Tipos de calibres para inspección CNC: Cómo comprobar con precisión las piezas mecanizadas

En la actualidad, donde la precisión es el factor más importante para las piezas antes de su uso en la aplicación real, la inspección desempeña un papel importante en la verificación de la exactitud dimensional y funcional.

La inspección se realiza mediante dos métodos: medición y calibración. Los calibradores, micrómetros y máquinas de medición por coordenadas (MMC), entre otros, son las herramientas de medición. En esta guía se analiza en detalle la calibración. Este artículo explica cómo la calibración resulta útil en la inspección de piezas mecanizadas por CNC.

¿Qué son los calibradores en la inspección CNC?

Los calibradores forman parte de la inspección CNC y se utilizan para verificar con precisión las piezas mecanizadas. Permiten determinar rápidamente si una dimensión cumple con los límites especificados, especialmente al inspeccionar piezas con tolerancias estrictas . Son esenciales en la producción en masa, ya que la velocidad, la repetibilidad y la simplicidad de la inspección son fundamentales. Existe una amplia variedad de calibradores utilizados en la industria manufacturera, según diversos factores de ingeniería, como la tolerancia dimensional, la geometría del puesto de trabajo, etc.

¿Por qué las piezas mecanizadas por CNC necesitan inspección de calibre?

El mecanizado CNC se considera generalmente la mejor plataforma de mecanizado, con un número mínimo de defectos. Si bien el mecanizado CNC es altamente preciso, seguimos requiriendo la confirmación de las dimensiones mediante calibres. Necesitamos una inspección con calibres porque:

• El desgaste de la herramienta cambia las dimensiones.
• La variación del material puede afectar las dimensiones finales.
• Pueden ocurrir errores de configuración o programación.
• Pueden ser necesarias tolerancias críticas, como IT5 - IT7.

Inspección de calibres frente a medición dimensional

La siguiente tabla muestra las diferencias entre la inspección de calibres y la medición dimensional:

Calibradores para inspección de agujeros

Como se mencionó anteriormente, existe una amplia variedad de calibres que se utilizan para la inspección en las industrias manufactureras. El tipo de calibre a utilizar depende principalmente de la geometría. Para la inspección de agujeros, se suelen utilizar estos tres calibres:

Medidores de enchufe

Los calibres de tapón se utilizan comúnmente para inspeccionar orificios producidos mediante procesos como el taladrado CNC, ya que son una de las herramientas de inspección más rápidas, sencillas y fiables. Se trata de un calibre cilíndrico rectificado con precisión, fabricado con acero para herramientas endurecido. Se inserta en un orificio para verificar su tamaño. Este calibre tiene dos extremos: el extremo pasa y el extremo no pasa, que corresponden a las dimensiones mínima y máxima de la pieza, respectivamente.

Medidores de pasador

Estos calibres de pasador vienen en forma de un juego, y cada pasador tiene un diámetro conocido, como 5.98 mm, 5.99 mm, etc., lo que determina si un orificio está dentro de la tolerancia.

• Son las herramientas más sencillas y precisas que se utilizan para comprobar el diámetro de los orificios de las piezas mecanizadas por CNC.
• Estos indicadores toman una decisión rápida de si se puede pasar o no.

Calibres de diámetro interior

Los calibres de interiores constan de un cabezal de medición con puntos de contacto endurecidos, una sonda móvil con resorte, una varilla de extensión y un indicador de cuadrante. Se utilizan para detectar:

• Diámetro interno
• Cónica
• Deformación circular
• Agujeros con forma de reloj de arena
• Desgaste en los cilindros después del servicio

Estos medidores son muy precisos, es decir, de 1 a 2 µm, y permiten una inspección rápida.

Calibradores para inspección de roscas

Las roscas se fabrican para el montaje de pernos o para realzar la apariencia de las piezas. Para comprobar la precisión de las roscas, se utilizan los siguientes calibres:

Calibres de tapones de rosca

Estas son las herramientas de inspección de precisión que se utilizan para la inspección de roscas internas. Estas roscas internas pueden pertenecer a diferentes piezas, como tuercas, cuerpos de válvulas, etc. Los calibres de rosca comprueban:

• Paso de rosca incorrecto
• Diámetro de rosca incorrecto
• mala forma del hilo
• Quemaduras de daños
• Hilos cortados demasiado profundos o demasiado superficiales.

Estos medidores vienen con extremos pasa/no pasa y un asa en el medio para facilitar su uso.

Calibres de anillo de rosca

Un calibre de inspección de precisión que se utiliza para comprobar la calidad y la exactitud dimensional de las roscas externas se denomina calibre de anillo de rosca. Consta de un anillo de acero endurecido con roscas internas mecanizadas con precisión. Esta herramienta de inspección de precisión comprueba:

• Diámetro de paso incorrecto
• Ángulo de rosca incorrecto
• Paso de rosca incorrecto
• Diámetro mayor incorrecto

Esta herramienta puede confirmar rápidamente si ese hilo es aceptable o no.

Medidores de paso de rosca

Estos calibradores son unas de las herramientas de inspección más comunes en la fabricación y el control de calidad. Los calibradores de paso de rosca verifican el paso de un tornillo y ayudan a identificar diferentes tipos de roscas de tornillos y tuberías . Constan de varias láminas que se colocan contra la rosca del tornillo. Si cada diente encaja perfectamente en cada ranura, significa que el paso es correcto.

Calibradores para la inspección del diámetro exterior

Para la inspección del diámetro exterior, se utilizan calibres de anillo, calibres de horquilla y calibres basados ​​en micrómetros. Los analizaremos brevemente en esta sección:

Calibres de anillo

Los calibres de anillo se encuentran entre los calibres más utilizados para inspeccionar el diámetro exterior de ejes y otros componentes cilíndricos fabricados mediante servicios de torneado CNC.

• Este medidor garantiza:
• Diámetro exterior correcto
• La producción se mantiene a un ritmo elevado.
• Sin errores de medición
• Repetibilidad mejorada

Medidores a presión

Se trata de un calibre limitador que se utiliza para inspeccionar rápidamente el diámetro exterior de piezas cilíndricas. Consta de un calibre de medición de tamaño fijo con una o más aberturas mecanizadas con precisión. La pieza mecanizada se introduce a presión en la abertura para comprobar si el diámetro exterior se encuentra dentro de la tolerancia especificada.

Calibradores basados ​​en micrómetros

Para la inspección de alta precisión del diámetro exterior, se utilizan ampliamente los calibradores micrométricos. Esta herramienta proporciona valores numéricos en una pantalla digital. Estos calibradores pueden montarse en soportes o en mesas de trabajo, lo que los convierte en una herramienta más rápida y precisa para inspecciones repetitivas.

Calibradores para inspección de profundidad, escalones y ranuras

La profundidad, el escalón y la ranura son componentes importantes de una pieza. Estas características garantizan la correcta alineación, ajuste, sellado y el rendimiento funcional general de una pieza mecanizada por CNC. Los siguientes calibres se utilizan para inspeccionar estas características de una pieza mecanizada por CNC:

Medidores de profundidad

Los medidores de profundidad miden las características de profundidad de una pieza mecanizada por CNC. Por ejemplo:

• El medidor de profundidad Vernier mide la profundidad de los agujeros.
• El medidor de profundidad digital mide la profundidad de forma más rápida y sencilla en comparación con los medidores de profundidad vernier, ya que es electrónico.
• El micrómetro de profundidad se utiliza para medir agujeros, ranuras, etc., con alta precisión.

Medidores de altura

Estos medidores se utilizan para medir la distancia vertical o la altura de las características de las piezas mecanizadas por CNC. Se colocan sobre una superficie para medir la altura con precisión.

Estos indicadores se utilizan para:

• Medición de la altura del escalón
• Medición de la profundidad de la ranura
• Ubicación destacada

Medidores de pasos

Estos medidores miden la diferencia de altura entre dos superficies adyacentes de una pieza mecanizada por CNC. Un medidor de escalón se coloca sobre una superficie de referencia. Su punta de medición toca tanto el escalón superior como el inferior. La distancia vertical entre las dos superficies es la altura del escalón.

Calibradores para inspección de radios, chaflanes y bordes

Una buena inspección del radio, el chaflán y el borde de una pieza mecanizada por CNC garantiza un ajuste adecuado, una manipulación segura y una menor concentración de tensiones.

Medidores de radio

Un medidor de radio se encarga de medir con precisión los radios internos y externos de una pieza mecanizada por CNC para garantizar que el radio de esquina especificado se haya producido con exactitud. Realiza las siguientes funciones:

• Garantía de precisión dimensional
• Reducción de las concentraciones de estrés
• Verificación del cumplimiento con los planos de ingeniería

Calibradores de chaflán

Para verificar rápidamente que el chaflán tenga el ángulo y el ancho correctos, se utilizan calibres de chaflán. Estos calibres garantizan un ajuste adecuado, bordes seguros y la precisión dimensional de una pieza mecanizada por CNC.

Medidores de ángulo

Para comprobar si las características, como chaflanes, radios, etc., se producen según los ángulos correctos, se utilizan estos medidores de ángulo.

Mantenimiento del manómetro

El mantenimiento oportuno de cualquier objeto aumenta su vida útil y precisión. Esta sección ofrece información sobre el mantenimiento de los indicadores:

¿Por qué es necesario calibrar los calibres de inspección CNC?

Durante el uso de un calibre de inspección, diversos factores, como el uso prolongado, la fricción con los componentes adyacentes y las fluctuaciones de temperatura, afectan su precisión. Para evitar estos problemas, es necesaria una calibración oportuna que garantice resultados precisos.

Cómo almacenar y mantener los manómetros

Siga los siguientes pasos para almacenar y mantener los calibres de inspección:

1. mantener la limpieza
2. Proporcionar resistencia a la corrosión y a los impactos provocados por la humedad y la caída de objetos, respectivamente.
3. No mezcle los calibres de inspección con un almacenamiento inadecuado.

Calibres personalizados para piezas mecanizadas por CNC

Durante el mecanizado y la fabricación, también se utilizan calibres personalizados cuando los calibres de inspección estándar no cumplen con los requisitos.

¿Cuándo no son suficientes los indicadores estándar?

En ocasiones, el diseño de pernos, tornillos, orificios o roscas, entre otros, se personaliza según requisitos específicos. Dado que estos diseños difieren de las medidas o diseños estándar, no se pueden utilizar los calibres de inspección estándar. En tales casos, se utilizan calibres de inspección personalizados.

Ventajas de los calibres personalizados para la producción CNC

Estas son las ventajas de utilizar calibres de inspección personalizados durante la producción CNC:

1. Mayor precisión porque está diseñado específicamente de acuerdo con los requisitos.
2. Consistencia mejorada
3. Mayor tasa de producción
4. Detección temprana de defectos
5. Capacidad de inspección del 100%
6. Larga autonomía

Calibradores en el proceso de inspección CNC

Los calibres de inspección se utilizan en los siguientes pasos de un proceso de inspección CNC:

Inspección del primer artículo

Los calibres de inspección se utilizan después de la producción de la primera pieza mecanizada por CNC. El papel clave de los calibres de inspección en la inspección del primer artículo (FAI) incluye:

1. Verificación de dimensiones críticas
2. Confirmación de la configuración de la máquina CNC
3. Proporciona una comprobación rápida de aprobado/suspenso.
4. Detección temprana de errores de mecanizado
5. Reducción de desperdicios y retrabajos

En proceso de inspección

La inspección en proceso significa que los calibres de inspección se utilizan durante el proceso de mecanizado y antes de que finalice la operación. En esta etapa, los calibres de inspección garantizan:

1. Verificación de dimensiones críticas, como radio, chaflán, etc.
2. Permite la corrección inmediata del desfase de la herramienta.
3. Mantener una calidad constante
4. Minimizar el tiempo de inactividad del mecanizado

Inspección final

Este paso implica la inspección de las características de las piezas terminadas mediante calibres de inspección. Nuevamente, el propósito es verificar si la pieza terminada se ajusta al plano de ingeniería y si las dimensiones están dentro de las tolerancias. Las funciones de los calibres de inspección en este paso incluyen:

1. Verificación de características geométricas
2. Detección de cualquier pieza fuera de tolerancia
3. Decisión de aprobado/suspenso rápida y repetible
4. Prevención de que los componentes defectuosos lleguen al cliente.

¿Cómo utiliza Tuofa los medidores para inspeccionar sus piezas?

TUOFA es una empresa manufacturera con sede en China que destaca por la producción y el control de calidad de sus piezas, que se ajustan estrictamente a los estándares. TUOFA está equipada con maquinaria CNC avanzada, instrumentos de inspección de diversas especificaciones y operarios altamente profesionales y experimentados.

Para garantizar que las piezas mecanizadas por CNC cumplan con todos los requisitos, TUOFA utiliza diferentes calibres para inspeccionar distintas características de las piezas de sus proyectos, como la inspección de roscas y el diámetro exterior, entre otros. Se utilizan calibres de rosca según las especificaciones imperiales, británicas y métricas comunes para inspeccionar las roscas internas y externas de las piezas mecanizadas por CNC. En la siguiente imagen se muestran las diferentes especificaciones de los calibres de rosca y de anillo de TUOFA:

Conclusión

Los calibres de inspección desempeñan un papel fundamental en el control de calidad de las piezas. Existen diversos tipos de calibres de inspección que se utilizan durante el mecanizado, la fabricación y el control de calidad de las piezas mecanizadas por CNC. Por ejemplo, existen diferentes calibres para la inspección de roscas, radios y chaflanes, entre otros. Tras un uso continuo, la precisión de los calibres de inspección puede verse afectada por diversos factores, como las fluctuaciones de temperatura, por lo que se requiere una calibración y un mantenimiento periódicos.

Preguntas Frecuentes

¿Un calibre pasa/no pasa es un tipo de calibre?

Sí, se trata de un medidor de límites que proporciona rápidamente información sobre si la característica correspondiente está dentro de los límites de tolerancia o no.

¿En qué se diferencian los distintos tipos de medidores en cuanto a precisión?

La principal diferencia radica en la capacidad de los calibradores para inspeccionar las dimensiones y proporcionar un valor exacto, o simplemente ofrecer resultados cualitativos.

¿Qué debes tener en cuenta al elegir un indicador?

La decisión se puede tomar en función de:

• Característica a inspeccionar
• Precisión y tolerancia requeridas
• Material y tamaño de la pieza
• Volumen de producción y facilidad
• Velocidad de uso antes de elegir un calibre