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DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
DIMENSIONES Y
TOLERANCIAS
GEOMÉTRICAS
Primitivo Reyes A. / Junio 2003
1
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CURSO DE DIMENSIONES Y
TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Duración 16 horas
OBJETIVO
Al terminar el curso, el participante comprenderá e interpretará mejor las
tolerancias geométricas, utilizada hoy en día por el 90% de la industria.
DIRIGIDO A
Ingenieros de diseño, ingenieros de manufactura, supervisores de línea,
inspectores, dibujantes, metrologistas, personal con necesidad de leer e
interpretar dibujos con tolerancias geométricas.
BENEFICIOS
Al finalizar el curso el participante será capaz de:
I.
II.
Seleccionar y aplicar tolerancias geométricas tridimensionales a las
piezas y dibujos que las definen.
Seleccionar y aplicar Datums para manufactura e inspección.
III.
Determinar las tolerancias óptimas (las más amplias) para el ensamble
correcto de la pieza.
IV.
Decidir y aprovechar el uso de modificadores MMC, LMC o RFS según
lo exija el diseño funcional de la pieza.
V.
Combinar tolerancias geométricas en la ingeniería concurrente para
mejorar la calidad, manufacturabilidad y ensamble de las piezas.
VI.
Seleccionar y adecuar los equipos de medición necesarios para
inspeccionar las piezas dimensionadas con tolerancias geométricas.
VII.
Hablar el mismo lenguaje internacional con clientes, proveedores y
planta.
2
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CONTENIDO
I.
Dimensionado geométrico
A.
B.
C.
D.
II.
Controles de Forma
A.
B.
C.
D.
E.
III.
Introducción
Datums característica plana
Marco de referencia
Precedencia
Regla 3 -2-1
Datums específicos
Datums – característica de medida
Controles de Orientación
A.
B.
C.
D.
E.
V.
Información general
Planicidad
Rectitud de características
Circularidad
Cilindricidad
Datums
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
IV.
Introducción
Condiciones del material máximo y mínimo
Símbolos de las tolerancias geométricas y modificadores
Dimensiones básicas y aplicaciones
Introducción
Orientación de las zonas de tolerancia
Perpendicularidad
Angularidad
Paralelismo
Controles de localización o Posición
A.
B.
C.
D.
Introducción
Tolerancias de posición
Aplicaciones MMC, RFS, LMC, simetría, etc.
Concentricidad
3
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
VI.
Controles de variación o Desviación – Cabeceo
A.
B.
C.
D.
VII.
Controles de Perfil
A.
B.
C.
VIII.
Introducción
Estableciendo Datums eje
Desviación circular
Desviación total
Introducción
Perfil de una superficie
Perfil de una línea
Evaluación Final
4
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO
1
DIMENSIONADO
GEOMÉTRICO
5
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO 1
INSTRUCCIONES
ANTES DE LEER ESTE
CAPÍTULO, CONTESTE LA
EVALUACIÓN DE
CONOCIMIENTOS PREVIOS
QUE INICIA EN LA SIGUIENTE
PÁGINA.
6
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPITULO 1
Capítulo 1
“Muchos de los problemas de la industria derivan de comunicaciones deficientes.
En los mercados competitivos actuales, no es suficiente hacer dibujos que puedan
ser entendidos, sino dibujos que no puedan ser MAL INTERPRETADOS.”
INTRODUCCIÓN
Estudiar dimensiones y tolerancias geométricas es como edificar. Si se desea que
el edificio sea sólido y perdure, se requiere de cimientos sólidos y fuertes.
Igualmente, si desea obtener conocimientos acerca de DIMENSIONES Y
TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS sólidos y perdurables, deberá establecer una
comprensión de los fundamentos del lenguaje. Estudiando la terminología en este
capítulo, estará preparado para aprender y usar los conceptos de los capítulos
subsecuentes.
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
HISTORIA
Desde que el ser humano creó artefactos ha utilizado medidas, métodos de dibujo
y planos.
Los planos ya eran conocidos hacia el año 6,000 a. C. En esas épocas la unidad
de medida utilizada por las civilizaciones del Nilo y de los Caldeos fue un “cubito
real”. Durante cerca de los dos mil años esta medida fluctuó entre la longitud de 45
a 48 cm. Alrededor del año 4,000 a. C. El cubito real fue estandarizado en 46.33
cm. Esto estableció un patrón que siguió por mas de 6,000 años. Desde que
existen medidas, métodos para dibujar y dibujos, ha habido controversias, comités
y estándares.
La manufactura, tal como la conocemos el día de hoy, se inició con la Revolución
Industrial en los 1800’s. Ya existían dibujos, claro está, pero estos eran muy
distintos a los utilizados actualmente. Un dibujo típico de los 1800’s fue una joya
artística con muchas vistas hechas con tinta y con una precisión que se
asemejaba a un fotografía. Ocasionalmente el diseñador anotaba una dimensión,
pero por lo general, esto se consideraba innecesario.
7
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
¿Por qué? Por que el proceso de manufactura en estos tiempos era muy diferente.
No existían líneas de ensamble, ni departamentos o unidades corporativas
diseminadas por todo el país y menos mundialmente.
En esos tiempos, la manufactura era una industria casera y el “obrero” lo hacia
todo, desde la hechura de partes hasta el ensamble final y los conocimientos
adquiridos con mucho esfuerzo se heredaban de generación en generación. Para
estos hombres no existía el concepto de variación. Solamente la perfección era
aceptable.
Claro que había variación, pero los instrumentos en esos tiempos carecían de la
precisión para detectarla. Si se presentaban problemas de ajuste, el labrador
simplemente ajustaba, limaba, agregaba, etc. Hasta que la pieza trabajaba
perfectamente.
Todo el proceso se hacía bajo un solo techo y la comunicación entre los
trabajadores era constante e inmediata: “La falta a este lado.””Esta esquina tiene
mucho claro.””Ahora si ajusta.”
Usted podrá ver que el proceso en esos tiempos si conocía calidad, pero era lento,
laborioso y consecuentemente costoso.
La llegada de la línea de ensamble y otras mejoras tecnológicas revolucionaron la
manufactura. La línea de ensamble reemplazo al obrero generalizado por el
especialista y le quito el tiempo para el “ajusta y prueba”.
Métodos mejorados de medición también ayudaron a eliminar el mito de la
“perfección”. Los ingenieros ahora entienden que la variación es inevitable. Más
todavía, en cada dimensión de cualquier ensamble, se permite cierta variación si
impedir un buen funcionamiento de la parte, mientras que esa variación, -- la
tolerancia --, sea identificada, entendida, y controlada. Esto llevó al desarrollo del
sistema de tolerancias mas / menos o sistema de coordenadas y el lugar más
lógico para su anotación fue el dibujo o plano de ingeniería o de diseño.
Con este desarrollo los dibujos cambiaron de simple y bellas reproducciones de
las partes, a herramientas de comunicación entre los distintos departamentos, los
que a su vez descentralizaron, se especializaron más y más y se sujetaban a
demandas mas estrictas.
Estándares de Dibujo de Ingeniería
Con el fin de mejorar la calidad de los dibujos, se hicieron esfuerzos para su
estandarización. En 1935, después de años de discusión la American Standards
Association (Organización Americana de Estándares) publicó los primeros
estándares para dibujo con la publicación “American Draqing and Drafting Room
8
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Practices”. De sus escasas 18 páginas, solo cinco se dedicaban al
dimensionamiento. Las tolerancias solamente se cubrían en dos breves párrafos.
Esto fue el principio, pero sus deficiencias obvias al iniciarse la segunda guerra
mundial. En Inglaterra, la producción bélica fue fuertemente afectada por el alto
índice de deshecho, ya que las partes no embonaban adecuadamente. Los
ingleses determinaron que esta debilidad tenía su origen en los mas / menos del
sistema de coordenadas – y, más crítico todavía, la ausencia de información
completa en dibujos de ingeniería.
Impulsados por las necesidades de la guerra, los Británicos innovaron y
estandarizaron. Stanley Parker de la Royal Torpedo Factory (fábrica real de
torpedos) en Alexandría, Escocia, creó un sistema de posicionamiento de
tolerancias con zonas de tolerancias circulares ( vs. Cuadradas). Los ingleses
continuaron publicando un juego de estándares en 1944 y en 1948 publicaron
“Dimensional Análisis of Engineering Design” (análisis dimensional del diseño de
ingeniería). Este fue el primer estándar completo usando los conceptos básicos de
dimensiones de posicionamiento actuales.
DGT EN LOS ESTADOS UNIDOS
En 1940 en los Estados Unidos, Chevrolet, publico un manual para dibujantes, la
primera publicación conteniendo alguna discusión significativa sobre posición de
tolerancias. En 1945, el ejército de los EUA publico su “Ordinance Manual on
Dimensioning and Tolerancing” (manual de ordenanza para dimensionamiento y
tolerancias), el cual introdujo el uso de símbolos ( en lugar de notas) para
especificar la forma de posicionamiento de las tolerancias.
Aún asi, la segunda edición de la Asociación Americana de Estándares “American
Standard Drawing and Drafting Room Practice”, publicada en 1946 sólo mencionó
tolerancias en forma mínima. El mismo año, sin embargo, la Society of Automotive
Engineers – SEA (sociedad de ingenieros automotrices) expandió la cobertura de
prácticas de dimensionamiento aplicadas en la industria de la aviación en su “SEA
Aeronautical Drafting Manual”. Una versión automotriz de estos estándares fue
publicado en 1952.
En 1949, los militares de los EUA siguieron a los británicos con la primera
publicación de dimensiones y tolerancias, conocida como MIL -STD-8. Su sucesor,
MIL-STD-8A, publicado en 1953 autorizó el uso de 7 símbolos básicos e introdujo
una metodología para el dimensionamiento funcional.
Ahora ya había tres diferentes grupos en los Estados Unidos publicando
estándares de dibujo: ASA, SAE y los militares. Esto llevó a años de confusión por
las inconsistencias entre los estándares, pero también a un progreso lento pero
seguro en la unificación de dichos estándares.
9
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
En 1957, la ASA aprobó el primer estándar dedicado a dimensiones y tolerancias,
en coordinación con los Británicos y Canadienses; el estándar MIL-STD-8B de
1959 acercó a los militares a los de ASA Y SAE; y en 1966, después de años de
debate, el primer estándar unificado fue publicado por el American National
Standards Institute (ANSI) , sucesor de ASA, conocido como ANSI Y14.5 Este
primer estándar fue actualizado en 1973 para reemplazar notas por símbolos en
todas las tolerancias, y el estándar actual fue publicado en 1982. ANSI tiene
programada la pub licación de la revisión de este estándar para 1993.
Dimensiones y Tolerancias Geométricas están ahora en uso en el 70 – 80% de
todas las compañías en los Estados Unidos y son el estándar reconocido para
contratos militares.
N.T.:
En Europa el mismo estándar (con mínimas variaciones) se utiliza bajo el nombre
ISO 1101 y en Alemania como DIN 7184.
¿QUÉ SON DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS?
Es uno de los tres tipos de dimensiones usado en los dibujos (planos) industriales
y de ingeniería, como se puede apreciar en el diagrama siguiente:
DIMENSIONES
Y TOLERANCIAS
DIMENSIONES
CON NÚMEROS
DIMENSIONES
CON NOTAS
DIMENSIONES
GEOMÉTRICAS
(SÍMBOLOS)
FIGURA 1.1 DIAGRAMA DEL DIMENSIONADO
Concretamente las dimensiones y tolerancias geométricas (DTG) tienen un doble
propósito, primero, es un conjunto de símbolos estandarizados para definir
características de un pieza y sus zonas de tolerancias. Los símbolos y su
interpretación están regulados por la norma ANSIY14.5-M-1994 de la American
National Standards Institute de EUA. Segundo, e igual de importante, el DGT es
una filosofía para definir la función o el trabajo de la pieza, para permitirle al
diseñador dar a conocer exactamente como trabaja esa pieza, de manera que los
departamento de manufactura e inspección puedan entender exactamente las
necesidades de diseño.
10
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Un concepto muy importante acerca de DGT es que las dimensiones en un dibujo
definen el tamaño y la forma de una pieza para que funcione tal y como lo planeo
el diseñador. Esta filosofía en dimensionado es una herramienta muy poderosa
que puede resultar en una reducción en los costos de producción.
Las DTG pueden verse como una herramienta para mejorar comunicaciones y
como una filosofía de diseño entre diferentes departamentos para obtener ahorros
significativos en los gastos de operación de una compañía.
VENTAJAS DE DTG
La industria militar, la automotriz y muchas otras más han estado usando DTG por
más de 40 años, debido a una razón muy sencilla:
REDUCE COSTOS.
Algunas de las ventajas que proporciona son:
?
Mejora comunicaciones.
DTG puede proporcionar uniformidad en la especificación de dibujos y
su interpretación, reduciendo discusiones, suposiciones o adivinanzas. Los
departamentos de diseño, producción e inspección trabajan con el mismo
lenguaje.
?
Mejora el diseño del producto.
Porque proporciona al diseñador mejores herramientas para “que diga
exactamente lo que quiere”. Segundo, por que establece una filosofía en el
dimensionado basada en la función en la fase del diseño de la pieza, llamada
dimensionado funcional, que estudia la función en la fase del diseño y establece
tolerancias de la pieza basado en sus necesidades funcionales.
?
Incrementa tolerancias para producción.
Hay dos maneras por las que las tolerancias se incrementan con el uso
de DTG. Primero, bajo ciertas Condiciones DTG proporcionan tolerancias extras
para la fabricación de las piezas, que permiten obtener ahorros en los costos de
producción. Segundo, basado en el dimensionado funcional, las tolerancias se
asignan a la pieza tomando en cuanta sus mas grandes para fabricarla y se
elimina la posibilidad de que el diseñador copie tolerancias de otros planos o
asigne tolerancias demasiado cerradas cuando no hay alguna referencia para
determinar tolerancias funcionales.
11
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
DESVENTAJAS
Sin embargo, hay algunos problemas con DTG. Uno es la carencia de centros de
capacitación, debido a que hay pocas escuelas o Institutos que proporcionen este
tipo de entrenamiento. Mucho del aprendizaje viene de personas que están
suficientemente interesadas en leer artículos y libros para aprender por si solos.
Otro problema es el gran numero de malos ejemplos sobre DTG en algunos
dibujos actuales. Hay literalmente miles de dibujos en la industria que tienen
especificaciones sobre dimensiones incompletas o no -interpretables, lo que hace
muy difícil, aunque no imposible, corregir e interpretar apropiadamente a los
dibujos con DTG.
DIMENSIONADO FUNCIONAL
El dimensionado funcional es un filosofía del dimensionado y de las tolerancias de
una pieza basado en el como debe funcionar. Cuando se dimensiona
funcionalmente una pieza, el diseñador realiza un análisis funcional, que es un
proceso donde el diseñador identifica las funciones de la pieza y usa esta
información para definir las dimensiones y tolerancias de la pieza rea l. El
dimensionado funcional y el análisis funcional es una herramienta muy importante
en diseño, pero convertirse en un buen diseñador con DTG puede implicar
muchos años de esfuerzo. Los beneficios para la persona en forma individual y
para la compañía retribuyen los esfuerzos realizados y algunos de ellos se
mencionan a continuación:
?
El diseñador desarrollará un objetivo de la filosofía en el diseño.
?
El diseñador desarrolla una interpretación real de cada pieza tomando en
cuenta su funcionamiento.
?
Algunos problemas potenciales de la pieza se identificarán desde la etapa
de diseño.
?
Puede establecerse un método objetivo para evaluar cambios en la pieza.
?
Se pueden obtener tolerancias mayores para la fabricación de la pieza. Las
tolerancias se basan en la máxima tolerancia admisible, de manera que no
afecte la función del producto.
?
Promueve mejores comunicaciones entre los departamento de diseño y
desarrollo de producto.
?
En muchos casos las tolerancias de las piezas requieren pocos cambios,
debido a que trabajan a su máximo valor.
12
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
DEFINICIONES
En DTG se utilizan ampliamente los términos “figura” y “figura dimensional” y es
muy importante entender completamente el significado de esos términos. Una
figura es un término general aplicado a una sección física de la pieza, como una
superficie, un agujero o una ranura. Una figura dimensional es una superficie
cilíndrica, esférica o recta o un conjunto de superficies paralelas, cada una de las
cuales están asociadas a una dimensión de tamaño 1.
Una dimensión de localización es una medida que localiza la línea central o el
plano central de una figura en relación con la línea central o plano central de otra
figura. En la figura 1-2 se muestran ejemplos de esas definiciones de las letras “A”
a la “J” se representa una figura o una figura dimensional y las restantes letras “K,
L y M” representan dimensiones de localización o posición.
Cuando se refiere a una figura dimensional en uno sus valores extremos existen
tres términos que se usarán ampliamente. Es importante entender las definiciones
de estos términos que se usarán ampliamente. Es importante entender las
definiciones de estos términos por que usan frecuentemente en este texto.
Cuando una figura dimensional contiene la mayor cantidad de material está en su
CONDICIÓN DE MÁXIMO MATERIAL (MMC en ingles). Por ejemplo, cuando el
diámetro del perno de la figura 1-3 esta a 12.2 mm la pieza contiene la mayor
cantidad de material y por lo tanto esta en su condición de máximo material
(MMC). Una figura dimensional interna también puede tener una condición de
máximo material , cuando el agujero de la figura 1-4 está a 10.0 mm, la parte
contiene mayor cantidad de material y por lo tanto esta en la condición de máximo
material.
RECUERDE
Una figura dimensional externa (p.e una flecha) esta a MMC cuando esta en
su límite mayor de tamaño.
Una figura dimensional interna (p.e. un agujero) está a MMC cuando está en
su límite menor de tamaño.
1
Estas definiciones están transcritas de la Norma ANSI Y14.5-M-1982 – Sección 1-3
13
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 1-2
14
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
12.2
12.0
MMC
LMC
MMC
26.4
26.0
LMC
FIGURA 1 -3
MMC Y LMC DE FIGURAS DIMENSIONALES EXTERNAS
Cuando una figura dimensional contiene la mínima cantidad de material está en su
CONDICIÓN DE MÍNIMO MATERIAL (LMC en ingles). Por ejemplo, cuando el
diámetro del perno mostrado en la figura 1-3 esta a 12.0 mm la pieza contiene la
menor cantidad de material por lo tanto está en su condición de mínimo material
(LMC). Y también se puede apreciar en figuras dimensionales internas, cómo en el
agujero de la figura 1-4 que a 10.5 mm la pieza contiene la menor cantidad de
material y esta en su LMC.
RECUERDE.
Una figura dimensional externa esta a LMC cuando está en su menor límite de
tamaño.
Una figura dimensional interna está a LMC cuando está en su mayor límite de
tamaño.
Otra condición que debe conocerse es cómo definir una figura dimensional que no
esta en ningún ext remo, 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, sin tomar en
cuenta el tamaño de la figura.
15
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
LMC
10.5
10.0
MMC
FIGURA 1-4 MMC Y LMC DE FIGURAS DIMENSIONALES INTERNAS
SÍMBOLOS PARA CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS
Hay trece símbolos de características geométricas usados en el lenguaje de DTG
y se muestran en las figuras 1-5. Están divididos en cinco categorías: forma,
orientación, localización, variación y perfil. Los siguientes capítulos contienen una
explicación detallada de cada símbolo. Véase el apéndice para las proporciones
dimensionales de los símbolos de tolerancias geométricas.
16
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CATEGORÍA
CARACTERÍSTICA
SÍMBOLO
REFERENCIA A
DATUM*
PLANICIDAD
LINEARIDAD
FORMA
CIRCULARIDAD
NUNCA USA
REFERENCIA A
UN DATUM
CILINDRICIDAD
PERPENDICULARIDAD
ORIENTACIÓN
ANGULARIDAD
PARALELISMO
POSICIÓN
LOCALIZACIÓN
CONCENTRICIDAD
VARIACIÓN
CIRCULAR
VARIACIÓN
VARIACIÓN TOTAL
PERFIL DE LÍNEA
PERFIL
PERFIL DE
SUPERFICIE
SIEMPRE
USA
REFERENCIA A
UN DATUM
SIEMPRE
USA
REFERENCIA A
UN DATUM
SIEMPRE
USA
REFERENCIA A
UN DATUM
PUEDE USAR
UNA
REFERENCIA A
DATUM
FIGURA 1-5 SÍMBOLOS GEOMÉTRICOS
* Datum son planos de referencia utilizados en la verificación dimensional de la
parte. Datums se explican en el capítulo 3.
17
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
SÍMBOLOS DE MODIFICADORES
Además de los símbolos de las características geométricas hay cinco símbolos
modificadores usados en DTG y se muestran en la figura 1-6. Los primeros tres ya
se explicaron y son MMC, LMC y RFS. El cuarto símbolo es para la zona de
tolerancia proyectada y se explicará mas adelante. El último símbolo es conocido
ampliamente como diámetro. Todos los símbolos se basan en la norma
ANSI.Y14.5M-1994.
TERMINO
ABREVIACIÓN
CONDICIÓN DE MÁXIMO MATERIAL
MMC
SÍMBOLO
M
CONDICIÓN DE MÍNIMO MATERIAL
LMC
L
INDIFERENCIA DIMENSIONAL
RFS
S
P
ZONA PROYECTADA
DIÁMETRO
DIA
?
FIGURA 1-6 MODIFICADORES
CUADRO DE CONTROL DE FIGURA
Las tolerancias geométricas y sus modificadores se aplican a través de un cuadro
de control, que es un rectángulo divido en varias secciones donde se dibujan los
símbolos de las características, valores de las tolerancias y las referencias de
datum. En la figura 1-7 se muestra el cuadro de control y sus secciones y en la
figura 1 -8 se muestra un dibujo donde se aplica el cuadro de control.
18
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 1 -7
19
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 1-8
20
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
REGLAS FUNDAMENTALES
En las tolerancias geométricas hay tres reglas básicas muy importantes que son
los cimientos del sistemas DTG, por lo que es muy necesario conocerlas y
entenderlas.
La primer regla es:
REGLA # 1
LA REGLA DEL LIMITE DIMENSIONAL (ENVOLVENTE)
Para figuras dimensionales, donde solo se especifican tolerancias
de tamaño, las superficies no podrán extenderse más allá de los
limites de UNA FORMA PERFECTA A MMC
RECUERDE.
La Regla # 1 se aplica a todas las figuras dimensionales en un dibujo.
Es como un control invisible que se aplica a todas las figuras
dimensionales a menos que se cancele por un tolerancia geométrica.
En la figura 1-9 se muestran aplicaciones de la Regla # 1.
La “forma perfecta” de la Regla #1 significa planicidad, linearidad, circularidad
cilindricidad perfectas. En otras palabras, si una figura dimensional se produce a
MMC (toda la pieza) deberá tener una forma perfecta. Si se producen entre MMC
y LMC, por ejemplo 10.7 mm en la pieza de la figura 1-9 entonces existe un error
de forma igual a la cantidad diferente a MMC (10.8 – 10.7 = 0.1) que se puede
aceptar. Si una figura dimensional se produce a LMC entonces existe un error
igual a la cantidad de la variación (0.2 mm) que puede ser admisible. Si todo lo
anterior le parece confuso, no se preocupe más adelante se explicara
completamente la aplicación de la Regla # 1.
* Las reglas aquí mostradas son transcurridas de ANSI- Y14.5M-1994.
21
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 1-9
22
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Cuando se usa la Regla # 1 es muy importante entender exactamente que se
aplica únicamente a figuras dimensionales individuales y no se aplica a
interrelaciones entre varias figuras dimensionales, cuando se muestran figuras
dimensionales coaxiales o perpendiculares una con otra, deberán controlarse por
la localización u orientación para evitar especificaciones de dibujo incompletas. En
la figura 1- 10 se muestra como se aplica la Regla # 1 a una figura dimensional
para hacer una caja.
RECUERDE
La Regla # 1 se aplica solamente a figuras dimensionales
individuales.
4.6
4.4
2.8
2.6
4.6 MMC
2.8 MMC
LA REGLA # 1 APLICA A CADA FIGURA
DIMENSIONAL INDIVIDUALMENTE
Y NO DA CONTROL PARA LA
RELACIÓN ANGULAR ENTRE LAS
FIGURAS DIMENSIONALES
FIGURA 1-10 APLICACIÓN DE LA REGLA # 1
Hay muy pocas excepciones a la Regla # 1 de las que hay que estar conscientes.
Primero, no se aplican a figuras dimensiones, que en su estado natural estén
sujetas a variación libre o sea aquellas partes que no son rígidas cuando se
sujetan con la mano. Para esos casos, consulte la norma ANSI.Y14-5M-1994
sección 6.8. La segunda excepción es para piezas que tiene dimensiones de
materias primas o estandarizados como son flechas, tubos, hoja, laminas o
materiales estructurales.
RECUERDE.
Hay dos excepciones a la Regla # 1. Piezas no rígidas y piezas de
dimensiones estandarizadas.
23
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
La Regla # 1 y la dimensión de la figura dimensional a la que se aplican, están
relacionadas entre de un sola manera. La Regla #1 establece que la figura
dimensional debe tener “forma perfecta” si esta a MMC. Esto significa que para la
pieza de la figura 1-11, si la dimensión 2.6 2.8 mm estaba a MMC, la parte
superior o inferior deberán estar completamente planos. Si la pieza estuviera a
una dimensión menor a MMC existe un error de forma( p.e. planicidad de las
superficies) igual a la cantidad de la desviación y que puede aceptarse. Si la pieza
fuera producida a LMC, el error de forma también puede aceptarse y será igual a
la cantidad de la variación. Este concepto se empleara en el CAPÍTULO 2.
RECUERDE.
La Regla #1 y su dimensión de tamaño asociada, están interrelacionadas
entre sí.
4.6
4.4
2.8
2.6
2.7 ESPESOR ACTUAL DE LA PARTE
2.8 LIMITE MMC
0.1 ERROR DE FORMA PERMISIBLE
FIGURA 1-11 INTERRELACIÓN DE LA REGLA #1 Y DIMENSIONES
La segunda y tercer reglas básicas son simples convenciones para expresar
tolerancias geométricas en los cuadros de control de la figura. Las figuras 1- 12 y
1-13 explican las Reglas # 2 y 3 respectivamente. Su explicación se hará obvia en
las siguientes páginas. La Regla # 2 se explicara en el capítulo 5, mientras que la
Regla # 3 se aplicará en todos los demás símbolos geométricos.
24
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
REGLA # 2. REGLA DELA 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.
D
H
E
0.5
SI EL DATUM ES UNA FIGURA DIMENSIONAL
SE DEBE ESPECIFICAR M, L, S.
FIGURA 1-12 REGLA DE LA TOLERANCIA DE POSICIÓN
REGLA # 3
(Regla para tolerancias diferentes a posición)
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).
EJEMPLOS
0.12
(aplica RFS)
( aplica RFS)
0.6 D
0.1
M
A
(se especifica MMC)
FIGURA 1-13
REGLA PARA TOLERANCIAS DIFERENTES A POSICIÓN
25
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
APLICACIONES
El cuadro de control puede aplicarse tanto a una figura como a una figura
dimensional y la posición del cuadro en el dibujo es la que determina cómo se
aplica. En la figura 1-14 el cuadro de control esta localizado para aplicarse a la
superficie del perno ( no está asociado a alguna dimensión de la figura
dimensional ) y por lo tanto se aplica a una figura ( los elementos de superficie de
perno ).
En la figura 1-15 la posición del cuadro de control esta directamente debajo de la
dimensión, indicando que se aplica a la dimensión del diámetro, que es una figura
dimensional y el control se aplica al eje del diámetro. En este tipo de aplicación el
cuadro de control se aplica sobre la figura dimensional.
Debe tomarse en cuenta que existe un diferencia si un símbolo se aplica a una
figura o a una figura dimensional. Los símbolos aplicados a una figura dimensional
cancelan la Regla #1, mientras que aplicados a una figura no la cancelan.
RECUERDE.
La posición del cuadro de control define si se aplica a una figura o a una
figura dimensional.
Sólo los cuadros de control que se apliquen a una figura dimensional
pueden cancelar la Regla #1.
DIMENSIONES BÁSICAS
Una dimensión básica es un valor numérico usado para describir teóricamente
características exactas de una figura o referencia. Es la base para establecer
variaciones permisibles por tolerancias sobre otras dimensiones, en notas o en un
símbolo de control. Las dimensiones previamente usadas como “medibles” ( las
dimensiones sin tolerancia usadas para establecer puntos, líneas o planos de
verificación-medición ) también se pueden especificar como dimensiones básicas.
Si se utilizan dimensiones básicas para definir las características (figuras) de una
parte, se tienen que agregar tolerancias de variación permisible de cada
localización especificada por la dimensión básica. Si las dimensiones básicas son
utilizadas para definir dimensiones de verificación, como datums -objetivo? ,
entonces no se usan tolerancias geométricas.
?
Datums-objetivo son puntos de verificación. Vea la sección de datums-objetivo en el capítulo 3
que da una explicación detallada
26
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 1-14 Y 1-15
27
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
En este caso aplicaran las tolerancias del fabricante del equipo de medición ( una
tolerancia infinitamente mas pequeña que la tolerancia de producción ).
Las dimensiones básicas se definen por una de tres maneras ; encerrando el valor
numérico en un rectángulo, poniendo la palabra “básica” (basic en inglés) después
de la dimensión o por el uso de una nota general. En la figura 1-16 se muestra un
dibujo con los tres métodos.
RECUERDE.
Dimensiones básicas que definen una característica de la parte deben
tener una especificación de tolerancia geométrica para la figura de la
parte.
TOLERANCIAS EXTRAS
Cuando se aplica una tolerancia geométrica a una figura dimensional y cuando
esta contenga un modificador MMC en la sección de la tolerancia del cuadro de
control, entonces es posible que haya una tolerancia permisible extra. Cuando el
modificador MMC se usa en esta forma significa que la tolerancia definida se
aplica cuando la figura dimensional esta en su condición de máximo material
(MMC) y se permite un incremento en la tolerancia marcada, igual al valor de la
desviación. A esta tolerancia se le conoce como TOLERANCIA EXTRA y en la
figura 1 -17 se muestra un ejemplo para una aplicación de linearidad.
RECUERDE.
El valor de la tolerancia extra parte de la tolerancia para una figura
dimensional y es igual a la cantidad de la variación de la figura dimensional
desde su MMC.
Existe otro caso que puede considerarse como tolerancia extra, cuando se aplica
la Regla #1 a una figura dimensional. La Regla #1 establece una “forma perfecta
a MMC”, pero cuando la figura dimensional varía desde MMC se permite un error
de forma igual a la cantidad de variación.
28
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 1-16
29
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXE FIGURA 1 -17
30
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
RECUERDE.
Existen dos Condiciones donde aparece una tolerancia extra:
-
Cuando se aplica la Regla # 1
Cuando se aplica una tolerancia geométrica a una figura
dimensional a MMC
CONDICIÓN VIRTUAL
Cuando de analizan componentes que se ensamblan con otros, o cuando se
diseñan dispositivos calibradores o medidores, es importante que se pueda
calcular un límite teórico extremo para las características de la pieza. La
CONDICIÓN VIRTUAL es el límite teórico extremo de una figura dimensional
generado por los efectos acumulados de MMC y cualquier tolerancia geométrica
aplicable.
Todas las figuras dimensionales tienen una condición virtual. Cuando no se aplica
una tolerancia geométrica a una figura dimensional su condición virtual es igual a
su MMC mas el efecto de la Regla #1. Esta condición se muestra en la figura 1-18.
Si una tolerancia geométrica cancela la Regla #1 entonces sus efectos deberán
considerarse en la determinación de la condición virtual. Un ejemplo de esto se
encuentra en la figura 1 -19.
El concepto de la Condición Virtual es utilizado por los siguientes grupos de
personas:
?
Diseñadores del Producto – Para calcular Condiciones extremas en el
análisis de partes que embonan entre sí.
?
Inspectores – Para determinar Condiciones extremas para el montaje del
equipo de inspección.
?
Diseñadores de dispositivos de verificación – Para calcular dimensiones de
los dispositivos.
31
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
10.6
?
10.4
?
10.4
10.2
MMC = 10.4
CONDICIÓN VIRTUAL = 10.4 + 0 = 10.4
FIGURA DIMENSIONAL EXTERIOR
MMC = 10.4
CONDICIÓN VIRTUAL = 10.4 – 0 =10.4
FIGURA DIMENSIONAL INTERIOR
FIGURA 1-18 CONDICIÓN VIRTUAL SEGÚN LA REGLA #1
10.6
10.4
?
? 0.1
?
M
10.4
10.2
MMC = 10.4
CONDICIÓN VIRTUAL = 10.4 + 0.1 = 10.5
FIGURA DIMENSIONAL EXTERIOR
MMC = 10.4
CONDICIÓN VIRTUAL = 10.4 – 0.1 =10.3
FIGURA DIMENSIONAL INTERIOR
FIGURA 1-19 CONDICIÓN VIRTUAL USANDO TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
32
? 0.1 M
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
VOCABULARIO
Dimensiones y Tolerancias Geométricas (DTG)
Dimensiones Funcionales
Análisis Funcional
Figura
Figura Dimensional
Dimensión de Localización
Condición de Máximo Material (MMC)
Condición de Mínimo Material (LMC)
Indiferencia Dimensional de la Figura (RFS)
Regla #1
Regla #2
Regla #3
Cuadro de Control de la Figura
Dimensión Básica
Tolerancia Extra
Condición Virtual
33
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO
2
CONTROLES
DE
FORMA
34
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO 2
INSTRUCCIONES
ANTES DE LEER ESTE
CAPÍTULO, CONTESTE LA
EVALUACIÓN DE
CONOCIMIENTOS PREVIOS
QUE INICIA EN LA SIGUIENTE
PÁGINA.
35
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO 2
“Si puedes medir lo que hablas y puedes expresarlo en números, sabes algo de
ello, si no lo puedes expresar en números, tus conocimientos son débiles e
insatisfactorios”
Lord Kelvin 1883
INTRODUCCIÓN
Los controles de forma definen o amplían la forma de una figura o figura
dimensional ya sea que los límites de la regla #1 no se apliquen o no sean
satisfactorios.
INFORMACIÓN GENERAL
Cuando se analiza la forma de un objeto debe tomarse en cuenta la planicidad de
su superficie, la linearidad de sus elementos lineales, la redondez de una sección
circular o qué tan cilíndrico es el objeto. Con DTG se utilizan los siguientes
símbolos en un dibujo de ingeniería.
PLANICIDAD
LINEARIDAD
O RECTITUD
CIRCULARIDAD
CILINDRICIDAD
Una tolerancia de forma se aplica cuando los límites establecidos por las
tolerancias de tamaño, posición o la regla #1 no permiten obtener un control
suficiente para satisfacer los requisitos funcionales de la pieza.
36
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Los controles de forma se aplican siempre a figuras o figuras dimensionales
individuales y se usan para definir la forma o contorno de una figura en relación a
ella misma, por lo tanto, los controles de forma nunca se usan respecto a una
referencia de datum ? .
RECUERDE.
Los controles de forma nunca usan una referencia de datum.
En la aplicación de los controles de forma se usa la regla #3 (Ver capítulo 1).
PLANICIDAD
Cuando una superficie es plana, todos sus elementos deben quedar en un plano
teórico individual.
Una tolerancia de planicidad es la cantidad que se les permite a los elementos de
la superficie variar respecto a un plano teórico. Una zona de tolerancia para
planicidad es la distancia entre dos planos. La planicidad (asi como las otras
tolerancias de forma) se mide respecto a su verdadera y propia contraparte.
En el caso de la planicidad se establece un plano teórico al tomar en cuenta los
tres puntos más altos de la superficie considerada. Luego se defina un segundo
plano paralelo al primero pero con una separación igual al valor de la tolerancia de
planicidad. Todos los puntos de la superficie considerada deben quedar dentro de
esos dos planos. Vea la figura 2 -1.
RECUERDE.
Una zona de tolerancia de planicidad es la distancia entre dos planos
paralelos igual al valor de la tolerancia de planicidad.
Véase figura 2 -1 ZONA DE TOLERANCIA DE PLANICIDAD
La planicidad sólo se puede aplicar a una figura (p.e. una superficie plana) y por lo
tanto no puede usar el modificador MMC o LMC. Un control geométrico sólo puede
usar esos modificadores cuando se aplican a una figura dimensional. (Se aplica la
Regla #3)
?
Datum son los planos de referencia para la medición y / o verificación de partes. Los Datums se
explican en el CAPÍTULO 3.
37
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 2-1
38
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
PLANICIDAD Y LA REGLA # 1
Cuando se aplica la regla # 1 a una figura dimensional planar existe un control
automático de planicidad para ambas superficies. Este control automático es un
resultado de la relación que existe entre la regla #1 (forma perfecta a MMC) y la
dimensión de tamaño. Cuando la figura dimensional esta a MMC, ambas
superficies deben estar perfectamente planas. Debido a que la figura dimensional
varía respecto a MMC se permite un error en la planicidad igual al valor de la
variación. Vea el ejemplo de la figura 2-2
RECUERD E.
Cuando se aplica la regla # 1 a un figura dimensional, se obtiene
un control automático de la planicidad para ambas superficies.
APLICACIÓN
Cuando el control automático de planicidad indirecto de la regla # 1 no es
suficiente para satisfacer las necesidades funcionales de la pieza, puede
agregarse un control de planicidad.
Un control de planicidad nunca cancela la regla # 1, sólo define el máximo error de
planicidad permisible de la superficie. La figura 2-3 muestra una aplicación de un
control de planicidad de la que se observan los siguientes puntos:
?
El control de planicidad limita la planicidad de la superficie solamente
cuando a
l pieza varía de MMC por un valor mayor que la tolerancia de
planicidad.
?
El control de planicidad no cancela la regla # 1.
?
El control de planicidad no afecta la condición virtual.
?
El valor de la tolerancia de planicidad deberá ser menor que la tolerancia
dimensional.
CONTROLES DE PLANICIDAD INDIRECTOS
Existen varios controles geométricos que pueden afectar de forma indirecta a la
planicidad de una superficie. La relación entre la regla #1 y una dimensión de
tamaño se considera un control de planicidad. En ciertos casos la
perpendicularidad, el paralelismo, la angularidad, la desviación total y el perfil
pueden controlar también la planicidad. (Se explicará más ampliamente en
capítulos posteriores.)
39
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 2-2
40
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 2-3
41
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
PRUEBA DE VALIDEZ PARA PLANICIDAD
Para que un control de planicidad sea válido deberá cumplir las siguientes
condiciones:
?
No deberá usarse ninguna referencia a un datum en el cuadro de control
para planicidad.
?
El control deberá aplicarse a una figura planar.
?
No puede usarse ningún modificador.
?
El valor de la tolerancia específica para planicidad debe ser un refinamiento
de cualquier otra tolerancia geométrica que pueda controlar la forma de la
figura (p.e . regla #1, perfil, angularidad, perpendicularidad, paralelismo)
¿El simbolo o hace referencia a un datum?
SI
NO
¿El simbolo utiliza
modificadores?(MMC,LMC,RFS)
SI
NO
¿El control de planicidad aplica a una figura
planar?
NO
ESTA ESPECIFICACION
DE UN CONTROL DE
PLANICIDAD NO ES
VALIDA
SI
¿El valor de tolerancia de planicidad es un
refinamiento de alguna otra tolerancia
geométrica que ocntrola la forma de la figura?
(p.e. regla #1 )
NO
SI
ESTO ES UNA ESPECIFICAION CORRECTA DE UN CONTROL DE
PLANICIDAD
FIGURA 2-4 PRUEBA DE VALIDEZ PARA PLANICIDAD
42
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
LINEARIDAD DE FIGURAS
La linearidad es una condición donde cada elemento lineal de una figura es
teóricamente una línea recta. Una tolerancia de linearidad es la cantidad que se le
permite a un elemento lineal de una superficie variar respecto a un línea recta
teórica. La forma de la zona de tolerancia de linearidad esta entre dos líneas
paralelas y su separación es el valor de la tolerancia especifica en el cuadro de
control.
La zona de tolerancia se aplica en la vista del dibujo donde se ponga el símbolo de
linearidad y no ejerce control sobre las otras vistas, como se muestra en la figura
2-5.
RECUERDE.
La zona de tolerancia de linearidad para un elemento de superficie
(figura) son dos líneas paralelas separadas una distancia igual al valor
de la tolerancia de linearidad.
La lineari dad de una figura sólo puede aplicarse a un elemento de superficie, y por
lo tanto no puede usar el modificador MMC o LMC.
Un control geométrico puede usar esos modificadores solamente cuando se aplica
a una figura dimensional. (También aplica la Regla #3)
LINEARIDAD Y LA REGLA #1
Siempre que la regla # 1 se aplica a una figura dimensional planar, existe un
control automático de linearidad para los elementos de ambas superficies, Este
control automático es un resultado de la interrelación de la regla # 1 (forma
perfecta MMC) y la dimensión de tamaño. Si la figura dimensional varia de MMC,
se permite un error en la linearidad igual al valor de la variación, como se muestra
en la figura 2-6.
RECUERDE.
Siempre que se aplica la regla # 1 a una figura dimensional
planar se aplica un control de linearidad para los elementos
lineales de ambas superficies.
43
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 2-5
44
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 2-6
45
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
APLICACIÓN
Si el control automático indirecto de linearidad por la regla # 1 no es suficiente
para satisfacer los requerimientos funcionales de la pieza, puede agregarse a un
control de linearidad a los elementos de la superficie, pero nunca cancela la regla
#1 y sólo define el máximo error permisible en linearidad de la superficie. Al ver la
figura 2-7 se puede apreciar los siguientes puntos respecto al control de
linearidad:
?
El control de linearidad limite los elementos de una superficie únicamente
cuando la pieza varía la MMC en una cantidad mayor a la tolerancia de
linearidad.
?
El control de linearidad no cancela la regla #1.
?
El control de linearidad no afecta la condición virtual.
?
El valor de la tolerancia de linearidad deberá ser menor que la tolerancia de
tamaño.
PRUEBA DE VALIDEZ PARA EL CONTROL DE LINEARIDAD
Para que un control de linearidad sea válido deberá cumplir las siguientes
Condiciones:
?
No deberá usarse ninguna referencia a un datum en el cuadro de control.
?
El control deberá aplicarse a una figura de superficie.
?
El control de linearidad deberá mostrarse en la vista, donde los elementos
lineales que van a controlar, se vean como una línea.
?
No debe usarse ningún modificador.
?
El valor de la tolerancia especificada para linearidad debe ser un
refinamiento de cualquier otra tolerancia geométrica que pueda controlar la
forma de la figura (p.e. regla #1, perfil, angularidad, perpendicularidad,
paralelismo)
46
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 2-7
47
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Una prueba muy sencilla para verificar la validez de un control de linearidad
(aplicado a una figura) se muestra en la figura 2-8
¿El simbolo o hace referencia a un datum?
SI
NO
NO
¿El contro de linearidad aplica a una figura de
elementos lineales?
ESTA ESPECIFICACION
DE UN CONTROL DE
PLANICIDAD NO ES
VALIDA
SI
¿El control de linearidad aplica a una vista en
los cuales los elementos lineales son mostrados
como una línea recta?
NO
SI
¿El simbolo utiliza algun modificador? (MMC,
LMC o RFS)
SI
NO
¿El valor de tolerancia de linearidad es un refinamiento
de alguna otra tolerancia geométrica que controla la
linearidad de la figura? (p.e. regla #1, perpendicularidad,
paralelismo, angularidad,planicidad,variación circular)
NO
SI
ESTO ES UNA ESPECIFICAION CORRECTA DE UN CONTROL DE
PLANICIDAD
FIGURA 2 -8
PRUEBA DE VALIDEZ PARA UN CONTROL DE LINEARIDAD
48
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
LINEARIDAD DE UNA FIGURA DIMENSIONAL
El control de linearidad es la única tolerancia de forma que puede aplicarse tanto a
una figura como a una figura dimensional, pero la zona de tolerancia es diferente.
Las diferencias más notables son:
?
?
La zona de tolerancia aplica al eje de la figura dimensional.
Cuando el símbolo de control se aplica a una figura dimensional se cancela
la regla # 1.
?
Se modifica la condición virtual de la figura dimensional.
?
Pueden aplicarse modificadores al cuadro control.
?
El valor de la tolerancia especificada podrá ser mayor que la tolerancia de
la dimensión.
La posición del símbolo de control en el dibujo indica si el control se aplica a una
figura o a una figura dimensional. En la Figura 2-9 el control se dirige a la
superficie del perno, que es una figura y por lo tanto el símbolo se aplica a los
elementos de la superficie del perno. En la figura 2-10 el control se dirige a una
figura dimensional.
12.7
12.2
0.2
0.2
12.7
12.2
FIGURA2-9
LINEARIDAD APLICADA
A UNA FIGURA
FIGURA 2 -10
LINEARIDAD APLICADA
A UNA FIGURA DIMENSIONAL
RECUERDE.
Cuando un control de linearidad se aplica a una figura dimensional se cancela
la regla #1 y se afecta la condición virtual.
49
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
EL CONTROL DE LINEARIDAD Y LA REGLA #1
Cuando se aplica la regla #1 a una figura dimensional existe un control automático
de linearidad para su eje o centro de plano, debido a la interrelación de la regla #1
(forma perfecta a MMC) y la dimensión del tamaño. Cuando la figura dimensional
esta a MMC su eje o centro de plano debe ser perfectamente recto. Conforme la
figura dimensional varía de MMC, su eje o centro puede tener un error de
linearidad igual a la cantidad de la variación. Vea el ejemplo de la figura 2 -11.
RECUERDE.
Cuando la regla # 1 se aplica a una figura dimensional existe un control
automático de linearidad para el eje o centro del plano de la figura
dimensional.
APLICACIÓN A RFS
Cuando se aplica el control de linearidad a una figura dimensional deberá definirse
si se aplica a RFS, MMC o LMC. En esta sección se explicará el uso a RFS.
Cuando desea aplicar el control de linearidad en la condición de RFS, no se
requiere definir el símbolo con un modificador debido a la regla # 3. (Vea Capítulo
1)
Cuando el control automático de linearidad de la regla # 1 no es suficiente para
satisfacer los requerimientos funcionales de la pieza, puede agregarse un control
de linearidad. La figura 2-12 muestra un ejemplo de un control de linearidad
aplicado a una figura dimensional. Observe que la posición del control significa
que se aplica a una figura dimensional.
Cuando el control de linearidad se aplica a una figura dimensional hay que tomar
en cuenta los siguientes conceptos:
?
La tolerancia de linearidad específica una zona de tolerancia donde debe
quedar el eje o centro del plano.
?
Se cancela la regla # 1.
?
Se aplica la regla #3.
?
Se afecta la condición virtual.
?
La figura dimensional debe quedar dentro de su tolerancia de tamaño.
50
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 2-11 Y 2-12
51
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
APLICACIÓN A MMC
Cuando se usa el modificador MMC en un control de linearidad, significa que la
tolerancia marcada se aplica cuando la figura dimensional esta a MMC y se
obtienen dos ventajas: Primero, conforme el tamaño de la figura varía de MMC, se
obtiene una tolerancia extra. Segundo, la tolerancia se puede verificar con un
dispositivo fijo, que no tenga partes móviles. En la figura 2.13 se muestra un
ejemplo de este caso.
Los conceptos relacionados al control de linearidad aplicado a una figura
dimensional a MMC son los siguientes:
?
El eje o centro de plano debe quedar dentro de la zona de tolerancia
especificada de linearidad.
?
Se cancela la regla #1.
?
Se afecta la condición virtual de la figura dimensional.
?
Se obtiene una tolerancia extra.
?
La figura dimensional debe quedar dentro de su tolerancia de tamaño.
RECUERDE.
Cuando se aplica el control de linearidad a una figura dimensional a MMC se
obtiene una tolerancia extra.
CONTROLES INDIRECTOS DE LINEARIDAD
Existen varios controles geométricos que afectan indirectamente la linearidad de
un eje o centro de plano. La relación de la regla # 1 y el tamaño funcionan como
un control. En otro casos la perpendicularidad, paralelismo, angularidad, perfil, la
desviación y tolerancias de posición son controles indirectos de linearidad. En
otros capítulos se explicarán a mpliamente.
52
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 2 -13
53
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
PRUEBA DE VALIDEZ PARA LINEARIDAD
Para que un control de linearidad aplicado a una figura dimensional sea valido
deberá satisfacer las siguientes Condiciones:
?
No deberá usarse ninguna referencia a un datum en el cuadro de control.
?
El control deberá aplicarse a una figura dimensional.
?
El valor de la tolerancia especificada de linearidad no deberá ser más
grande que la tolerancia de linearidad resultante de cualquier otra tolera ncia
geométrica que controle la forma de la figura dimensional.
En la figura 2-14 se muestra una prueba sencilla para verificar la validez de un
control de linearidad.
¿EL SIMBOLO USA ALGUNA
REFERENCIA A UN DATUM?
SI
NO
¿EL CONTROL DE LINEARIDAD SE
APLICA A UNA FIGURA DIMENSIONAL
SI
¿EL VALOR DE LA TOLERANCIA DE
LINEARIDAD ES UN REFINAMIENTO DE
UNA TOLERANCIA GEOMETRICA QUE
CONTROLA LA LINEARIDAD DE UNA
FIGURA?. POR EJEMPLO
LOCALIZACION, PERPERND.,
ANGULARIDAD, PARALELISMO, VAR.
NO
ESTO NO ES UNA
ESPECIFICACION
VALIDA PARA UN
CONTROL DE
LINEARIDAD
NO
SI
ESTO ES UNA ESPECIFICACION VALIDA PARA UN CONTROL DE LINEARIDAD
FIGURA 2-14
PRUEBA DE VALIDEZ PARA UN CONTROL DE LINEARIDAD
APLICADA A UNA FIGURA DIMENSIONAL
54
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CIRCULARIDAD
La circularidad es una condición donde la superficie de un cilindro ( esfera o cono)
es un círculo perfecto teórico, en cualquier sección radial perpendicular a un eje
común. Una tolerancia de circularidad es la cantidad en que pueden variar de un
círculo los elementos de una superficie circular. Una zona de tolerancia de
circularidad, aplicada a la superficie externa, consiste en dos círculos
concéntricos, uno circunscribe los puntos más altos y el otro es radialmente más
chico, en el mismo valor de la tolerancia de circularidad. Vea figura 2-15. Una zona
de tolerancia de circularidad aplicada a una superficie interna consiste en dos
círculos concéntricos, uno de ellos en contacto con los puntos más altos del
diámetro de la pieza y el otro es radialmente más grande, en el mismo valor de la
tolerancia de circularidad.
NOTA: La información referente a los controles de
circularidad se aplica solamente a partes rígidas. Para
partes no-rígidas vea la norma ANSI Y14.5-M-1982,
sección 6.8.
RECUERDE.
Una zona de tolerancia para circularidad está formada por dos círculos
concéntricos separados radialmente por una distancia igual al valor de la
tolerancia de circularidad.
La circularidad puede aplicarse solamente a una figura (elementos de la superficie
de un diámetro) y por lo tanto no puede usar un modificador MMC o LMC. Un
control geométrico sólo puede usar esos modificadores cuando se aplica a una
figura dimensional. La regla # 3 también se aplica.
CIRCULARIDAD Y LA REGLA #1
Cuando se aplica la Regla #1 a una figura dimensional diametral existe un control
automático de circularidad para su superficie, que es el resultado de la relación
que existe entre la Regla # 1 (forma perfecta a MMC) y las dimensiones de la
pieza. Cuando el diámetro está a MMC, sus elementos deben estar perfectamente
circulares y conforme el diámetro varíe de MMC puede aceptarse un error de
circularidad. V ea el ejemplo de la figura 2 -16.
RECUERDE.
Cuando se aplica la regla # 1 a una figura diametral existe un control
automático de circularidad para los elementos de la superficie de cada
sección diametral.
55
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 2-15 Y 2-16
56
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
La figura 2-16 ilustra lo que sucede cuando se controla un diámetro por la regla
#1. Los elementos de la superficie diametral deben de quedar entre dos círculos
concéntricos, un circulo igual al tamaño del diámetro a MMC y el segundo círculo
igual al diámetro a LMC, todo ello como resultado de la relación que existe entre la
regla # 1 y la dimensión de la pieza. Por lo tanto una dimensión diametral
automáticamente controla la circularidad de un diámetro a la mitad de su
tolerancia de tamaño.
RECUERDE.
Cuando se aplica la regla # 1 a una figura dimensional diametral, la
circularidad se controla automáticamente a la mitad de la tolerancia diametral.
APLICACIÓN
Si el control de circularidad automático de circularidad indirecto de la regla # 1 no
es suficiente para satisfacer los requerimientos funcionales de la pieza, puede
agregarse un control de circularidad, que nunca cancela la regla #1 y limita el
máximo error permisible en circularidad de la superficie. La figura 2-17 muestra
aplicación de un control de circularidad que debe cumplir los sig uientes conceptos:
?
El control de circularidad limita la máxima variación de la superficie
solamente cuando la pieza varía de MMC en una cantidad mayor al valor de
la tolerancia de circularidad.
?
El control de circularidad no cancela la regla # 1.
?
El control de circularidad no afecta la condición virtual.
?
El valor de la tolerancia de circularidad deberá ser menor a la mitad de la
tolerancia del diámetro.
?
El diámetro deberá estar dentro de su tolerancia de tamaño.
LA CILINDRICIDAD Y LA REGLA # 1
Cuando se aplica la regla # 1 a una figura dimensional cilíndrica existe un control
automático de cilindricidad para sus superficie, que es debido a la relación de la
regla # 1(forma perfecta a MMC) y al tamaño de la pieza. Cuando el cilindro está a
MMC deberá ser un cilindro perfecto (circularidad perfecta, linearidad perfecta,
cilindricidad perfecta).
57
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 2-17
58
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
RECUERDE.
Cuando se aplica la regla # 1 a una figura cilíndrica, existe un control de
cilindricidad para los elementos de superficie del cilindro.
Cuando una figura dimensional cilíndrica se controla con la regla # 1, sus
elementos de la superficie deben quedar entre dos cilindros concéntrico, uno de
ellos igual a la MMC de la figura dimensional y el segundo cilindro igual a la LMC,
debido a la relación que existe entre la regla # 1 y la dimensión de la pieza. Por lo
tanto una dimensión diametral automáticamente controla la cilindricidad de una
figura dimensional cilíndrica a la mitad de la tolerancia de tamaño.
RECUERDE.
Para una figura dimensional cilíndrica, la cilindricidad se controla
automáticamente a la mitas de la tolerancia diametral.
APLICACIÓN
Si el control automático indirecto de cilindricidad debido a la regla # 1 no es
suficiente para satisfacer los requerimientos funcionales de la pieza, entonces
puede agregarse un control de cilindricidad, que nunca cancela la regla # 1, sólo
refina el máximo error permisible en cilindricidad para la pieza. La figura 2-20
muestra una aplicación de un control de cilindricidad, de donde se puede obtener
los siguientes conceptos:
?
El control de cilindricidad limita la máxima variación de la superficie cuando
la pieza varía de MMC.
?
El control de cilindricidad no cancela la regla # 1.
?
El control de cilindricidad no afecta la condición virtual.
?
El valor de la tolerancia de cilindricidad deberá ser siempre menor que la
mitad de la tolerancia del diámetro.
?
El control de cilindricidad es un control completo, el cuál incluye
circularidad, linearidad y conicidad de un figura cilíndrica.
59
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 2 -20
60
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CONTROLES INDIRECTOS DE CILINDRICIDAD
Existen varios controles geométricos que pueden afectar indirectamente la
cilindricidad de un cilindro. En algunos casos la relación de la Regla # 1 y la
dimensión del diámetro pueden funcionar como un control. En otros casos la
desviación total, la tolerancia de posición y de perfil pueden controlar de forma
indirecta la cilindricidad.
PRUEBA DE VALIDEZ PARA CILINDRICIDAD
Para que un control de cilindricidad sea válido, deberá cumplir con las siguientes
Condiciones:
?
?
?
?
No se deben usar referencias a un datum en el cuadro de control.
El control debe aplicarse a un cilindro.
No deben usarse modificadores.
El valor de la tolerancia especificada deberá ser un refinamiento de
cualquier otra tolerancia geométrica que esté controlando la cilindricidad de
una figura.
En la figura 2-21 se muestra una prueba sencilla para verificar la validez de un
control de cilindricidad.
61
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
¿EL SIMBOLO USA UNA REFERENCIA A UN
DATUM?
SI
NO
¿EL SIMBOLO USA ALGUN MODIFICADIR?
(MMC, LMC,RFS)
SI
NO
¿EL CONTROL DE CILINDRICIDAD APLICA A
UNA FIGURA CILINDRICA?
NO
SI
¿EL VALOR DE LA TOLERANCIA DE
CILINDRICIDAD ES MENOR QUE LA MITAD
DELA TOLERANCIA DIAMETRAL?
ESTO NO ES UNA
ESPECIFICACION
VALIDA DE UN
CONTROL DE
CILINDRICIDAD
NO
SI
¿ EL VALOR DE TOLERANCIA DE
CILINDRICIDAD ES ALGUN REFINAMIENTO
DE UNA TOLERANCIA GEOMETRICA QUE
CONTROLA LA CILINDRICIDAD DE LA
FIGURA?(p.e. REGLA # 1, CIRCULARIDAD)
NO
SI
ESTO ES UNA ESPECIFICACION VALIDA DE UN
CONTROL DE CILINDRICIDAD
FIGURA 2-21
PRUEBA DE VALIDEZ PARA UN CONTROL DE CILINDRICIDAD
62
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
RESUMEN
En la figura 2-22 se muestra un resumen de los controles de forma.
Vocabulario
Tolerancia de Planicidad
Tolerancia de Linearidad ( de una figura)
Tolerancia de Linearidad ( de una figura dimensional )
Dispositivo Fijo ( de verificación )
Tolerancia de Circularidad
Tolerancia de Cilindricidad
63
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO
3
DATUMS
64
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO 3
INSTRUCCIONES
ANTES DE LEER ESTE
CAPÍTULO, CONTESTE LA
EVALUACIÓN DE
CONOCIMIENTOS PREVIOS
QUE INICIA EN LA SIGUIENTE
PÁGINA.
65
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO 3
“DI LO QUE PIENSAS”
RUDOLF FLESH
INTRODUCCIÓN.
Este capítulo presenta terminología y conceptos que relacionan medidas
dimensionales a planos o ejes teóricos llamados Datums. Estos conceptos son
esenciales para entender cómo deben medirse las dimensiones y sus
tolerancias.?
INFORMACIÓN GENERAL
¿Qué es un Datum?
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 un datum, que sirve como figura de 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.
Objetivo de los Datums
Los datums se usan principalmente para localizar una pieza de manera repetible
para revisar tolerancias geométricas relacionadas a las figuras de datum.
Además los datums 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 y con el datum
primario se puede establecer cual es la sección mas importante de la pieza en su
ensamble.
¿Qué es una Figura de Datum?
Una figura de datum es una figura ideal de la pieza que hace contacto, o se usa
para establecer un datum.
?
N.T.: La palabra DATUM utilizada, ha sido respetada para no confundirla con las palabras
referencia ó fuente de datos que son usadas en otros lugares.
66
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
¿Cómo especificar datums?
Para definir una figura de datum se utiliza un símbolo que consiste en un
rectángulo que contiene la letra para identificar la referencia con un guión, antes y
después. Vea la figura 3-1.
Los datums se marcan o señalan en el cuadro de control. El datum primario se
señala en el compartimiento que está al lado de la sección de tolerancias, seguida
del datum secundario y terciario. Vea figura3-2.
RECUERDE.
Las figuras datum son características de la pieza y los
datums son planos o ejes teóricos de referencia.
¿Cómo seleccionar una Figura de Datum?
Las figuras datum se seleccionan tomando como base los requerimientos
funcionales de la pieza y son las superficies que localizan y permiten ensamblar la
pieza. Por ejemplo, la pieza mostrada en la figura 3-3 monta sobre la superficie A
y es localizada por la superficie B. Para su ensamble, los barrernos de los tornillos
necesitan localizarse de manera que la pieza se pueda posicionar o montar, por lo
tanto la superficie A y el diámetro B se definen como figuras datum y los barrenos
se dimensionan respecto a los datums A y B a través del uso de tolerancias
geométricas. Debido a que la pieza se sujeta contra la superficie A, esta superficie
establecerá la posición de la pieza y se define como datum primario en el
dimensionado de los barrenos de los tornillos. El diámetro piloto localiza la pieza y
se define como datum secundario en el dimensionado de los barrenos.
RECUERDE.
Los datums se seleccionan sobre la base de los requerimientos funcionales
de diseño de la pieza
67
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 3-1 Y 3-2
68
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 3-3
69
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
FIGURAS DE DATUM PLANAS
En esta sección se tratarán sólo los datums de figuras planas. En algunos casos,
para las medidas requeridas, un solo datum se considera suficiente, como se
muestra en la figura 3-4 y el datum se considera primario.
Un datum primario siempre establece la posición de la pieza para medirla. Un
plano de datum es un plano teórico que hace contacto con los tres puntos más
altos de la figura de datum y las medidas deben ser hechas perpendiculares al
plano de datum. Cuando se mida una tolerancia geométrica con respecto a un
datum, los tres puntos más altos de la figura de datum ( en la superficie) deben de
estar en contacto con el plano de datum. Solamente las dimensiones de la pieza
están relacionadas a un datum a través de tolerancias geométricas o notas
especiales? deberán medirse respecto a un plano. Vea la figura 3-4.
MARCO DE REFERENCIA DE DATUM
Cuando se necesita mas de un plano de datum para medidas repetitivas se utiliza
un marco de referencia de datum. Un marco de referencia de datum es un
conjunto de tres planos mutuamente perpendiculares, como se muestra en la
figura 3-5, y esos planos proporcionan dirección y origen para las mediciones.
Para medidas especificadas, 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. Vea la figura 3-6. Cuando se hagan
medidas a una pieza que están relacionadas a un marco de referencia de una
manera definida. La primer 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 tercer
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, secundario y terciarios.
RECUERDE.
Debe especificarse la interrelación entre las figuras de datum.
?
La regla #1 funciona como una nota. Bajo la regla # 1 cualquier figura dimensional actúa como un
datum implícito (relativo a sí mismo). El datum implícito se usa para medir el tamaño de la figura
dimensional. PRECAUCIÓN, la regla #1 no relaciona una dimensión a un cuadro de referencia de
datum (debido a que no especifica la prioridad de la referencia)
70
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 3-4
71
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGU RA 3-5 Y FIGURA 3 -6
72
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
PRIORIDAD DE LOS DATUMS
Para colocar una pieza en el marco de referencia de datum de una manera
repetible, los planos de datum deben definirse en orden de prioridad o importancia,
que es el orden en que las figuras de las piezas deben ponerse en contacto con el
marco de referencia de datum. (1ero, 2do. ,3ero.) La figura 3-7 es un ejemplo de
una pieza donde las figuras de datum son superficies planas. La prioridad de los
datums se indica por el orden de las letras de referencias de datum en el marco de
control. Las superficies de las figuras de datum indican como D, E y F. (Esas
superficies representan las superficies de localización funcional de la pieza).
Cuando se verifica la localización de los barrenos, el datum D es primario, el
datum E es secundario, el datum F es terciario. Solamente las dimensiones que
estén relacionadas al marco de referencia de datum a través de tolerancias
geométricas ( o notas especiales) deben medirse desde el marco de referencia de
datum.
Una figura de datum primaria se relaciona al marco de referencia de datum al
localizar un mínimo de tres puntos de la superficie de contacto con el plano de
datum primario. Vea la figura 3-8A. La pieza se relaciona posteriormente al marco
de referencia de datum al localizar al menos dos puntos de la figura de datum
secundaria (la superficie E) en contacto con el plano de datum secundario. Vea la
figura 3 -8B.
La relación se completa localizando al menos un punto de la figura de datum
terciaria (la superficie F) en contacto con el tercer plano de datum (vea la figura 38C). Todas esas relaciones establecen un método repetible para posicionar una
pieza en un marco de referencia de datum. (NOTA: si la prioridad de los datums se
cambia, la localización de los barrenos podría ser diferente).
RECUERDE.
Solo las dimensiones relacionadas al marco de referencia de datum a
través de tolerancias geométricas o notas especiales deberán medirse
desde el marco de referencia de datum.
Cada dimensión que se relaciona al marco de referencia de datum
deberá tener una prioridad de datum especificada.
73
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 3-7
74
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 3-8
75
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
LA REGLA 3 -2-1.
La regla 3-2-1 define el número mínimo de puntos de contacto requeridos para
una figura de datum primaria, secundaria y terciaria con sus respectivos planos de
referencia de datum. La figura de datum primaria requiere al menos tres puntos de
contacto con si plano de datum. La figura de datum secundaria requiere al menos
dos puntos de contacto con su respectivo plano de referencia ( plano de datum ).
La figura de datum terciaria requiere al menos un punto de contacto con su plano
de datum. La regla 3-2-1 se aplica solamente a figuras de datum planos.
RECUERDE.
La REGLA 3-2-1 define que el número mínimo de puntos de contacto para el
datum primario son 3, para el secundario son 2 y para el terciario es 1.
DATUMS-OBJETIVO
Los datums-objetivo son puntos, líneas o áreas de contacto designados para
localizar o posicionar una pieza en un marco de referencia de datum. Los datumsobjetivo se muestran sobre las superficies de la pieza en un dibujo de ingeniería,
pero describen la forma de colocar el calibrador o dispositivo para simular los
planos de datum.
Deberá considerarse el uso de datums-objetivo siempre que la superficie total de
la pieza cause incertidumbre de que se obtendrán mediciones repetibles, como
son las piezas fundidas, forjadas, con superficies inclinadas u onduladas que
pueden variar cuando estén en contacto con un plano teóricamente plano.
Los puntos, líneas o áreas de datums-objetivo se identifican con un símbolo, como
se muestran en la figura 3-9. Una línea continua, del símbolo del datum-objetivo a
la superficie de la pieza indica que el datum esta sobre la superficie visible de la
pieza. Una línea punteada del símbolo del datum-objetivo esta en la superficie
oculta de la pieza. Además, la figura de datum deberá identificarse con un símbolo
de designación del datum como se muestra en la figura 3-10.
RECUERDE.
Las datums -objetivo describen la forma, tamaño y localización del dispositivo
medidor que se usa para establecer planos de datum.
76
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 3-9 Y 3-10
77
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
APLICACIONES
Un punto como datum-objetivo se especifica con una “X”. El símbolo se muestra y
dimensiona en una vista donde se muestra la vista plana de la superficie en la cual
se aplica. Cuando no sea posible esta vista, el símbolo puede mostrarse y
dimensionarse en dos vistas adyacentes. Deben utilizarse Dimensiones Básicas *
para localizar los puntos de datum objetivo relativos entre sí y respecto a los otros
datums de la pieza. Vea la figura 3-11.
Si se desea utilizar una línea de contacto entre la figura de datum y el plano de
datum se especifica una línea de datum -objetivo, que puede definirse de tres
maneras; una línea punteada en la vista plana de la superficie, (vea la figura 312A), una “X” en la orilla de la vista de la superficie (vea la figura 3-12B) y una
combinación de las anteriores (vea la figura 3-12C).
En cada método deben usarse las dimensiones básicas para localizar el datum objetivo respecto de los otros datums. La figura 3-13 muestra un ejemplo de una
línea de datum -objetivo.
Cuando se desea usar un área especificada de contacto a un plano datum, se
especifica un área-objetivo de tamaño y forma deseada. Un área de datum objetivo se determina por un área limitada por líneas discontinuas y marcada por
un sombreado, con las dimensiones básicas necesarias para describir su fo rma y
su localización. Vea la figura 3 -14A.
Si el área-objetivo es circular su diámetro debe especificarse en la mitad superior
del símbolo del datum-objetivo. Vea la figura 3-14B. Cuando sea impráctico
mostrar un área-objetivo circular, puede usarse el método usado en la figura 314C. La figura 3-15 muestra una aplicación de las áreas de datum-objetivo.
DATUMS DE FIGURA DIMENSIONAL
Cuando se utiliza un datum de figura dimensional es necesario definir como se
simula la figura de datum, o sea si está a MMC, LMC o RFS. Esto se logra a
través de modificadores que aparecen en el marco de control. (NOTA: la misma
figura de datum puede usarse como un datum en varias Condiciones y diferentes
símbolos de control en el mismo dibujo). La Regla #3 define en algunos casos un
modificador automático. (Ver CAPÍTULO 1).
Cuando una superficie plana se define como una figura de datum, ésta se usa
para establecer un plano de datum. 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.
*
RECUERDE
como datum, debe especificarse si se
aplica a MMC, LMC o RFS.
VerCuando
Dimensiones
se use
Básicas
una en
figura
el Capítulo
dimensional
Uno.
78
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 3-11
79
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 3-12 Y 3-13
80
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 3-14 Y 3-15
81
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
RECUERDE.
Se deben usar dimensiones básicas para describir la forma, tamaño y
localización de datums-objetivo.
APLICACIONES A RFS
Al usarse una figura dimensional como un datum de figura en relación a RFS, el
eje o centro del plano de datum se establecen través de contactos físicos entre
la(s) superficie(s) de la figura de datum y el equipo de inspección. Pueden usarse
dispositivos de tamaño ajustable, como son un mandril de torno, un mandril cónico
o un aparato de centrar para simular y establecer la contraparte geométrica de la
figura de datum y establecer el eje o plano de datum ideal.
A continuación describimos las 4 aplicaciones más comunes de los datums de
figura dimensional referenciadas a RFS:
1. El diámetro como figura de datum primario a RFS
-
Para un diámetro externo, el eje de datum es el eje del cilindro ideal
más pequeño que haga contacto con los puntos más altos de la
superficie del diámetro. Vea la figura 3 -16.
-
Para un diámetro interno, el eje de datum es el eje del cilindro ideal
más grande que haga contacto con los puntos más altos de la
superficie del diámetro. Vea la figura 3 -17.
2. Una figura dimensional plana como datum primario a RFS.
-
Para una figura dimensional plana interna, el plano de datum es el
centro de dos planos paralelos que hacen contacto con los puntos
más altos de la superficie de la figura dimensional. Vea la figura
3-18. Para una figura dimensional plana externa, el plano de datum
es el centro de dos planos paralelos que hace contacto con los
puntos más altos de la superficie de la figura dimensional. Vea la
figura 3-19 (NOTA: esas aplicaciones deberán hacerse únicamente
cuando la figura de datum es lo suficientemente larga para
establecer la posición de la pieza)
3. Diámetro o figura dimensional plana como figura de datum secundaria a
RFS.
-
Cuando se aplica una figura dimensional, externa o interna, como un
datum secundario, el eje o centro de plano se define de la misma
manera como se indicó para los casos 1 y 2 ya explicado, con una
condición adicional: que el cilindro ideal ( o planos paralelos ) que
82
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
haga contacto con los puntos más altos de la figura dimensional sea,
por definición, perpendicular al plano ( o eje) de datum primario. La
figura 3 -20 ilustra este principio para un diámetro.
4. Diámetro o figura dimensional plana como datum terciario a RFS.
- Cuando se aplica a una figura dimensional, interna o externa, como
un datum terciario, el eje o centro del plano se define de la misma
manera como se indico para los casos 1 y 2 ya explicados, pero con
una condición adicional; el cilindro ideal ( o planos paralelos) que
haga contacto con los puntos más altos de la figura dimensional
deberá orientarse en relación a los planos (o ejes) de datum primario
y secundario. La figura de datum terciaria deberá alinearse ( o partir
de ) a un plano del cuadro de datum. Vea el datum C de la figura 321 aplicado a una figura dimensional planar.
APLICACIONES A MMC
Cuando una figura dimensional de datum se aplica a MMC, el dispositivo de
medición, que se usa para simular la contraparte geométrica ideal y establecer el
datum, tienen un tamaño fijo. El eje ( o centro de plano) de datum es el eje (o
centro de plano) del dispositivo de medición y no es el eje de la pieza. Vea la
figura 3-22. El tamaño del dispositivo ( o plantilla) para simular un datum a MC se
define por el tamaño a MMC de la figura de datum.
Hay algunos casos donde la condición virtual se usa para determinar el tamaño
del dispositivo medidor, denominados datums de condición virtual y son:
Ejemplo 1
Cuando una figura dimensional de datum primario de aplica en un
cuadro de control a MMC pero además tiene una tolerancia de
linearidad aplicado sobre ella, la regla de MMC se cancela y la figura de
datum se simula a su condición virtual.
Ejemplo 2
Cuando una figura dimensional se aplica a MMC en el cuadro de control
como datum secundario o terciario y tiene otros símbolos de control
relativos al mismo datum primario, se cancela la regla # 1 y la figura de
datum de simula a su condición virtual.
Vea las figuras 3 -23 y 3 -24 como ejemplos.
83
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 3-16 Y 3-17
84
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 3-18 Y 319
85
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 3-20
86
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 3-21
87
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 3-22 Y 3-23
88
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 3-24
89
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
RECUERDE.
Cuando una figura dimensional de datum se aplica a MMC se utiliza su
condición virtual en cualquiera de los casos mencionados anteriormente.
Puede ser útil para comparar una figura dimensional de datum aplicada a RFS o
MMC. A RFS el dispositivo varía en tamaño (como con un mandril movible) y el
contacto físico se hace entre la superficie de la figura de datum y el dispositivo
medidor y la pieza debe quedar bien sujeta es el dispositivo, sin que tenga ningún
movimiento. En una aplicación a MMC el equipo de medición tiene un tamaño fijo
y la pieza no tiene por qué estar sujeta al dispositivo.
DESPLAZAMIENTO DE DATUM
Cuando se mide una pieza con una figura dimensional de datum aplicada a MMC,
el dispositivo tiene un tamaño fijo, debido a que el tamaño de la figura de datum de
la pieza ideal puede variar, es posible que aparezca una separación entre la pieza
y el medidor, a la que se le llama desplazamiento de datum . Si la figura de datum
está a MMC(o a su condición virtual) no habrá ningún espacio entre la pieza y el
medidor y el desplazamiento de datum será cero. Conforme la figura de datum se
aleje de MMC ( o su condición virtual) menos el valor de la figura de datum a LMC,
vea el ejemplo de la figura 3 -25.
RECUERDE.
El valor máximo del desplazamiento de datum es la diferencia e ntre el tamaño
del dispositivo y la LMC de la figura de datum.
Los requerimientos funcionales de una pieza determinan cuando un datum se
aplica a RFS o MMC. Cuando se hace a MMC el equipo de inspección
generalmente es más simple y más barato. Además se permite un desplazamiento
de datum, lo que hace más barato la fabricación de la pieza.
CO-DATUMS
Cuando dos figuras de datum de igual importancia se usan para definir un solo
plano o eje de datum se les llama co-datums, y se distinguen al poner ambas
letras de las figuras, separadas por un guión, dentro de la sección de datums del
cuadro de control, como se muestra el ejemplo de la figura 3-26.
90
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
En la figura3-27 el plano de datum A-B se establece por un plano teórico que
hace contacto simultáneamente con los puntos mas altos de las superficies de las
figuras de datum A y B.
En la figura 3-28 el eje de datum A-B se establece por un contacto simultaneo de
los puntos mas altos de ambos diámetros de los dos cilindros coaxiales ideales.
NOTA: Los co-datums se usan solamente con figuras coaxiales y coplanarias y
normalmente se aplican como datums primarios.
RECUERDE.
PRIORIDAD
DE DATUMS
FIGURA
DIMENSIONAL
Los co-datums
se usan cuando
ambasDE
figuras
de datum
tiene igual importancia
en localizar la pieza en su ensamble.
Al interpretar marcos de referencia de datum que contienen ambos datums de
figura dimensional y datums de figuras planas, la prioridad de datum juegan un
papel de mayor importancia en las tolerancias finales de la parte.
En la parte superior de la figura 3-29, la porción correspondiente del marco de
control de la figura está sin anotaciones. En la parte inferior de la figura, se
completa el marco de referencia de datum en tres distintos métodos.
En el cuadro A, la prioridad de datum es A primario a RFS y B secundario.
?
Se requiere de un dispositivo movible y no se permite desplazamiento de
datum en la figura de datum A.
?
La figura de datum B tiene un punto contactando su plano de datum.
?
La orientación de los barrenos estará en relación al eje de datum A.
En el cuadro B, la prioridad es B primario, A es secundario a RFS.
?
Se requiere de un dispositivo movible y no se permite desplazamiento de
datum en la figura de datum A.
?
La figura de datum B tiene contacto con su plano de datum en tres puntos.
?
La orientación de los barrenos está relacionada con el plano de datum B.
En el cuadro C, la prioridad es B primario, A secundario a MMC.
?
Se permite un dispositivo fijo para simular el plano de datum A, lo que
permite un desplazamiento de datum.
91
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
?
La figura de datum B tiene contacto en tres puntos con su plano de datum.
?
La orientación de los barrenos es en relación al plano de datum B.
92
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 3-25
93
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 3-26 3-27 3 -28
94
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 3-29
95
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
RESUMEN
VEA FIGURA 3 -30
VOCABULARIO
Datum
Figura de Datum
Datum Primario
Datum Secundario
Datum Terciario
Cuadro de Referencia de Datum
Prioridad de Datum
Regla 3 -2-1
Datum-Objetivo
Eje de Datum
Datums de Condición Virtual
Desplazamiento de Datum
Co-Datums
96
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO
4
CONTROLES
DE
ORIENTACIÓN
97
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO 4
INSTRUCCIONES
ANTES DE LEER ESTE
CAPÍTULO, CONTESTE LA
EVALUACIÓN DE
CONOCIMIENTOS PREVIOS
QUE INICIA EN LA SIGUIENTE
PÁGINA.
98
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Capítulo 4
El ocioso muchas veces está preñado de gran importancia:
El prudente no desaprovecha circunstancia alguna
INTRODUCCIÓN.
Este capítulo trata acerca de los controles de orientación (actitud) de las figuras de
parte relacionadas entre sí. Cada figura de la parte tiene una orientación relativa al
resto. Frecuentemente una nota como “Si no hay otra especificación, todos los
ángulos de 90° son XX” será suficiente. Un control de orientación directo, como
paralelismo, angularidad o perpendicularidad es requerido para garantizar la
funcionalidad de la parte.
INFORMACIÓN GENERAL
Los controles de orientación definen la angularidad, paralelismo y
perpendicularidad de las figuras de la pieza con respecto a otras. Algunas veces
los controles de orientación son llamados controles de actitud. Existen controles
de orientación principales: paralelismo, angularidad y perpendicularidad. Los
símbolos con los que se designan, se muestran en la figura 4-1. Los controles de
orientación se consideran “Tolerancias de figuras relacionadas”, que significa
que deben contener una referencia a un datum en el cuadro de control.
La función principal de esos controles es controlar la acción de la figura de la pieza
(o figuras dimensionales) respecto a las otras figuras de la pieza (o figuras
dimensionales). Hay otros controles geométricos que usan referencia a datums y
que también controlan la orientación, pero como una función secundaria.
Cuando no se especifica algún control de orientación en un dibujo, la orientación
(p.e. la perpendicularidad, la angularidad y el paralelismo) de una figura se
controla por uno de los métodos siguientes: Las líneas que muestran un ángulo
recto generalmente tiene su tolerancia, o una nota general en el dibujo para una
tolerancia angular. Las figuras que se muestran paralelas en un dibujo se
controlan con los límites de dimensión junto con la regla # 1. Esos son métodos
típicos del dimensionado de figuras de partes.
Los controles de orientación se hacen necesarios cuando los controles
mencionados son inadecuados o insuficientes para satisfacerlos requerimientos
funcionales de la pieza. Otros controles geométricos que usan una referencia de
datum también controlan la orientación como función secundaria.
99
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
PERPENDICULARIDAD
ANGULARIDAD
PARALELISMO
FIGURA 4-1 SÍMBOLOS DE CONTROLES DE ORIENTACIÓN
ZONAS DE TOLERANCIA DE ORIENTACIÓN
Las zonas de tolerancia de orientación tiene un valor total, o sea que un eje o
centro de un plano o todos los elementos de una superficie deben caer dentro de
la zona de tolerancia especificada por el control de orientación. Hay tres tipos de
zonas de tolerancias para el control de orientación, que son:
?
Dos planos paralelos
?
Dos líneas paralelas
?
Cilíndrica
Puede observarse que cuando la perpendicularidad, la angularidad y el
paralelismo son aplicados a una superficie plana, su planicidad se controla dentro
de la zona de tolerancia de orientación, que está dentro de dos planos paralelos,
donde deben quedar todos los puntos de la superficie considerada. Usando la
lógica, se puede ver que si todos los puntos de la superficie deben quedar dentro
de esa zona para satisfacer el control de orientación, no es posible que el error por
planicidad sea mayor.
PERPENDICULARIDAD
La perpendicularidad es la condición de una superficie o eje, o dentro de un plano,
de estar exactamente a 90° respecto de un datum. Una tolerancia de
perpendicularidad es la cantidad que se le permite variar a una superficie (o eje o
dentro de un plano) respecto de su condición de perpendicularidad.
100
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
La aplicación de perpendicularidad puede caer en una de los cuatro casos
siguientes:
1. Perpendicularidad aplicada a una superficie o figura dimensional plana.
2. Perpendicularidad aplicada a un diámetro ( en unas sola dirección).
3. Perpendicularidad aplicada al eje de un diámetro.
4. Perpendicularidad aplicada a un elemento lineal de una superficie.
En la figura 4-2 se describen los cuatro tipos de aplicaciones de perpendicularidad.
APLICACIONES
Caso 1. Perpendicularidad aplicada a un superficie o figura dimensional
plana.
En este caso el control de perpendicularidad especifica una zona de tolerancia
definida por dos planos paralelos perpendiculares a un plano o eje de datum
donde la superficie de la figura debe quedar. Si el control de perpendicularidad se
aplica a una figura ( una superficie plana), entonces controla la orientación de la
superficie. Vea el ejemplo de la figura 4-3. Si el control de perpendicularidad se
aplica a una figura dimensional entonces controla la orientación del centro del
plano de la figura dimensional. Vea el ejemplo de la figura 4-4.
RESUMEN DE INFORMACIÓN OBTENIDA DE LAS FIGURAS 4-3 Y 4-4
?
El control de perpendicularidad se aplico a un superficie plana en la grafica
4-3, y a una figura dimensional en la gráfica 4-4. La localización del símbolo
de control de la figura indica si se aplica a una figura o a una figura
dimensional.
?
Cuando el control de perpendicularidad se aplica a una figura, como en la
figura 4 -3, se desprende lo siguiente:
-
La regla # 1(se aplica a la forma de la figura dimensional.)
-
La Regla #3 se aplica.
101
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
?
-
La planicidad de la figura considerada se limita por la zona de
tolerancia de perpendicularidad.
-
La superficie se controla dentro de dos planos paralelos.
Cuando el control de perpendicularidad se aplica a una figura dimensional
como en la figura 4-4, se desprende lo siguiente:
-
Se cancela la regla # 1 y la forma de la ranura se controla por una
combinación de la tolerancia de tamaño y la tolerancia de
perpendicularidad.
-
Se aplica la regla # 3.
-
El centro del plano se controla dentro de dos planos paralelos.
?
Cuando se inspeccionan esas piezas se requieren dos dispositivos, uno
para tamaño y otro para el control de orientación.
?
Debido a que el control de perpendicularidad de la figura 4-4 se aplica a
RFS no se tiene tolerancia extra.
Caso 2. Perpendicularidad aplicada a un diámetro
(en una sola dirección)
En este caso el control de perpendicularidad especifica una zona de tolerancia,
definida por dos planos paralelos perpendiculares a un plano o eje de datum,
donde debe quedar el eje de la figura dimensional controlada.
Vea el ejemplo de la figura 4-5.
RESUMEN DE INFORMACIÓN DE LA FIGURA 4-5.
El control de perpendicularidad se aplica a una figura dimensional, lo cual nos da
lo siguiente:
-
La ausencia del símbolo de diámetro ? en el cuadro de control
indica que la forma de la zona de tolerancia son dos planos
paralelos.
-
Se aplica la regla # 3
-
Cuando se inspecciona esta pieza, se requieren dos dispositivos por
separado, uno para el tamaño del barreno y el otro para la
orientación del barreno.
102
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 4-2
103
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 4-3
104
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 4-4
105
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 4-5
106
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Caso 3. Perpendicularidad aplicada al eje de un diámetro.
En este casi el control de perpendicularidad se especifica para una zona de
tolerancia cilíndrica perpendicular a un eje o plano de datum donde debe quedar el
eje de la figura considerada. (El símbolo de diámetro debe aparecer en la sección
de la tolerancia del cuadro de control). Vea el ejemplo de las figuras 4-6 y 4-7
RESUMEN DE INFORMACIÓN DE LAS FIGURAS 4-6 Y 4-7
?
?
?
En la figura 4-6 el control de perpendicularidad
independientemente del tamaño de la figura (RFS).
se
aplica
-
Se aplica la regla #3.
-
No hay tolerancia extra.
-
La forma de la zona de tolerancias es cilíndrica y controla solamente
el eje.
En la figura 4-7 el control de perpendicularidad se aplica a la condición
máxima de material (MMC).
-
Existe una tolerancia extra que facilita la fabricación de la pieza.
-
Se requiere solamente un dispositivo de tamaño fijo para verificar la
perpendicularidad de todas las partes.
-
La forma de la zona de tolerancia es cilíndrica y controla solamente
al eje.
Los siguientes puntos se aplican para ambas figuras:
-
El control de perpendicularidad se aplica a una figura dimensional.
-
Se cancela la regla # 1.
-
El error de linearidad del eje de la flecha queda incluido en la zona
de tolerancia de perpendicularidad.
-
Cuando se inspeccione la pieza, deben revisarse por separado el
tamaño, la localización y la orientación de las figuras.
107
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 4-6 Y 4-7
108
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
La figura 4-8 muestra un dispositivo fijo para inspeccionar la perpendicularidad a
MMC para la pieza mostrada en la figura 4-7.
Cuando un diseño requiere de una orientación perfecta a MMC, puede
especificarse con cero, para el valor de la tolerancia, en el mismo símbolo de
control de la figura. Cuando sea necesario limitar la tolerancia extra a un límite
máximo, puede agregarse una sección adicional al símbolo de control de la figura.
Ambos casos se muestran en la figura 4-9.
Caso 4. perpendicularidad aplicada a un elemento lineal de superficie.
En este caso el control de perpendicularidad define una zona de tolerancia de dos
líneas paralelas perpendiculares a un plano o eje de datum. El control del
elemento lineal se especifica en el dibujo agregando la frase “cada elemento
lineal” o “cada elemento radial”, como se muestra en las figuras 4-10 y 4-11.
RESUMEN DE INFORMACIÓN DE LAS FIGURAS 4-10 Y 4-11
De las figuras 4 -10 y 4-11 se obtienen los siguientes puntos:
?
El control de perpendicularidad se aplica a la figura (sólo para los
elementos lineales).
?
Debido a que el control se aplica a RFS, no hay tolerancias extras.
?
Cada elemento lineal se inspecciona por separado.
?
La regla # 1 controla la forma de la figura dimensional a MMC.
?
Cuando se inspeccionan esas piezas deben hacerse dos revisiones por
separado; una es para tamaño y la otra por orientación.
PRUEBA DE VALIDEZ PARA PERPENDICULARIDAD.
Para que un control de perpendicularidad sea válido deberá cumplir las siguientes
Condiciones:
?
?
?
Debe especificarse un datum en el cuadro de control.
Si se aplica a una figura, no puede usarse ningún modificador para el valor
de la tolerancia.
El valor de la tolerancia especificada deberá ser un refinamiento de
cualquier otra tolerancia geométrica que controle la orientación de la figura
considerada. (p.e. tolerancia de posición, desviación total, perfil de una
superficie).
109
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 4-8
110
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 4-9 Y 4-10
111
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 4-11
112
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
En la figura 4-12 se muestra una prueba muy sencilla para verificar la validez de
un control de perpendicularidad.
¿SE USA UNA REFERENCIA A UN DATUM EN EL
MARCO DE CONTROL DE LA FIGURA?
NO
SI
¿EL CONTROL DE
PERPENDICULARIDAD SE APLICA A
UNA FIGURA DIMENSIONAL?
NO
¿SE USA ALGUN MODIFICADOR
EN LA PROCION DE
TOLERANCIA DEL MARCO DE
CONTROL DE LA FIGURA?
(MMC,LMC,RFS)
SI
SI
¿EL VALOR DE TOLERANCIA ES UN
REFINAMIENTO DE OTRA TOLERANCIA
GEOMÉTRICA QUE CONTROLA LA
PERPENDICULARIDAD DE LA FIGURA?
NO
ESTA ESPECIFICACION DE
UN CONTROL DE
PERPENDICULARIDAD NO
ES VALIDA
NO
SI
ESTO ES UNA ESPECIFICACION VALIDA PARA UN CONTROL DE PERPENDICULARIDAD
FIGURA 4-12
PRUEBA DE VALIDEZ PARA UN CONTROL DE PERPENDICULARIDAD
ANGULARIDAD
La angularidad es la condición de una superficie, centro de plano o eje, de estar
exactamente a un ángulo específico respecto a un datum. Una tolerancia de
angularidad es la cantidad que una superficie, centro de plano o eje puede variar
de u ángulo específico. La angularidad establece una zona de tolerancia para la
superficie, centro de plano o eje que esta a un ángulo básico especificado
(diferente de 90°) para un plano o eje de datum. Una zona de tolerancia para
angularidad está siempre entre dos planos paralelos. La mayor parte de las
aplicaciones de tolerancia de angularidad pueden caer en uno de los dos casos
siguientes:
113
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
APLICACIONES
Caso 1.- Angularidad aplicada a una superficie o a una figura dimensional
plana.
En este caso el control de angularidad especifica una zona de tolerancia definida
por dos planos paralelos al ángulo básico especificado de un eje o plano donde la
superficie o centro del plano de la figura considerada debe quedar. Ve el ejemplo
de la figura 4-13.
Caso 2.- Angularidad aplicada a un eje.
En este caso el control de angularidad especifica una zona de tolerancia definida
por dos plano paralelos al ángulo básico especificado desde un plano o eje de
datum donde el eje de la figura considerada debe quedar. Este control limita la
angularidad del eje en un solo plano. Vea el ejemplo de la figura 4-14.
RESUMEN DE INFORMACIÓN DE LAS FIGURAS 4-13 Y 4-14.
?
?
En la figura 4 -13 se puede observar lo siguiente:
-
El control de angularidad se aplica a una figura. El error por
planicidad de la superficie está incluido en la zona de tolerancia de la
angularidad.
-
Debe considerarse un ángulo básico respecto al plano (o eje) de
datum.
-
Se aplica la Regla # 3.
En la figura 4 -14 se observa lo siguiente:
-
El control de angularidad se aplica a una figura dimensional.
-
La angularidad se controla únicamente en una sola dirección.
-
Se aplica la regla # 3.
-
Debe especificarse un ángulo básico con respecto a un plano o eje
de datum y al eje ( o centro de un plano ) de una figura dimensional.
-
No hay tolerancia extra.
114
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 4-13 4 -14
115
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
PRUEBA DE VALIDEZ PARA UN CONTROL DE ANGULARIDAD
Para que un control de angularidad sea válido deberá cubrir las siguientes
Condiciones:
?
Debe especificarse un datum en el cuadro de control.
?
Si se aplica a una figura, no puede usarse ningún modificador para el valor
de la tolerancia.
?
Se debe especificar una dimensión básica para el ángulo entre la tolerancia
de la figura y el plano de datum.
?
El valor de la tolerancia especificada deberá ser refinamiento de cualquier
otra tolerancia geométrica que controle la angularidad de la figura
considerada. (p.e. tolerancia de posición, desviación total, perfil de una
superficie).
En la figura 4-15 se muestra una prueba muy sencilla para verificar la validez de
un control de angularidad.
116
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
¿EL MARCO DE CONTROL DE LA FIGURA HACE
ALGUNA REFERENCIA A UN DATUM?
NO
SI
¿EL CONTROL DE ANGULARIDAD
APLICA A UNA FIGURA DIMENSIONAL?
¿SE USA ALGUN MODIFICADOR
EN LA PROCION DE
TOLERANCIA DEL MARCO DE
CONTROL DE LA FIGURA?
(MMC,LMC,RFS)
NO
SI
SI
NO
¿SE ESPECIFICA UN ANGULO BASICO DEL
PANO O EJE DE DATUM HACIA LA ZONA DE
TOLERANCIA DE LA FIGURA?
NO
ESTA ESPECIFICACION DE
UN CONTROL DE
ANGULARIDAD NO ES
VALIDA
SI
¿EL VALOR DE TOLERANCIA ES UN
REFINAMIENTO DE OTRA TOLERANCIA
GEOMETRICA QUE CONTROLA LA
ANGULARIDAD DE LA FIGURA?
NO
SI
ESTO ES UNA ESPECIFICACION VALIDA PARA UN CONTROL DE PERPENDICULARIDAD
FIGURA 4-15
PRUEBA DE VALIDEZ PARA UN CONTROL DE ANGULARIDAD.
PARALELISMO
Paralelismo es la condición donde todos los puntos de una superficie, centro de un
plano o un eje están a igual distancia respecto a un plano o eje de datum. Una
tolerancia de paralelismo es la cantidad que se permite variar a una superficie,
centro de un plano o un eje desde su condición paralela. El control de paralelismo
establece una zona de tolerancia entre dos planos paralelos o un cilindro donde
debe quedar la superficie, eje o centro de un plano de la superficie considerada.
117
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
La mayor parte de las tolerancias de paralelismo pueden ser uno de los dos casos
siguientes:
APLICACIONES
Caso 1. Aplicaciones con plano paralelos como una zona de tolerancia.
En este caso el control de paralelismo especifica una zona de tolerancia definida
por dos plano paralelos a un eje o plano de datum. La distancia entre los planos es
el valor de la tolerancia especificada en el control de paralelismo. Todos los
elementos lineales o ejes de la figura considerada deberá quedar dentro de esos
planos. Vea los ejemplos de las figuras 4-16 y 4-17. En la figura 4-17 el control de
paralelismo se aplica a un barreno, pero la forma de la zona de tolerancia son dos
planos paralelismo, debido a que no está marcado el símbolo de diámetro ? en la
sección de tolerancia del cuadro de control.
RESUMEN DE INFORMACIÓN DE LAS FIGURAS 4-16 Y 4-17
?
?
En la figura 4-16 se observa que:
-
El control de paralelismo se aplica a una figura.
-
El error de planicidad de la superficie queda incluida en la zona de
tolerancia de paralelismo.
-
El valor de la tolerancia por paralelismo debe ser menor a la
tolerancia de tamaño. Esto es una refinación del tamaño de la pieza.
-
Se aplica la regla # 1.
-
Requiere una referencia a un datum.
-
El tamaño y el paralelismo se inspecciona por separado.
En la figura 4 -17 se observa que:
-
El control de paralelismo se aplica a una figura dimensional.
-
La tolerancia de paralelismo es menor que la tolerancia de
localización. Es una refinación del tamaño de la zona de localización
de la figura.
-
La regla # 1 se cancela, la linearidad del eje se controla en la zona
de tolerancia de paralelismo.
-
Se aplica la regla # 3.
118
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 4-16 Y 4-17
119
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Caso 2. Paralelismo aplicado a un cilindro como zona de tolerancia.
En este caso el control de paralelismo especifica una zona de tolerancia cilíndrica
cuyo eje es paralelo al eje de datum. El eje de la figura considerada debe quedar
dentro de la zona de tolerancia, que se define por el símbolo de diámetro en la
sección de tolerancias en el cuadro de control. El diámetro de la zona de
tolerancia cilíndrica es igual al valor de la tolerancia especificada en el control de
paralelismo. Vea ejemplos de las figuras 4-18 y 4-19.
RESUMEN DE INFORMACIÓN DE LAS FIGURAS 4-18 Y 4-19.
De las figuras 4 -18 y 4-19 se observa que:
?
En la figura 4 -18 no hay tolerancia extra.
?
En la figura 4 -19 existe una tolerancia extra.
?
Para ambas figuras es válido lo siguiente:
-
Se requiere de un datum.
-
El control de paralelismo se aplica a la figura dimensional.
-
Se cancela la regla # 1.
-
La linearidad del eje o centro del plano de la figura dimensional se
incluye en la zona de tolerancia de paralelismo.
-
El valor de la tolerancia de paralelismo es menor que la tolerancia de
localización. Es un refinamiento de la zona de localización de la
figura.
-
Cuando se inspecciona la pieza deben efectuarse tres revisiones:
tamaño, localización y paralelismo.
120
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 4-18 Y 4-19
121
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
PRUEBA DE VALIDEZ PARA PARALELISMO.
Para que un control de paralelismo sea válido deberá cumplir las siguientes
Condiciones:
?
Debe especificarse un datum en el cuadro de control.
?
Si se aplica a una figura, no puede usarse ningún modificador para el valor
de la tolerancia.
?
El valor de la tolerancia especificada deberá ser un refinamiento de
cualquier otra tolerancia geométrica que control el paralelismo de la figura
considerada. (p.e. tolerancia de posición, desviación total, perfil de una
superficie, tamaño).
En la figura 4-20 se muestra una prueba muy sencilla para verificar la validez de
un control de paralelismo.
122
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
¿EL MARCO DE CONTROL DE LA FIGURA HACE
ALGUNA REFERENCIA A UN DATUM?
NO
SI
¿EL CONTROL DE PARALELISMO
APLICA A UNA FIGURA DIMENSIONAL?
NO
¿SE USA ALGUN MODIFICADOR
EN LA PROCION DE
TOLERANCIA DEL MARCO DE
CONTROL DE LA FIGURA?
(MMC,LMC,RFS)
SI
NO
SI
ESTA ESPECIFICACION DE
UN CONTROL DE
ANGULARIDAD NO ES
VALIDA
¿EL VALOR DE TOLERANCIA ES UN
REFINAMIENTO DE OTRA TOLERANCIA
GEOMETRICA QUE CONTROLA EL
PARALELISMO DE LA FIGURA?
NO
SI
ESTO ES UNA ESPECIFICACION VALIDA PARA UN CONTROL DE PERPENDICULARIDAD
FIGURA 4-20
PRUEBA DE VALIDEZ PARA UN CONTROL DE PARALELISMO
RESUMEN
Un resumen de los controles de orientación se muestra en la figura 4 -21
123
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO
5
CONTROLES DE
LOCALIZACIÓN
124
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO 5
INSTRUCCIONES
ANTES DE LEER ESTE
CAPÍTULO, CONTESTE LA
EVALUACIÓN DE
CONOCIMIENTOS PREVIOS
QUE INICIA EN LA SIGUIENTE
PÁGINA.
125
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO 5
Un hombre nunca se deberá de avergonzar por
haber estado mal, lo que no es otra cosa que
decir que hoy es mas que sabio ayer.
Jonathan Swift.
INTRODUCCIÓN
Este capitulo explora las bases de los controles de locali zación son una
herramienta de ingeniería muy poderosa para la definición, producción e
inspección de parte en forma económica.
Existe mucha confusión acerca de los controles de localización. Esto se debe a
fundamentos débiles en los conceptos básicos para el uso de las dimensiones
geométricas, p.e. la Regla # 1, conceptos de MMC, tolerancia extra,
desplazamiento, etc. Este capítulo discute los principios básicos para entender
tolerancias de localización.
INFORMACIÓN GENERAL
Las tolerancias de localización son de posición y concentricidad, sus símbolos se
muestran en la figura 5-1 y únicamente se aplican a figuras dimensionales, por lo
que debe especificarse si se aplican a MMC, LMC o RFS.
Las tolerancias de localización se usan para controlar tres tipos de relaciones,
como son:
1. La distancia entre centros de figuras dimensionales.
2. Localización de una figura dimensional, o
dimensionales respecto a uno o varios datums.
un
grupo
de
figuras
3. Coaxialidad o simetría de figuras dimensionales.
RECUERDE.
Los controles de localización deberá aplicarse siempre a figuras dimensionales.
126
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Se requiere una referencia a un datum cuando se aplica una tolerancia de
localización. ( Más adelante en este capítulo se explicará una excepción que
implica una aplicación de tolerancia de posición).
RECUERDE.
Los controles de localización siempre requieren una referencia a datum.
TOLERANCIA DE POSICIÓN
CONCENTRICIDAD
FIGURA 5-1 SÍMBOLOS DE CONTROLES DE LOCALIZACIÓN.
TOLERANCIA DE POSICIÓN
La tolerancia de posición es el control de localización mas ampliamente usado en
los dibujo de ingeniería actuales y se debe a su habilidad para describir los
requerimientos de la intercambiabilidad de los componentes. Una de las
aplicaciones más usuales de la tolerancia de posición es la localización de
barrenos para tornillos porque no hay método tan exacto para describir los
requerimientos funcionales para definir posiciones de barrenos. En este capítulo
se verán los p rincipios básicos para tolerancias de posición.
VENTAJAS DE LAS TOLERANCIAS DE POSICIÓN
Existen muchas ventajas en el uso de tolerancias de posición y aunque algunas de
ellas son obvias en la practica, pueden mencionarse las siguientes:
?
Zonas de tolerancia circulares –57% más a de tolerancia.
?
Permite el uso de tolerancias adicionales
-
Tolerancia extra
Desplazamiento
127
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
?
Permite el uso de dispositivos fijos
?
Evita la acumulación de tolerancias
?
Protege la función de la parte
?
Reduce los costos de producción
PRINCIPIOS DE LAS TOLERANCIAS DE POSICIÓN
Una tolerancia de posición se define en un cuadro de control por el símbolo de
posición, un valor de la tolerancia, modificadores y sus respectivas referencias de
datum, como se muestra en la figura 5-2.
Tenemos dos definiciones relativas al tema de tolerancias de posición:
Posición ideal – Es un término usado para describir la posición exacta (o
perfecta) de un punto, una línea o un plano (normalmente el centro) de una
figura dimensional en relación con un datum o marco de referencia de
datum y / u otras figuras dimensionales. En los dibujos se utilizan las
dimensiones básicas para establecer la posición ideal de la figura
dimensional.
Tolerancia de posición – Es la variación total permisible en la localización
de una figura dimensional respecto a su posición ideal.
CONDICIONES PARA LA TOLERANCIA DE POSICIÓN
Mucho de la confusión sobre las tolerancias de posición, se debe más que nada a
los numerosos ejemplos de dibujos incorrectos. En esta sección se discuten las
CONDICIONES BÁSICAS que debe cumplir una aplicación de la tolerancia de
posición. Los usuarios de un dibujo PRIMERO deben verificar si el control de la
tolerancia de posición está bien especificado antes de intentar interpretar su
aplicación. Si la aplicación de la tolerancia no cumple esos requisitos básicos, el
dibujo debe cambiarse o corregirse antes de proceder.
128
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5-2
129
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Hay cuatro Condiciones básicas en el sistema de dimensionamiento que una
tolerancia de posición debe cumplir:
1. La tolerancia de posición debe aplicarse a una figura dimensional.
2. Se requieren referencias a un datum ¤. Además los datums deberán permitir
mediciones repetibles de la figura dimensional considerada.
3. Se usan las dimensiones básicas para establecer la localización exacta de
las figuras dimensionales desde un datum definido y entre figuras
dimensionales relacionadas entre sí.
4. Deben especificarse modificadores LMC, MMC o RFS en el símbolo de
control de la figura, como lo señala la regla # 2.
Si alguna de esas cuatro Condiciones no se cumple, entonces la especificación
para tolerancia de posición no es interpretable.
Vea el cuadro de la figura 5 -3 donde se muestran ejemplos de esas Condiciones.
TEORÍA DE TOLERANCIA DE POSICIÓN
Las tolerancias de posición pueden verse de dos maneras:
1. Como una frontera que limita el movimiento de la superficie de la figura.
2. Una zona de tolerancia que limita el movimiento del eje de la figura.
Ambos conceptos son muy útiles y para la mayoría de los casos pueden verse
como equivalentes. Sin embargo, el concepto de frontera es muy usado en este
capítulo debido a que representa los requerimientos funcionales de acoplamiento
de pieza y es el mas flexible de ambos conceptos.
EL CONCEPTO FRONTERA
Para entender el concepto de frontera hay que examinar las Condiciones que
resultan de una tolerancia de posición aplicada a un barreno a MMC (a su mínimo
diámetro). El barreno debe mantenerse dentro de sus limites especificados de
tamaño y su localización debe ser tal que ningún elemento de superficie del
barreno deberá estar dentro de una frontera (o limite) teórico(también se puede
ver como el diámetro de un perno del dispositivo) localizado en la posición ideal.
¤
La Norma ANSI-Y14.5M -1982 incluye una aplicación especial de tolerancia de posición sin una
referencia de datum. Esta aplicación se explicará más adelante en este capítulo.
130
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Anexar figura 5-3
131
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
También puede verse que el tamaño de la frontera es independiente del tamaño
de la figura (9.8 dia.). Todo esto permite ver la relación que existe entre el tamaño
y la tolerancia de posición. Vea ejemplo de la figura 5-4.
Debido a que la frontera tiene que ver la(s) superficie(s) de la figura dimensional
es obvio que siempre tendrá tres dimensiones naturales. Donde la altura de la
frontera es igual a la altura de la figura dimensional considerada, como se ve en la
figura 5-5. El diámetro de la frontera teórica para una tolerancia de posición a
MMC de una figura INTERNA es la MMC de la figura dimensional menos el valor
de la tolerancia de posición como se ve en la figura 5-4. Para una figura
dimensional EXTERNA el diámetro de la frontera es igual a la MMC de la figura
dimensional mas el valor de la tolerancia de posición como se ve en la figura 5-6.
Una tolerancia de la posición también es control indirecto de orientación. La
posición de la frontera teórica producida por una tolerancia de posición puede ser
tanto perpendicular como paralela al datum primario en el cuadro de control.
Debido a que la superficie de la figura dimensional se limita por esta frontera, su
posición se controla automáticamente dentro del límite, como se ve en la figura
5-5.
Cuando una figura dimensional se controla por una tolerancia de posición, se
cancela la regla #1. La linearidad de la figura dimensional se controla dentro de la
frontera por la tolerancia de posición, como se ve en la figura 5-5.
EL CONCEPTO DE EJE
Para ilustrar una zona de tolerancia de posición que controle el eje de una figura
dimensional, se examinarán las Condiciones resultantes de una tolerancia de
posición aplicada a un barreno a MMC, (su mínimo diámetro) donde su eje debe
quedar dentro de una zona de tolerancia cilíndrica que se localiza en su posición
ideal como se muestra en la figura 5-7. El diámetro de esta zona es igual al valor
de la tolerancia de posición. Esta zona también define los límites de la posición del
eje a MMC respecto a la superficie del datum. La linearidad del barreno a MMC se
controla por la zona de tolerancia cilíndrica.
Como se vio antes, los conceptos de frontera y de ejes pueden mostrarse
equivalentes, en la mayor parte de los casos. La figura 5-8 muestra cómo convertir
una tolerancia de posición desde el concepto de “frontera” en una zona de
tolerancia del eje, que puede estudiarse al mover el barreno hasta que haga
contacto con la frontera en varias direcciones, originando que el centro del barreno
genere una zona de tolerancia diametral con respecto a su posición ideal. Esta
zona es equivalente de la zona de tolerancia del eje, derivada del concepto de
frontera. El diámetro de esta zona será igual al valor de la tolerancia de posición
que controle la figura. La figura 5-9 muestra cómo la zona de tolerancia del eje
equivalente y la frontera, delimitan la localización de un barreno. Observe que la
variación total del barreno respecto a su posición ideal es la misma en ambos
casos.
132
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 5-4 Y 5-5
133
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR 5-6 Y 5-7
134
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5-8 Y 5-9
135
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Ambos conceptos de la zona de tolerancia son muy útiles. Debido a que el
concepto de ejes es la base de varias técnicas de inspección, y es la base para
expresar requisitos de la tolerancia de posición, es un concepto importante para
entender la teoría de tolerancia de posición. Y debido a que el concepto de
frontera representa los requerimientos funcionales reales de las figuras para
ensamble, es también un concepto importante para entender la teoría de
tolerancia de posición.
APLICACIONES A MMC
Una tolerancia de posición aplicada a una figura dimensiona l con una función
primaria para ensamble generalmente se usa a MMC. El modificador MMC se
muestra en la sección de la tolerancia del cuadro de control. Cuando la figura
dimensional es producida a MMC, y ubicada en su posición extrema, la pieza está
en el peor de su caso para ensamblar. [Esto se denomina condición virtual].
Conforme la figura dimensional se aleje de MMC, aparece una tolerancia de
localización adicional conocida como tolerancia extra. (La tolerancia total
combinada o la condición virtual de a
l figura dimensional permanece al mismo
valor).
En otras palabras, cuando una pieza produce a MMC está en la condición más
demandante para el ensamble (y no se dispone de tolerancia extra). Conforme la
figura dimensional se aleje de su MMC, su localización puede variar también en la
misma cantidad (agregada a su tolerancia de posición ya señalada) y aún puede
ensamblarse. Esta tolerancia de localización adicional es la tolerancia extra . Vea
el ejemplo de la figura 5-10.
RECUERDE
Cuando se aplica una tolerancia de posición a MMC, se dispone de una
Tolerancia Extra.
136
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5-10
137
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
VERIFICANDO TOLERANCIA DE POSICIÓN CON UN DISPOSITIVO
FUNCIONAL
Un dispositivo funcional es un dispositivo que verifica los requisitos funcionales de
las figuras de una pieza. Esto es que sí los barreno de una pieza se suponen que
son para acoplarse sobre los pernos de otra pieza: la función de los barrenos es
acoplarse sobre los pernos. Para revisar la localización de los barrenos, se
simulan los pernos de la pieza de ensamble con un dispositivo funcional. Las
ventajas de este método son:
?
Es barato producirlo
?
El dispositivo puede representar las peores Condiciones de la pieza de
ensamble.
?
Las piezas pueden revisarse rápidamente.
?
No se necesitan habilidades especiales para leer el dispositivo o interpretar
los resultados.
Cuando los dispositivos no tienen piezas movibles se les conoce como
dispositivos funcionales fijos y las partes deben ensamblar en el dispositivo para
ser aceptadas.
Los dispositivos funcionales son método muy común para verificar una tolerancia
de posición porque se puede establecer un plano o eje de datum desde las figuras
de referencia y verificar que la pieza considerada no sobrepase la frontera teórica
establecida por la tolerancia de posición. Aunque los dispositivos funcionales
ofrecen muchas ventajas en la inspección de piezas controladas por tolerancias de
posición no son absolutos y la tolerancia de posición puede verificarse también
con técnicas abiertas de inspección.
Cuando en la fase de diseño se requiere analizar los límites extremos de una
pieza se recomienda el uso de un dispositivo de “cartón”, que es una simulación
de un dispositivo funcional, pero hecho a base de cartón o papel grueso, con el
cuál pueden verificarse las mismas figuras de la pieza como con un dispositivo
real a pesar de que no se parece a un dispositivo real.
Los pasos para determinar las dimensiones de un dispositivo de cartón son:
?
Determine el tamaño de la figura del dispositivo. Desde la MMC de la figura
controlada, agregue o reste (dependiendo de si se trata de una figura
dimensional interna o externa) el valor de la tolerancia de posición para
encontrar la frontera teórica que es igual a la figura del dispositivo
calibrador ( barreno, perno, ranura).
138
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
?
Establezca las superficies (o ejes) de los datums referenciados en la
tolerancia de posición. Las figuras de datum se simulan por superficies
losas del dispositivo. Si las figuras de datum son figuras dimensionales a
MMC deberán simularse por una figura del dispositivo igual al tamaño
virtual de la figura de datum (recuerde que el capítulo 3 se explico todo lo
que corresponde a figuras dimensionales de datums).
?
Localice las figuras del dispositivo respecto a sus respectivos datums. Las
dimensiones básicas del dibujo del producto se usan para localizar las
figuras del dispositivo respecto a los datums.
Este método se muestra en las figuras 5-11 y 5-12.
Cuando se usa un dispositivo funcional para analizar piezas, la tolerancia extra se
toma en cuenta automáticamente. La figura 5-13A muestra una figura dimensional
a MMC en un dispositivo de cartón y no hay tolerancia extra en esta condición. La
figura 5-13B muestra la figura dimensional a LMC donde existe la máxima
tolerancia extra. El incremento en la localización de la figura dimensional debido a
la tolerancia extra se debe al tamaño menor de la figura dimensional que permite
mayor movimiento dentro del dispositivo fijo. La tolerancia extra es un resultado
automático de la relación que existe entre la pieza y el dispositivo. La figura 5-13C
muestra cómo se pueden calcular las dimensiones extremas desde el dispositivo y
las dimensiones de la pieza. Por ejemplo, se desea encontrar la máxima distancia
entre el eje de la figura dimensional considerada ( el diámetro de 10.0 –10.4) y la
del datum A. Para encontrar la distancia máxima de la pieza se coloca en el
dispositivo con las figuras tan lejos como sea posible. Las dimensiones del
dispositivo y / o la pieza se suman o restan para calcular la condición deseada de
la pieza.
Cuando se usa una figura dimensional como figura de datum en un cuadro de
control para tolerancia de posición debe especificarse si se aplica a LMC, MMC o
RFS (Vea la regla #2).
Si un datum está a MMC el dispositivo tiene un tamaño fijo y es posible una
tolerancia en el desplazamiento de datum. Esto es importante para el fabricante de
la pieza debido a que el desplazamiento de datum permite una tolerancia de
posición adicional. La cantidad del desplazamiento de datum es diferente para
cada pieza producida y depende de la cantidad que la figura dimensional varíe
desde MMC. El desplazamiento de datum es similar al concepto de la tolerancia
extra.
RECUERDE
Cuando se utiliza un modificador MMC en la porción de tolerancia de un
cuadro de referencia, existe tolerancia extra.
Cuando se usa un modificador MMC en el datum de un cuadro de referencia,
existe un desplazamiento de datum.
139
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 5-11 Y 5-12
140
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Si se usa un dispositivo funcional para definir las dimensiones extremas de la
pieza, el desplazamiento de datum se incluye automáticamente en el análisis de la
pieza y el dispositivo, como se muestra en la figura 5-14.
Cuando un datum se aplica a RFS en el cuadro de control se analiza de manera
diferente que a MMC y se refiere a un centro de un plano o eje como datum. El
dispositivo se cierra o abre sobre el datum para establecer este eje y no se
permite ningún movimiento de la figura de datum en el dispositivo, por lo tanto no
hay desplazamiento de datum. El control de tolerancia de posición a FRS se aplica
únicamente cuando las necesidades funcionales de la pieza no son suficientes con
un datum a MMC. En la figura 5-15 se muestra un ejemplo de una aplicación de
datum a RFS.
APLICACIÓN A RFS
Una tolerancia de posición puede aplicarse a RFS que significa que la tolerancia
de posición se aplica sin tomar en cuenta el tamaño de la figura, por lo que es un
control más estricto que una aplicación a MMC. Una tolerancia de posición a RFS
solo deberá aplicarse cuando las necesidades funcionales de diseño no se
cumplan a MMC.
Existen tres conceptos importantes a tomar en cuenta cuando se usa una
tolerancia de posición a RFS.
a. No hay tolerancia extra, debido a que no existe una relación entre tamaño y
localización.
b. Controla la zona de tolerancia del eje, el diámetro de la zona de tolerancia
permanece constante en tamaño y se localiza sobre la posición ideal, es
más fácil de visualizar como un control sobre el eje.
c. Debe usarse un dispositivo calibrador movible para detectar el tamaño de la
figura dimensional y la tolerancia de posición se aplica en la localización de
eje de la figura dimensional. Se requieren técnicas especializadas y / o
complejas.
En la figura 5-16 se muestra un ejemplo de tolerancia de posición a RFS, con
cálculo de distancias máximas y mínimas.
141
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5 -13
142
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5 -14
143
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5 -15
144
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5 -16
145
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
APLICACIÓN A LMC
Cuando se aplica una tolerancia de posición a LMC, el valor de la tolerancia
especificada se aplica cuando la figura está a LMC. Todos los conceptos vistos
para MMC se aplican al contrario. La tolerancia extra es cero cuando la figura
dimensional está a LMC y máxima a MMC.
Este modificador se usa para controlar el espesor mínimo de pared de una pieza o
para controlar el espesor mínimo de maquinado de una pieza fundida, como se
muestra en la figura 5-17.
Para verificar o inspeccionar una tolerancia de posición a LMC no se puede usar
un dispositivo fijo, se requiere equipo complejo y / o variable.
APLICACIÓN EN UNA FIGURA DIMENSIONAL PLANA
Los principios para tolerancia de posición de figuras dimensionales cilíndricas
(como barrenos) también se aplican a figuras dimensionales planas (como ranuras
abiertas o salientes). En esos tipos de aplicaciones el valor de la tolerancia de
posición representa la distancia entre dos planos paralelos. Se omite el símbolo de
diámetro del cuadro de control, lo que indica que la zona de tolerancia son dos
planos paralelos. Vea el ejemplo de la figura 5 -18.
Cuando se usa un modificador de zona de tolerancia proyectada en combinación
con una tolerancia de posición significa que la zona de tolerancia teórica se
proyecta arriba o debajo de la pieza, según se indique en el control. La altura de la
zona proyectada se especifica en el cuadro que se pone abajo del cuadro de
control. Una revisión de la figura considerada a su tolerancia proyectada permitirá
predecir si la pieza ensamblará satisfactoriamente o no. Vea el ejemplo de la
figura 5-19. La zona de tolerancia proyectada se usa comúnmente cuando la
variación respecto de la perpendicularidad de barrenos roscados o de precisión
puede provocar que los tornillos o perno interfieran o topen con las piezas donde
ensamblan. Vea el ejemplo de la figura 5-20.
FIGURAS DIMENSIONALES COAXIALES
Las figuras dimensionales coaxiales son dos
generalmente diámetros, cuyos ejes coinciden.
o más figuras dimensionales,
Cuando se quiera permitir una variación a la figura dimensional desde una
condición coaxial, la cantidad de la variación deberá especificarse por uno de tres
controles geométricos; concentricidad, desviación radial o una tolerancia de
posición.
146
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5-17
147
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5-18
148
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5-19
149
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5-20
150
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Generalmente la tolerancia de posición es el control coaxial más aplicable y
menos caro debido a que es un método común para controlar la localización de
una figura dimensional coaxial. La desviación radial es un control mas cerrado y
costoso ( se discutirá más adelante) y la concentricidad es un control mas estricto,
difícil de verificar y el más caro. Las necesidades funcionales de diseño definen la
tolerancia geométrica mas apropiada para figuras dimensionales coaxiales.
Cuando una tolerancia de posición se aplica a una figura dimensional coaxial, se
marca una dimensión básica de cero entre los ejes de las figuras y se cancela la
regla # 1. En la figura 5-21 se muestra una pieza con una tolerancia de posición
aplicada a figuras dimensionales coaxiales.
Una tolerancia de posición puede usarse para controlar la localización de barrenos
coaxiales. Vea la figura 5-22. Además de controlar la localización, la tolerancia de
posición también controla el alineamiento de figura dimensional coaxial que se
localiza con otra tolerancia de posición (a un datum) y no se requiere una
referencia a un datum para este control. Vea la figura 5-22.
APLICACIÓN (SIMETRÍA)
Existe simetría si la figura de una parte se encuentra centrada en relación a un
plano central de un datum. Se utiliza tolerancia de posición para controlar la
simetría.
La simetría sólo es aplicable a figuras dimensionales. La referencia a un datum
también debe contener una figura dimensional. Se pueden usar modificadores
MMC y FRS dependiendo de los requerimientos de diseño. Ver gráficas 5-23 y 524.
CONCENTRICIDAD
Una tolerancia de concentricidad se indica por el símbolo de concentricidad, un
calor de tolerancia y datum apropiado colocados en el cuadro de control, como se
muestra en la figura 5-25.
La concentración es la condición donde los ejes de todos los elementos de cada
sección transversal de una figura dimensional y la superficie de revolución son
comunes al eje de la figura de datum. La tolerancia de concentricidad es la
cantidad total de la variación permisible de un eje de una figura dimensional
respecto a un eje de datum. Una tolerancia de concentricidad se define en
términos de una zona de tolerancia cilíndrica cuyo eje es coincidente con el eje de
datum donde debe quedar el eje de la figura dimensional considerada.
Una zona de tolerancia de concentricidad y su datum sólo se pueden aplicar a
RFS. La tolerancia de tamaño de una figura dimensional es independiente de la
tolerancia de concentricidad.
151
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5-21
152
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5-22
153
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5-23
154
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5-24
155
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 5-25
156
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
La medición de una tolerancia de concentricidad requiere que el eje de la figura
dimensional considerada sea establecido por un análisis detallado de todos los
elementos circulares de la superficies. Esto determina un punto del eje para cada
elemento circular revisado. Todos los puntos del eje deben quedar dentro de la
zona de tolerancia de concentricidad. Debido a que las irregularidades en la forma
de la figura por inspeccionarse hacen dificl el establecer el eje de la figura, las
especificaciones por concentricidad deberán evitarse siempre que sea posible.
Cuando se especifiquen tolerancias para figuras coaxiales, antes deberá
considerarse el uso de la tolerancia para figuras coaxiales, antes deberá
considerarse el uso de la tolerancia de posición o la tolerancia por variación radial.
Vea la figura 5 -25.
Lo siguiente debe tomarse en cuenta al especificar concentricidad:
?
Se cancela la regla # 1.
?
Aplica la regla # 3.
?
Se requiere referencia a un datum.
?
La zona de tolerancia debe ser RFS.
?
La referencia a datums debe ser RFS.
RESUMEN
Un resumen cerca de la información de controles de localización se encuentra en
la figura 5 -26.
157
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO
6
CONTROLES DE
VARIACIÓN
158
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO 6
INSTRUCCIONES
ANTES DE LEER ESTE
CAPÍTULO, CONTESTE LA
EVALUACIÓN DE
CONOCIMIENTOS PREVIOS
QUE INICIA EN LA SIGUIENTE
PÁGINA.
159
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO 6
Se tiene poca probabilidad de manufacturar un producto
de calidad si las especificaciones son vagas o incompletas
INTRODUCCIÓN
En este capítulo se explorarán controles de variación. Los controles son variación
radial o circular y variación total.
INFORMACIÓN GENERAL
En este capítulo se describirán dos tipos de control de variación (también conocido
como desalineamiento o simplemente run-out), que son la variación radial o
circular y la total; los símbolos para cada uno se muestran en la figura 6-1. Aunque
hay ejemplos e información para cada control, los conceptos siguientes se aplican
a ambos tipos de controles de variación.
La variación es un control compuesto que afecta tanto a la forma como a la
localización de una figura de una pieza con respecto a su eje de datum. Siempre
que se especifica un control de variación se requiere un datum.
RECUERDE
La variación es un control compuesto que simultáneamente afecta la forma y la
localización de una figura respecto a un eje de datum.
Las notas en dibujo antiguos que usan términos como F.I.M (en ingles Full
Indicator Movement – Movimiento completo del indicador), T.I.R (Inglés: Total
Indicator Reading – Lectura total del indicador) y T.I.M. (ingles: Total Indicator
Movement – Movimiento total del indicador) son similares a las tolerancias de
variación.
160
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
VARIACIÓN RADIAL
VARIACIÓN TOTAL
FIGURA 6-1 CONTROLES DE VARIACIÓN
Un control de variación puede aplicarse a cualquier forma diametral que está
alrededor del eje de datum o a una superficie que se perpendicular al eje de
datum, como son, un diámetro recto o cónico alrededor del eje de datum.
La figura 6-2 muestra esas Condiciones.
RECUERDE
La variación debe aplicarse siempre a una figura que se esté alrededor del eje
de datum.
La especificación de un valor de tolerancia de variación en un símbolo de control
indica la lectura máxima permisible del indicador ( o el movimiento del medidor )
de la figura considerada cuando la pieza se gira 360° respecto a su eje de datum.
Vea el ejemplo de la figura 6-3.
Una de las aplicaciones más comunes del control de variación es la localización
de figuras coaxiales respecto a un eje de datum. Otros usos menos comunes
incluyen control de angularidad, circularidad, perpendicularidad y bamboleo.
COMO ESTABLECER UN EJE DE DATUM
Existen solo TRES maneras de establecer un eje de datum para una
especificación de variación y son:
?
Un solo diámetro de suficiente longitud.
?
Dos diámetros coaxiales son suficiente distancia entre ellos para crear un
eje de datum común.
?
Un plano y un diámetro a ángulos rectos.
161
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 6-2 Y 6-3
162
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
La figura 6-4 ejemplifica esas Condiciones. Las necesidades funcionales de diseño
y la forma de la pieza son factores usados para seleccionar una de los tres
métodos para establecer un eje de datum. Generalmente las figuras usadas para
el eje de datum son las mismas figuras que (radialmente) localizan la pieza en su
ensamble.
RECUERDE
Solo hay tres maneras de establecer un eje de datum:
?
Un solo diámetro de suficiente longitud.
?
Dos diámetros coaxiales con suficiente distancia entre ellos
para crear un eje de datum común.
?
Un plano y un diámetro a ángulo rectos.
VARIACIÓN RADIAL
La variación radial es un control combinado que afecta simultáneamente la forma y
la localización de los elementos circulares de la figura de una pieza.
La variación radial se usa frecuentemente para controlar la localización de los
elementos circulares de un diámetro. Cuando se aplica a una superficie que este a
90° del eje de datum controla solamente la posición de los elementos circulares. El
control de variación se aplica a cada elemento circular de una superficie en forma
independiente uno de otro. El número de elementos circulares a revisarse puede
especificarse en el mismo dibujo o dejarse a juicio o criterio del departamento de
inspección.
La forma de la zona de tolerancia para variación radial se puede apreciar
fácilmente por que la forman dos círculos coaxiales cuyos centros se localizan en
el eje de datum. La distancia radial entre esos círculos es igual al valor de la
tolerancia de variación. Vea la figura 6-5A . El diámetro del circulo mayor se define
por el radio del elemento circular de la pieza que esté mas alejado del eje de
datum (aunque se debe cumplir la tolerancia de tamaño). Vea la figura 6-5B.
RECUERDE
Un control de variación radial se aplica a cada elemento circular en forma
independiente.
163
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 6-4 Y 6-5
164
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Cuando se inspecciona un diámetro controlado por la variación radial, se coloca
un calibrador (de carátula) en forma perpendicular a la superficie que se vaya a
revisar. Deberán revisarse un número suficiente de elementos circulares para
asegurarse de que el diámetro esté dentro de la tolerancia especificada, y se deja
a criterio del inspector definir el número de mediciones, aunque puede definirse en
el dibujo el número y lugar donde hacerse las lecturas.
RECUERDE
Cuando se revise la variación radial, el calibrador debe instalarse en forma
perpendicular a la superficie que va a verificar.
La variación radial es un control combinado por que control tanto la forma como la
localización de un figura y cuando se verifica una especificación de variación, el
calibrador hace contacto con la superficie real de la pieza. Las irregularidades de
la superficie y la forma de la redondez se convierten automáticamente en parte de
la lectura del calibrador. La figura 6-6 ilustra como la forma de circularidad afecta
la variación.
En el caso 1 se mide un elemento circular que es perfectamente redondo y es
coaxial con el eje de datum. Cuando la pieza gira 360° sobre el eje de datum la
lectura del calibrador (que es el valor de la variación) será cero.
En el caso 2 se mide un elemento circular que es coaxial con el eje de datum pero
que no es perfectamente redondo. La lectura del calibrador (que es el valor de la
variación) detectará este error de redondez como una tolerancia de variación. El
calibrador no puede separar un error de localización de un error de forma en una
lectura de variación.
En el caso 3, se mide un elemento circular que es perfectamente redondo y todo el
error de variación se debe a que los ejes no coinciden (hay una excentricidad). La
máxima diferencia permisible entre el eje de la figura u el eje de datum es la mitad
del valor de la tolerancia de variación, debido a que la zona de tolerancia de
variación se convierte en una zona de tolerancia para el eje, que es un cilindro con
un diámetro igual al valor de la tolerancia de variación y centrado respecto al eje
de datum. El eje del diámetro analizado puede estar arriba o abajo (o cualquier
dirección) del eje de datum, pero siempre dentro de esa zona. Esto es el máximo
error posible en localización. Cuando haya cualquier error en la redondez de la
figura analizada, entonces el error permitido para la excentricidad se verá reducido
por la cantidad del erro r de redondez.
RECUERDE
Cuando un diámetro se controla con variación, su eje puede quedar
descentrado la mitad del valor de la tolerancia de variación.
165
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 6-6
166
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Cuando se inspecciona una superficie que está a un ángulo recto respecto al eje
de datum y se controla con variación radial, el calibrador se coloca en forma
perpendicular a la superficie considerada. La pieza (o el calibrador) se gira a 360°
y la variación de un elemento circular es la lectura de la variación. Vea figura 6-7.
Observe que cuando se aplica el control de variación radial a una superficie, como
la descrita anteriormente, solamente se controla la acción de los elementos
lineales de la superficie (bamboleo). En este tipo de aplicación de control de
variación no controla la acción de la superficie.
PRUEBA DE VALIDEZ
Para que una especificación de variación sea válida deberá cumplir las siguientes
Condiciones:
?
Debe marcarse un datum de referencia en el cuadro de control.
?
La referencia a un datum deberá especificar un eje de datum apropiado.,
?
El control deberá aplicarse a un elemento de superficie que rodee o esté
alrededor del eje de datum.
?
No debe usarse ningún modificador en el cuadro de control.
En la figura 6-8 se señala una prueba muy sencilla para verificar la validez de un
control de variación radial.
167
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 6-7
168
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
¿EXISTE UNA REFERENCIA A UN DATUM EN EL
MARCO DE CONTROL DE LA FIGURA?
NO
SI
¿LA REFERENCIA A UN DATUM, ESPECIFICA UN
EJE DE DATUM APROPIADO ?
1. DIAMETRO CON SUFICIENTE LARGO
2. DOS DIAMETROS COAXIALES
3. SUPERFICIE PRIMARIA, EJE SECUNDARIO
NO
SI
¿EL CONTROL DE VARIACIÓN APLICA A UN
ELEMENTO SUPERFICIAL EL CUAL
ENVUELVE AL EJE DE DATUM?
NO
ESTA ESPECIFICACION DE
UN CONTROL DE
ANGULARIDAD NO ES
VALIDA
SI
¿EL VALOR DE TOLERANCIA ES UN
REFINAMIENTO DE OTRA TOLERANCIA
GEOMETRICA QUE CONTROLA EL
PARALELISMO DE LA FIGURA?
SI
NO
ESTO ES UNA ESPECIFICACION VALIDA PARA UN CONTROL DE PERPENDICULARIDAD
FIGURA 6 -8 PRUEBA DE VALIDEZ PARA UN CONTROL DE VARIACIÓN
CIRCULAR
169
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
VARIACIÓN TOTAL
La variación total es un control combinado que afecta simultáneamente la forma y
la localización de todos los elementos de una superficie. Cuando se aplica a una
superficie que está alrededor de un eje de datum (como un cilindro o un cono)
controla las variaciones acumuladas de circularidad, linearidad, localización,
angularidad, conicidad y perfil de una superficie.
Cuando se aplica la variación total a un diámetro, la zona de tolerancia se puede
apreciar fácilmente por que se forma con dos cilindros coaxiales con el centro en
el eje de datum. La distancia radial entre cilindros es igual al valor de la tolerancia
de variación total. El diámetro del cilindro mayor se define por el radio de los
elementos de la superficie mas alejado del eje de datum y se deben cumplir las
tolerancias de tamaño. Vea el ejemplo de la figura 6-9.Observe que el diámetro
debe también cubrir sus requisitos de tamaño.
Cuando se aplica la variación total a una superficie que esta a 90° del eje de
datum se controlan las variaciones de perpendicularidad y planicidad de la
superficie. En este caso, la zona de tolerancia consiste en dos planos paralelos,
perpendiculares al eje de datum y todos los elementos de la superficie deben
quedar dentro de ellos. La distancia entre los plano es igual al valor de la
tolerancia de variación total. Vea la figura 6-10.
RECUERDE
Una especificación de variación total se aplica simultáneamente a todos los
elementos de la superficie.
La medición de la variación total es muy similar a como se mide la variación radial,
ya que ambos se miden con un calibrador de carátula, sólo que para variación
total el calibrador se mueve a todo lo largo del eje, al mismo tiempo que la pieza
se gira sobre el eje de datum, mientras que para la variación radial el calibrador no
se mueve mientras la pieza gira. En las figuras 6-9 y 6-10 se muestran ejemplos
de medición para el control de variación total.
PRUEBA DE VALIDEZ
La prueba de validez para variación total es igual a a
l prueba de validez para
variación radial (fig. 6-9 )
COMPARACIÓN DE CONTROLES COAXIALES
De los trece controles geométricos, cuatro se usan comúnmente para controlar la
coaxialidad de diámetros. Ellos son tolerancias de posición, variación total y radial
y la concentricidad. En la figura 6-11 se hace una comparación de esos controles.
170
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 6-9 Y 6-10
171
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 6-11
172
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CÁLCULOS DE DISTANCIAS EN LA PARTE
La distancia máxima (o mínima) entre dos superficies diametrales externas (o
internas) controladas por variación total es fácil de calcular y se aplica tanto para
variación radial como total. A continuación se explicará como hacerse para figuras
externas, pero el proceso es muy similar para figuras internas o para cualquier
combinación de ellas. Para encontrar la distancia máxima entre dos superficies
externas controlada por variación se usara la pieza mostrada en la figura 6-12 y se
deben seguir los siguie ntes pasos:
1. Identifique los puntos iniciales y finales.
?
Marque con una “X” las dos superficies identificadas como inicio y final de la
distancia de la parte a ser calculada.
2. Establezca los símbolos correspondientes.
?
En el punto inicial ponga una flecha doble. Señale la dirección hacia el
punto final con un “+”. Señale la dirección alejándose del punto final con “-“
(ver fig. 6-12A). Siempre que una distancia es usada en la dirección “+”
debe ser sumada en el cálculo y viceversa.
3. Construya una ruta o lista continua con los valores conocidos.
?
Identifique que la ruta de las dimensiones de la parte trazando una flecha
desde el punto de partida hasta el punto final, para cada distancia
involucrada (ver figura 6-12B).
?
Cuándo se usan diámetros. Es el control de variación el que define la
distancia entre las líneas centrales.
?
Use uno de los símbolos “+” o “-“ para señalar cada distancia de la parte.
4. Calcule la distancia máxima y mínima con los datos obtenidos usando la
lista del paso 3 (ver figura 6-12C).
?
?
Para la Distancia Máxima:
- Use todos los valores Máximos “+”.
- Use todos los valores Mínimos “-“ .
- Sume la mitad del valor de la tolerancia de variación.
Para la Distancia Mínima:
-
Use todos los valores Mínimos “+”.
Use todos los valores Máximos “-“.
Reste la mitad del valor de la tolerancia de variación.
173
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 6-12
174
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
RESUMEN
El resumen de la información para el control de la variación se muestra en la figura
anexa 6-13.
VOCABULARIO
Tolerancia Compuesta
Variación
Variación Circular o Radial
Variación Total
175
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPITULO 7
CONTROLES DE
PERFIL
176
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPÍTULO 7
INSTRUCCIONES
ANTES DE LEER ESTE
CAPÍTULO, CONTESTE LA
EVALUACIÓN DE
CONOCIMIENTOS PREVIOS
QUE INICIA EN LA SIGUIENTE
PÁGINA.
177
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
CAPITULO 7
Si tu margen de seguridad es demasiado grande o
demasiado pequeño, la competencia te ganará.
INTRODUCCIÓN
En este capítulo cubre la comprensión básica de los controles de perfil. La falta del
entendimiento de controles de perfil ha hecho que su uso sea muy limitado en los
dibujos de ingeniería. El estudio de estos conceptos en este capítulo lo hará más
eficiente en la interpretación y aplicación de controles de perfil.
INFORMACIÓN GENERAL
En este capítulo se verán dos tipos de controles de perfil, perfil de una línea y
perfil de una superficie y los símbolos se muestran en la figura 7-1. Los controles
de perfil se usan para limitar la forma, tamaño u orientación de una figura de una
pieza. Aunque hay ejemplos e información para cada tipo de control, la
información que sigue se aplica a ambos tipos de controles de perfil.
La línea exterior de un objeto en un plano es conocida como su perfil. Un perfil
ideal es la forma geométrica exacta de un perfil tal y como se describe por las
dimensiones básicas en un dibujo. La tolerancia de perfil establece una frontera
uniforme a rtavés del perfil ideal dentro del cuál todos los elementos del perfil
considerado deberán situarse. Una tolerancia de perfil puede aplicarse
simultáneamente a todos los elementos de superficie individual (como un perfil de
una superficie) o a elementos de superficie individual (como un perfil de una línea)
tomada en varias secciones transversales de la pieza.
Los controles de perfil son las únicas tolerancias geométricas que pueden usarse
como un control directo de forma (sin datum) o como una tolerancia relativa a un
datum.
RECUERDE
El perfil puede usarse como un control de forma o una tolerancia relacionada
a una figura.
178
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
VENTAJAS DE CONTROL DE PERFIL
Las tres ventajas del uso de controles de perfil son:
?
Una definición clara de la zona de tolerancia.
?
Comunica datums y secuencia de datums.
?
Elimina la acumulación de tolerancias.
PERFIL DE UNA SUPERFICIE
PERFIL DE UNA LÍNEA
7-1 SÍMBOLOS DE CONTROL PARA PERFIL
Un control de perfil puede aplicarse a cualquier tipo de figura de una pieza (p.e.
una superficie, una forma irregular, un cilindro) pero el perfil ideal debe definirse
con dimensiones básicas.
Otro aspecto especial de los controles de perfil es que la zona de tolerancia puede
especificarse en forma unilateral o bilateral y en la figura 7-2 se ilustra este
concepto.
RECUERDE
Cuando se especifica una tolerancia de perfil, el perfil ideal debe definirse con
dimensiones básicas.
179
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
Anexar figura 7-2
180
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
PERFIL DE UNA SUPERFICIE
Cuando se especifica un control de perfil de una superficie, la zona de tolerancia
es tri-dimensional y se extiende simultáneamente a través de tosa la longitud,
ancho y profundidad de la figura controlada. La zona de tolerancia está entre dos
límites paralelos separadas del perfil ideal por el valor de la tolerancia. En la figura
7-3 se muestra un ejemplo.
RECUERDE
Un control de perfil de una superficie limita simultáneamente todos los
elementos de la superficie.
RESUMEN DE LA FIGURA 7-3
?
El control de perfil (de una superficie) se aplica a RFS. (Por la regla #3).
?
No se aplica el concepto de tolerancia extra.
?
La forma de la zona de tolerancia son dos fronteras paralelas separadas a
igual distancia (arriba y abajo) del perfil ideal.
?
El control de perfil limita el tamaño de la pieza, al mismo tiempo que la
orientación la forma de la figura controlada.
APLICACIONES
Las aplicaciones más comunes para el control de perfil de una superficie incluyen
la definición de límites para polígonos, formas irregulares con la combinación de
líneas rectas, curvas y arcos, superficies coplanarias y dimensiones respecto a un
datum. A continuación se ampliarán estos puntos con ejemplos más información.
El perfil de una superficie es usado frecuentemente para establecer fronteras
aceptables para formas poligonales. Cuando se definen los parámetro para un
forma poligonal con dimensiones coordinadas, la acumulación de tolerancias
puede convertirse en un problema para el funcionamiento y la inspeccion de la
pieza. Muchas de estos problemas pueden eliminarse con el uso de un control de
perfil. En la figura 7-4 se muestra un ejemplo de un dimensionamiento de perfil
para una forma poligonal.
181
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURAS 7-3 Y 7-4
182
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
RESUMEN DE INFORMACIÓN DE LA FIGURA 7-4
?
Se usan las dimensiones básicas para definir el perfil ideal del polígono.
?
El control de perfil se aplica a RFS. (por la regla #3).
?
La forma de la zona de tolerancia esta entre dos fronteras paralelas
separadas a igual distancia (arriba o abajo) del perfil ideal.
?
El método de dimensionado elimina la acumulación de tolerancias.
?
En la inspección el orden para dirigir la pieza a un marco de referencia de
datum se especifica en el cuadro de control.
Un control de perfil de una superficie también se usa para definir los limites
aceptables para superficies coplanarias. Las superficies coplanarias son dos o
más superficies que tienen todos sus elementos en el mismo plano. Cuando se
aplica un control de perfil de una superficie se establece un juego de planos
paralelos donde deben quedar todos los elementos de ambas superficies. Este
control tiene la misma función que la planicidad aplicada a una superficie y la zona
de tolerancia es unilateral.
Cuando se esta aplicando el perfil y se necesita controlar más de dos superficies
deberá usarse un referencia de datum. Las superficies que deban hacer contacto
con el plano de datum se denominan superficies de datum y la pieza debe
localizarse sobre esas superficies cuando se inspecciona. En la figura 7-5 se
muestra un ejemplo.
RESUMEN DE INFORMACIÓN DE LA FIGURA 7-5
?
Cuando se inspecciona la coplanaridad de las superficies, ambas
superficies deben hacer contacto con el plano de datum.
?
La zona de tolerancia es unilateral.
?
La tolerancia de perfil se aplica a RFS (por la regla #3).
?
La planicidad de cada superficie queda limitada al contenido de la zona de
tolerancia de perfil.
La figura 7-6 muestra un ejemplo del uso de la tolerancia de perfil para relacionar
una medición dimensional a un cuado de datum. Este método de dimensionado
debe considerarse cuando se quiera relacionar mediciones dimensionales a un
cuadro de datum y permite al diseñador comunicar un secuencia para direccionar
la pieza a los datums para inspeccionar las dimensiones especificadas.
183
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR 7-5 Y 7-6
184
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
RESUMEN DE LA INFORMACIÓN DE L A FIGURA 7-6
?
La tolerancia de perfil se aplica a RFS (por la regla #3).
?
La secuencia para posicionar la pieza en el marco de un datum para
inspeccionar dimensiones se especifica en el control de perfil.
PRUEBA DE VALIDEZ
Para que un control de perfil de un superficie sea válida, deberá cumplir las
siguientes condiciones:
?
Deben usarse dimensiones básicas para definir el perfil ideal de la figura
controlada.
?
El control de perfil debe aplicarse al perfil ideal de la figura controlada.
?
No se deben usar modificadores en el cuadro de control.
?
Si se usan datums, las dimensiones básicas deben relacionar el perfil ideal
a los datums usados.
En la figura 7-7 se muestra una prueba muy sencilla para verificar la validez de un
control de perfil de superficie.
185
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
¿EL CONTROL DEL PERFIL APLICA A LA
VISTA QUE MUESTRA EL PERFIL IDEAL DE
LA FIGURA A DIMENSIONAR?
NO
SI
¿EL PERFIL IDEL DE LA FIGURA
DIMENSIONADA SE DEFINE CON
DIMENSIONES BASICAS?
NO
SI
¿SE USA ALGUN MODIFICADOR EN LA
POSICIÓN DE TOLERANCIA DEL CUADRO DE
CONTROL DE LA FIGURA?(MMC, LMC, RFS,
DIAMETRO)
SI
ESTA ESPECIFICCIÓN DE
UN CONTROL DE PERFIL
DE UNA SUPERFICIE NO
ES VALIDA
NO
¿SI SEHACE REFERENCIA A DATUMS, SE
UTILIZAN DIMENSIONES BASICAS PARA
RELACIONAR LAS TOLERANCIAS DE LA
FIGURA CON LOS DATUMS?
NO
SI
ESTO ES UNA ESPECIFICACION VALIDA PARA UN CONTROL DE PERFIL DE UNA
SUPERFICIE.
FIGURA 7 -7 PRUEBA DE VALIDEZ PARA UN CONTROL DE PERFIL DE
SUPERFICIE.
186
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
PERFIL DE UNA LÍNEA
Cuando se especifica un control de perfil de una línea se limita solamente a los
elementos individuales de una superficie y la zo na de tolerancia es bidimensional y
se extiende a través de toda la longitud de perfil ideal. La zona de tolerancia está
entre dos planos paralelos, separados del perfil ideal por el valor de la tolerancia
especificada. Vea el ejemplo de la figura 7-8.
RECUERDE
El perfil de un línea se aplica a cada elemento lineal de una superficie
controlada.
RESUMEN DE INFORMACIÓN DE LA FIGURA 7-8
?
Se usan dimensiones básicas para definir el perfil ideal.
?
El control de perfil se aplica a RFS (por la regla #3)
?
La zona de tolerancia está entre dos límites paralelos (que son elementos
lineales) separados una distancia igual, arriba y abajo, del perfil ideal.
?
El control de perfil limita la orientación y la forma de la figura controlada.
PRUEBA DE VALIDEZ
Para que un control de perfil de una línea sea válida deberá cumplir las siguientes
condiciones:
?
Deben usarse dimensiones básicas para definir el perfil ideal de la figura
controlada.
?
El control de perfil debe aplicarse al perfil ideal de la figura controlada.
?
No se deben usar modificadores en el cuadro de control.
?
Si se usan dimensiones controladas por una tolerancia, el valor de la
tolerancia de perfil deberá ser refinamiento de la zona de tolerancia
establecida por las dimensiones controladas.
?
Si el control de perfil se usa como un control de forma (sin ningún datum), el
valor de la tolerancia deberá ser un refinamiento de la tolerancia de tamaño
de la figura.
187
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
ANEXAR FIGURA 7-8
188
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
En la figura 7-9 se muestra muy sencilla para verificar la validez de un control de
perfil de línea.
¿EL CONTROL DEL PERFIL APLICA A LA
VISTA QUE MUESTRA EL PERFIL IDEAL DE
LA FIGURA A DIMENSIONAR?
NO
SI
¿EL PERFIL IDEL DE LA FIGURA
DIMENSIONADA SE DEFINE CON
DIMENSIONES BASICAS?
NO
SI
¿SE USA ALGUN MODIFICADOR EN LA
POSICIÓN DE TOLERANCIA DEL CUADRO DE
CONTROL DE LA FIGURA?(MMC, LMC, RFS,
DIAMETRO)
SI
ESTA ESPECIFICCIÓN DE
UN CONTROL DE PERFIL
DE LINEA NO ES VALIDA
NO
¿EL VALOR DE LA TOLERANCIA DEL PERFIL
ES UN REFINAMIENTO DE LA ZONA DE
TOLERANCIA ESTABLECIDA POR LAS
DIMENSIONES QUE LOCALIZAN EL PERFIL
IDEAL?
NO
SI
ESTO ES UNA ESPECIFICACION VALIDA PARA UN CONTROL DE PERFIL DE UNA
SUPERFICIE.
FIGURA 7-9 PRUEBA DE VALIDEZ PARA UN CONTROL
DE PERFIL DE UN LÍNEA
189
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS
RESUMEN
Un resumen de los conceptos de perfil se encuentra en la figura anexa 7-10.
VOCABULARIO
Perfil Ideal
Tolerancia del Perfil
Zona de Tolerancia Unilateral
Zona de Tolerancia Bilateral
Superficies Coplanarias.
190