Nueva normativa sobre tolerancias dimensionales

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  • 40 anales de mecnica y electricidad / enero-febrero 2011

    Mara Ana Senz Nuo

    Licenciada en Ciencias Fsicas (Universidad Com-

    plutense). Doctora en el ICAI en el ao 2002.

    Actualmente es Profesora del Dpto. de Ingeniera

    Mecnica.

    ngel de Andrs Martnez

    Doctor Ingeniero Industrial del ICAI e Ingeniero

    Tcnico Industrial del ICAI. Actualmente es Profe-

    sor Propio del Dpto. de Ingeniera Mecnica.

    Eduardo Garca Snchez

    Doctor Ingeniero Industrial del ICAI. Actualmente es

    profesor propio del Dpto. de Ingeniera Mecnica.

    Nueva normativa sobre tolerancias dimensionalesUn diseo nuevo

    Palabras clave: filosofa GPS, metrologa, tolerancias dimensionales.

    Resumen:Se est definiendo un lenguaje GPS

    en la normativa internacional para la caracterizacin de productos, sin am-bigedades de las exigencias funciona-les de los mecanismos, con una base terica robusta y coherencia global. En esta lnea se han redefinido muchos conceptos y reeditado antiguas normas de uso clsico en la industria mecnica. En este artculo se tratan los nuevos aspectos sobre la normativa relacio-nada con las tolerancias dimensionales.

    Key words: GPS philosophy, metro-logy, dimensional tolerances.

    Abstract:Its defining a GPS language in the

    International Normative for the pro-duct characterization, without any am-biguity in the functional requirements of the mechanisms, with robust and globally coherent theoretical funda-ments. In this line, its re-defining many concepts and re-edited old classic Nor-mative in the mechanical industry. In this article we develop the new aspects about the Normative which is related with dimensional tolerances.

    Dr. M.A. Senz-Nuo

    Dr. A. De Andrs

    Dr. E. Garca Snchez

  • Nueva normativa sobre tolerancias dimensionales. Un diseo nuevo 41

    IntroduccinDurante el ao 2010 se han publi-

    cado las nuevas normas UNE EN ISO 286-1 [3] y UNE EN ISO 286-2 [4], que recogen toda la informacin ne-cesaria para el buen uso y aplicacin de las calidades e intervalos de tole-rancias dimensionales en las cotas de piezas. Si bien estas normas se basan en lo que se ha venido haciendo clsi-camente en la industria, en este artcu-lo presentaremos las modifi caciones ms relevantes y un formato nuevo en

    Figura 1: Logotipo de la ISA

    ISA The Instrum entaion Systems, and Automation Society

    Figura 2: Intervalos de tolerancia del ISA, segn Casillas

    Figura 3: Tabla ISA de tolerancias

  • 42 anales de mecnica y electricidad / enero-febrero 2011

    el que se recoge la informacin ms importante y facilita enormemente el uso de las normas.

    Un poco de historia. Tabla de tolera ISA

    La ISA fue fundada en 1945 como The Instrument Society of America (La Sociedad de Instrumentistas de Amrica) y actualmente ISA es The Instrumentation, Systems and Auto-mation Society (La Sociedad para la

    Instrumentacin de Sistemas y Auto-matizacin), lo que le confiere un ca-rcter global.

    Desde el principio ha sido una So-ciedad creada para fomentar la apli-cacin de la instrumentacin, sistemas computacionales as como sistemas de medicin y control para proce-sos de fabricacin y procesos conti-nuos. La Sociedad es una organizacin educacional de carcter no lucrativo, que brinda beneficios a alrededor de

    40.000 miembros en todo el mundo. Se reconoce a nivel mundial como la organizacin profesional lder de los especialistas de la instrumentacin. Est integrada por ingenieros, cient-ficos, tcnicos, educadores, provee-dores, gerentes y estudiantes, quienes disean, utilizan o venden los sistemas de Instrumentacin y Control.

    La Sociedad realiza una amplia gama de actividades que ofrece a sus miem-bros la oportunidad para la frecuente interaccin con otros especialistas de la instrumentacin en sus comunida-des. Mediante la participacin en las diferentes divisiones ISA, los miem-bros comparten ideas y experiencias con colegas alrededor del mundo. Estas divisiones se clasifican temti-camente en ciencias e industrias que representan a las distintas ramas de trabajo, dentro de la tecnologa de la instrumentacin y el control industrial (ver Divisiones de ISA).

    Recogiendo la experiencia de la industria, ISA public unas tablas que mostraban los intervalos de toleran-cias ms utilizados en la industria, tal y como se recoge en el Manual que Mquinas. Clculo de taller de A. L. Casillas [1], y que sirvi de referencia durante muchos aos. En dicho siste-ma, se contemplaban 16 intervalos de calidad para unas dimensiones nomi-nales entre 1 y 500 mm, y con unos valores que se ajustaban a las posibi-lidades en la fabricacin y control de aquel momento.

    Aunando dicha informacin con la posicin de cada intervalo de tole-rancia, en la Universidad Pontificia de Comillas, se vino trabajando con un formato ms prctico y que es el que se adjunta:

    Durante ms de 10 aos esta tabla ha servido de material de estudio a los alumnos de Ingeniera Industrial, siendo un apoyo significativo y eficaz. De la experiencia acumulada por los

    Figura 4: Matriz GPS, vista de conjunto del esquema general GPS

    NormasGPSfundamentales

    Normas GPS globalesNormas GPS y normas asociadas que influyen sobre algunas otodas las cadenas de normas GPS generales

    Matriz GPS general

    Cadenas de normas GPS generales

    1 Cadena Dimensin o Tamao

    2 Cadena Distancia

    3 Cadena Radio

    4 Cadena ngulo

    5 Cadena Forma de lnea

    (independiente de una referencia)

    6 Cadena Forma de lnea

    (dependiente de una referencia)

    7 Cadena Forma de superficie

    (independiente de una referencia)

    8 Cadena Forma de superficie

    (dependiente de una referencia)

    9 Cadena Orientacin

    10 Cadena Posicin

    11 Cadena Alabeo circular

    12 Cadena Alabeo total

    13 Cadena Referencias

    14 Cadena Perfil de rugosidad

    15 Cadena Perfil de ondulacin

    16 Cadena Perfil primario

    17 Cadena Defectos superficiales

    18 Cadena Aristas

    Matriz GPS Complementaria

    Cadenas de normas GPS complementarias

    A. Normas sobre tolerancias en procesos especficos

    A.1 Cadena Mecanizado

    A.2 Cadena Fundicin

    A.3 Cadena Soldadura

    A.4 Cadena Corte trmico

    A.5 Cadena Moldeado plstico

    A.6 Cadena Recubrimiento metlico y no norgnico

    A.7 Cadena Pintura

    B. Normas sobre geometra de productos o

    componentes particulares

    B.1 Cadena Roscas

    B.2 Cadena Engranajes

    B.3 Cadena Acanaladuras o Chaveteros

    Figura 5: Logo de ISO

  • Nueva normativa sobre tolerancias dimensionales. Un diseo nuevo 43

    Figura 6: Tabla segn UNE EN ISO286-1/2

    Figura 7: Clculo del IT asociado a la calidad 9

  • 44 anales de mecnica y electricidad / enero-febrero 2011

    profesores del rea de Metrologa Di-mensional principalmente, se decidi actualizar la documentacin a la nueva normativa ISO, pero manteniendo el formato anterior, que haba demostrado sobradamente su validez pedaggica.

    El relevo: ISOLa universidad, a travs de los auto-

    res de este artculo, participa y repre-senta a Espaa en el Comit de Nor-malizacin ISO/TC 213: Geometrical Product Specifi cation and Verifi cation, donde se desarrolla la normalizacin relativa a las tolerancias dimensiona-les, geomtricas y microgeomtricas entre otras.

    Todas ellas se basan en el concepto GPS, Geometrical Product Specifi cation, cuya fi losofa se fundamenta en los si-guientes pilares, tal y como se recoge en [2]: Cubrir varios tipos de normas: al-gunas de ellas se ocupan de reglas

    Figura 8: Clculo del IT asociado a la calidad

    Figura 9: Posicin del IT asociado a la calidad 9

  • Nueva normativa sobre tolerancias dimensionales. Un diseo nuevo 45

    Figura 11: Posicin D del IT asociado a la calidad 9

    Figura 10: Posicin D del IT asociado a la calidad 9

  • 46 anales de mecnica y electricidad / enero-febrero 2011

    bsicas de las especifi caciones (nor-mas GPS fundamentales), otras de principios y defi niciones globales (normas GPS globales), y otras se ocupan directamente de las carac-tersticas geomtricas (normas GPS generales y complementarias, vase fi gura 4). Cubrir varios tipos de caractersticas geomtricas, tales como dimensin o tamao, distancia, ngulo, forma, si-tuacin, orientacin, rugosidad, etc. (vanse las cadenas de normas GPS generales, numeradas del 1 al 17 en la fi gura 4).

    Estudiar las caractersticas de las piezas (sistemas de tolerancias) como resulta-do de diferentes procesos de fabrica-cin, y de las caractersticas de productos (componentes) especfi cos (vanse las cadenas de normas GPS complemen-tarias numeradas desde A1 hasta A7 y desde B1 hasta B3 en la fi gura 4). Intervenir en las diversas etapas de desarrollo de un producto: diseo, fa-bricacin, metrologa, aseguramiento de la calidad, etc.

    Los cuatro tipos diferentes de nor-mas GPS forman lo que se denomina matriz GPS.

    Esta matriz permite una clasifi cacin rpida de la normativa y un acceso a la informacin muy interesante.

    En esta lnea se han introducido conceptos nuevos como el de opera-dor (distinto al de operario), opera-cin, modelo de piel, etc., que si bien, muchos ya se venan manejando en la industria, la normativa no se haba hecho eco de estas tendencias hasta ahora, de ah el inters de seguir muy de cerca esta nueva normalizacin.

    Las nuevas normas clasifi cadas y editadas bajo esta fi losofa son do-cumentos completos, autosufi cientes

    Figura 12: Posicin D del IT asociado a la calidad 9

    Figura 14: Clculo del IT asociado a la calidad 9

  • Nueva normativa sobre tolerancias dimensionales. Un diseo nuevo 47

    Figura 15: Clculo del IT asociado a la calidad 9

    Figura 16