INTRODUCCIÓN A LAS DIMENSIONES Y TOLERANCIAS

GEOMÉTRICAS (GD &T)

DIBUJOS DE INGENIERÍA

¿Qué es un dibujo de Ingeniería?

Un dibujo de ingeniería es una herramienta que se utiliza para comunicar la información de diseño y fabricación para una parte. Tal descripción consiste en imágenes, palabras, números y símbolos que comunican información de la parte a todos los usuarios. La información del dibujo de ingeniería incluye:

Geometría (figura, tamaño y forma de la parte) Funciones de relación crítica Tolerancias permitidas para un funcionamiento correcto Material, tratamientos térmicos, acabados de superficie Información de documentación de la parte (número de parte, revisión)

CONSECUENCIAS DE DIBUJOS POBRES

Los dibujos de ingeniería necesitan comunicar con precisión y estar correctos. Un error de dibujo puede ser muy costoso para la organización.

Entre más pronto se encuentre el error, es menor el costo de operaciones para la empresa.

INTRODUCCIÓN AL DIMENSIONADO

¿Qué son las dimensiones y las tolerancias? Una dimensión es un valor numérico expresado en unidades

apropiadas de medición y usadas para definir el tamaño, localización, orientación, forma u otras características de una parte.

Una tolerancia es el monto o la cantidad total que a las características de la parte se les permite variar a partir de la dimensión especificada. Es la diferencia entre los límites mínimo y máximo.

TIPOS DE TOLERANCIAS

Una tolerancia limite es aquella donde la dimensión tiene su valor máximo y mínimo de tolerancia, el valor máximo esta localizado en la parte superior de la dimensión y el valor mínimo en la parte inferior.

Una tolerancia más-menos (±) es el valor nominal de la dimensión seguida por la expresión más-menos de la tolerancia. Una tolerancia de más-menos se puede ser expresada de diferentes maneras:

TIPOS DE TOLERANCIAS

Una tolerancia de más-menos se puede ser expresada de diferentes maneras: Una tolerancia bilateral es aquella donde se permite variación

en la dimensión en ambas direcciones de más-menos. Una tolerancia bilateral igual es aquella donde la variación

permitida del valor nominal es la misma en ambas direcciones. La tolerancia bilateral desigual es donde la variación permitida

desde el valor nominal en ambas direcciones (más-menos) pero el valor de la tolerancia no es igual.

La tolerancia unilateral es donde la variación permitida desde el valor nominal es toda en una sola dirección y cero en la otra

ESPECIFICACIONES PARA DIMENSIONES EN SISTEMA MÉTRICO

El milímetro es la unidad de medición más común en los dibujos de ingeniería hechos en el sistema métrico. Hay tres reglas convencionales usadas al especificar dimensiones en el sistema métrico:

Cuando una dimensión es un número cerrado, el punto decimal y el cero se omiten

Cuando la dimensión es menor a un milímetro, un cero precede al punto decimal

Cuando una dimensión no es número cerrado, se especifica un punto decimal con la porción de un milímetro.

REGLAS FUNDAMENTALES DEL DIMENSIONAMIENTO

Cada dimensión deberá tener una tolerancia, excepto aquellas especialmente identificadas como referencia, máximo, mínimo o stock.

El dimensionado y el tolerado deberán estar completos para que haya una definición exacta de cada detalle de la parte.

Las dimensiones deben ser seleccionadas y acomodadas para satisfacer la función y relación de ensamble de una parte, y no deben estar sujetas a más de una interpretación.

El dibujo deberá definir una parte sin especificar métodos de manufactura.

Un ángulo de 90˚ aplica donde líneas de centro y líneas representando características sean mostradas en el dibujo en ángulos rectos, y no se muestre una dimensión.

Un ángulo básico de 90˚ aplica donde líneas de centro de características en un patrón o superficies mostradas en ángulos rectos se localizan y definen mediante dimensiones básicas, y no se especifica un ángulo.

A menos que se indique otra cosa, todas las dimensiones son aplicables a 20˚C (68˚F).

REGLAS FUNDAMENTALES DEL DIMENSIONAMIENTO

A menos que se indique otra cosa, todas las dimensiones son aplicables a 20˚C (68˚F).

A menos que otra cosa se especifique, todas las tolerancias geométricas aplican en la profundidad, longitud y ancho totales de la característica.

Las dimensiones y tolerancias aplican sólo en el nivel del dibujo en el que se están utilizando. Una dimensión especificada en un dibujo de detalle no es mandatorio para ese detalle en el dibujo de ensamble.

Todas la dimensiones y tolerancias aplican en estado libre. A menos de que se especifique lo contrario todas las

tolerancias geométricas se aplican a lo largo de toda la profundidad, longitud y ancho de la característica.

Las dimensiones y tolerancias geométricas aplican solamente en el nivel del dibujo donde se especifiquen.

SISTEMA DE TOLERANCIAS POR COORDENADAS

Las Tolerancias por Coordenadas es un sistema de dimensionamiento donde una característica de la parte es localizada (o definida) mediante dimensiones rectangulares con tolerancias dadas.

DEFECTOS DEL SISTEMA DE TOLERANCIAS POR COORDENADAS

Tres mayores inconvenientes de las tolerancias por coordenadas:

Zonas de tolerancia cuadradas o rectangulares.

Zonas de tolerancia de tamaño fijo.

Instrucciones ambiguas para inspección.

TOLERANCIAS POR COORDENADAS Y ZONAS DE TOLERANCIA CUADRADAS (O ILOGICAS) En la figura siguiente la zona de tolerancia para la

ubicación del agujero de 8.2 ± 0.2 está formada por el máximo y mínimo de las dimensiones horizontal y vertical.

Se muestra que se forma una zona de tolerancia cuadrada de 0.5. Lo ilógico de una zona de tolerancia cuadrada es que el agujero puede estar lejos de su localización nominal en las direcciones diagonales una distancia mayor que en las direcciones horizontal y vertical.

TOLERANCIAS POR COORDENADAS Y ZONAS DE TOLERANCIA DE TAMAÑO FIJO En el ejemplo citado se requiere que el centro del agujero

se localice dentro de una zona de tolerancia cuadrada de 0.5, si el agujero está en su límite mínimo de tamaño o su tamaño más grande. Cuando la función principal o más importante del agujero es un ensamble, la localización del agujero se vuelve más crítica cuando el agujero está en su límite mínimo de tamaño (más chico).

TOLERANCIAS POR COORDENADAS Y ZONAS DE TOLERANCIA DE TAMAÑO FIJO Zonas de tolerancia fijas y cuadradas pueden provocar que

partes funcionales sean rechazadas. Debido a que las tolerancias por coordenadas no permiten zonas de tolerancia cilíndricas o zonas de tolerancia que se incrementen con el tamaño del agujero, largas notas tendrían que ser agregadas al dibujo para permitir esas condiciones.

TOLERANCIAS POR COORDENADAS Y LAS INSTRUCCIONES AMBIGUAS PARA INSPECCION

El ejemplo ilustra dos formas lógicas de inspeccionar la parte, pero si dos personas la revisan de una manera cada quien, partes buenas pueden ser rechazadas, o peor aún, partes malas pueden ser aceptadas.

El problema es que el dibujo no comunica qué superficie debe tocar primero (segundo y tercero) la parte antes de ser inspeccionada. En este caso deberían agregarse notas para comunicar esta información.

ZONA DE TOLERANCIA RECTANGULAR (CUADRADA)

UTILIZACION DEL SISTEMA DE TOLERANCIAS POR COORDENADAS

DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMETRICAS (GD&T)

GD&T es un idioma internacional que se utiliza en los dibujos de ingeniería para describir con precisión una parte. Consiste en una serie de símbolos bien definidos, reglas, definiciones y convenciones. GD&T es un lenguaje matemático preciso que puede ser usado para describir el tamaño, la forma, orientación y localización de características en una parte.

BENEFICIO DE LAS DIMENSIONES Y TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS

Mejora la comunicación GD&T puede proveer uniformidad en las especificaciones de los

dibujos y su interpretación, reduciendo las controversias, conjeturas y suposiciones.

Provee un mejor diseño de producto Provee al diseñador de las herramientas para “decir lo que

pretende”, y seguir la filosofía funcional del dimensionamiento.

Incrementa las tolerancias de producción Primero, bajo ciertas condiciones, se otorga tolerancia extra o

“bonus” para propósitos de manufactura. Y segundo, las tolerancias se asignan a la parte basadas en sus requerimientos funcionales.

COMPARACIÓN ENTRE GD&T Y TOLERANCIAS POR COORDENADAS

En el dibujo de ejemplo se aprecia la diferencia en la tolerancia de posición para el agujero de 8.2 ± 0.2. La zona cuadrada de tolerancia en el sistema por coordenadas se convierte en una zona cilíndrica en GD&T, permitiendo con esto una tolerancia adicional que puede reducir los costos de manufactura.

EJEMPLOS DE UTILIZACIÓN DE GD&T

La flecha con la letra B señala al símbolo GD&T, que especifica una zona de tolerancia que aplica cuando los agujeros están en su menor tamaño. Cuando los agujeros son más grandes, el mismo símbolo permite que la localización del agujero tenga una tolerancia adicional, misma que puede reducir costos de manufactura.

ZONA DE TOLERANCIA CÍLINDRICA

DATUMS EN GD&T

GD&T contiene un concepto llamado “Sistema de Datums”. Este sistema permite al diseñador comunicar al inspector el método apropiado de checar la parte. Primero, se agregan símbolos al dibujo para indicar qué superficies tocan el escantillón (flechas con letras C y D). Dentro del cuadro de control de características (flecha con letra E) se da la secuencia con la que el inspector debe ubicar la parte en el escantillón.

DATUM A

DATUM BDATUM C

POSTES DE ø 7.3

Un punto, eje o plano teóricamente exacto, derivado de la contraparte geométrica ideal de una característica.

Un dato es el origen desde el cual la localización o características geométricas de una parte son establecidas.

DATUM (DATO) EN GD&T