GEOMETRIA DIMENSIONAL DIMENSIONAL Y TOLERANCIAS
Que es el GD&T. Consultado el 3 de Septiembre del 2011. Geometric dimensioning and tolerance for mechanical design. Gene R. Cogorno.
¿Cuál es el origen de las tolerancias geométricas y dimensionales? dimensionales? Durante la segunda guerra mundial los E.U.A. fabrico y envío piezas de repuesto al extranjero para apoyar los esfuerzos de guerra. Muchas de estas piezas no cumplían las especificaciones requeridas y fallaban provocando que la eficiencia en las tácticas del ejército se viera afectada. El ejército reconoció que la producción de piezas que no encajaban adecuadamente era un problema grave, ya que vidas dependían de que el equipo funcionara correctamente. correctamente. Después de la guerra, un comité en representación del gobierno, la industria y la educación paso un largo tiempo en esfuerzos de investigación del problema de piezas defectuosas, este comité necesitaba encontrar una manera de asegurar que las piezas funcionen y se ajusten correctamente, el resultado fue el desarrollo del GD&T . Ha sido usado desde 1940 en Estados Unidos. Fue desarrollado para resolver los muchos problemas que se han presentado con el paso de los años. Las empresas se han dado cuenta de que es bien difícil el describir que tanta variación es permitida en su pieza o ensamble geométrico. Más importante, ellos encontraron que toda persona que leyera sus dibujos había tenido diferente interpretación de las dimensiones y tolerancias especificadas y los limites que ellos habían creado. Las empresas han encontrado que tenían la dificultad para describir claramente el tamaño y limites de forma de una pieza individual y sus requerimientos de ensamble. Por ejemplo, no era claro en sus dibujos que tan planas tenían que ser las superficies, y en otros casos no eran claros los requerimientos requerimientos el tamaño y forma de los orificios. GD&T fue desarrollado para resolver estos problemas y eliminar la ambigüedad que hay al usar el mas menos.
¿Para qué usamos las tolerancias geométricas y dimensionales? Utilizando la GD&T nos ayudará a:
Crear clara y concisamente dibujos.
Mejorar el diseño de productos.
Crear dibujos que reducen la controversia, conjeturas y suposiciones de todo el proceso de fabricación.
Comunicar de forma eficaz o interpretar los requisitos de diseño para los proveedores y la industria manufacturera.
GD&T ahorra en tiempo y costos asociados con la pobre documentación de diseño. Esto incluye:
Tiempo desperdiciado tratando de interpretar dibujos
Partes remanufacturadas remanufacturadas
Tomar información Tomar información innecesaria
Error en la revisión de rasgos relacionados que son críticos para la pieza
Desperdiciar o tirar partes buenas
Clasificación de las piezas de ensamble
Fallo de ensamble al operar
Juntas para corregir problemas
Reclamaciones del cliente y pérdida de mercado.
¿Cuándo usamos la GD&T? Regularmente la GD&T se utiliza para cuidar el buen funcionamiento del bien final. Esto se logra comunicando las medidas y las relaciones geométricas del diseño entre las diferentes personas que intervienen en el. El sistema de tolerancias geométricas y dimensionales es utilizado en varias etapas del proceso de fabricación, desde la creación del diseñador hasta la inspección final, pasando por la compra de los materiales y componentes necesarios para la fabricación del producto final. Por ejemplo durante un año el diseño del producto, el diseñador debe de señalar las tolerancias indispensables que el modelo requiere, teniendo en cuenta que si coloca demasiadas tolerancias o si estas son muy cerradas aumentara el costo de la construcción y afectando el del bien final. Otra razón para usar el sistema GD&T es cuando la fabricación del bien se realiza en diferentes lugares e incluso con diferentes idiomas, por lo que tener un sistema generalizado de tolerancias se vuelve muy útil para facilitar el trabajo, y mas importante, que sea más barato. Los diseñadores suelen usar la GD&T cuando:
La delineación de dibujos e interpretación necesitan ser iguales.
Facilita la intercambiabilidad de piezas.
Es muy importante para reducir los cambios en el dibujo.
Es muy importante para incrementar la productividad.
Las compañías buscan el ahorro por medio o a través de la GD&T
Es importante para el detalle de cada una de las piezas.
Por que se utiliza un equipo automatizado.
Facilita la fabricación de piezas.
Comunicar de forma eficaz o interpretar los requisitos de diseño para los proveedores y la industria manufacturera.
GD&T ahorra en tiempo y costos asociados con la pobre documentación de diseño. Esto incluye:
Tiempo desperdiciado tratando de interpretar dibujos
Partes remanufacturadas remanufacturadas
Tomar información Tomar información innecesaria
Error en la revisión de rasgos relacionados que son críticos para la pieza
Desperdiciar o tirar partes buenas
Clasificación de las piezas de ensamble
Fallo de ensamble al operar
Juntas para corregir problemas
Reclamaciones del cliente y pérdida de mercado.
¿Cuándo usamos la GD&T? Regularmente la GD&T se utiliza para cuidar el buen funcionamiento del bien final. Esto se logra comunicando las medidas y las relaciones geométricas del diseño entre las diferentes personas que intervienen en el. El sistema de tolerancias geométricas y dimensionales es utilizado en varias etapas del proceso de fabricación, desde la creación del diseñador hasta la inspección final, pasando por la compra de los materiales y componentes necesarios para la fabricación del producto final. Por ejemplo durante un año el diseño del producto, el diseñador debe de señalar las tolerancias indispensables que el modelo requiere, teniendo en cuenta que si coloca demasiadas tolerancias o si estas son muy cerradas aumentara el costo de la construcción y afectando el del bien final. Otra razón para usar el sistema GD&T es cuando la fabricación del bien se realiza en diferentes lugares e incluso con diferentes idiomas, por lo que tener un sistema generalizado de tolerancias se vuelve muy útil para facilitar el trabajo, y mas importante, que sea más barato. Los diseñadores suelen usar la GD&T cuando:
La delineación de dibujos e interpretación necesitan ser iguales.
Facilita la intercambiabilidad de piezas.
Es muy importante para reducir los cambios en el dibujo.
Es muy importante para incrementar la productividad.
Las compañías buscan el ahorro por medio o a través de la GD&T
Es importante para el detalle de cada una de las piezas.
Por que se utiliza un equipo automatizado.
Facilita la fabricación de piezas.
¿Cómo funciona la GD&T? El lenguaje de GD&T es un lenguaje con un conjunto de símbolos y reglas para describir los requisitos de las piezas, es un lenguaje comprensible y simple, que consiste en 14 símbolos, 5 modificadores modificadores y 3 reglas. Nosotros queremos queremos expresar y dibujar, dibujar, clara y precisamente como trabajará la pieza. La filosofía de dimensionamiento y el lenguaje de DTG han mejorado la comunicación y la calidad, ahorrando dinero en todas las empresas empresas del mundo mundo que lo usan. usan. Calculamos que actualmente se usa en el 90 % de los dibujos de ingeniería generados en todo el mundo. Los dibujos con Dimensiones y Tolerancias Geométricas son claros, precisos y completos. Con DTG la pieza está clara y completamente completamente definida, sin posibilidad posibilidad de error o confusión, sin más aclaraciones al momento de inspección, todos en la empresa entenderán y sabrán sabrán que hacer. hacer. Además con DTG el funcionamiento está está protegido, las piezas no solo se aprobarán, sino que trabajarán. GD&T es un método de dimensionamiento, que nos da tolerancias adicionales, reduciendo los porcentajes de deshecho, reduce tiempos, etc. Tolerancias dimensionales Para poder clasificar poder clasificar y valorar la calidad de las piezas reales se han introducido las tolerancias dimensionales. Mediante estas se establece un límite superior y otro inferior, dentro de los cuales tienen que estar las piezas buenas. Según este criterio, todas las dimensiones deseadas, llamadas también dimensiones nominales, tienen que ir acompañadas de unos límites, que les definen un campo de tolerancia. Muchas cotas de los planos, llevan estos límites explícitos, a continuación continuación del valor nominal. valor nominal. Todas aquellas cotas que no están acompañadas de límites dimensionales explícitas tendrán que cumplir las exigencias de las normas de Tolerancias generales (DIN 16901 / 1973, EN22768-2 / 1993 etc.) que se definen en el campo del diseño, en la proximidad del cajetín. Después del proceso de medición, siguiendo el significado de las tolerancias dimensionales las piezas industriales se pueden clasificar en dos grupos: Buenas y Malas. Al primer grupo primer grupo pertenecen aquellas piezas, cuyas dimensiones quedan dentro del campo de tolerancia.
Las del segundo grupo se pueden subdividir en malas por exceso de material y malas por defecto de material. Tolerancias geométricas Las tolerancias geométricas se especifican para aquellas piezas que han de cumplir funciones cumplir funciones importantes en un conjunto, de las que depende la fiabilidad del producto. Estas tolerancias pueden controlar formas individuales individuales o definir relaciones entre distintas formas. Es usual la siguiente clasificación de estas tolerancias: Formas primitivas: rectitud, planicidad, planicidad, redondez, cilindricidad cilindricidad Formas complejas: perfil, superficie Orientación: paralelismo, paralelismo, perpendicularidad, perpendicularidad, inclinación inclinación Ubicación: concentricidad, posición Oscilación: circular radial, axial o total Rectángulo de tolerancias La indicación de las tolerancias geométricas en los dibujos se realiza por medio de un rectángulo dividido en dos o más compartimientos, los cuales contienen de izquierda a derecha la siguiente información.
Rectángulo de tolerancias. tolerancias. Consultado mechanical design.
Geometric dimensioning dimensioning and tolerance for
Símbolos
Tolerancia de rectitud
a) Al proyectar la zona de tolerancia sobre un plano, queda limitada por dos rectas paralelas separadas una distancia –t-. b) La zona de tolerancia es un cilindro de diámetro –t-, siempre que el valor de la tolerancia venga precedido por el signo -.
Tolerancia de planicidad La zona de tolerancia está limitada por dos planos paralelos separados una distancia-t-.
Tolerancia de redondez La zona de tolerancia plana está limitada por dos círculos concéntricos separados una distancia –t-.
Tolerancia de cilindricidad La zona de tolerancia está limitada por dos cilindros coaxiales con una diferencia entre radios –t-.
Tolerancia de forma de una línea La zona de tolerancia está limitada por las dos envolventes de círculos de diámetro –t-, con sus centros situados sobre una línea que tiene la forma geométrica perfecta.
Tolerancia de forma de una superficie La zona de tolerancia está limitada por las dos superficies envolventes de esferas de diámetro –t-, con sus centros situados sobre una superficie geométricamente perfecta, definida con cotas teóricamente exactas.
Tolerancia de paralelismo
a) La zona de tolerancia está definida por dos planos paralelos entre sí y al plano de referencia, separados una distancia –t-. b) La zona de tolerancia está definida por un cilindro de diámetro –t- de eje paralelo a la referencia, cuando el valor de la tolerancia viene precedido por el signo (- MENOS).
Tolerancia de perpendicularidad
a) La zona de tolerancia está limitada por un cilindro de diámetro –t-, de eje perpendicular al plano de referencia, cuando el valor de la tolerancia viene precedido por el signo (MENOS)-. b) La zona de tolerancia está definida por dos planos paralelos entre sí, perpendiculares al plano de referencia y separados una distancia –t-.
Tolerancia de inclinación La zona de tolerancia está limitada por dos planos paralelos separados una distancia –te inclinados el ángulo especificado respecto al plano de referencia.
Tolerancia de posición La zona de tolerancia está limitada por un cilindro de diámetro –t-, cuyo eje está en la posición teórica exacta de la recta controlada, cuando el valor de la tolerancia viene precedido del signo (- MENOS).
Tolerancia de coaxialidad La zona de tolerancia está limitada por un cilindro de diámetro –t-, cuyo eje coincide con el eje de referencia, cuando el valor de la tolerancia viene precedido por el signo (MENOS)-.
Tolerancia de simetría La zona de tolerancia está limitada por dos planos paralelos separados una distancia –ty colocados simétricamente con respecto al plano de simetría (o eje) de referencia.
Tolerancia de oscilación circular (radial) La zona de tolerancia está limitada, dentro de cualquier plano de medida perpendicular al eje, mediante dos círculos concéntricos de diferencia entre radios –t- y centro coincidente con el eje de referencia.
Tolerancia de oscilación total (radial) La zona de tolerancia está limitada mediante dos cilindros coaxiales de diferencia entre radios –t-, cuyos ejes coinciden con el de referencia.
Símbolos Adicionales
Simbología.
MMC, LMC, RFS
Cuando una figura dimensional contiene la mínima cantidad de material está en su condición mínima de material (LMC en ingles). Por ejemplo, cuando el diámetro del perno mostrado en la figura (1) está a 12.0 mm la pieza contiene la menor cantidad de material por lo tanto está en su condición de mínimo material (LMC). Por el contrario cuando utiliza la máxima cantidad de material está en la opción de MMC, también como se muestra en la figura (1)
Otra condición que debe conocerse es cómo definir una figura dimensional que no está en ningún extremo, pero que a cualquier condición (o tamaño) puede estar en una dimensión de la pieza en particular. El término para esta condición es indiferencia dimensional de la figura (RFS en inglés) que es cuando una tolerancia geométrica (o datum) se aplica en forma independiente del tamaño de la figura. La tolerancia geométrica se limita a la cantidad definida. Símbolos modificadores Además de los símbolos de las características geométricas hay cinco símbolos modificadores usados en GD&T y se muestran en la tabla 1. Los primeros tres ya se explicaron y son MMC, LMC y RFS. El cuarto símbolo es para la zona de tolerancia proyectada. El último símbolo es conocido ampliamente como diámetro. Todos los símbolos se basan en la norma ANSI.Y14.5M-1994.
Reglas
En las tolerancias geométricas hay tres reglas básicas muy importantes que son los cimientos del sistema DTG, por lo que es muy necesario conocerlas y entenderlas.
REGLA # 1 LA REGLA DEL LÍMITE DIMENSIONAL (ENVOLVENTE) Para figuras dimensionales, donde solo se especifican tolerancias de tamaño, las superficies no podrán extenderse más allá de los límites de una forma perfecta a MMC.
REGLA # 2. REGLA DE LA TOLERANCIA DE POSICIÓN Para tolerancias de posición deberán especificarse S, L, o M en el cuadro de control respecto al valor de la tolerancia, referencia o ambos según sea aplicable.
REGLA # 3 REGLA PARA LAS TOLERANCIAS DIFERENTES A POSICION. Para tolerancias diferentes a la tolerancia de posición, se aplica a RFS con respecto a la tolerancia, referencia o ambos cuando no se especifican ningún modificador. Deberá especificarse a MMC en el cuadro de control cuando sea apropiado y deseado. (Aunque ciertos controles geométricos son siempre a RFS y por definición no se puede usar el modificador MMC).
Símbolos modificadores y reglas de GD&T.
¿Qué es un datum y su importancia? Es una forma simplificada, se puede decir que los datums generalmente reflejan los planos cartesianos "X","Y" y "Z", para establecer las superficies críticas desde donde medir y controlar la altura, el ancho y el grosor de un cuerpo. Aunque los datums pueden estar en cualquier posición dependiendo de la geometría de los objetos. Datums teóricamente son puntos perfectos, líneas y planos. Estos establecen el origen en de la posición o las características geométricas de los rasgos de una pieza que se han establecido. Estos puntos, líneas y planos existen en una estructura de tres planos que se interceptan y a su vez son perpendiculares entre si conocidos como marco de referencia datum.
Una parte está orientada e inmovilizada relativamente por los 3 planos perpendiculares del marco de referencia en un orden seleccionado.
Desde que las medidas no pudieron ser medidas de superficies teóricas, los datums se tomaron como un simulador para proceso de equipo. Son especificados en el orden de procedencia como van apareciendo en el marco de referencia. Los rasgos son seleccionados para conocer los requerimientos del bienio. Un símbolo de rasgo es usado para identificar especificaciones de una pieza como rasgos de datum. Un rasgo cilíndrico de datum siempre es intersecado por los planos teóricos en ángulos rectos de los ejes del datum.
Los datums son esenciales para controlar la geometría y tolerancias de fabricación de una variedad de características, como lo puede ser la cilindridad, simetría, angularidad, perpendicularidad, etc.
Conclusiones Actualmente debido a la globalización, y a que la tecnología se ha desarrollado, el mercado mundial ha aumentado sus exportaciones en productos, equipos de trabajo, repuestos, piezas, etc. Esto con lleva a la necesidad de que cuando dichos equipos requieran un mantenimiento, se tenga a la disposición posible un repuesto compatible con dicho equipo, debido a esto surgían muchos inconvenientes por que los equipos de un país no eran compatibles con los repuestos de otros y así sucesivamente, cada país realizaba sus diseños de acuerdo como le conviniera, es por ello que se tomo la decisión de crear un estándar para que al realizar cualquier ensamble, se realice sin la necesidad de exportar un repuesto o diseñar, debido a esto surgieron las tolerancias geométricas y dimensionales (GD&T), las cuales son un lenguaje a fin para todas las empresas donde se pretende lograr una pieza buena y que cumpla con las tolerancias que se le han marcado al momento del diseño. Es una gran herramienta que especifica las tolerancias geométricas que pudiera tener una pieza, es por ello la importancia que tiene, ya que reduce y ahorra costos y tiempos de producción. Es una parte esencial de una producción ya que de esto depende la calidad de sus productos, la velocidad con que se realizan, etc. Debido a los beneficios de la GD&T se tienen más clientes conformes con lo que están comprando, ya que se mejora considerablemente la calidad del producto.
Bibliografía Rectángulo de tolerancias. Consultado el 4 de Septiembre del 2009. Geometric dimensioning and tolerance for mechanical design. Gene R. Cogorno. Datum. Consultado el 4 de Septiembre del 2009. Geometric dimensioning and tolerance for mechanical design. Gene R. Cogorno.
Direcciones electrónicas Simbología. Consultada el 3 de Septiembre del 2009. http://cursos.itchihuahua.edu.mx/mod/resource/view.php?inpopup=true&id=20111 Wikipedia.(s.f.).Datum.Recuperado el 04 de Septiembre del 2009, de http://es.wikipedia.org/wiki/Datum
Figura A. Calibradores para roscas.
Figura B. Calibradores para agujeros.
Calibradores funcionales Representa una pieza coincidente del "peor de los casos" que proporciona una evaluación simple de pasa - falla de la pieza inspeccionada, estos calibradores funcionales suelen poder inspeccionar rápidamente varias características a la vez. Estos calibradores especifican en la pieza de manera rápida, su forma y ajuste de una manera similar a su uso proyectado. El agujero de fijación funcional proporciona los medios para localizar a la parte sobre la base de una parte o la máquina utilizando los requisitos geométricos, dimensionamiento y tolerancia.
NORMAS DE CONTROL ORIENTACIÓN La orientación es el término general usado para describir la relación angular entre las características. Los controles de la orientación incluyen el paralelismo, la perpendicularidad y en algunos casos favorables la oblicuidad, todos los controles de la orientación deben tener datos. No tiene ningún sentido especificar un perno, por ejemplo, el perno debe ser perpendicular a una cierta característica de otra característica.
PARALELISMO La definición del paralelismo es la condición de una superficie o de un plano del centro, equidistante en todos los puntos de un plano de dato; también, el paralelismo es la condición de un eje, equidistante a lo largo de su longitud de uno o más planos de dato o de un eje del dato. Al Especificar el paralelismo en la superficie da una visión donde la superficie debe ser controlada, aparece como una línea, un marco del control de la característica se da a la superficie con una línea de extensión, según las indicaciones de fig. 6-1. El marco del control de la característica contiene un símbolo del paralelismo, una tolerancia numérica, y por lo menos un dato. La superficie del dato es identificar con un símbolo la
característica del dato. La tolerancia del paralelismo debe ser referente a la tolerancia del tamaño y debe ser menor que la tolerancia del tamaño. La característica del tamaño puede no exceder el límite material máximo de la condición (MMC), el grueso en cada tamaño local real debe bajar dentro de los límites de tamaño.
Interpretación. La superficie que es controlada en fig. 6-1 se debe mantener entre dos planos paralelos separados por la tolerancia del paralelismo de 0.005 en el marco del control de la característica. La zona de la tolerancia debe también ser paralela al plano de dato. Además, la superficie debe deshacerse dentro de la tolerancia del tamaño en los dos planos paralelos en 0.020de tolerancia, la parte entera deben tener entre dos planos paralelos 1.020. Según fig. 6-1.
PERPENDICULARIDAD Es la condición de una superficie, de un eje, o de un plano del centro, que esté a 90 grados.
ESPECIFICAR LA PERPENDICULARIDAD DE UNA SUPERFICIE
En una visión donde la superficie es controlada, aparece como línea, un marco del control de la característica, se da a la superficie con una línea de extensión, según las indicaciones de fig. 6-5. El marco del control de la característica contiene un símbolo del perpendicularidad, una tolerancia numérica, y por lo menos un dato. La característica del dato es identificar con un símbolo la característica del dato. Interpretación. La superficie que se mantiene controlada de la necesidad entre dos planos paralelos se separó por la tolerancia de la perpendicularidad de 0.010, especificada en el marco del control de la característica. También, la zona de la tolerancia debe ser perpendicular al dato en el plano. Todas las características del tamaño de la pieza deben caer dentro de los límites de tamaño y pueden no exceder el límite de la forma perfecta en el MMC, regla #1
No hay límite de la orientación perfecta en el MMC para la perpendicularidad, los 90 grados de los ángulos en la pieza también tienen una tolerancia. La tolerancia de la oblicuidad del bloque de título controla todos los ángulos, incluyendo los de 90, que no tienen tolerancia de otra manera. Puesto que el control de la perpendicularidad se aplica a una superficie, ningún símbolo de material de la condición se aplica. Inspección. La superficie del dato se afianza con abrazadera en una placa de ángulo que se siente en una placa superficial. Entonces, según las indicaciones de fig. 6-6, de verificación de perpendicularidad.
Plano de tangente El símbolo del plano de tangente (círculo T) en la especificación del marco del control de la característica, es que la tolerancia de perpendicularidad aplicada al plano de la precisión que entra en contacto con el punto elegido de la superficie. Aunque las irregularidades superficiales exceden la tolerancia de la perpendicularidad, hay un plano de precisión que entra en contacto con el punto elegido de una superficie, esta cae dentro de la especificación de la zona de tolerancia de superficie que está en tolerancia.
El plano de tangente de la superficie de tolerancia en la fig. 6-7 entra dentro de la zona de la tolerancia. El concepto del plano de tangente permite la aceptación de más piezas
ANGULARIDAD Definición de angularidad: Es la condición de una superficie, de un eje, o de un plano del centro en una especificación de ángulo, con excepción del plano paralelo o perpendicular a uno del dato o a un eje del dato. Interpretación. La superficie que es controlada en fig. 6-10 debe entrar entre dos planos paralelos separados por la tolerancia de la oblicuidad de .010 en el marco del control de la característica. La zona de la tolerancia debe estar especificada un ángulo básico de 30 al plano de dato. Todas las características del tamaño de la pieza deben caer dentro de los límites de tamaño y pueden no exceder el límite de la forma perfecta en el MMC. No hay límite de la orientación perfecta en el MMC para la oblicuidad. Los ángulos de 90 en la pieza también tienen una tolerancia. La tolerancia de la oblicuidad del bloque de título controla todos los ángulos, incluyendo de 90, a menos que sea de otra manera especificada.
Al especificar la oblicuidad de la superficie en una visión donde la superficie debe ser controlada aparece como línea, un marco del control de la característica se junta a la superficie con una línea de extensión. Si se utiliza una línea de extensión, necesita entrar en contacto con solamente el marco del control de la característica en una esquina, según las indicaciones de fig. 6-10. El marco del control de la característica contiene un símbolo de la oblicuidad, una tolerancia numérica, y por lo menos un dato. La tolerancia numérica para la superficie que es controlada, es especificada como dimensión lineal porque genera una zona uniforme formada de la tolerancia. A más o menos tolerancia de la oblicuidad no se utiliza esta.
LOCALIZACIÓN Y POSICIÓN Definición: La tolerancia de la posición se puede ver de cualquiera de las dos maneras siguientes: Una zona teórica de la tolerancia situada en la posición verdadera de la característica de tolerancia dentro de la cual el punto central, el eje, o el plano del centro de la característica pueden variar de la posición verdadera de las zonas de la tolerancia, estas son teóricas y no aparecen en dibujos. Una zona de la tolerancia se ha demostrado aquí para los propósitos de la ilustración.
Inspección. Comienzo de la inspección con la medición del diámetro de agujero. Si el diámetro mide 2.012, está dentro de la tolerancia del tamaño, entre Ø 2.000 y Ø 2.020. El paso siguiente es medir la localización y la orientación del agujero. La pieza es afianzada con abrazaderas en un marco de referencia del dato trayendo un mínimo de tres puntos en la superficie de la característica primaria del dato, en contacto con el plano de dato primario, un mínimo de dos puntos en la superficie de la característica secundaria del dato en contacto con el plano de dato secundario, y un mínimo de un punto en la superficie de la característica tercera del dato en contacto con el tercer plano de dato. Después, el calibrador de perno más grande al estar dentro del agujero se utiliza para simular el sobre acoplamiento real. El sobre acoplamiento real para una característica interna del tamaño, son la contraparte más grande, similar y perfecta de las características que pueden estar inscritas dentro de la característica de modo que apenas entre en contacto con la superficie del agujero en los puntos más altos. Según las indicaciones de fig. 7-3, la distancia de la placa superficial dato B. En la etapa del calibrador de perno se miden las medidas, también se toman a lo largo del calibrador de perno para determinar que el agujero está dentro de la tolerancia de perpendicularidad a la placa de ángulo, el dato A, suponen que la distancia de la placa superficial a la tapa del perno es 3.008. Que la medida menos la mitad del diámetro del calibrador de perno iguala la distancia del dato B, al eje real del agujero, 3.008 (2.012/2) 2.002. La distancia de la posición verdadera al eje real del agujero en la dirección vertical es .002. Con la pieza todavía afianzada con abrazadera a ella, la placa de ángulo se gira 90 grados, y la distancia del dato C al eje real del agujero es medido repitiendo el procedimiento anterior de la medida. Si la distancia de la posición verdadera al eje real en la dirección horizontal es .002, el eje real es .002 encima y .002 de encima de la posición verdadera que requiere un diámetro de la zona de la tolerancia de menos de .006 en diámetro, en conformidad con la .010 zona cilíndrica de la tolerancia del diámetro demostrada en fig. 7-3. El agujero está dentro de tolerancia.
Importancia de tamaño de característica El RFS solicita automáticamente características del tamaño, donde no hay especificación del símbolo material especificado de la condición. Puesto que no hay símbolo material de
la condición especificado en el marco del control de la característica en fig. 7-1, la modificación del RFS se aplica automáticamente a la localización y a la orientación del agujero. Es decir la tolerancia de la posición es Ø.010 no importa qué el tamaño el agujero exceda. El tamaño de característica puede estar donde quiera entre un diámetro de 2.000 y 2.020, y la tolerancia sigue siendo Ø .010. Dónde las características del dato del tamaño son especificadas en el RFS, el dato es establecido por el contacto físico entre la superficie del equipo de proceso y la superficie de la característica del dato. Allí no hay tolerancia del cambio para las características del dato especificado en el RFS. Un dispositivo de tolerancia a el cual puede ser ajustado entre el tamaño de la característica del dato, tal como un tornillo, o mandril ajustable que se utiliza para colocar la partición. En fig. 7-4, el diámetro exterior, dato B, es especificado en el RFS. El patrón de características es examinado poniendo el diámetro exterior en un dispositivo de arrojamiento y el patrón de agujero sobre un sistema de pernos virtuales de la condición. Si la pieza se puede fijar dentro de este calibrador y todos los tamaños de característica están dentro de tolerancia del tamaño, el patrón es aceptable.
Condición máxima de material La única diferencia entre las tolerancias en Fig.7-3 y Fig.7-5 es la modificación del MMC, la especificación después de la tolerancia numérica en el marco del control de la característica del marco del control. El MMC es la condición de material más común usada y es de uso frecuente cuando las piezas deben ser montadas. Suponga que el agujero de Ø 2.000 en fig. 7-5 está examinado; el diámetro real se encuentra para ser 2.012, y el eje real se encuentra para ser .006 encima y .008 de encima de posición verdadera. Aplicando el teorema pitagórico a éstos coordina, él se determina fácilmente que el eje real es .010 lejos de la posición verdadera. Para ser aceptable, esta parte
requiere una zona cilíndrica de la tolerancia centrada en la posición verdadera de por lo menos .020 en diámetro. La tolerancia es solamente Ø .010, pero allí es un MMC modificado; por lo tanto, la tolerancia de la prima está disponible. Las fórmulas siguientes se utilizan para calcular la tolerancia de la prima y para sumar tolerancia posicional en el MMC, La prima iguala la diferencia entre el tamaño de característica y el MMC reales .
Cuándo los cálculos en el cuadro 7-1 se terminan, la tolerancia posicional total es de .022. Otra manera de examinar el agujero, es en el MMC, con un calibrador funcional demostrado en fig. 7-6. Un calibrador funcional para esta parte, es un marco de referencia del dato perpendicular colocando un perno virtual de la condición al dato A, situado 2.000 pulgadas básicas para arriba del dato B y 3.000 pulgadas básicas encima del dato C. Si la pieza se puede fijar sobre el perno y colocado contra el marco de referencia del dato en la orden de la precedencia apropiada, después el agujero está en tolerancia. Un calibrador funcional representa la partición de acoplamiento. Es muy conveniente cuando se comprueban una gran cantidad de piezas o cuando requieren a los operadores inexpertos comprobar piezas. Las dimensiones en dibujos del calibrador son tolerancias básicas. La tolerancia para las dimensiones básicas es la tolerancia del diámetro de los fabricantes de calibradores.
PERFIL Este es favorable en un control superficial. Es una herramienta de tolerancia de gran alcance y versatilidad. Puede ser utilizado para controlar el tamaño y la forma de una característica o el tamaño, la forma, la orientación, y la localización de una característica de forma irregular. La favorable tolerancia controla la orientación y la localización de características con formas inusuales, mucho como la tolerancia de la posición controla la orientación y la localización de agujeros o de pernos. Especificar perfil. La vista de perfil o de la sección de vista de una parte está dimensionada con dimensiones básicas. Un verdadero problema puede ser de las dimensiones básicas de tamaño, las dimensiones básicas coordinan, radios de base, base angular de dimensiones, fórmulas, dibujos. La superficie de control y la tolerancia con una extensión o una línea de dimensión es inapropiado. Los controles de superficie, zonas de tolerancia cilíndricos y las condiciones materiales no son aplicables en la tolerancia de la sección de función de control.
Aplicación de Datos Las tolerancias pueden tener o no datos. El programa le da una superficie de control por lo general requiere un dato para orientarse correctamente y localizar la superficie. La aplicación de datos para el proceso de control es muy similar a la aplicación de datos para el puesto de control. Esta superficie está orientada perpendicularmente al plano de referencia A y situado a la agujero, dato B, en condición de máximo material (MMC). Las condiciones de materiales para aplicar los datos, son características de tamaño. Estos datos por lo general no son utilizados para la sección de una línea sólo cuando la sección transversal está siendo controlada.
Variación Definición: Es un compuesto utilizado para la tolerancia de control de la relación funcional de una o más características de una parte de un eje de referencia.
Variación circular
Variación circular se aplica a cada elemento circular en la superficie de una parte bien construido alrededor de su eje de referencia o perpendicular a su eje de referencia, mientras que la parte se gira 360 grados acerca del eje de referencia. La tolerancia de variación circular se aplica independientemente a cada elemento de la línea circular en cada posición de medida y pueden ser fácilmente aplicados a los conos y la curva, construyendo en torno a un eje de referencia. Cuando se aplica a las superficies construidas en torno a un eje de referencia, el control circular de variación da una combinación de variaciones en la circularidad y coaxialidad.
Variación total Variación total es un compuesto de control que se aplica a todos los elementos en la superficie de una parte, ya sea en torno a su diámetro de su eje o perpendicular al eje de su diámetro, esta parte se gira 360 grados acerca del eje de referencia. La medición de posiciones cuando se aplica a las superficies construidas en torno a un eje de referencia, el total de controles de variación a una combinación de coaxial, circularidad, rectitud, angular, cónicas, en sus variaciones de la superficie, se aplican superficies a 90 grados respecto al eje de referencia.
Especificar variación y variación parcial En algunos casos poco frecuentes, la función de control de marco puede asociarse a la ampliación de la línea de una dimensión si la superficie a ser controlada es pequeña o inaccesible. La función de control consiste en especificar en su marco una variación del símbolo, el número tolerancia, y por lo menos un dato. No son apropiados otros símbolos en la función de control de marco. Desde la variación de una superficie de control, el material no se aplica, en consecuencia, en efecto, se aplica independientemente de su tamaño de característica. Cuando la variación es necesaria para sólo una parte de una superficie, una línea se dibuja, por un lado, junto a la parte de la superficie y se le pone una dimensión básica.
www.bivitec.com/ebrary/geometricand Control Estadístico de Procesos (llamado también C.E.P) El Control Estadístico de Procesos es una herramienta estadística utilizada en el puesto de trabajo para conseguir el producto adecuado en la primera. Con el procedimiento del C.E.P. se pretende cubrir 3 objetivos: 1.
Seguimiento y vigilancia del proceso
2.
Reducción de la variación
3.
Menos costo por unidad
En cualquier proceso productivo, existirá una cierta variabilidad natural, que no se puede evitar, esta variabilidad, es el efecto acumulado de muchas pequeñas causas de carácter incontrolable. Cuando esta sea relativamente pequeño consideraremos aceptable el nivel de funcionamiento del proceso y diremos que la variabilidad natural es originada por un "sistema estable de causas de azar" . Un proceso sobre el que solo actúan causas de azar se dice que está bajo un control estadístico de procesos. Existen causas de variabilidad que pueden estar, ocasionalmente, presentes y que actúan sobre el proceso, estas causas se derivan, fundamentalmente, de tres fuentes: 1. Ajuste inadecuado en la maquinaria. 2. Errores de personal que operan o instalan las máquinas. 3. Materia prima defectuosa.
Alcanzar un estado de C.E.P. puede requerir gran esfuerzo. Una vez alcanzado el C.E.P. podremos utilizar la información de dicho control como base para estudiar el efecto de cambios planificados en el proceso de producción y así lograr el objetivo de mejorar la calidad del antes mencionado. Las herramientas comúnmente usadas en el proceso estadístico incluyen: 1.
Organigramas.
2.
Gráficas de funcionamiento.
3.
Gráfica y análisis de pareto.
4.
Diagramas de causa-efecto.
5.
Histogramas de la frecuencia.
6.
Gráficas de Control.
7.
Estudios de la capacidad de proceso.
8.
Planes de muestreo de aceptación.
Uso en programas CAD/CAM CAD (o diseño asistido por computador u ordenador remoto), abreviado como DAO (Diseño Asistido por Ordenador) pero más conocido por sus siglas inglesas CAD (Computer Aided Design), es el uso de un amplio rango de herramientas computacionales que asisten a ingenieros, arquitectos y a otros profesionales del diseño en sus respectivas actividades. También se llega a encontrar denotado con una adicional en las siglas CAD, diseño y bosquejo asistido por computadora. Los usos de estas herramientas varían desde aplicaciones de dibujo en 2 dimensiones (2D) hasta modeladores en 3 dimensiones (3D) a través del uso de modeladores de sólidos. Se trata básicamente de una base de datos de entidades geométricas (puntos, líneas, arcos, etc.). Permite diseñar en dos o tres dimensiones, mediante geometría y trigonometría alámbrica; como, puntos, líneas, arcos, serpentinas, superficies, sólidos, etc. para obtener unmodelo. De los modelos pueden obtenerse planos con cotas y anotaciones para generar la documentación técnica específica de cada proyecto. El CAM (Manufactura asistida por computadora), la cual hace referencia al uso de un extenso abanico de herramientas basadas en los ordenadores que ayudan a ingenieros, arquitectos y otros profesionales dedicados al diseño en sus actividades. Los datos creados con el CAD, se mandan a la máquina para realizar el trabajo, con una intervención del operador mínima. Algunos ejemplos de CAM son: el fresado programado por control numérico, soldadura automática de componentes SMD en una planta de montaje, implica el uso de computadores y tecnología de cómputo para ayudar en todas las fases de la manufactura de un producto, incluyendo la planeación del proceso y la producción, maquinado, calendarización, administración y control de calidad. El sistema CAM abarca muchas de las tecnologías. Debido a sus ventajas, se suelen combinar el diseño y la manufactura asistidos por computadora en los sistemas CAD/CAM. Esta combinación permite la transferencia de información dentro de la etapa de diseño a la etapa de planeación para la manufactura de un producto, sin necesidad de volver a capturar en forma manual los datos sobre la geometría de la pieza. La base de datos que se desarrolla durante el CAD es almacenada; posteriormente ésta es procesada por el CAM, para obtener los datos y las instrucciones necesarias para operar y controlar la maquinaria de producción, el equipo de manejo de materiales y las pruebas e inspecciones automatizadas para establecer la calidad del producto.
Una función de CAD/CAM importante en operaciones de maquinado, es la posibilidad de describir la trayectoria de la herramienta para diversas operaciones, como por ejemplo torneado, fresado y taladrado con control numérico. En cualquier momento es posible modificar la trayectoria de la herramienta, para tener en cuenta otras formas de piezas que se vayan a maquinar. También, los sistemas CAD/CAM son capaces de codificar y clasificar las piezas en grupos que tengan formas semejantes, mediante codificación alfanumérica. El surgimiento del CAD/CAM ha tenido un gran impacto en la manufactura al normalizar el desarrollo de los productos y reducir los esfuerzos en el diseño, pruebas y trabajo con prototipos: ha hecho posible reducir los costos en forma importante, y mejorar la productividad.
Algunas aplicaciones características del CAD/CAM son las siguientes 1. Calendarización para control numérico, control numérico computarizado y robots industriales. 2. Dados para operaciones de trabajo de metales, como dados complicados para formado de láminas, y dados progresivos para estampado. 3.
Diseño de herramientas y electrodos para electroerosión.
4. Control de calidad e inspección; como máquinas de medición por coordenadas programadas en una estación de trabajo CAD/CAM. 5.
Planeación y Calendarización de proceso.
6.
Distribución de planta.
Normas de medición La vida civilizada implica una serie de reglamentos, costumbres y leyes que nos permiten vivir en comunidad, con un comportamiento honesto y derespeto. Estos reglamentos se les pueden llamar de cierta forma normalización que básicamente es una comunicación entre producto y consumidor.
Normalización. La normalización es la actividad que fija las bases para el presente y el futuro esto con el propósito de establecer un orden para el beneficio y con el concurso de datos interesado. En resumen la normalización es el proceso de elaborar y aplicar las normas. Para la asociación estadounidense para pruebas de material (ASTM) por sus siglas en ingles, se define como una aproximación ordenada a una actividad específica, para el beneficio y con la cooperación de todos lo involucrados.
Normas Es la misma solución que se adopta para resolver un problema repetitivo, es una referencia respecto a la cual se juzgará un producto en este caso una medida
Objetos de la normalización.
Patrones de Longitud Instrument Internacional Alemana Japones Mexicana Británic Frances Americanas o es s as s as as Anillos Patrón
ISO 1938
DIN 2250, 2253
JIS B 7420
Barra de Referencia con extremos esféricos
BS 5317
Barra de Prueba Bloques Patrón
NFE11015
JIS 7545 ISO 3650
DIN 861/1
JIS B 7506
NMX CH- ANSI/ASME BS NFE1186 B89.1.9M 4311-1, 010 FED.ESP.G 2,3 GG G-15c
Calibre para conos Morse
DIN 228, JIS B 229, 230, 3301 234, 235, 2221,222 2
Calibre límite
JIS B 7420
Cinta de Tela para medición
JIS B 7522
Cinta OIML, 35 de aceropa ra medición
NFE02310-319
DIN 6403 JIS B 7512
Escala Estándar
JIS B 7541
Escala lineal
JIS B 7450
Latinas
DIN 874/2
Mangos para calibres límite de roscas
JIS B 3102
Patrón de Herradura
DIN 7162, 7163
JIS B 7524 ANSI-ASME B47.1
Patrón de Profundida d- Patrón de penetració n Patrón de Newton Patrón de ISO 5436 rugosidad
ANSI B5.10 BS 1660
BS 2634 /1,2,3,
NFISO5436
BS 6393
NF-ISO 5436
JIS B 7433 DIN 4769/1
Patrón estriado
DIN 58420
Patrón liso ISO 1938
DIN JIS B 22317420 2233 DIN 22392240 DIN 22452250 DIN 22532254 DIN 2259,716 2 , 7162
Patrón roscado
DIN 13/17 DIN 103/9 DIN 259, 2241 DIN 2278, 2285 DIN 2299, 2999 DIN 40401
ISO R 1501, 1502 ISO 68, 5408, 261, 262, 228, 724, 965, 1502, 1478, 7 PART 1
ANSI B 92
JIS B 0251, 0252, 0253, 0254, 0255, 0256, 0362, 0261
and 2
ANSI B 4.4M ANSI/AS ME B47.1, B 89.1.6
BS 5686
E22131 E22-142
BS 969 BS 1044
NFE02200-203 NFE02206-207 NFE11020-022 NFE11030-031 NFE11033
ANSI ASME BS 21, 1.1, 1.2 919 B 1.13 M B 1.16M B 1.21M B 1.22M B 1.19M B 1.20M B 1.13M
NFE03151-154 NFE03161-165 NFE03619-621 NFE11029, 032
B 1.2 B 1.20
Perno patrón liso
E11-018
Pernos para medición (juego)
DIN 2269
BS 5590
Regla con filo
DIN 874/2
BS NFE115204/1- 104 2
Reglas de OIML acero 35 OIML R 98
DIN 867 JIS B /866 /874 7516 JIS 874-1 B 7541
BS NFE115204/1- 105 2
Instrumentos de Desplazamiento
E11-017
Instrumento
Internaciona Aleman Japones Mexican American Británic Frances les as as as as as as
Cabeza Micrométrica Calibrador Vernier ISO 3599 ISO 6906
JIS B 7504 DIN 862
JIS B 7507
CalibradorVernier para dientes engrane Indicador de Carátula Indicador de carátula de Palanca
FED.ESP BS 887 NFE11. GGG091 111a
IS 7531
DIN JIS B 878, 7503, 879/1,3 7509
ANSI BS 907, NFEB89.1.10 1054 050 M
DIN 2270
MIL-11842D
JIS B 7533
Medidor de agujeros con indicador de carátula
E11-053
JIS B 7515
JIS B 7517
Medidor de alturas Medidores Neumáticos
NMX CH-54 NMX CH-02
DIN 2271
NMXFS CH-141 GGGC111a
BS 3731
NFE11106
JIS B 7535
/1,-2-34 Maestro de alturas ISO 7863 Microindicadores
DIN 879
JIS B 7519 Partes: 1, 2, 3
Encontraron que les era más difícil describir cuanta variación era permitida entre las características del ensamble. Por ejemplo, era aún más difícil de entender cuanto se
permitía de inclinación a un agujero con respecto a la superficie, o cuánta variación era permitida en las superficies relacionadas. GD&T fue desarrollado específicamente para abordar estos problemas y eliminar la ambigüedad en el uso del tradicional más y menos que introduce el Dimensionamiento Geométrico y Tolerancias tradicional. Su finalidad fundamental es que las especificaciones de dibujo sean claras y sin ambigüedades y eliminar los problemas de confusión, desechos y pérdidas de ganancias. El estándar de Dimensionamiento Geométrico y Tolerancias Y14.5M ASME-1994 (actualmente ASME Y14.5-2009) es el resultado de muchos años de experiencia en la industria, la investigación y el desarrollo de diferentes comités de normalización. Es el último de una larga línea de normas de Dimensionamiento y Tolerancias en los Estados Unidos que datan de 1946. El estándar responde las preguntas que surgen en el Dimensionamiento Geométrico y Tolerancias para definir características de tamaño y contiene abundante material que describe cómo utilizar el GD&T para describir la forma de las características y las relaciones entre éstas. Aparte de los casos en los que las capacidades de proceso son insuficientes para satisfacer las especificaciones de tolerancia, la gran mayoría de los problemas de fuera de especificación de las piezas son el resultado de las especificaciones inadecuadas de Dimensionamiento Geométrico y Tolerancias. La mayoría de estos casos es donde se utiliza más y menos para describir la relación (de orientación y/o localización) entre las características. Simplemente hay demasiada ambigüedad en GD&T por más y menos que conduce a múltiples interpretaciones de lo que significa las especificaciones de dibujo, y simplemente no hay manera de decir cuáles de estas interpretaciones son correctas. Quizá el problema más fuerte que GD&T corrige es dar una definición clara de cómo las características de tamaño se encuentran localizadas u orientadas hacia otras características de la pieza.
¿Para qué usamos la GD&T? En primer lugar, es una herramienta precisa para la comunicación. Utiliza un conjunto de símbolos, normas y definiciones para definir matemáticamente los requerimientos de las piezas. En segundo lugar, trata de dar un enfoque al diseño que permite al ingeniero definir las piezas en base a las necesidades del cliente y al mismo tiempo atiende a las funciones de límites máximos de tolerancia para la fabricación. Esta combinación, utilizando GD&T correctamente, los resultados de alta calidad y bajos costos son asegurados. En determinadas ocasiones, como por ejemplo, mecanismos muy precisos, piezas de grandes dimensiones, etc. La especificación de tolerancias dimensionales puede no ser suficiente para asegurar un correcto montaje y funcionamiento de las piezas a montar. El uso de Tolerancias Geométricas evita la aparición en los dibujos de observaciones tales como superficies planas y paralelas con la evidente dificultad de interpretación que conllevan; aun más, a partir de los acuerdos internacionales sobre símbolos para las Tolerancias Geométricas, los problemas delenguaje están siendo superados. El uso de Tolerancias Geométricas permitirá, un funcionamiento satisfactorio y la intercambiabilidad, aunque las piezas sean fabricadas en talleres diferentes y por distintos equipos y operarios. GD&T es parte de un esfuerzo más grande, un proceso de desarrollo de productos (PDP). Algunas empresas ni siquiera se dan cuenta de que tienen una cosa así. Pero lo hacen ejecutar una serie de pasos en el proceso de desarrollo de un nuevo producto y llevarlo al mercado. Por lo general, cuanto más complejo sea el producto, es más definido el Proceso de Desarrollo del Producto.
Un Proceso de Desarrollo de Productos sirve a muchos propósitos. Define una serie de actividades que se traducen nuevos conceptos de producto en diseños de ingeniería y pruebas de unidad en las necesidades del cliente. Un Proceso de Desarrollo de Producto también, distribuye y armoniza las actividades entre los distintos departamentos (mercadotecnia, compras, ingeniería, diseño y fabricación). El Proceso de Desarrollo de Productos ofrece un plan para todas estas actividades.
¿Cuándo usamos las GD&T? Muchos diseñadores preguntan bajo qué circunstancias deberían de usar GD&T. Como GD&T fue diseñado para posicionar características deoperaciones, la respuesta más simple es, localizar todas las operaciones con controles de GD&T. Los diseñadores deberán poner tolerancias en las piezas usando GD&T cuando:
La delimitación e interpretación de los dibujos necesita ser la misma.
Las operaciones son críticas para la función y la intercambiabilidad de las partes.
Es importante parar de desechar partes buenas.
Es importante reducir los cambios en los dibujos.
Equipo automático es usado.
Calibramiento funcional es requerido.
Es importante incrementar la productividad.
Se busca reducir revisiones de dibujo.
Se busca reducir costos de calibración.
Se busca reducir tiempos de diseño.
Se busca eliminar ambigüedades de interpretación.
Se busca reducir altos costos de manufactura.
Se quiere ahorrar dinero en la etapa de diseño.
Se quiere incrementar la productividad.
Se quiere asegurar la compatibilidad de las partes en el ensamble.
Etc.
¿Cómo funcionan las GD&T? Símbolos, términos y reglas son básicos en la GD&T. Estos son el alfabeto, las definiciones y la sintaxis de estos lenguajes. El practicante de GD&T deberá de estar familiarizado con estos símbolos y conocer cómo usarlos. Preferentemente sabérselos de memoria. Puede usted imaginar tratar de leer un libro o escribir una composición sin conocer el alfabeto, con un buen vocabulario y sin saber como una oración es construida. Memorizar toda estainformación ahorrara tiempo y reducirá la frustración en el futuro. Las GD&T deberán ser especificadas solamente en aquellos requisitos que afecten las funcionalidad, intercambiabilidad y posibles cuestiones relativas; de otra manera, los costes de fabricación y verificación sufrirán un aumento innecesario. En cualquier caso, estas tolerancias habrán de ser tan grandes como lo permitan las condiciones establecidas para satisfacer los requisitos de diseño. Rectángulo de tolerancias: La indicación de las Tolerancias Geométricas en los dibujos se realiza por medio de un rectángulo dividido en 2 o más compartimentos, los cuales contienen, de izquierda a derecha, la siguiente información:
1. Símbolo de la característica a controlar. 2. Valor de la tolerancia expresada en las mismas unidades utilizadas para el acotado lineal. 3. Letra identificativa del elemento o elementos de referencia, si los hay.
En el sistema de GD&T se usan diferentes símbolos para señalizar las tolerancias que se requieren en cierto dibujo.
Datum y su importancia Un Datum es un punto, una línea, un eje o plano teóricamente exacto que indica la relación dimensional entre una figura controlada por tolerancias y una figura de la pieza señalada como tal, que sirve como figura para describir un Datum mientras que su contraparte ideal (el dispositivo medidor o calibrador) establece el eje o plano de Datum. Por razones prácticas se supone que existe un Datum y se simula con un dispositivo de inspección o fabricación como mesas o placas planas, mandriles o superficies de equipos medidores. Los Datums se usan principalmente para localizar una pieza de manera repetible para revisar Tolerancias Geométricas relacionadas a las figuras utilizadas como Datum. Además, éstos proporcionan información de diseño funcional acerca de la pieza. Por ejemplo, la figura de Datum en un dibujo de una pieza orienta y dirige a los usuarios del dibujo para su correcto montaje y ensamble. Cuando se necesita más de un plano de Datum para medidas repetitivas se utiliza un marco de referencia. Un marco de referencia de Datum es un conjunto de tres planos mutuamente perpendiculares, y esos planos proporcionan dirección y origen para las mediciones. Para medidas especificada,en las figuras de Datum de la pieza hacen contacto con el plano de Datum. Los planos de un marco de referencia de Datum están por definición exactamente a 90° cada uno respecto al otro, pero la superficie real de la pieza debe tener una tolerancia angular especificada en el dibujo, cuando se hagan medidas a una pieza que están relacionadas a un marco de referencia de una manera definida. La primera figura de la parte en contacto con el marco de referencia de Datum es el Datum primario, la segunda figura de la pieza en contacto con el marco de referencia de Datum es el Datum secundario y la tercera figura de la pieza en contacto con el marco de referencia de Datum es el Datum terciario. Los símbolos de control de las figuras especifican cuales Datums son primarios, secundarios y terciarios. Cuando se utiliza un Datum de figura dimensional es necesario definir como se simula la figura de Datum, osea, si está a MMC, LMC o RFS. Esto se logra a través de modificadores que aparecen en el marco de control. (la misma figura de Datum puede usarse como un Datum en varias condiciones y diferentes símbolos de control en el mismo dibujo). Cuando una superficie plana se define como una figura de Datum, ésta se usa para establecer un plano. Cuando una figura dimensional se especifica como una figura de Datum, la superficie o superficies de esa figura dimensional se usan para establecer un eje o centro de plano de Datum.
Conclusión La normalización y estandarización de las diferentes dimensiones y tolerancias geométricas ha permitido una apertura importante a nivel mundial logrando con ello establecer un acoplamiento y sobre todo entablar una comunicación y un entendimiento mutuo entre las diferentes corporaciones e industrias en todo el planeta, consiguiendo así, que los variados y numerosos procesos de fabricación y de diseño utilizados hoy en día puedan interpretarse de la mejor manera evitando errores y malos entendidos entre los procesos de fabricación trayendo como consecuencia que las piezas o maquinarias elaboradas en cierto país, fabrica, maquila o cualquier empresa pueden ser fácilmente fabricadas, acopladas, ensambladas, copiadas, etc. en cualquier otra planta o industria en las que se necesiten para continuar con un proceso de producción y así obtener un producto final de calidad el cual será ofrecido al cliente. Por lo que es importante conocer y aprender cual es la función, utilidad y aplicación de las DG&T como futuros ingenieros, porque tal vez el día de mañana de nosotros dependerá todo la producción de una planta, ya sea en el área de producción en donde
tendremos en cuanta este tipo de herramientas o bien laborando en algún departamento de metrología encargados de revisar y verificar que las cosas se están haciendo con las especificaciones y los estándares correctos.
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Verificación de las prestaciones de una máquina de medición por coordenadas La normativa ISO 10360
La certificación de las prestaciones metrológicas de las máquinas de medición por coordenadas está regulada por normativas internacionales que garantizan a los usuarios la conformidad del producto adquirido con los estándares definidos por las comisiones de reglamentación en las que participan fabricantes, usuarios y autoridades de certificación. En los últimos años la ISO 10 360 ha sido el estándar más importante, con una mayor difusión. La Organización Internacional para la Estandarización (ISO) es una federación mundial de organismos de estandarización nacionales. Los Estándares Internacionales los redactan comités técnicos. La ISO 10 360 regula las pruebas de aceptación y la verificación de las prestaciones de las máquinas de medición por coordenadas, conocidas como MMC. El conjunto de las normas ISO 10 360 define los criterios de aceptación y de re verificación de las máquinas de medición y las adoptan las autoridades nacionales europeas de estandarización. Consta de varias partes, cada una se encarga de test y pruebas específicos:
Parte Parte Parte Parte Parte
1: 2: 3: 4: 5:
Vocabulario MMC para medir dimensiones lineales MMC con cuatro ejes y mesa gir atoria MMC con funciones de medición por digitalización MMC con sistemas de toma de d atos con múltiples puntas
Las pruebas de certificación y aceptación según la ISO 10 360-2 Las prestaciones de la máquina de medición se verifican según dos parámetros principales: MPEE y MPEP El Error Máximo Permitido (MPE) debe estar especificado por el fabricante y define los errores máximos E y P del sistema de medición.
E = error de indicación de la medición longitudinal P = error de toma de punto Estos dos parámetros permiten establecer las prestaciones de la máquina de medición relativas a la longitud medida (MPE E) y a la toma de un punto (MPE P). Los dos parámetros pueden estar declarados por el fabricante para el volumen de medición completo o para un volumen reducido del cual se han especificado los límites.
Error de indicación de la longitud medida MPEE La fórmula con la que se define la inexactitud de la medic ión de la longitud del volumen es: MPEE = +/-(A+L/K) Donde: A= inexactitud constante de la máquina o del sistema expresada en micras L= longitud expresada en milímetros K= constante positiva La prueba se debe realizar con 5 componentes certificados (bloques patrones o calibrador pie de rey) de diversas longitudes, orientándolos en 7 direcciones distintas en el volumen de medición, medir cada uno 3 veces para obtener un total de 105 mediciones (Fig.1).
Figura 1 Todos los resultados de las 105 mediciones (100%) deben estar dentro de los límites del MPEE especificado por el fabricante. No se admiten las mediciones fuera de tolerancia. Se admite repetir la prueba si en un máximo de 5 mediciones de la longitud, de las 35 realizadas, hay uno de los tres valores repetidos f uera de la zona de conformidad.
Error de toma de punto MPE P El error de toma de punto P se verifica midiendo 25 puntos en una bola de calibración de un diámetro entre 10 y 50 mm con un palpador que no sea paralelo a un eje de la MMC. Este parámetro se verifica en una sola posición en el centro del volumen de medición. El error de toma de punto P es la banda de dispersión de las 25 distancias radiales entre los puntos medidos y el centro de la bola que se calcula utilizando las 25 tomas de punto, es decir Rmax-Rmin. El error P resultante tiene que estar dentro del límite MPE P especificado por el fabricante (Fig.2-3).
Figura 2
Figura 3
Verificación de las prestaciones de digitalización La verificación de las prestaciones de digitalización está descrita por la norma ISO 19 360-4 y es aplicable para l os palpadores punto a punto. Las prestaciones de digitalización está determinada por los parámetros T i,j y T= error de digitalización i= intensidad de los puntos, alta (H), baja (L) j= trayecto predefinido (P), no predefinido (N) El fabricante de MMC puede especificar el Error Máximo Permitido para las prestaciones de digitalización según las siguientes combinaciones:
MPETHP, MPETLP, MPETHN, MPETLN Densidad de puntosTrayecto predefinidoTrayecto no predefinido Alta THP THN Baja TLP TLN La digitalización con alta densidad de puntos es particularmente significativa en las digitalizaciones para definir el error de la forma, por ejemplo en el caso de las redondeces. El error de digitalización se verifica digitalizando una bola de calibración por cuatro secciones definidas en el tiempo establecido por el fabricante. Los resultados de la
digitalización definen el centro y el radio de la bola. El error T i,j se calcula como la banda de dispersión del radio de la bola definido por todos los puntos de digitalización. a es el ángulo que define la inclinación del palpador respecto al eje Z de la máquina de medición. Se aconseja coger un ángulo de 45º. Las prestaciones de digitalización de la MMC se aceptan si:
el error T i , j no es superior al MPET i , j especificado por el fabricante la diferencia entre los radios calculados y la mitad del diámetro certificado de la bola no es mayor al MPET i , j el tiempo total empleado para la prueba no es superior a la especifica (Fig.4).
Figura 4
Verificación de las prestaciones de una MMC según la ISO 10 360-5 La parte 5 de la norma 10 360 regula la verificación de las prest aciones de una máquina de medición con cabezal fijo y múltiples puntas (punta de estrella) o una MMC con cabezal de medición articulada (por ejemplo Renishaw PH 10M/MQ). En el caso de un cabezal fijo con múltiples puntas los parámetros son:
MPEMF, MPEMS, MPEML Donde: MF = error de forma (esferica) MS = error de dimensión (diámetro) ML = error de posición (X Y Z del centro) El procedimiento de verificación consiste en medir la bola de calibración con las 5 puntas que forman el cabezal (que han de tener la misma longitud) tomando 5 puntos cada una. El cálculo de los tres errores MF, MS y ML tiene que utilizar los 125 puntos medidos (Fig. 5).
Figura 5 En el caso de cabezal articulado los parámetros son:
MPEAF, MPEAS, MPEAL Donde: AF = error de forma (esferica) AS = error de dimensión (diámetro) AL = error de posición (X Y Z del centro) El procedimiento de verificación consiste en medir la bola de calibración en 5 posiciones del cabezal (perpendiculares entre ellas) tomando 5 puntos de cada una. El cálculo de los tres errores AF, AS y AL tiene que utilizar los 125 puntos medidos (Fig. 6-7-8).
Figura 6
Figura 7
Figura 8
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