Metrologia Dimensional

METROLOGIA DIMENSIONAL: GENERALIDADES, DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMETRICAS. DEFINICIONES, SISTEMAS ISC DE TOLERANCIAS. CALCULO DE AJUSTES Y TOLERANCIAS.

LA METROLOGIA DIMENSIONAL

La metrología dimensional incluye la medición de todas aquellas propiedades que se determinen mediante la unidad de longitud, como por ejemplo distancia, posición, diámetro, redondez, planitud, rugosidad, etc. La longitud es una de las siete magnitudes base del Sistema Internacional de Unidades (SI).

Esta especialidad es de gran importancia en la industria en general pero muy especialmente en la de manufactura pues las dimensiones y la geometría de los componentes de un producto son características esenciales del mismo, ya que, entre otras razones, la producción de los diversos componentes debe ser dimensionalmente homogénea, de tal suerte que estos sean intercambiables aun cuando sean fabricados en distintas máquinas, en distintas plantas, en distintas empresas o, incluso, en distintos países.

La división de Metrología Dimensional tiene la tarea y la función de:

Establecer, mantener y mejorar el patrón nacional de longitud.

• Establecer, mantener y mejorar el patrón nacional de ángulo.

• Ofrecer servicios de calibración para patrones e instrumentos de longitud y ángulo.

• Asesorar a la industria en la solución de problemas específicos de mediciones y calibraciones dimensionales.

• Realizar comparaciones con laboratorios homólogos extranjeros con objeto de mejorar la trazabilidad metrológica.

• Apoyar al Sistema Nacional de Calibración (SNC) en actividades de evaluación técnica de laboratorios.

• Elaborar publicaciones científicas y de divulgación en el área de medición de longitud.

• Organizar e impartir cursos de metrología dimensional a la industria.

Para el cumplimiento de estas tareas se dispone de laboratorios que ofrecen una gama de servicios regulares, así como algunos servicios especiales bajo demanda del cliente, empleando instrumentos y equipos de alta tecnología, así como de personal altamente capacitado.

Áreas De La Metrología Dimensional.

Existen una gran diversidad de aplicaciones de la magnitud dimensional, la clasificación puede realizarse desde diferentes criterios, uno podría ser la de aplicación que son las longitudes, ángulos, acabado superficial, formas:

• LONGITUDES: Exteriores, Interiores, Profundidades, Alturas.

• ÁNGULOS: Exteriores, Interiores.

• ACABADO SUPERFICIAL: Rugosidad.

• FORMAS: Forma por elementos aislados, Rectitud, Planitud.

• Cilindricidad. Forma de una línea, Forma de una superficie.

• Orientación por elementos asociados. Paralelismo, Perpendicularidad, Angularidad o inclinación.

• Posición por elementos asociados. Localización, Concentricidad, Coaxialidad.

Otra tipo de clasificación puede realizarse desde los tipos de instrumentos y su método de medición. Medidas lineales, que a su vez son:

• Medición directa. Con trazos o divisiones, metro, cinta de medición, regla graduada, calibradores, medidor de altura con vernier, medidor de profundidad con vernier, con tornillo micrométrico, todo tipo de micrómetros, cabezas micrométricas, dimensión fija, bloques patrón, calibradores de espesor (lainas), calibradores de límite (pasa – no pasa).

• Medición indirecta. Comparativa, comparadores mecánicos, comparadores ópticos, comparadores neumáticos, comparadores electromecánicos, máquina de medición de redondez, medidor de espesor de recubrimiento, trigonometría, esferas o cilindros, máquina de medición por coordenadas, relativa, niveles, reglas ópticas, rugosímetros.

Medidas angulares, que a su vez son:

• Medida directa. Con trazos o divisiones, transportador simple, goniómetro, escuadra de combinación, dimensión fija, escuadras, patrones angulares, calibradores cónicos.

• Medida indirecta. Trigonometría, falsas escuadras, regla de senos, mesa de senos, máquina de medición por coordenadas.

Conceptos básicos de la metrología dimensional.

ISO. La ISO (Organización Internacional de Normalización) es una federación mundial de organismos nacionales de normalización (miembros ISO). La labor de preparación de normas internacionales es normalmente llevada a cabo a través de los comités técnicos de ISO.

Magnitud. Propiedad de un fenómeno, cuerpo o sustancia, que puede expresarse cuantitativamente mediante un número y una referencia.

Magnitud de base, magnitud básica. Magnitud de un subconjunto elegido por convenio, dentro de un sistema de magnitudes dado, de tal manera que ninguna magnitud del subconjunto pueda ser expresada en función de las otras.

Sistema Internacional de Magnitudes (ISQ2). Sistema de magnitudes basado en las siete magnitudes básicas: longitud, masa, tiempo, corriente eléctrica, temperatura termodinámica, cantidad de sustancia e intensidad luminosa.

Sistema internacional de Unidades (Sistema SI). Sistema de unidades basado en el Sistema Internacional de Magnitudes, con nombres y símbolos de las unidades, y con una serie de prefijos con sus nombres y símbolos, así como reglas para su utilización, adoptado por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM).

Medición. Proceso que consiste en obtener experimentalmente uno o varios valores que pueden atribuirse razonablemente a una magnitud.

Metrología. Ciencia de las mediciones y sus aplicaciones.

Mensurando. Magnitud que se desea medir.

Método de medida. Descripción genérica de la secuencia lógica de operaciones utilizadas en una medición.

Exactitud de medida (exactitud). Proximidad entre un valor medido y un valor verdadero de un mensurando.

Precisión de medida (precisión). Proximidad entre las indicaciones o los valores medidos obtenidos en mediciones repetidas de un mismo objeto, o de objetos similares, bajo condiciones especificadas.

Calibración. Operación que bajo condiciones especificadas establece, en una primera etapa, una relación entre los valores y sus incertidumbres de medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida, y las correspondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas y, en una segunda etapa, utiliza esta información para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicación.

Instrumento de medida. Dispositivo utilizado para realizar mediciones, solo o asociado a uno o varios dispositivos suplementarios.

Campo de aplicación de la metrología dimensional

Este Vocabulario pretende ser una referencia común para científicos, ingenieros, físicos, químicos, médicos, biólogos, así como para profesores, estudiantes y todo aquel, implicado en la planificación o realización de mediciones, cualquiera que sea el campo de aplicación y el nivel de incertidumbre de la medida. Pretende también ser una referencia para organismos gubernamentales e intergubernamentales, asociaciones empresariales, comités de acreditación, entidades reguladoras y asociaciones profesionales.

La metrología dimensional se aplica en la medición de longitudes (exteriores, interiores, profundidades, alturas) y ángulos, así como de la evaluación del acabado superficial.

Tipos de errores en mediciones.

Existen varios tipos de errores, sin embargo los más comunes son el error de paralaje y el error de Abbe.

Error de paralaje. Cuando una escala y su línea índice no se encuentran en el mismo plano, es posible cometer un error de lectura debido al paralaje, como es mostrado abajo. Las direcciones de visión (a) y (c) producirán este error, mientras que la lectura correcta es la vista desde la dirección (b).

Error de Abbe. El principio de Abbe establece que la exactitud máxima es obtenida cuando los ejes de la escala y de medición son comunes. Esto es debido a que cualquier variación en el ángulo relativo (q) de la punta de medición de un instrumento, tal como la de un micrómetro tipo calibrador causa desplazamiento que no es medido sobre la escala del instrumento y esto es un error de Abbe (e=I-L en el diagrama). El error de rectitud del husillo o variación de la fuerza de medición pueden causar que q varié y el error se incrementa conforme lo hace R.

TOLERANCIAS DIMENSIONALES Y GEOMÉTRICAS.

1. Consideraciones generales

En el diseño de los productos industriales, la definición geométrica general de las piezas se realiza mediante la acotación. Las piezas individuales

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