Tolerancias geométricas y dimensionales (página 2)

Control de Orientación

La orientación es el término general usado para describir la relación angular entre las características. Los controles de la orientación incluyen el paralelismo, la perpendicularidad y en algunos casos favorables la oblicuidad, todos los controles de la orientación deben tener datos. No tiene ningún sentido especificar un perno, por ejemplo, el perno debe ser perpendicular a una cierta característica de otra característica. (ICICM – Primitivo Reyes, 2003)

Control de Localización Y Posición

La tolerancia de la posición se puede ver de cualquiera de las dos maneras siguientes: Una zona teórica de la tolerancia situada en la posición verdadera de la característica de tolerancia dentro de la cual el punto central, el eje, o el plano del centro de la característica pueden variar de la posición verdadera de las zonas de la tolerancia, estas son teóricas y no aparecen en dibujos. Una zona de la tolerancia se ha demostrado aquí para los propósitos de la ilustración. (ICICM – Primitivo Reyes, 2003)

Inspección. Comienzo de la inspección con la medición del diámetro de agujero. Si el diámetro mide 2.012, está dentro de la tolerancia del tamaño, entre Ã~ 2.000 y Ã~ 2.020. El paso siguiente es medir la localización y la orientación del agujero. La pieza es afianzada con abrazaderas en un marco de referencia del dato trayendo un mínimo de tres puntos en la superficie de la característica primaria del dato, en contacto con el plano de dato primario, un mínimo de dos puntos en la superficie de la característica secundaria del dato en contacto con el plano de dato secundario, y un mínimo de un punto en la superficie de la característica tercera del dato en contacto con el tercer plano de dato. Después, el calibrador de perno más grande al estar dentro del agujero se utiliza para simular el sobre acoplamiento real. El sobre acoplamiento real para una característica interna del tamaño, son la contraparte más grande, similar y perfecta de las características que pueden estar inscritas dentro de la característica de modo que apenas entre en contacto con la superficie del agujero en los puntos más altos. Según las indicaciones de fig. 7-3, la distancia de la placa superficial dato B.

En la etapa del calibrador de perno se miden las medidas, también se toman a lo largo del calibrador de perno para determinar que el agujero está dentro de la tolerancia de perpendicularidad a la placa de ángulo, el dato A, suponen que la distancia de la placa superficial a la tapa del perno es 3.008. Que la medida menos la mitad del diámetro del calibrador de perno iguala la distancia del dato B, al eje real del agujero, 3.008 (2.012/2) 2.002. La distancia de la posición verdadera al eje real del agujero en la dirección vertical es .002.

Con la pieza todavía afianzada con abrazadera a ella, la placa de ángulo se gira 90 grados, y la distancia del dato C al eje real del agujero es medido repitiendo el procedimiento anterior de la medida. Si la distancia de la posición verdadera al eje real en la dirección horizontal es .002, el eje real es .002 encima y .002 de encima de la posición verdadera que requiere un diámetro de la zona de la tolerancia de menos de .006 en diámetro, en conformidad con la .010 zona cilíndrica de la tolerancia del diámetro demostrada en fig. 7-3. El agujero está dentro de tolerancia.

Rectángulo de Tolerancia

La indicación de las tolerancias geométricas (ICICM – Primitivo Reyes, 2003) en los dibujos se realiza por medio de un rectángulo dividido en dos o más compartimentos, los cuáles contienen, de izquierda a derecha, la siguiente información:

• Símbolo de la característica a controlar.

• Valor de la tolerancia expresada en las mismas unidades utilizadas para el acotado lineal. Este valor irá precedido por el símbolo ø si la zona de tolerancia es circular o cilíndrica.

• Letra identificativa del elemento o elementos de referencia, si los hay.

Elemento Controlado

El rectángulo de tolerancia se une el elemento controlado mediante una línea de referencia terminada en flecha, en la forma siguiente:

• Sobre el contorno del elemento o en su prolongación (pero no como continuación de una línea de cota), cuando la tolerancia se refiere a la línea o superficie en cuestión.

• Como prolongación de una línea de cota, cuando la tolerancia se refiere al eje o plano de simetría del elemento en cuestión.

• Sobre el eje, cuando la tolerancia se refiere al eje o plano de simetría de todos los elementos que lo tienen en común.

Elementos De Referencia

Cuando el elemento a controlar se relacione con una referencia (ICICM – Primitivo Reyes, 2003), esta se identifica con una letra mayúscula colocada en un recuadro que va unido a un triángulo de referencia. La misma letra que identifica la referencia se repite en el rectángulo de tolerancia.

Si el rectángulo de tolerancia se puede unir directamente al elemento de referencia, la letra de referencia puede omitirse.

El triángulo y la letra de referencia se colocan:

• Sobre el contorno del elemento o en una prolongación del contorno (pero claramente separada de la línea de cota), cuando el elemento de referencia es la propia línea o superficie que define dicho contorno.

• Como una prolongación de la línea de cota cuando el elemento de referencia es el eje o plano de simetría del elemento en cuestión.

• Sobre el eje o plano de simetría cuando la referencia es el eje común o plano de simetría de todos los elementos que lo tengan en común.

• Un sistema de referencias múltiples consiste en varios elementos de referencia. Si las referencias deben ser aplicadas en un determinado orden, las letras mayúsculas de referencia deberán ser colocadas en recuadros contiguos, en el mismo orden en que se tengan que aplicar.

• Si las referencias múltiples no deben ser aplicadas en un determinado orden, las letras mayúsculas de referencia deberán de colocarse juntas en el último recuadro del rectángulo de tolerancia.

• Una referencia común formada por dos elementos de referencia se identifica con dos letras separadas por un guión.

Especificaciones Restrictivas

Indicaciones restrictivas sobre la forma del elemento dentro de la zona de tolerancia, deberán indicarse al lado del rectángulo de tolerancia. (ICICM – Primitivo Reyes, 2003)

Cuando sea necesario especificar más de una tolerancia a un elemento, se darán las especificaciones en rectángulos colocados uno sobre otro.

Cuando la tolerancia se aplica a una longitud parcial, en cualquier posición, el valor de dicha longitud debe añadirse detrás del valor de la tolerancia, separado por una barra inclinada. Igualmente, si en lugar de una longitud, se refiere a una superficie, se usa la misma indicación. En este caso la tolerancia se aplica a cualquier línea de la longitud indicada, en cualquier posición y cualquier dirección.

Cuando una especificación referida a un elemento completo deba ser complementada con otra referida a una parte de él, esta última deberá colocarse debajo de la anterior, en otro recuadro.

Si la tolerancia se aplica a una parte concreta del elemento, deberá dimensionarse con la ayuda de cotas y una línea gruesa de trazo y punto. Del mismo modo, cuando se toma como referencia solamente una parte de un elemento, deberá dimensionarse con la ayuda de cotas y una línea gruesa de trazo y punto.

Cotas Teóricamente Exactas

(ICICM – Primitivo Reyes, 2003)En el caso de tolerancias de posición, orientación o forma de un perfil, las cotas que determinan respectivamente la posición, orientación o forma teóricamente exactas, no deben ser objeto de tolerancia. Tales dimensiones se colocan dentro de un recuadro.

Especificación De Las Tolerancias Geométricas

Zonas De Tolerancia

De acuerdo con la característica objeto de la tolerancia y de la forma en que esté acotada, la zona de tolerancia puede ser una de las siguientes:

• La superficie de un círculo.

• La superficie comprendida entre dos círculos concéntricos.

• La superficie comprendida entre dos rectas paralelas o dos líneas equidistantes.

• El espacio interior a un cilindro.

• El espacio comprendido entre dos cilindros coaxiales.

• El espacio comprendido entre dos planos paralelos o dos superficies equidistantes.

• El espacio interior a un paralelepípedo.

Control de Perfil

Este es favorable en un control superficial. (ICICM – Primitivo Reyes, 2003) Es una herramienta de tolerancia de gran alcance y versatilidad. Puede ser utilizado para controlar el tamaño y la forma de una característica o el tamaño, la forma, la orientación, y la localización de una característica de forma irregular. La favorable tolerancia controla la orientación y la localización de características con formas inusuales, mucho como la tolerancia de la posición controla la orientación y la localización de agujeros o de pernos.

 La vista de perfil  o de la sección de vista de una parte está dimensionada con dimensiones básicas. Un verdadero problema puede ser de  las dimensiones básicas de tamaño, las dimensiones básicas coordinan, radios de base, base angular de dimensiones, fórmulas, dibujos. La superficie de control y la tolerancia con una extensión o una línea de dimensión son inapropiadas. Los controles de superficie, zonas de tolerancia cilíndricos y las condiciones materiales no son aplicables en la tolerancia de la sección de función de control.

Control de Variación

Es un compuesto utilizado para la tolerancia de control de la relación funcional de una o más características de una parte de un eje de referencia. (ICICM – Primitivo Reyes, 2003)

Variación circular

(Franco)Variación circular se aplica a cada elemento circular en la superficie de una parte bien construido alrededor de su eje de referencia o perpendicular a su eje de referencia, mientras que la parte se gira 360 grados acerca del eje de referencia. La tolerancia de variación circular se aplica independientemente a cada elemento de la línea circular en cada posición de medida y pueden ser fácilmente aplicados a los conos y la curva, construyendo en torno a un eje de referencia. Cuando se aplica a las superficies construidas en torno a un eje de referencia, el control circular de variación da una combinación de variaciones en la circularidad y coaxialidad.

Variación total

(Franco)Variación total es un compuesto de control que se aplica a todos los elementos en la superficie de una parte, ya sea en torno a su diámetro de su eje o perpendicular al eje de su diámetro, esta parte se gira 360 grados acerca del eje de referencia. La medición de posiciones cuando se aplica a las superficies construidas en torno a un eje de referencia, el total de controles de variación a una combinación de coaxial, circularidad, rectitud, angular, cónicas, en sus variaciones de la superficie, se aplican superficies a 90 grados respecto al eje de referencia.

Especificar variación  y variación parcial

(CENAM, 2007)En algunos casos poco frecuentes, la función de control de marco puede asociarse a la ampliación de la línea de una dimensión si la superficie a ser controlada es pequeña o inaccesible. La función de control consiste en especificar en su marco una variación del símbolo, el número tolerancia, y por lo menos un dato. No son apropiados otros símbolos en la función de control de marco. Desde la variación de una superficie de control, el material no se aplica, en consecuencia, en efecto, se aplica independientemente de su tamaño de característica. Cuando la variación es necesaria para sólo una parte de una superficie, una línea se dibuja, por un lado, junto a la parte de la superficie y se le pone una dimensión básica.

Casos reales

1 Magnitud (mensurable)

Atributo de un fenómeno, cuerpo o sustancia, que es susceptible de ser distinguido cualitativamente y determinado cuantitativamente.

NOTA:

1. El término 'magnitud' puede referirse a una magnitud en sentido general [ver ejemplo a)] o a una magnitud particular [ver ejemplo b)].

EJEMPLOS:

a) Magnitudes en sentido general: longitud, tiempo, masa, temperatura, resistencia eléctrica, concentración en cantidad de sustancia;

b) Magnitudes particulares:

• Longitud de una varilla determinada

• Resistencia eléctrica de un hilo conductor determinado

• Concentración en cantidad de sustancia de etanol en una muestra dada de vino

2. Las magnitudes que pueden clasificarse unas con respecto a otras en orden creciente (o decreciente) se denominan magnitudes de la misma naturaleza.

3. Las magnitudes de la misma naturaleza pueden agruparse juntas en categorías de magnitudes, por ejemplo:

• Trabajo, calor, energía

• Espesor, circunferencia, longitud de onda

4. Los símbolos de las magnitudes se dan en ISO 31.

1.2 Sistema de magnitudes

Conjunto de magnitudes, en sentido general, entre las cuales existen relaciones definidas

1.3 Magnitud básica

Cualquiera de las magnitudes que, en un sistema de magnitudes, se aceptan por convenio como funcionalmente independientes las unas de las otras.

EJEMPLO:

Las magnitudes longitud, masa y tiempo son generalmente tomadas como magnitudes básicas en el campo de la mecánica.

NOTA:

Las magnitudes básicas correspondientes a las unidades básicas del Sistema Internacional de unidades (SI) se dan en la nota del 1.12.

1.4 Magnitud derivada

Magnitud definida, en un sistema de magnitudes, como una función de las magnitudes básicas de este sistema.

EJEMPLO:

En un sistema que tiene como unidades básicas la longitud, la masa y el tiempo, la velocidad es una magnitud derivada definida como el cociente de la longitud por el tiempo.

1.5 Dimensión de una magnitud

Expresión que representa una magnitud de un sistema de magnitudes como el producto de potencias de factores que representan las magnitudes básicas de este sistema.

EJEMPLOS:

• a) En un sistema que tiene como unidades básicas la longitud, la masa y el tiempo, cuyas dimensiones se designan respectivamente por L, M y T, la dimensión de la fuerza es LMT-2.

b) En este mismo sistema de magnitudes, ML-3 es la dimensión tanto de la concentración en masa como la densidad de masa.

NOTAS:

1. El factor que representa una magnitud básica se denomina "dimensión" de esta magnitud básica

2. Para las particularidades del álgebra de dimensiones, ver ISO 31-0

1.6 Magnitud de dimensión uno o Magnitud a dimensional

Magnitud en cuya expresión dimensional todos los exponentes de las dimensiones de las magnitudes básicas se reducen a cero.

EJEMPLOS:

Dilatación lineal relativa, factor de rozamiento, número de Mach, índice de refracción, fracción molar, fracción en masa.

1.7 Unidad (de medida)

Magnitud particular, definida y adoptada por convenio, con la que se comparan otras magnitudes de la misma naturaleza para expresarlas cuantitativamente con respecto a esta magnitud.

NOTAS:

1. Las unidades de medida tienen asignados por convenio sus nombres y símbolos.

2. Las unidades de las magnitudes que tienen la misma dimensión pueden tener el mismo nombre y el mismo símbolo, incluso si estas magnitudes no son de la misma naturaleza.

3 Símbolo de una unidad (de medida)

Signo convencional que designa una unidad de medida.

EJEMPLOS:

a) m es el símbolo del metro

b) A es el símbolo del ampere

1.9 Sistema de unidades (de medida)

Conjunto de las unidades básicas y de las unidades derivadas, definidas según reglas dadas, para un sistema de magnitudes determinado.

EJEMPLOS:

a) Sistema Internacional de unidades, SI

b) Sistema de unidades CGS

1.10 Unidad (de medida) (derivada) coherente

Unidad de medida derivada que puede expresarse como un producto de potencias de las unidades básicas con un factor de proporcionalidad igual a uno.

NOTA:

La coherencia puede establecerse solamente con respecto a las unidades básicas de un sistema determinado. Una unidad puede ser coherente en un sistema y no serlo en otro.

1.11 Sistema coherente de unidades (de medida)

Sistema de unidades de medida en el que todas las unidades de medida son coherentes.

EJEMPLO:

Las unidades siguientes (expresadas por sus símbolos) forman parte del sistema coherente de unidades de la mecánica en el Sistema Internacional de unidades, SI:

m; kg; s;

m2; m3; Hz = s-1; m•s-1; m•s-2;

kg•m-3; N = kg•m•s-2;

Pa = kg•m-1•s-2; J = kg•m-2•s-2;

W = kg•m2•s-3

1.12 Sistema Internacional de unidades, SI

Sistema coherente de unidades adoptado y recomendado por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM).

NOTA:

El SI se basa actualmente en las siete unidades básicas siguientes: (Franco)

1.13 Unidad básica (de medida)

Unidad de medida de una magnitud básica en un sistema de magnitudes dado.

NOTA:

En todo sistema de unidades coherente, hay una sola unidad básica para cada magnitud básica.

1.14 Unidad derivada (de medida)

Unidad de medida de una magnitud derivada en un sistema de magnitudes dado.

NOTA:

Determinadas unidades derivadas tienen nombres y símbolos especiales; por ejemplo, en el Sistema SI:

1.15 Unidad (de medida) fuera del sistema

Unidad de medida que no pertenece a un sistema de unidades dado.

EJEMPLOS:

a) El electronvolt (aproximadamente 1,602 18 x 10 e-19 J) es una unidad de energía fuera del sistema SI

b) El día, la hora, el minuto, son unidades de tiempo fuera del sistema SI

1.16 Múltiplo de una unidad (de medida)

Unidad de medida mayor que una unidad dada y formada a partir de ella según un escalonamiento establecido por convenio.

EJEMPLOS:

a) Uno de los múltiplos decimales del metro es el kilómetro

b) Uno de los múltiplos no decimales del segundo es la hora

1.17 Submúltiplo de una unidad (de medida)

Unidad de medida menor que una unidad dada y formada a partir de ella según un escalonamiento establecido por convenio.

EJEMPLO:

Uno de los submúltiplos decimales del metro es el milímetro.

1.18 Valor (de una magnitud)

Expresión cuantitativa de una magnitud particular, generalmente en forma de una unidad de medida multiplicada por un número.

EJEMPLOS:

a) Longitud de una varilla: 5,34 m ó 534 cm;

b) Masa de un cuerpo: 0,152 kg ó 152 g;

c) Cantidad de sustancia de una muestra de agua (H2O): 0,012 mol ó 12 mmol

NOTAS:

1. El valor de una magnitud puede ser positivo, negativo o nulo.

2. El valor de una magnitud puede expresarse en más de una forma.

3. Los valores de las magnitudes de dimensión uno se expresan generalmente en forma de números.

4. Ciertas magnitudes, para las que no se puede definir su relación con la unidad, pueden expresarse por referencia a una escala convencional de referencia o a un procedimiento de medida especificado, o a ambos.

1.19 Valor verdadero (de una magnitud)

Valor en consistencia con la definición de una magnitud particular dada.

NOTAS:

1. Es un valor que se obtendría por una medición perfecta.

2. Todo valor verdadero es por naturaleza indeterminado.

3. Es mejor utilizar en conjunción con 'valor verdadero' el artículo indefinido 'un' que el artículo definido 'el' porque el valor verdadero puede tener varios valores que se correspondan con la definición de una magnitud particular dada.

1.20 Valor convencionalmente verdadero (de una magnitud)

Valor atribuido a una magnitud particular y aceptado, algunas veces por convenio, como teniendo una incertidumbre apropiada para un uso dado.

EJEMPLOS:

a) En un lugar dado, el valor atribuido a la magnitud realizada por un patrón de referencia puede ser tomado como un valor convencionalmente verdadero

b) El valor de la constante de Avogadro, NA = 6,0221367 x 1023 mol-1, recomendado por CODATA (1986)

NOTAS:

1. El valor convencionalmente verdadero es denominado, a veces, valor asignado, mejor estimación del valor, valor convencional o valor de referencia. En este sentido, el término 'valor de referencia' no debe confundirse con el mismo término utilizado en el sentido de la nota 5.7.

2. A menudo se utiliza un gran número de resultados de medida de una magnitud para establecer un valor convencionalmente verdadero.

1.21 Valor numérico (de una magnitud)

Número que multiplica a la unidad de medida en la expresión del valor de una magnitud.

EJEMPLOS:

En los ejemplos de 1.18, los números:

a) 5,34, 534

b) 0,152, 152

c) 0,012, 12

Para magnitudes particulares de una naturaleza dada, conjunto ordenado de valores, continuo o discreto, definido por convenio como referencia para clasificar en orden creciente o decreciente las magnitudes de esta naturaleza.

EJEMPLOS:

a) La escala de dureza de Mohs

b) La escala de pH en química

c) La escala de índices de octano para los carburantes

Conclusión

Las exigencias que se plantean a la gestión de calidad han cambiado radicalmente en los últimos años. El control de procesos orientado a la producción tiene que ser practicado cada vez con más frecuencia por pequeñas y medianas empresas.

El contar con instrumentos de medición calibrados y reconocidos a través de los organismos internacionales asegura la aceptación de los productos en los diversos mercados, aumenta su demanda y proporciona al consumidor una tranquilidad de estar comprando productos con calidad aceptada a nivel Internacional.

Bibliografía

CENAM. (24 de Agosto de 2007). Applet. Recuperado el 31 de Agosto de 2009, de Tolerancias Geometricas: http://www.cenam.mx/dimensional/java/tolerancias/toleranciasgeometricas.html

Franco, I. I. (s.f.). edu.red. Recuperado el 31 de Agosto de 2009, de Metrologia: http://www.monografias.com/trabajos53/metrologia-y-calidad/metrologia-y-calidad2.shtml?monosearch

ICICM – Primitivo Reyes. (2003). Curso de Tolerancias Geometricas. Recuperado el 31 de Agosto de 2009, de http://www.icicm.com/files/CurTolGeom.pdf

ITESCAM. (s.f.). ITESCAM. Recuperado el 31 de Agosto de 2009, de www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r8676.PPT

Onaciu, T. (s.f.). Instituto Tecnológico de Chihuahua. Recuperado el 31 de Agosto de 2009, de http://cursos.itchihuahua.edu.mx/mod/resource/view.php?inpopup=true&id=19899

Autor:

Javier Salazar Jaloma

Carlos Octavio Vázquez Solano

Carlos Eduardo Montes Piñón

Instituto Tecnológico de Chihuahua

2009