Introduccin

En determinadas ocasiones, como por ejemplo: mecanismos muy precisos, piezas de grandes dimensiones, entre otras. La especificacin de tolerancias dimensionales puede no ser suficiente para asegurar un correcto montaje y funcionamiento de los mecanismos.En la fabricacin se producen irregularidades geomtricas que pueden afectar a la forma, posicin y orientacin de los diferentes elementos constructivos de las piezas.Unatoleranciadimensional aplicada a una medida, ejerce algn grado decontrolsobre desviaciones geomtricas, para su compatibilidad y un control de ellas mas preciso para que sean intercambiables aun siendo de diferentes fabricantes, sin embargo, en algunas ocasiones la tolerancia de medida no limita suficientemente las desviaciones geomtricas; por tanto, en estos casos se deber especificar expresamente una tolerancia geomtrica, teniendo prioridad sobre el control geomtrico que ya lleva implcita la tolerancia dimensional, esto para hacer mas exactas la producciones y as no tenerproduccinrechazada por su mala fabricacin, maquinado o acabado. Es por eso el por que de estetrabajo, al explicar lo que es el dimensionamiento y tolerancias geomtricas o mejor conocido como GD&T.

Geometric Dimensioning and Tolerancing

El Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T) es unlenguajeuniversal desmbolosparecido alsistemadesealesde trfico que aconsejan al conductor cmo circular por las carreteras. Los smbolos del GD&T le sirven al ingeniero dediseopara describir de forma precisa ylgicacaractersticas de la pieza, de manera que se pueden fabricar y inspeccionar con precisin.El GD&T se expresa en el marco de control de caractersticas de la figura. El marco de control de caractersticas es como leer una frase de izquierda a derecha. Por ejemplo, en el marco de control de caractersticas que se ilustra se puede leer que la forma de 5mm cuadrados (1) est controlada por una envolvente (2) tolerancia de perfil(3) de 0,05 mm(4), en relacin con el dato primario A (5) y el dato secundario (6). La forma y la tolerancia determinan loslmitesde la variedad de produccin.

Hay siete formas, llamadas elementos geomtricos, que se usan para definir una pieza y sus caractersticas. Las formas son: punto, lnea, plano, crculo, cilindro, cono y esfera. Tambin hay ciertas caractersticas geomtricas que determinan la condicin de piezas y la relacin de caractersticas.Esos smbolos geomtricos se parecen a los que se usan en losmapaspara representar caractersticas, como por ejemplo dos y cuatro autopistas, puentes y aeropuertos. La finalidad de esos smbolos es configurar un lenguaje comn que todo el mundo entienda.

Smbolos de caractersticas geomtricas

Rectitud:Una condicin en la que todos los puntos forman una lnea recta, la tolerancia se especifica con la representacin de dos lneas paralelas.

Plano:Todos los puntos en una superficie estn en un plano, la tolerancia se especifica con dos planos paralelos.

Redondez o circularidad:Todos los puntos de una superficie forman un crculo. La tolerancia se especifica con la definicin de dos crculos concntricos.

Cilindridad:Todos los puntos de una superficie son equidistantes a un eje comn. Unatoleranciacilndrica especifica una zona de tolerancia definida por dos cilindros concntricos.

Perfil:Unmtodode tolerancia para controlar superficies irregulares, lneas, arcos o planos normales. Los perfiles se pueden aplicar a elementos de lneas individuales o a toda la superficie de la pieza. La tolerancia del perfil especifica un lmite uniforme a lo largo del perfil real dentro del que se deben situar los elementos de la superficie.

Angularidad:La condicin de una superficie o eje que forma un ngulo especfico (aparte de 90) con otro eje o plano. La zona de tolerancia est definida por dos planos paralelos al ngulo bsico especfico desde el eje o plano de un dato.

Perpendicularidad:La condicin de una superficie o eje que forma un ngulo recto con otro plano o eje. La tolerancia de perpendicularidad especifica una zona definida por dos planos perpendiculares al otro plano o eje del dato o una zona definida por dos planos paralelos perpendiculares al eje del dato.

Paralelismo:La condicin de una superficie o eje equidistantes a todos los puntos desde el plano o eje del dato. La tolerancia del paralelismo especifica una zona definida por dos planos o lneas paralelas al plano o eje del dato o una zona de tolerancia cilndrica cuyo eje es paralelo al eje de un dato.

Concentricidad:Los ejes de todos los elementos locales cruzados de una superficie derevolucinson comunes a la caracterstica del eje del dato. La tolerancia de la concentricidad especifica una zona de tolerancia cilndrica cuyo eje coincide con el eje del dato.

Posicin:Una tolerancia de posicin define una zona en la que el eje central o plano central puede variar desde la posicin real (tericamente exacta). Las dimensiones bsicas establecen la posicin real a partir de las caractersticas de losdatosy entre caractersticas interrelacionadas. Una tolerancia de posicin es la variacin total admisible entre la situacin de una caracterstica y su situacin exacta. Para caractersticas cilndricas como agujeros y dimetros externos, la tolerancia de posicin es, por lo general, el dimetro de la zona de tolerancia, donde se deben situar los ejes de la caracterstica. Para las caractersticas que no sean redondeadas, como ranuras y lengetas, la tolerancia de posicin es el ancho de la zona de tolerancia donde se debe situar el centro del plano de la caracterstica.

Control circular:Permite controlar los elementos circulares de una superficie. La tolerancia se aplica independientemente a cualquier posicin circular demedicinya que la pieza se puede rotar 360. Una tolerancia decontrolcircular aplicada a superficies construidas alrededor del eje de un dato controla las variaciones acumulativas de circularidad y axialidad. Cuando lo aplicamos a superficies construidas en ngulos rectos al eje del dato, controla elementos circulares de la superficie de un plano.

Control total:Ofrece control compuesto de todos los elementos de la superficie. La tolerancia se aplica de forma simultnea a elementos circulares y longitudinales ya que la pieza se rota 360. El control total permite controlar la variacin acumulativa de circularidad, cilindridad, rectitud, coaxialidad, angularidad, conicidad y perfil siempre que se aplique a superficies construidas alrededor del eje de un dato. Cuando se aplica a superficies construidas en ngulo recto en relacin con el eje del dato, controla las variaciones acumulativas de perpendicularidad y de plano.Tolerancias dimensionalesParapoderclasificar y valorar lacalidadde las piezas reales se han introducido las tolerancias dimensionales. Mediante estas se establece un lmite superior y otro inferior, dentro de los cuales tienen que estar las piezas buenas. Segn este criterio, todas las dimensiones deseadas, llamadas tambin dimensiones nominales, tienen que ir acompaadas de unoslmites, que les definen un campo de tolerancia. Muchas cotas de los planos, llevan estos lmites explcitos, a continuacin delvalornominal.Todas aquellas cotas que no estn acompaadas de lmites dimensionales explcitas tendrn que cumplir las exigencias de lasnormasde Tolerancias generales (DIN 16901 / 1973, EN22768-2 / 1993 etc) que se definen en el campo deldiseo, en la proximidad del cajetn. Despus delprocesode medicin, siguiendo el significado de las tolerancias dimensionales las piezas industriales se pueden clasificar en dosgrupos: Buenas y Malas. Al primergrupopertenecen aquellas piezas, cuyas dimensiones quedan dentro del campo de tolerancia.Las del segundo grupo se pueden subdividir en Malas por Exceso de material y Malas por Defecto de material. En tecnologas de fabricacin por arranque de material las piezas de la primera subdivisin podran mejorar, mientras que las de la segunda subdivisin en general son irrecuperables.Tolerancias geomtricasLas tolerancias geomtricas se especifican para aquellas piezas que han de cumplirfuncionesimportantes en un conjunto, de las que depende la fiabilidad delproducto. Estas tolerancias pueden controlar formas individuales o definir relaciones entre distintas formas. Es usual la siguiente clasificacin de estas tolerancias: Formas primitivas: rectitud, planicidad, redondez, cilindricidad Formas complejas: perfil, superficie Orientacin: paralelismo, perpendicularidad, inclinacin Ubicacin: concentricidad, posicin Oscilacin: circular radial, axial o totalValorar el cumplimento de estas exigencias, complementarias a las tolerancias dimensionales, requieremediosmetrolgicos ymtodosde medicin complejos.Las Tolerancias Geomtricas y Dimensionado. Es unametodologaque naci en Escocia del Norte. La Tolerancia de Posicin surgi en la poca de laguerraen los submarinos fue Stanley Parker el inventor de GD&T, descubierto en 1940 en el norte de Escocia, entoncesCD&T Classical Dimensioning and Tolerancing esta metodologa ha evolucionado hasta llegar a lo encontrado en la Norma ASME Y14.5M-1994, susprincipiosy reglas son seguidos por compaas transnacionales e inclusive departamentos de gobiernos como el Departamento de Defensa y la Armada de losEstados Unidos, TambinISOtiene una norma sobre Tolerancias Geomtricas y Dimensionado es la ISO- 1101.El uso de tolerancias geomtricas evita la aparicin en losdibujosde observaciones tales como "superficies planas y paralelas", con la evidente dificultad deinterpretacincuantitativa que conllevan; an ms, a partir de los acuerdos internacionales sobresmbolospara las tolerancias geomtricas, losproblemasdelenguajeestn siendo superados.Las tolerancias geomtricas debern ser especificadas solamente en aquellos requisitos que afecten a la funcionalidad,intercambiabilidady posibles cuestiones relativas a la fabricacin; de otra manera, los costes de fabricacin y verificacin sufrirn un aumento innecesario. En cualquier caso, estas Tolerancias habrn de ser tan grandes como lo permitan las condiciones establecidas para satisfacer los requisitos del diseo.El uso de tolerancias geomtricas permitir, pues, un funcionamiento satisfactorio y la intercambiabilidad, aunque las piezas sean fabricadas en talleres diferentes y por distintos equipos y operariosQu es unDibujode Calidad?Un dibujo es bsicamente unplan, est elaborado como un instrumento decomunicacin, que sealala metaal resto de laorganizacin. Si el dibujo es claro la meta ser clara y todosirnexactamente en la mismadireccin, pero si el dibujo no es claro la meta tampoco lo ser yla organizacinno ir exactamente en la misma direccin.Un Dibujo de calidad debe cumplir con 4 requisitos bsicos: Debe serCOMPLETO. Cada departamento enla empresadebe entender cuales son los requisitos de la pieza y proteger su funcionabilidad. Debe serFUNCIONAL, las dimensiones en el dibujo deben mostrar y asegurar que la pieza va a funcionar como se plane. La ratonera se ve bien en el papel pero si los ratones escapan, para que sirve? Debe especificar laTOLERANCIA MAXIMAque permita el funcionamiento de la pieza. Entre ms cerrada es la tolerancia mayor ser la dificultad para fabricarla, se requiere mstiempo, el desperdicio ser mayor, ensntesisser ms costoso. Con tolerancias ms amplias la pieza ser ms fcil de trabajar y ms econmica tambin. Debe serCLAROel dibujo debe ser comprendido de la misma forma, por todas las personas, en todas las actividades del proceso y ms an en todos los idiomas, con una sola interpretacin, sin confusiones.Si el dibujo no es slido en estos cuatro conceptos se est perdiendodinero, muchsimo dinero.LaFilosofade GD&T es simple de entender: Con dimensiones geomtricas se dimensiona la pieza de acuerdo a su funcionamiento, es decir "Dimensionamiento Funcional". GD&T lleva el proceso de calidad al principio del proceso es decir la etapa del diseo de hecho GD&T es unprogramade calidad, equivalente al Diseo deexperimentos, el Control estadstico del proceso o el Despliegue de lafuncinde calidad.GD&T tambin es un lenguaje con un conjunto de smbolos y reglas para describir los requisitos de las piezas, es un lenguaje comprensible y simple, que consiste en 14 smbolos, 5 modificadores y 3 reglas. Nosotros queremos expresar y dibujar, clara y precisamente como trabajar la pieza, queremos hacer una ratonera que se vea bien y que atrape a los ratones, tal como debe ser.DatumUn datum puede ser representado en dibujo tcnico, y la representacin de ste puede variar un poco dependiendo de las normas ISO.En una forma simplificada, se puede decir que los datums generalmente reflejan los planos cartesianos "X", "Y" y "Z", para establecer las superficies crticas desde donde medir y controlar la altura, el ancho y el grosor de un cuerpo. Aunque realmente los datums pueden estar en cualquier posicin dependiendo de lageometrade los objetos (y no ser necesariamente etiqutados con X, Y, y Z).Los datums son esenciales para controlar lageometray tolerancias de fabricacin de una variedad de caractersticas, como lo puede ser la cilindricidad, simetra, angularidad, perpendicularidad, etc.(Primary datum) Caracterstica de datum que primeramente sita la pieza dentro del marco de referencia del datum. El datum primario es la primera caracterstica que contacta un posicionador o superficie durante el ensamble.(Secondary datum) Caracterstica de datum que sita la pieza dentro del marco de referencia de datum despus del datum primario. El datum secundario es la segunda caracterstica que contacta un posicionador o superficie durante el ensamble.(Tertiary datum) Caracterstica de datum que sita la pieza dentro del marco de referencia de datum despus del datum secundario.

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