- Introducción
- Tipos de dimensionamiento
- Métodos directos para tolerancias
- ¿En realidad es una mejor alternativa al dimensionamiento ±?
- ¿Es lo mismo posición y localización?
- Posición
- Conclusiones
- Trabajos citados
¿EN REALIDAD ES UNA MEJOR ALTERNATIVA AL DIMENSIONAMIENTO ±?
¿ES LO MISMO POSICIÓN Y LOCALIZACIÓN?
Introducción
Breve Reseña Histórica
"Para muchos en el sector de manufactura, tolerancias y dimensionamiento geométrico (GD&T) es un nuevo tema. Durante la segunda guerra mundial, los Estados Unidos manufacturaron y transportaron partes de repuesto hacia el extranjero para la guerra. Muchas de esas partes fueron hechas para especificaciones pero no ensamblaban. El ejército reconoció que la producción de piezas que no encajan o funcionan correctamente es un serio problema desde que vidas dependen de equipamiento que funcione apropiadamente. Después de la guerra, un comité representando al gobierno, industria y a la educación gastó considerablemente tiempo y esfuerzo investigando este problema de partes defectuosas; este grupo necesito encontrar un camino para asegurar que las partes encajaran apropiadamente y funcionaran todo el tiempo. El resultado fue el desarrollo de GD&T." (Cogorno, 2006)
Ahora a grandes rasgos iniciemos con el concepto de GD&T desde el punto de vista de algunos profesionales en la materia:
"GD&T fue desarrollado para abordar muchos problemas que se han presentado a lo largo de los últimos años y cómo empresas, trataron de describir la geometría de una determinada pieza." (Spiliadis, 2013)
"¿Hasta donde hemos llegado? En nuestro primer taller estábamos a 30,000 pies abajo en GD&T, para promover que es un lenguaje simbólico para codificar las funciones de cada operación de una pieza y especificar los límites permisibles de la imperfección para garantizar el montaje y la operación" (Tandler, 2012)
En este caso el autor se ha de referir a la experiencia que se tiene por primera vez en el estudio de las Tolerancias Geométricas y cómo es difícil concebir para su aplicación.
"GD&T es un Sistema Internacional de Dibujo en Ingeniería que ofrece un método practico para especificar las dimensiones y tolerancias de diseño 3D en un dibujo de Ingeniería. Basado en un lenguaje grafico universalmente aceptado, que se publica en las normas nacionales e internacionales, se mejora la comunicación, el diseño del producto y la calidad. Por lo tanto, el dimensionamiento y tolerancias geométricas se aceptan como el lenguaje de la Gestión Dimensional y deben ser comprendidos por todos los miembros del equipo de Gestión Dimensional". Algunas de las ventajas de utilizar las GD&T en el dibujo de Ingeniería y Fichas Técnicas de Producto son que:
Elimina la ambigüedad y sintaxis, mediante la aplicación de los símbolos universalmente aceptados.
Utiliza puntos de referencia y Sistemas de referencia para definir los requisitos dimensionales con respecto a las interfaces de una parte.
Especifica las dimensiones y tolerancias relacionadas, basadas en relaciones funcionales.
Expresan los requisitos de la tolerancia dimensional mediante métodos que disminuyen la acumulación de tolerancias.
Provee información que puede ser usada en el control de herramientas e interfaces de ensambles. (Drake, 1999)
Comparando los puntos de vista de estos autores, podemos observar como se orientan hacia un objetivo común, demostrar que las GD&T tienden a ser un sistema efectivo en Ingeniería.
Enseguida presentamos una introducción a los tipos de dimensionamiento más básico en los dibujos de ingeniera, esto sin aplicar las GD&T, únicamente la forma en que se acotan los dibujos, para posteriormente dar cabida al uso de las GD&T.
Tipos de dimensionamiento
El dimensionamiento por decimales se utilizara en dibujos, salvo que se identifiquen ciertos productos estandarizados por designaciones de tamaño nominal, como tubería y cable eléctrico.
Dimensionamiento Milimétrico.
Si la dimensión es inferior a un milímetro, un cero precede a la coma decimal. (Figura 1).
Si la dimensión es un número entero, no se muestra el punto decimal ni un cero. (Figura 1).
Cuando la dimensión excede un número entero una fracción decimal de un milímetro, el último digito de la derecha del punto decimal no es seguido por un cero. (Figura 1). (ASME, 2004)
Figura 1. Dimensionamiento Milimétrico. (Imagen Propiedad de ASME International).
Dimensionamiento en Pulgadas Decimales
Se observara en la siguiente figura, donde se especifican las dimensiones en pulgadas decimales en los dibujos.
El cero no se utiliza antes de la coma decimal para valores menores a 1 pulgada.
Una dimensión se expresa en el mismo número de decimales como su tolerancia. Los ceros se añaden a la derecha del punto decimal cuando sea necesario.
Figura 2. Dimensionamiento con Pulgadas Decimales. (Imagen Propiedad de ASME International).
Métodos directos para tolerancias
A continuación se hace mención de los métodos más básicos para la aplicación de tolerancias, también conocido como Dimensionamiento ±.
Dimensionamiento Límite
El limite alto (valor máximo) se coloca encima del límite inferior (valor mínimo). Cuando se expresa en una sola línea, el límite inferior va antes del límite alto, separados por una línea como se indica en la Figura 3. (ASME, 2004)
Tolerancia "Mas Menos"
Primero se da la dimensión, seguido por una expresión "más menos" (±) de la tolerancia. Figura 4. (ASME, 2004)
La norma ASME Y14.5M-2004, dentro de este apartado de Métodos Directos para Tolerancias, también hace mención a las GD&T como una aplicación directamente en características, lo cual abordaremos posteriormente en este documento
Figura 3. Dimensionamiento Límite. (Imagen Propiedad de ASME International)
Figura 4. Tolerancia "Mas Menos". (Imagen Propiedad de ASME International)
¿En realidad es una mejor alternativa al dimensionamiento ±?
La razón por la que muchos profesionales dan su voto a favor de GD&T es porque el Dimensionamiento ± ofrece una zona de tolerancia rectangular, o se puede presentar un fenómeno común llamado "Acumulación de Tolerancias" un tema agregado para el aprendizaje de GD&T. Enseguida mostramos algunas de las ventajas que tiene GD&T sobre el Dimensionamiento Mas Menos o también llamado por Coordenadas.
El sistema de Tolerancia Mas Menos genera zonas de tolerancias rectangulares. Una zona de tolerancia, es un límite dentro del cual el eje de una característica debe encontrarse en la tolerancia. Las Zonas de tolerancia rectangulares no tienen una distancia uniforme desde el centro hasta el borde exterior. En la figura 5, de izquierda a derecha, y de arriba hacia abajo la tolerancia es ±0,005 y a través de las diagonales la tolerancia es de ±0,007. Por lo tanto, cuando los diseñadores Dimensionan con tolerancia ±0,005, deben dar tolerancia también a las piezas de acoplamiento para aceptar la tolerancia de ±0,007 que existe a través de las diagonales. (Cogorno, 2006)
El tamaño de las características solo puede ser especificado independientemente del tamaño de la característica. (Cogorno, 2006)
Figura 5. El tradicional sistema de tolerancias Mas –Menos. El eje del barreno de 3 pulgadas debe quedar dentro de la zona de tolerancia rectangular de 0,10 Pulgadas.
Figure 1. La Zona de Tolerancia Cilíndrica provee una distancia uniforme desde el eje de la pieza.
A pesar del concepto un poco abstracto acerca de lo que es Zona de Tolerancia, podemos concluir con facilidad de que las GD&T nos proporcionan menor margen de variación en comparación con las Tolerancias Mas Menos.
¿Es lo mismo posición y localización?
La posición puede controlar la localización de características irregulares.
En octubre del 2000 el consejo ilustra cómo controlar la localización de características irregulares y complejos utilizando un perfil de una superficie de control con Datum de Referencia. En la figura 6, el llamado "Perfil de una Superficie" que controla el tamaño y la forma de la hexagonal, mientras que la posición del reclamo es el control de la ubicación y la orientación del hexagonal. Dado que este reclamo incluye la condición de máximo material y la nota límite, un medidor de fuerza se puede utilizar para inspeccionar el control de posición. La única diferencia entre este instrumento de inspección y de la que se muestra en el Consejo del mes pasado es que el límite exterior no será necesario verificarlo. Por lo tanto, el calibrador NO-GO requerido cuando el perfil de una superficie se había utilizado, no es necesario para este control de posición. Sólo el límite interior tiene que aceptar el calibre para verificar el requisito de posición. (www.tec-ease.com, 2000)
En la fabricación se producen irregularidades geométricas que pueden afectar a la forma, posición y localización de los diferentes elementos constructivos de las piezas. Una tolerancia dimensional aplicada a una medida ejerce algún grado de control sobre desviaciones geométricas. Por ejemplo: la tolerancia dimensional tiene efecto sobre el paralelismo y la planicidad. Sin embargo, en algunas ocasiones la tolerancia de medida no limita suficientemente las desviaciones geométricas; por tanto, en estos casos se deberá especificar expresamente una tolerancia geométrica, teniendo prioridad sobre el control geométrico que ya lleva implícita la tolerancia dimensional.
La tolerancia geométrica controla la forma, posición o localización de los elementos a los que se aplican, pero no sus dimensiones, en otras palabras podríamos definir la tolerancia geométrica de un elemento, una pieza, superficie, eje, plano de simetría, etc. como la zona de tolerancia dentro de la cual debe estar contenido dicho elemento. Dentro de la zona de tolerancia el elemento puede tener cualquier forma u orientación, salvo si se da alguna indicación más restrictiva. (www.micromex.com.mx, 2012)
La localización de características es una de las aplicaciones más frecuentemente usadas para dimensiones en los dibujos técnicos. La tolerancia pude ser lograda ya sea por tolerancias coordenadas aplicadas a las dimensiones o a la tolerancia geométrica (posición). (Short, 2008)
La tolerancia de posición es especialmente usada cuando esta es aplicada en un MMC base a los grupos o patrones de agujeros o otras pequeñas características en la producción en masa de piezas.
Posición
La Posición es la ubicación de una o más características de tamaño una en relación a la otra o a uno o más puntos de referencia. La Tolerancia de Posición define lo siguiente:
Una zona dentro de la cual, el eje o el centro de un plano de una característica de tamaño, está permitido variar su posición verdadera (teóricamente exacta).
(Donde se especifica MMC o LMC) un límite, que se define como la condición virtual, que se encuentra en la posición verdadera (teóricamente exacta), que no puede ser violado por la superficie o superficies de la característica considerada de tamaño. (ASME, 2004)
Figure 6. Control de Posición, con Referencias a una característica de Tamaño. (Imagen Propiedad de ASME International)
De lo anterior podemos decir que Posición, pertenece a los controles de localización, según la clasificación de los controles geométricos de ASME Y14.5M-2004, que es la que se muestra a continuación.
Figure 2. Vista parcial de la tabla de clasificación de los controles geométricos según ASME Y14.5M-2004.
Conclusiones
La localización y la posición en el dimensionamiento es de gran importancia y es una mejor alternativa al dimensionamiento debido a que es de gran utilidad, en nuestra opinión ayuda a un mejor entendimiento como tercera persona al dibujo técnico que se presenta y provoca un estándar para facilitar el uso de planos que utilicen las GD&T, ya que las principales aplicaciones para localización y posición son las ranuras, agujeros, lengüetas, son de gran utilidad para comprender dichas características.
Para responder la pregunta de ¿es lo mismo posición y localización?
No podríamos decir que es lo mismo si no que se complementan debido a que parte de la localización de una característica depende de la posición que se le dé a dicha característica.
Trabajos citados
ASME. (2004). Dimensioning and Tolerancing Y14.5M-2004. New York, NY: THE AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS.
Cogorno, G. R. (2006). Geometric Dimensioning and Tolerancing for Mechanical Design. McGraw-Hill.
Drake, P. J. (1999). Dimensioning And Tolerancing Handbook. New York, NY: McGraw- Hill.
Short, C. J.-J.-D. (2008). Engineering Drawing & Design. New York: McGraw Hill.
Spiliadis, S. (Enero de 2013). The Essential Tool of GD&T. Ontario, Canada.
Tandler, B. (April de 2012). GD&T Functionality. (Quality, Ed.) Menlo Park, California, United States Of America.
www.micromex.com.mx. (2012). Obtenido de Micrometros de Mexico.
www.tec-ease.com. (November de 2000). Recuperado el 12 de September de 2013
NOTAS
Este trabajo se publicó en los siguientes sitios web:
Scribd.com
Monografías.com
Buenastareas.com
Autor:
Michel Antonio Gómez Martínez
Hugo Prieto Galindo
Sergio Antonio Reyes Ortega
Omar Arturo Sáenz Beltrán
Jorge Luis Torres Chavira
MATERIA: METROLOGIA AVANZADA
CATEDRATICO: Ing. Pedro Zambrano Bojórquez
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CHIHUAHUA
VIERNES 13 DE SEPTIEMBRE DEL 2013