Medición de forma: especificación de redondez en piezas

Medir la variación del tamaño de una parte es relativamente sencillo. Puede haber cientos de formas de medir un diámetro interior de 20 mm, pero la lista puede reducirse fácilmente con base en la ubicación del chequeo, su tolerancia, cuántas partes necesitan medirse, la habilidad del inspector y posiblemente, el acabado superficial y la forma de las partes.

Con la especificación de la tolerancia del diámetro, probablemente hay un requerimiento de forma, tal como redondez, cuadro, rectitud, o incluso concentricidad o cilindricidad.

Los medidores de geometría circular, con sus husillos de precisión, son el método estándar y el mejor para medir la falta de redondez. Pero estos pueden ser piezas elaboradas de equipo (especialmente aquellos que pueden medir concentricidad o cilindricidad), y usualmente están confinados a aplicaciones donde se requiere un alto grado de precisión en cuanto a la geometría de parte.

Medidores de geometría circular: estándar para medir la falta de redondez

La mayoría de trabajos, sin embargo, tienen requerimientos más bien simples de redondez. Mientras que una verdadera medición de redondez requiere una descripción compleja de las relaciones geométricas y dimensionales de docenas de cientos de puntos en un diámetro, la mayoría de especificaciones para un trabajo simplemente piden que las partes sean redondas en una cierta fracción de pulgada.

En otras palabras, básicamente se puede interpretar que mientras la variación del diámetro esté en el requerimiento de redondez, la forma real de la superficie es secundaria. Lo mismo puede decirse para los requerimientos de cuadro, rectitud, concentricidad o cilindricidad.

Siendo así, hay diferentes maneras de abordar el problema de medición de forma que pueden dar una alternativa práctica y de bajo costo para el medidor de geometría circular. Aunque estos métodos rara vez dan una medición técnicamente precisa de redondez, generalmente están lo suficientemente cerca para dar una buena indicación de las implicaciones funcionales de una condición fuera de redondez.

Alternativas prácticas para mediciones de forma

Si usted se enfrenta con una manufactura de altos volúmenes o tiempos de proceso cortos, probablemente no tenga el tiempo de llevar las partes fuera de línea para medir “por especificación” la forma de redondez, por ejemplo, en un sistema de geometría.

Entonces, si usted entiende la naturaleza de estar fuera de redondez puede ser capaz de inferir la forma con una medición dimensional en el punto de manufactura y tener la confianza de que las partes que están siendo medidas estarían bien si fuesen medidas por la especificación.

Aquí hay un poco del dilema del huevo o la gallina en el sentido en que usted generalmente debe conocer cómo es la forma de la parte antes de seleccionar el medidor dimensional para medirla.

La clave es entender la geometría involucrada. Hablando en general, la falta de redondez puede ser simétrica, que involucra lóbulos o puntos regulares o configurados geométricamente en la circunferencia de la parte, o asimétricos, donde los lóbulos no son regulares.

Inferir la forma y selección de medidores dimensionales

La mayoría de procesos de mecanizado crean lóbulos simétricos, produciendo un número par o impar de lóbulos. Los lóbulos de número par algunas veces se ven en operaciones de perforado de precisión, causados por un husillo desbalanceado o desgastado.

Los lóbulos de número impar pueden causarse por un mandril de tres mordazas (produciendo una pieza de trabajo de tres lóbulos), o una rectificadora sin centros (la cual puede crear una condición de cinco lóbulos). Los lóbulos asimétricos no pueden medirse por los medios descritos aquí. Esto es evidenciado por un recorrido irregular de un indicador y usualmente es indicativo de un problema en la herramienta.

Cuando un número par de lóbulos está ubicado geométricamente en la parte, cada lóbulo está enfrentado a otro diametralmente opuesto. Por lo tanto, la pieza tendrá diámetros mayores y menores.

Al saber esto, podemos medir la parte usando métodos de medición sencillos de dos puntos o diametrales. La diferencia en las mediciones generalmente será el doble del valor de falta de redondez debido al método de evaluación diametral versus radial.

Por ejemplo, si nuestras especificaciones solicitan una parte que sea redonda en una variación de 0.0001 pulgadas en radio, podemos usar un comparador simple y rechazar cualquier parte donde la lectura total del indicador (TIR) sea mayor a 0.0002 pulgadas.

Las partes con un número impar de lóbulos poseen un problema ligeramente más complicado y en realidad deberían medirse con un medidor que tenga tres puntos de medición separados 120 grados entre sí, tal como un medidor de tres perforaciones o un tapón/anillo de tres chorros de aire.

Con el medidor adecuado, podría funcionar el mismo método de medición de dos puntos usado arriba, pero en este caso cualquier variación total de tres veces la variación diametral sería aceptable.

Es claro de estos dos ejemplos que medir la parte a su especificación de redondez en efecto reduce la tolerancia y asegura que esa especificación de redondez puede cumplirse. Cuando las tolerancias están en un nivel de 0.0001 pulgadas, esta especificación de redondez probablemente es aceptable. Pero si se recortan en un factor de 10, las cosas pueden cambiar rápidamente.

Otros chequeos de forma, tales como cilindricidad, pueden ser estimados explorando mejor la parte, o creando fijaciones especiales para inspección del cuadro o la rectitud que se aproximen a estas inspecciones de forma. Pero estas son tema para otro día.

De nuevo, mientras que estos métodos son sólo aproximados, las técnicas descritas aquí proveen una forma buena y práctica para determinar una indicación de falta de redondez en el taller cuando el tiempo es esencial y las partes necesitan moverse.