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,
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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