Calibre (instrumento de medición)

Calibres Instrumento sumamente delicado y debe manipularse con habilidad, cuidado y delicadeza, con precaución de no rayarlo ni doblarlo (en especial, la colisa de profundidad). Deben evitarse especialmente las limaduras, que pueden alojarse entre sus piezas y provocar daños.

Calibres. Instrumentos de medición, fundamentales, para la verificación de medidas, formas y posiciones relativas de las partes de las piezas. Generalmente se utilizan calibres de tolerancia para medir límites de variación de las piezas y determinar si entra su medida real en la tolerancia dada.

Historia

El primer instrumento de características similares fue encontrado en un naufragio en la isla de Giglio, cerca de la costa italiana, datado en el siglo VI a. C. Aunque considerado raro, fue usado por griegos y romanos. Durante la Dinastía Han (202 a. C. - 220 d. C.), también se utilizó un instrumento similar en China, hecho de bronce, hallado con una inscripción del día, mes y año en que se realizó.

Se atribuye al cosmógrafo y matemático portugués Pedro Nunes (1492-1577) —que inventó el nonio o nonius— el origen del pie de rey. También se ha llamado pie de rey al vernier, porque hay quien atribuye su invento al geómetra Pierre Vernier (1580-1637), aunque lo que verdaderamente inventó fue la regla de cálculo Vernier, que ha sido confundida con el nonio inventado por Pedro Núñez. En castellano se utiliza con frecuencia la voz nonio para definir esa escala.

El calibre moderno, con nonio y lectura de milésimas de pulgada, fue inventado por el norteamericano Joseph R. Brown en 1851. Fue el primer instrumento práctico para efectuar mediciones de precisión que se vendía a un precio accesible.

Tipos de calibres

Existe una diversidad de calibres como son las reglas de cantos agudos, calibrador de radio, galgas de espesor, calibres para agujeros, calibre límites (tolerancia) de herraduras, calibres machos de tolerancia.

Calibres fijos pasa - no pasa

Como su nombre lo indica, estos calibres han sido fabricados para medir una sola clase de piezas.

• Calibres fijos para ejes:
  

  Calibre pasa-no pasa.
  Constan de dos bocas o aberturas, una de las cuales ha sido fabricada con la cota mínima entre sus superficies de medición y constituye el lado NO PASA del calibre, la otra tiene la dimensión de la cota máxima permitida y constituye el lado PASA. Para ser aceptados, los ejes deben pasar por el lado pasa y no pasar por el lado no pasa.

Un mismo calibre no puede ser utilizado ni siquiera para controlar ejes con una misma cota nominal, si éstos se fabrican en calidades diferentes, o aunque se hubieran fabricado en una misma calidad, si corresponden a diferentes posiciones de la tolerancia. Significa que si bien su uso trae aparejado un ahorro considerable de tiempo y por lo tanto importantes disminuciones en el costo de inspección, pueden por otra parte significar que una empresa deba tener una existencia tan grande de calibres que sea prohibitiva por el incremento del costo del herramental. Las empresas que trabajan con ellos deben por lo tanto limitarse a fabricar determinadas dimensiones de piezas en calidades específicas y posiciones de la tolerancia, para así requerir la menor variedad posible de calibres.

Otros tipos de calibres pasa - no pasa

Otros tipos de calibres.

Los calibres pasa - no pasa se fabrican no solo para control de ejes, si no también para controlar agujeros, piezas cónicas, ejes o agujeros acanalados, roscas interiores y exteriores, etc., y se construyen y funcionan en forma similar a lo explicado para los ejes.

Algunos de estos calibres llevan a un solo lado ambos miembros calibradores, el pasa y el no pasa, por lo que si son calibres para ejes por ejemplo, tienen forma de herradura y se denominan calibres progresivos, es decir que a un solo lado, uno a continuación del otro se encuentran el extremo pasa y enseguida el no pasa. Otros tipos de calibres llevan en mangos separados cada uno de los miembros calibradores. Estos deben llevar además algún distintivo que permita distinguir fácilmente entre los pasa y los no pasa. Por otra parte, algunos son regulables, es decir poseen además un sistema de tornillo micrométrico de avance de las superficies de medición y seguro que permite adaptarlos para diferentes medidas dentro de su rango de ajuste, como así también compensar el desgaste de las superficies de medición. Sin embargo, el uso de estos calibres hace necesario disponer de un laboratorio de mediciones y disponer de calibres prismáticos Johansson para regularlos correctamente.

• Calibres anulares: Se fabrican por pares y se utilizan para calibrar ejes. Uno de los anillos es el anillo pasa, el otro el no pasa. El anillo pasa viene simplemente moleteado por fuera, de manera de proporcionarle una buena superficie de agarre para los dedos, mientras que el no pasa adicionalmente lleva una ranura circular, de modo que son fáciles de reconocer tanto por el tacto como por la vista.
  

  Calibres para tuercas, anulares y para pernos.

• Calibres para roscas exteriores: Tienen también forma de anillo y se fabrican de manera que sean ligeramente ajustables; llevan una ranura radial y un elemento de ajuste como un tornillo micrométrico; es casi imposible fabricar estos calibres exactamente en el tamaño requerido por lo que se proporciona un modo de llevarlos al tamaño correcto, una vez que se ha completado su rectificado y pulido.
• Calibres para superficies cónicas interiores y exteriores: Es algo complicado el empleo de estos calibres, ya que las superficies cónicas pueden tener diferentes defectos. Por una parte, el cono puede ser más pequeño o más grande que lo especificado y por tanto no ser aceptable, pero por otra, a pesar de parecer tener el tamaño adecuado puede no tener la conicidad adecuada y por tanto, tampoco ser aceptable. La utilización de estos calibres suele venir acompañada del ennegrecimiento con grafito de una generatriz del calibre (para agujeros cónicos) o de la pieza a controlar (para conos exteriores). El control del tamaño del cono se hace con la ayuda de marcas de tolerancia en uno de los extremos del calibre - si se trata de agujeros - o el control de la distancia que se introduce el calibre, sise trata de ejes cónicos. Simultáneamente se hace girar el calibre y se verifica que el grafito se haya distribuido en forma aproximadamente regular en toda su superficie, garantizando de esta manera que el ángulo tiene la abertura adecuada.

Clasificación de los calibres de acuerdo a su uso / precisión

De acuerdo al uso a que están destinados, coincidente con la precisión de su fabricación, los calibres fijos pueden ser:

• Calibres de trabajo: Destinados a ser utilizados en el taller para el control de las piezas en el momento de su fabricación. Están sujetos a revisión periódica.
• Calibres de verificación: Se utilizan para hacer una revisión final de las piezas antes de su envío al mercado. Son más precisos y están sujetos a menor desgaste que los anteriores, debido a un menor uso.
• Calibres patrón: Se utilizan para controlar periódicamente a los otros dos. Son los más precisos.
• Calibres de tolerancia: Los calibres de tolerancia se utilizan en la producción en masa, en serie e individual. Se producen en forma de calibres de dos y de una sola horquilla para el control de diámetros de ejes, o calibres tapón de tolerancia (diferenciales) de dos extremos para verificación de orificios.
• Galgas de espesor:
  

  galgas
  Las galgas o sondas se componen de un juego de láminas de acero, cada una de las cuales esta calibrada en cierto espesor, que varías en los límites de 0,03 a 1 mm, con la longitud de 50 a 200 mm. La precisión del valor del juego u holgura es de 0, 01 mm. Las láminas se las sondas se preparan de acero marca Y9 y Y10.
• Calibres prismáticos: También existe los Calibres prismáticos de control que son placas que se utilizan para el control de instrumentos de medición y piezas de precisión. Las placas se preparan de acero aleado instrumental X C y X. Son de formas rectangulares, siendo los lados opuestos del rectángulo superficies de medidas precisas.

Las placas de control se preparan de juego de 9, 10, 32, 42, 83, 87 y 103 unidades. Mediante distintas combinaciones, con juegos grandes de placas, se pueden obtener la más variadas medidas de intervalos de 0.001 mm. Una de las propiedades más importantes de las placas es su capacidad de adherencia, es decir, de unirse fuertemente entre si al ponerlas en contacto, unas contra otras, con pequeña presión. Las placas adheridas, unas a otras, se denominan bloques. La medida del bloque compuesto es igual a la suma de las medidas de las placas integrantes. El calibre prismático de control es un instrumento de suma precisión, por lo que debe manipularse con cuidado.

Tolerancia de los calibres

Como es de suponer, los calibres tampoco pueden ser fabricados exactamente iguales unos a otros. Además de la tolerancia del fabricante (es decir la tolerancia de fabricación), los calibres deben poseer otra tolerancia, la tolerancia de desgaste, que está directamente relacionada con la vida útil del calibre. Si bien no existe una norma universalmente aceptada en cuanto a la tolerancia delos calibres, en algunas industrias se utiliza para los calibres de trabajo un 20 % dela tolerancia de la pieza, cuando esta última es relativamente grande y de 10 % para los calibres de verificación, La mitad de esta tolerancia corresponde al lado PASA y la otra mitad al lado NO PASA.

Uso y aplicaciones

Las galgas o sondas se aplican para la determinación de juegos entre superficies acopladas. La medición de las holguras con ayuda de las galgas se reduce a la introducción sucesiva de las láminas en las holguras, comenzando por la lámina más próxima, por su espesor, a la holgura a medir. la suma de los espesores de las láminas, que entran en le juego con esfuerzo ligero, determinan el valor del juego

Para la utilización cómoda de los calibres prismáticos de control en forma de bloques se usan dispositivos especiales con soportes y picos en cuña de distintas formas y dimensiones. Los calibres prismáticos de control permiten el ajuste de instrumentos comparadores.

Los calibres diferenciales para agujeros tienen extremos “pasa” y “no pasa”. La dimensión de la pieza se encuentra en los límites de tolerancia si el lado “pasa” del calibre pasa, mientras que, el lado “no pasa” no entra. Durante el control de diámetros, el lado “pasa” del calibre es igual a la medida límite mínima y el lado “no pasa” es igual al la medida límite máxima.

Precaución

Los calibres son instrumentos costosos, y es preciso cuidarlos esmeradamente contra melas, rasguños y otros daños.

Temas relacionados

• Historia de la medición
• Instrumentos de medición

Fuentes

• Diccionario Técnico Ciencias Básica de la Técnica. Editorial Científico-Técnica, La Habana.
• Hütte. Manual del Ingeniero de Taller.
• Krisin, A., I Naúmov. Manual del Ajustador Montador Mecánico. Editorial Mir.
• http://es.scribd.com/doc/7669679/Metrologia-Instrumentos-de-medicion-y-calibres