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