Calibres para insertos de rosca de tornillo (STI)

Los insertos roscados (STI) requieren que se inspeccione el orificio roscado antes de insertar el inserto roscado o la bobina. Las dimensiones y tolerancias de los calibres utilizados para inspeccionar estas roscas han sido un poco confusas durante los últimos 30 años. Esta confusión ha afectado a los laboratorios de metrología, a los fabricantes de medidores y a los usuarios finales de medidores. Los problemas giraban en torno a la tolerancia para los diámetros de paso del calibre y el cálculo de los diámetros mayores del calibre No-Go. Una revisión rápida de la historia de los estándares industriales aplicables ayudará a explicar los problemas.

Anteriormente, se utilizaba el estándar Mil-T-21309E de 1975 para definir los calibres de las roscas STI. Según el párrafo 3.3, “Los calibres deberán rectificarse y lapearse y ajustarse al Manual H28, excepto el diámetro de paso y el diámetro mayor. El paso y el diámetro mayor deberán ajustarse a la tabla III para la clase 3B de ajuste de rosca y a la tabla IV para la clase 2B de ajuste de rosca”. Cada calibre deberá estar marcado como "STI" o "Inserto de rosca de tornillo". Los problemas ocurren al ver las tablas mencionadas anteriormente y las tolerancias indicadas en ellas. La “Nota” en las Tablas III y IV establece: “Los calibres de tapón de rosca por encima de la línea gruesa son calibres de clase “W” y los calibres de tapón de rosca por debajo de la línea pesada son calibres de clase “X” (consulte el Manual H28). Aquí es donde las cosas se ponen interesantes.

Durante muchos años, los fabricantes de calibres han ofrecido calibres de rosca con tolerancia de clase “X” y “W”, como opciones para calibres de rosca STI. En algún momento, la tolerancia clase “X” se convirtió en el estándar, independientemente del tamaño. La clase “W” estaba disponible, pero se consideraba un artículo especial o de marca. Esta práctica creó cierta confusión para el usuario del medidor y los laboratorios de metrología de apoyo sobre los tamaños de tolerancia "W" por encima de la línea continua en las tablas III y IV de Mil-T-21309E. En 1992, el Mil-T-21309E fue cancelado. Se indicó que las solicitudes futuras para este artículo deberían hacer referencia a AA-59158. Esta norma sólo tiene referencias a los números NSN para algunos de los calibres. La industria aeroespacial creó SAE AS59158 en 2007 para abordar los hilos STI en su industria. SAE AS59158, las Tablas 2 y 3 dentro de esta norma siguen la misma tolerancia "W" por encima de la línea en ambas tablas que Mil-T-21309E. El estándar de referencia para otras características se actualizó a ASME B1.2.

En 1993, se aprobó la norma ASME B18.29.1 “Insertos de rosca de tornillo de bobina helicoidal: funcionamiento libre y bloqueo de tornillo (serie en pulgadas)”. Según el párrafo 2.2 Galgas y Calibres, “La aceptación del orificio roscado se determina calibrando con STI GO, NOTGO (HI) y calibradores cilíndricos planos diseñados y aplicados con el Sistema 21 de ASME B1.3 (consulte el Apéndice C no obligatorio). .” El Apéndice C establece que los medidores se mantienen con una tolerancia de clase X según ASME B1.2. El estándar ASME B18.29.1 representa más fielmente lo que gran parte de la industria de calibres ya estaba suministrando como estándar, calibres de tolerancia de clase “X”. Este apéndice también ayuda con el cálculo del diámetro mayor No-Go para el calibre del tapón roscado al consultar ASME B1.2 para todas las demás dimensiones del calibre.

Es importante señalar que, aunque ASME B18.29.1 se refiere a las tolerancias ASME B1.2 y clase “X” para los calibres, es únicamente un apéndice no obligatorio. No es parte del estándar. Se suministra como referencia y como guía.

Un vistazo rápido a ASME B1.2, párrafo 3.5 Tolerancias de calibre de rosca estándar,

“(a) La tolerancia W, que se muestra en la Tabla 7, representa el grado comercial más alto de precisión y mano de obra y se utiliza para calibres de ajuste de roscas.

(b) Las tolerancias X, que se muestran en la Tabla 6, son mayores que las tolerancias W y se utilizan para calibres de inspección de productos.

A menos que se especifique lo contrario, todos los calibres de rosca y contactos de calibre que verifican directamente la rosca del producto deberán tener tolerancia X”.

La variación entre roscas de tolerancia clase “X” y “W” no se da sólo en el diámetro de paso o en el diámetro mayor. Las tablas 6 y 7 de ASME B1.2 enumeran “X” y “W”, incluidos los siguientes atributos: avance, medio ángulo, diámetro mayor y diámetro de paso. La tolerancia “W” es al menos la mitad o más (más estricta) que la tolerancia clase “X”. (Consulte los ejemplos de las hojas de especificaciones de las figuras 1 a 3 de los medidores STI “X” frente a “W”.)

Para el usuario del calibrador, es importante tener en cuenta que es muy poco probable que pueda sentir la diferencia entre un calibrador de tapón roscado con una tolerancia de clase “X” y una tolerancia de clase “W” durante la inspección de sus piezas roscadas. . El diámetro mayor No-Go (HI), independientemente del estándar, no tocará el diámetro principal de su producto. Por diseño, el medidor de obturador No-Go (HI) solo inspecciona el diámetro de paso máximo. Se borran todas las demás dimensiones. Se requiere que el diámetro mayor del calibre No-Go (HI) sea menor que el diámetro mayor Go. Ambas variaciones tienen un efecto significativo en el fabricante del medidor y en el laboratorio de metrología.

Es fundamental que tanto el fabricante de medidores como el laboratorio de metrología conozcan el estándar de la industria para los medidores que se fabrican o calibran. Si no se especifica el estándar, ambos aplicarán por defecto lo que han establecido como estándar. El fabricante puede utilizar de forma predeterminada ASME B18.29.1 y fabricar los calibres con una tolerancia de Clase X. El diámetro principal No-Go y las tolerancias de calibre se calcularán según ASME B1.2. ASME B1.2 generará un mayor No-Go mayor que el Mil-T-21309E. Cuando se envía el medidor al laboratorio de metrología y solo tiene el Mil-T-21309E, fallarán el medidor No-Go por ser demasiado grande en el calibre No-Go mayor. También pueden fallar los calibres por no cumplir con la tolerancia Clase W en el diámetro de paso.

La Figura 1 muestra las dimensiones de calibre calculadas y las tolerancias según ASME B18.29.1 para los diámetros de paso y ASME B1.2 para todas las demás dimensiones y tolerancias de Clase X.

La Figura 2 es un ejemplo de las dimensiones Mil-T-21309E con la tolerancia aumentada a Clase X. La Figura 2 es lo que se suministró como calibre estándar durante muchos años antes de la introducción de ASME B18.29.1.

La Figura 3 muestra las dimensiones y tolerancias del calibre completamente según Mil-T-21309E con la tolerancia W según el estándar.

Como puede ver, existen claras diferencias en las dimensiones (diámetro mayor No-Go) o en las tolerancias aplicadas a las dimensiones.

La lección importante aquí es que las tres opciones de calibre inspeccionarán de manera funcional y precisa el orificio roscado para el inserto o bobina helicoidal. Es cuestionable que un inspector, utilizando los medidores, pueda sentir la diferencia entre una tolerancia de 0.0001” Clase W y 0.0003” Clase X, como se muestra en nuestros ejemplos de 20 TPI. El calibre mayor No-Go en los tres casos es más pequeño que el mayor Go. El diámetro mayor No-Go nunca tocará el diámetro mayor de la rosca del producto, si el calibre Go encaja.

La manera fácil de evitar todos estos posibles problemas es indicar el estándar especificado por la industria a la que presta servicios o el fabricante de insertos de rosca que está utilizando. Tanto el laboratorio de metrología como el fabricante del medidor deben seguir los estándares industriales especificados por el cliente. Indicar el estándar al ordenar o enviar los medidores para su calibración elimina la posibilidad de que el laboratorio y el fabricante no estén de acuerdo basándose en estándares diferentes.q

Mike Oddy es el director técnico de ventas de Vermont Gage (Swanton, VT). Para obtener más información, llame al (802) 868-2701 ext. 1123, envíe un correo electrónico a [email protected] o visite www.vermontgage.com.