utilizarse como la guía general. En esta se presentan las tolerancias alcanzables mediante el proceso de maquinado que se indica. Estos valores pueden convertirse en valores métricos al multiplicar por 25.4 y redondear a una cantidad decimal menor.

Figura 11.3

Conclusión

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 más, porque nunca se tiene la certeza de cuál será el destino de cada persona y se puede encontrar en un futuro laborando en un departamento de metrología de alguna empresa.

También es satisfactorio poner en práctica 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 más.

Bibliografía

Gonzalez, C. G. (2002). Metrologia . Mc Graw Hill 2da Edicion.

Metrologia, C. E. (s.f.). Centro Español de Metrologia. Recuperado el 24 de Julio de 2011, de http://www.cem.es/divulgacion

Metrologia, C. E. (s.f.). Centro Español de Metrologia. Recuperado el 24 de Julio de 2011, de http://www.cenam.mx/inf_metrologia

Metrologia, C. N. (s.f.). Centro Nacional de Metrologia. Recuperado el 25 de Julio de 2011, de http://www.cenam.mx/sitios.aspx#Organismos_Nacionales_de_Normalización

Profeco. (s.f.). Profeco. Recuperado el 24 de Julio de 2011, de http://www.profeco.gob.mx/juridico/normas/noms_metrolog.asp

Sanchez Perez, A. M. (1999). Fundamentos de metrologia. Mc Graw Hill.

Desarrollo del Trabajo

Arnoldo Domínguez Córdova: realizo la investigación a cerca de acumulación de tolerancias contribuyo con la introducción de este trabajo, realizo el índice.

Jesús Adolfo Gutiérrez Pacheco: realizo el objetivo del trabajo investigo en el libro sobre los calibradores pasa y no pasa, contribuyo con varias páginas de internet.

Eduardo González Pando: se enfoco en las normatividad de la metrología realizando búsqueda de sitios en internet, realizo la portada.

Autor:

Arnoldo Domínguez Córdova

Eduardo Antonio González Pando

Jesús Adolfo Gutiérrez Pacheco

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CHIHUAHUA