Metrología avanzada

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CHIHUAHUA
METROLOGIA AVANZADA
INDICE
INTRODUCCIÃ N 2
REGLA 10:1 2
CALIBRADOR GO-NO GO 3
Interpretación de limites de tamaño 3
CALIBRADORES FUNCIONALES 4
NORMA DE CONTROLES DE ORIENTACIÃ N 9
Angularidad 9
Perpendicularidad 11
Paralelismo 15
NORMA DE CONTROLES DE LOCALIZACIÃ N 17
Posición, general. 17
Concentricidad 18
SimetrÃ−a 23
NORMA DE CONTROLES DE VARIACIÃ N 25
NORMA DE CONTROLES DE PERFIL 26
CONTROL ESTADÃ STICO DEL PROCESO 29
USO DE PROGRAMAS CAD-CAM 31
NORMA ASME Y14.5M - 1994 DIMENSIONAMIENTO Y TOLERANCIA 35
NORMA ASME Y14.43 - 2003 PRINCIPIOS DE TOLERANCIA Y DIMENSIONAMIENTO PARA
MEDIDORES Y ACCESORIOS 35
BIBLIOGRAFIA: 36
DIRECCIONES ELECTRONICAS: 36
INTRODUCCIÃ N
1
Este trabajo está enfocado para que el lector comprenda y utilice los temas relacionados con la metrologÃ−a
avanzada. Se espera explicar a detalle las normas de medición establecidas por los diferentes paÃ−ses y dar
pie al entendimiento de la estandarización para la expresión de control en las piezas de manufactura. Aparte
de las normas también presentamos diversos instrumentos que facilitaran la comprobación de dicho
estándar.
Entre otras cosas también presentamos temas como el CAD-CAM que es sin duda una aplicación de la
tecnologÃ−a en post de lo estándar. A todo lo ya mencionado le sumamos por ultimo la herramienta de la
estadÃ−stica que nos da un gran control sobre los procesos asÃ− como saber dónde estamos y a donde
vamos.
REGLA 10:1
La regla del 10% dice que si la tolerancia de un elemento es t, entonces el instrumento utilizado para
demostrar el cumplimiento de la especificación debe tener una incertidumbre igual o menor q t entre 10. En
la práctica a veces es difÃ−cil obtener incluso t entre 5 pero, cualquiera q sea la tolerancia y la
incertidumbre, siempre es necesario tomar una decisión al respecto.
La incertidumbre de una medición depende de la precisión del dispositivo utilizado y de la habilidad de la
persona que la realizó. Las limitaciones humanas intervienen casi siempre que se hace una medición.
Además, no es posible evitar la incertidumbre ocasionada por la limitada precisión de los instrumentos de
medición.
La incertidumbre de una medición se puede ilustrar con las dos reglas de 1 metro que muestra la figura A. las
mediciones corresponden a la longitud de una mesa. Suponiendo que el extremo de la regla donde está el
cero haya sido colocado cuidadosa y precisamente en el borde izquierdo de la mesa, ¿cuál es la longitud de
ésta?
La escala de la regla que aparece en la parte superior de la figura está graduada en centÃ−metros. Usando
esta escala puedes decir con certidumbre que la longitud debe estar entre 82 y 83 centÃ−metros. Más aún,
puedes añadir que se encuentra más cerca de la marca de 82 que de la de 83 centÃ−metros, y puedes
estimar que la longitud es de 82.2 centÃ−metros. La escala de la regla inferior muestra más subdivisiones y
tiene mayor precisión porque está graduada en milÃ−metros. Con esta regla puedes decir que la longitud
está definitivamente entre 82.2 y 82.3 centÃ−metros, y puedes estimar la longitud en 82.25 centÃ−metros.
Observa que ambas lecturas contienen algunos dÃ−gitos que conocemos con exactitud y un dÃ−gito más (el
último) que ha sido estimado. Observa también que la incertidumbre en la lectura de la regla inferior es
menor que en la de la regla superior. La regla inferior nos permite hacer lecturas hasta centésimos, y la
superior, hasta décimos. La regla inferior es más precisa que la superior.
Ninguna medición es exacta. Su precisión contiene dos clases de información: (1) la magnitud de la
medición y (2) la precisión de la misma. La ubicación del punto decimal y el valor del número expresan
la magnitud. La precisión se indica con el número de cifras significativas.
Considerando las incertidumbres de medición en lugar de la exactitud podemos evaluar el factor de riesgo en
la trazabilidad con la llamada relación de incertidumbres (TUR, Traceability Uncertainty Ratio) el cual es un
concepto más adecuado para la evaluación del riesgo de trazabilidad en laboratorios de metrologÃ−a, el
cual implica una relación mÃ−nima de diez a uno (10:1), lo cual implica un factor de riesgo del 10 %.
TUR = (Incertidumbre del Equipo)2 / (Incertidumbre del Patrón)2 ⠥ 10
Anónimo. (nd). Cifras significativas e incertidumbre en las mediciones. Consultado el 17 de octubre de
2
2008. http://www.rinconeducativo.com/datos/arbol/Bachiller/F%C3%ADsica/cifras%20significativas.doc
Anónimo. (nd). Capacidad de medicion. Consultado el 17 de octubre de
2008.http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-06-03-Mejor-Capacidad-de-Medicion.pdf
CALIBRADOR GO-NO GO
Interpretación de lÃ−mites de tamaño
Con objeto de garantizar tanto como sea posible que los requerimientos funcionales del sistema ISO de
lÃ−mites y ajustes se logren, los lÃ−mites de tamaño deberán interpretarse en la siguiente forma dentro de
la longitud prescrita.
En lo que respecta al diámetro del mayor cilindro perfecto imaginario—el cual puede inscribirse dentro del
agujero de modo que contacte justamente los puntos altos de la superficie— , no deberá ser un diámetro
menor que el lÃ−mite de tamaño “pasa”; adicionalmente el máximo diámetro en cualquier posición
dentro del agujero no debe exceder el lÃ−mite de tamaño “no pasa”.
En lo que se refiere a pernos, el diámetro del menor cilindro perfecto imaginario - el cual puede
circunscribirse alrededor del perno de modo que contacte justamente los puntos más altos de la
superficie—no deberá ser un diámetro mayor que el lÃ−mite de tamaño “pasa”. Además, el mÃ−nimo
diámetro en cualquier posición sobre el perno no debe ser menor que el lÃ−mite del tamaño “no pasa”.
La interpretación anterior significa que si el tamaño del agujero o perno está en cada punto en su lÃ−mite
“pasa”, entonces el agujero o perno deberá ser perfectamente redondo o recto.
A menos que sea especificado de otro modo, y sujeto a los requerimientos anteriores, los valores que no
corresponden a la forma idealmente redonda y recta pueden alcanzar el valor total de la tolerancia diametral
especificada. Los errores extremos de forma tÃ−picos permisibles están ilustrados en las figuras 4.4 y 4.5.
Tales errores extremos son poco probables en la práctica.
La interpretación precedente de los lÃ−mites de tamaño resulta del principiode Taylor, denominado asÃ−
en honor de W. Taylor quien lo estableció en1905. El principio está basado en el uso de un sistema correcto
de calibres lÃ−mite para inspeccionar pernos y agujeros; de acuerdo con este principio, un agujero deberÃ−a
ensamblar completamente con un perno patrón cilÃ−ndrico “pasa” hecho al lÃ−mite pasa especificado del
agujero, y de una longitud al menos igual a la longitud de ensamble del agujero y perno.
Adicionalmente, el agujero se mide o se inspecciona para verificar que su diámetro máximo no sea mayor
que el lÃ−mite no pasa. El perno deberÃ−a ensamblar completamente con un anillo patrón hecho al lÃ−mite
pasa especificado del perno y de una longitud al menos igual a la longitud de ensamble del perno y el agujero.
Por último, el eje se mide o se inspecciona para verificar que su diámetro mÃ−nimo no sea menor que el
lÃ−mite no pasa.
En casos especiales, el máximo error en forma permitida por la interpretación anterior puede ser demasiado
grande como para permitir un funcionamiento satisfactorio de las partes ensambladas. En estos casos
deberán darse tolerancias separadas para la forma; por ejemplo, tolerancias separadas de redondez y rectitud
de acuerdo con las normas ISO 1101.
Fig. 4.4
Fig. 4.5
3
CALIBRADORES FUNCIONALES
CALIBRES DE DIMENSION FIJA
El comentario anterior se refiere a la inspección dimensional de piezas por medio de calibradores lÃ−mite,
uno de los cuales mide la dimensional pasa y otra la de no pasa, y pueden ser, por ejemplo, pernos patrón
cilÃ−ndricos o calibres exteriores sólidos lisos (Fig. 4.6).
Se da a continuación una breve descripción de tipos comunes de calibres de tamaño fijo y calibres
lÃ−mite.
La forma de un calibre de tamaño fijo es el complemento o réplica inversa de la parte cuyas dimensiones
están siendo medidas. Tales calibres complementan las dimensiones de la parte, ya sea en su condición
especificada (exactamente el punto medio de la especificación) o en sus condiciones limitantes (máximo
material o mÃ−nimo material). Los últimos se denominan calibres lÃ−mite. Los calibres lÃ−mite son de dos
clases: (1) calibres en condición de material máximo (MMC) conocidos como calibres “pasa”, los cuales
controlan el mÃ−nimo juego permisible o máxima interferencia en el ajuste de partes ensamblantes y, por lo
tanto, controlan la intercambiabilidad, y (2) calibres en condición de material mÃ−nimo (LMC) conocidos
como calibres “no pasa” (o en el caso de calibres para partes roscadas calibres alto o bajo), los cuales
controlan el máximo juego o mÃ−nima interferencia entre partes ensamblantes, asÃ− los calibres lÃ−mite
controlan el juego o interferencia de partes ensamblantes.
Se han establecido cuatro clases de tolerancias para la fabricación de los calibres cilÃ−ndricos de
dimensión fija que comprenden pernos, anillos y discos patrón, cuyos valores, que están en función del
tamaño, se dan en la tabla 4.6
Adicionalmente a las tolerancias de tamaño mostradas en la tabla 4.1 los calibres deberán cumplir con
tolerancias de redondez, conicidad, rectitud y acabado superficial.
Fig. 4.6
SISTEMAS DE AJUSTES Y TOLERANCIAS
Se debe tener en cuenta, al momento de seleccionar la clase adecuada para un determinado trabajo, la
relación de10 a 1 que se recomienda exista entre la tolerancia de la pieza por inspecciona y la tolerancia de la
fabricación del calibre.
Cada vez que se usa un calibre, las superficies utilizadas para medición están sujetas a desgaste, por lo
tanto, una tolerancia de desgaste deberá ser prevista para compensar este desgaste. Esto se hace
generalmente quitando un poco de la tolerancia de la parte por inspeccionar y transfiriéndola en forma de
metal al calibre. Por lo anterior, y a menos que otra cosa sea especificada por el usuario, las tolerancias de
fabricación a los pernos patrón se aplica como sigue: más en los calibres “pasa” de taller y en los “no
pasa” de inspección, y menos en los calibres “no pasa” de taller y en los “pasa” de inspección.
Estos calibres se fabrican normalmente con tolerancias bastante menores que las piezas que van a
inspeccionarse y generalmente del lado seguro, es decir, pueden rechazar piezas buenas cerca del lÃ−mite
pero no aceptar piezas malas (figura 4.6).
Obsérvese que los tamaños de diseño están asociados con una de las condiciones de material de la
caracterÃ−stica por medir. Los calibres pasa con la condición de material máximo y los calibres no pasa
con la condición de material mÃ−nima servirán para establecer las tolerancias del fabricante y el desgaste
del calibre.
4
La Norma DIN 7162 especÃ−fica calibres de taller y de inspección con tolerancias para cuando están
nuevos y cuando ya han sido utilizados (tolerancias de desgaste) mediante fórmulas cuyo uso requieren
localizar valores en tablas que están en función del tamaño y el grupo de tolerancia (ISO 6 a 16).
La Norma DIN 2250, sobre anillos patrón pasa para propósito general y anillos patrón para fijado (figura
4.7), indica que cuando los anillos patrón están diseñados para checar dimensiones con sÃ−mbolo de
tolerancia ISO, la dimensión d1 (diámetro interior del anillo) debe cumplir con DIN 7163; aquellos
diseñados para checar dimensiones con indicación numérica de tolerancia, con DIN 7162 y aquellos
diseñados para inspección de roscas internas con DIN 13 parte 17. Adicionalmente se requiere, para los
anillos patrón de fijado, que éstos sean producidos a una tolerancia JS3 teniendo una altura de
irregularidades de diez puntos Rt de 0.4 um y una tolerancia de cilindricidad que no exceda de 0.1 veces el
valor numérico relevante de la serie IT4, comose especifica en DIN 7151 para diámetros de hasta 150
mm.
Como ejemplo, la tolerancia de manufactura para anillos patrón de fijado de 50 a 80 mm de diámetro
nominal será:
Fig. 4.7
SISTEMAS DE AJUSTES Y TOLERANCIAS
Tolerancia de tamaño para d1: JS3=+/-2.5 um
(No mostrado en la tabla 4.1)
Tolerancia de cilindricidad para d1: 0.1 IT4 = 0.8um
PERNO PATRON CILINDRICO
Los pernos patrón cilÃ−ndricos han sido normalizados en los cuatro siguientes tipos:
1.- Montaje cónico (figura 4.8)
2.- Triple montaje reversible (figura 4.9)
3.- Diseño anular (figura 4.10)
4.- Tipo alambre (figura 4.11)
Fig. 4.8
Fig. 4.9
Fig. 4.10
Fig. 4.11
En el tipo de montaje cónico, el perno patrón propiamente dicho tiene un zanco cónico que se fuerza
dentro del mango. Un agujero o ranura en el mango permite remover el perno patrón. Cuando dos pernos
patrón se montan en extremos opuestos del mango, los dos pernos se denominan como pasa y no pasa,
respectivamente. Existe un método para poder identificar cuál es cuál y consiste en hacer más corto el
perno no pasa o hacer una ranura en el mango cerca del perno no pasa, además de que, normalmente, las
5
dimensiones de los pernos están marcadas sobre el mango.
Con el objeto de no tener que sacar el perno y voltearlo para la inspección pasa-no pasa, hay pernos patrón
progresivos o escalonados en los que la primera parte tiene la dimensión de pasa, y la otra la de no pasa. Este
diseño se utiliza para dimensiones de hasta l.510 pulg.
En el tipo de montaje triple reversible, el calibre es, en realidad, un cilindro con un agujero en el centro con
cajera en ambos lados, y tres dientes en forma de cuña en el mango son forzados dentro de las
correspondientes ranuras del calibre mediante un tornillo. Este diseño se utiliza para dimensiones mayores a
l.510 pulg.
SISTEMAS DE AJUSTES Y TOLERANCIAS
Los tipos de alambre se utilizan para dimensiones inferiores a .510 pulgadas y los más delgados son
alambres calibrados con un recubrimiento (aislante térmico) en el centro para manejarlos y marcar la
dimensión correspondiente.
El tipo de perno reversible consiste en una parte roscada al mango que sujeta al perno patrón.
Las dimensiones detalladas para los tipos mencionados antes y otros que se indican más adelante pueden
verse en la Norma ANSI B 47.1-1981.
Juegos de pernos patrón cilÃ−ndricos (DIN 2269) como el mostrado en las figuras 4.12, 4.13 y 4.14 se
utilizan frecuentemente para medición de agujeros buscando el perno de mayor diámetro que puede ser
introducido en un agujero.
CALIBRES ESPECIALES
Un tipo muy importante lo constituyen los calibres exteriores sólidos lisos (a veces denominados tipo arco).
ANSI B 47.1 los define como un calibre externo completo empleado para controlar el tamaño de
dimensiones externas lisas, que contiene un arco abierto y superficies de medición en forma de yunques fijos
paralelos no ajustables (figura 4.15), aunque existen del tipo ajustable que tienen uno o más pares de
superficies de medición que pueden ajustarse y colocarse a cualquier tamaño predeterminado dentro del
rango del calibre (figura 4.16).
SISTEMAS DE AJUSTES Y TOLERANCIAS
Antes de que un calibre exterior ajustable pueda utilizarse para verificar partes, las superficies de medición
deben ajustarse por pares a las dimensiones de pasa y no pasa auxiliándose de bloques, pernos o discos
patrón; después de apretar firmemente los tornillos que bloquean el movimiento de las superficies de
medición, se comprueba si el ajuste resultó adecuado y se procede a su uso.
Existen también calibres para inspección de piezas cónicas y conos, Morse e ISO (interiores y
exteriores); algunos de ellos tienen sólo una lÃ−nea graduada alrededor que representa la dimensión
especificada, pero otros tienen dos lÃ−neas graduadas alrededor. Una vez montado el cono en el calibre, si
una de las lÃ−neas no se observa y la otra sÃ−, indica que la parte está dentro de los lÃ−mites establecidos
(figura 4.17 y 4.18),
En las figuras 4.19 y 4.20 se ilustran calibres planos y espiga plana para medición de agujeros,
respectivamente.
También existe una gran variedad de calibres para inspección de partes roscadas, externa e internamente,
6
de los diferentes tipos de roscas existentes ( en v, acme, cuadrada, cónica, etc.), las dimensiones y
caracterÃ−sticas, los cuales se encuentran en diversas Normas ANSI, ISO, DIN.
Algunos tipos se ilustran en las figuras 4.21 y 4.22.
Un ejemplo de calibre fijo para inspección de anchos de cuñeros o ranuras se muestra en la figura 4.23. El
lado pasa representa la medida superior y sólo debe dejarse deslizar por su propio peso; mientras que el lado
no pasa, que representa la medida inferior, no debe poderse deslizar dentro al tratar de hacerlo.
A principios del siglo XX, las tolerancias de los productos en la industria metalmecánica eran generalmente
del orden de 0.10 a 0.25 mm.
Con tales tolerancias los calibres de tamaño fijo, a pesar de su error de “tacto” y la información “bueno o
malo” (pasa-no pasa) que proporcionan, fueron un medio adecuado, barato y rápido para inspección de
productos. En consecuencia, la preponderancia fue de los calibres de tamaño fijo. Mientras estuvieron
disponibles los calibres variables (esto es, vernieres, indicadores de carátula, etc.), los calibres de tamaño
fijo dominaron el uso y presupuestos de los calibres. Otras formas de medir con exactitud estaban disponibles,
pero éstas son normalmente realizadas en laboratorios de medición más que en áreas productivas.
Dentro de varias décadas, las tolerancias comunes en la industria metalmecánica han sido reducidas en un
orden de magnitud, o más, haciendo obsoletos los calibradores de tamaño fijo debido a : 1) el alto error del
“tacto” en relación con el nuevo nivel de tolerancias y 2) lo inadecuado de la información “bueno o malo”
para propósitos de control estadÃ−stico del proceso.
Sin embargo, a pesar de lo antes mencionado, algunos sectores industriales continúan utilizando este tipo de
equipo de medición para determinar la aceptabilidad de partes o para otros usos.
NORMAS DE REFERENCIA.
Calibres de dimensión fija
DIN7161,7162,7163,7164,229,230,234,324,2079,2080,5502,55022,471,67999,2235,2230,2238,2231,2250,2254,2269.
ANSI B47.1-1981, B89.1.6-1976 Federal Specification GGG-G-61 JIS B7420-1980, B7421-1971,
B3301-1981
Sistemas de lÃ−mites y ajustes
ISO R286, JIS B040-1983
USAS B4.1-1967
Ramón Zeleney, Carlos Gonzales.(n.d).MetodologÃ−a Dimensional. Ed.McGrawhill
NORMA DE CONTROLES DE ORIENTACIÃ N
Angularidad
Definición, es la condición de superficie, eje o plano central que especifica un ángulo diferente al paralelo
o perpendicular a un plano de referencia o un eje de referencia especificando angularidad de una superficie
plana.
7
Es una vista donde la superficie que será controlada aparezca como una lÃ−nea, un cuadro de control de
caracterÃ−sticas es adjuntado a la superficie con una flecha o lÃ−nea de extensión. Si es usada una lÃ−nea
de extensión solo necesitara tocar el cuadro de control de caracterÃ−sticas en una esquina, como se muestra
en la figura 6-10. El cuadro de control de caracterÃ−sticas contiene el sÃ−mbolo de angularidad, una
tolerancia numérica y al menos una referencia. La tolerancia numérica para la superficie controlada es
especificada como una dimensión lineal porque es generada en una zona de tolerancia uniforme. Un plus o
una tolerancia de angularidad menor no es usada porque genera irregularidades en la zona de tolerancia. La
caracterÃ−stica de referencia es identificada con un sÃ−mbolo de caracterÃ−sticas de referencia.
Interpretación.- la superficie que está controlada en la figura 6-10 debe de estar entre dos planos paralelos
separados por las tolerancias de angularidad de 0.010” especificado en el cuadro de control de
caracterÃ−sticas. La zona de tolerancia debe estar especificada en el ángulo básico de 30 grados al plano
de referencia. Todas la caracterÃ−sticas de tamaño deben estar dentro de los lÃ−mites de tamaño y estos
no deberán de exceder las fronteras de la forma perfecta del MMC, regla #1. No hay fronteras para la
orientación perfecta en el MMC para la angularidad. Los ángulos de 90 grados en las partes también
tiene tolerancias. El titulo del bloque de la tolerancia de angularidad controla todos los ángulos, incluyendo
ángulos de 90 grados, a menos de que se especifique otra cosa.
Como el control de angularidad se aplica a una superficie no se requiere el sÃ−mbolo de condición de
material.
Inspección.- La superficie de referencia debe ser puesta con respecto a una placa patrón. La placa patrón
se sitúa sobre una placa superficial a exactos 30 grados logrados por una pila de bloques patrón. El ángulo
básico entre la zona de tolerancia y la referencia “A” se asume como perfecta. El equipo de inspección no
es perfecto, pero el error del instrumento de inspección es muy pequeño comparado con la tolerancias
geométricas. Como se muestra en la figura 6-11, una vez que la superficie de control esta proporcionada en
el ángulo especificado, la especificación de la angularidad ha sido lograda utilizando un indicador de aguja
para medir la superficie en todas las direcciones para determinar que alguna variación no exceda las
tolerancias especificadas en el cuadro de control de caracterÃ−sticas.
Especificación de la angularidad de un eje cuando se controla la angularidad de una caracterÃ−stica de
tamaño, el cuadro de control de la caracterÃ−stica es asociada con la dimensión de tamaño de la
caracterÃ−stica a ser asociada. El cuadro contiene el sÃ−mbolo de angularidad, una tolerancia numérica y
al menos una referencia. Si la caracterÃ−stica de tamaño es un cilindro, la tolerancia numérica puede o
no puede ir procedida por un sÃ−mbolo de diámetro, como se muestra en la figura 6-12. Si el sÃ−mbolo de
diámetro precede a la tolerancia numérica, el eje es controlado con una zona de tolerancia cilÃ−ndrica. Si
no hay sÃ−mbolo de diámetro procediendo la tolerancia numérica, el eje es controlado por dos planos
paralelos. La tolerancia en el cuadro no control de caracterÃ−sticas aplica al agujero -una caracterÃ−stica de
tamaño- y este aplica al RFS desde que se especifica que no ahÃ− sÃ−mbolo de condición de material. La
caracterÃ−stica de referencia es indica con un sÃ−mbolo de caracterÃ−stica de referencia.
Si la tolerancia aplica al MMC, como en la figura 6-13, esta tiene un posible bono de tolerancia. Cuando la
condición mÃ−nima del material (LMC) es deseable, deberÃ−a ser más apropiado el especificar la
angularidad y localización al mismo tiempo usando un control de posición. Si el diseño requiere la
tolerancia de angularidad sea menor que la tolerancia de localización, la tolerancia de angularidad del MMC
puede ser especificada como un perfeccionamiento de la tolerancia de posición del MMC, como se muestra
en la figura 6-14.
Perpendicularidad
Definición, la perpendicularidad es la condición de superficie, eje o plano central que tiene un ángulo de
90 grados con el plano de referencia o el eje de referencia especificando la perpendicularidad de una
8
superficie plana.
En la vista donde la superficie a ser controlada aparece como una lÃ−nea, un cuadro de control de
caracterÃ−stica es adjuntada a la superficie con una flecha o una lÃ−nea de extensión, como se muestra en
la figura 6-5- El cuadro de control de caracterÃ−sticas contiene al sÃ−mbolo de perpendicularidad, una
tolerancia numérica y al menos una referencia. La caracterÃ−stica de referencia es identificada con un
sÃ−mbolo de caracterÃ−stica de referencia.
Interpretación.- la superficie que se va a controlar debe encontrarse entre don planos paralelo separados por
la tolerancia de perpendicularidad de 0.010” especificando en el cuadro de control de caracterÃ−sticas.
Además, la zona de tolerancia debe estar perpendicular al plano de referencia
Todas las caracterÃ−sticas de tamaño de la parte deben entrar en los lÃ−mites de tamaño y no deben
exceder las fronteras de la forma perfecta del MMC, regla #1. No hay frontera para una perfecta orientación
en MMC para la perpendicularidad. El ángulo de 90 grados de la pieza también tiene tolerancia. El bloque
de titulo de la tolerancia de angulosidad controla todos los ángulos, incluyendo ángulos de 90 grados, que
no sean más que tolerables. Como los controles te perpendicularidad aplican a la superficie no se aplican los
sÃ−mbolos de condición de material.
Inspección.- la superficie de control es fijada al ángulo de la placa que se sitúa en la superficie de la placa.
Entonces, como se muestra en la figura 6-6, la verificación de la perpendicularidad es lograda usando un
indicador de aguja para medir la superficie en todas las direcciones y si determinar que alguna variación no
exceda las tolerancias especificadas en al cuadro de control de caracterÃ−sticas.
Plano tangente
SÃ−mbolo de plano tangente (Circulo T) en el cuadro de control de caracterÃ−sticas, especifica que la
tolerancia de la perpendicularidad aplica a un plano preciso que contacte los puntos altos de la superficie.
Incluso si las irregularidades de la superficie exceden las tolerancias de perpendicularidad, si un plano de
precisión toca los puntos altos de la superficie y entra en la zona de tolerancia especificada, la superficie esta
en tolerancia.
El plano tangente de la superficie de tolerancia en la figura 6-7 esa dentro de la zona de tolerancia. El
concepto de plano tangente permite la aceptación de más partes.
Especificando la perpendicularidad de un eje.
Cuando se controla la perpendicularidad de una caracterÃ−stica de tamaño, el cuadro de control de
caracterÃ−stica es asociado con una dimensión de tamaño de la caracterÃ−stica que será controlada. El
cuadro de control de caracterÃ−sticas contiene el sÃ−mbolo de perpendicularidad, una tolerancia numérica,
y al menos una referencia. Si la caracterÃ−stica de tamaño es un cilindro, la tolerancia numérica es
usualmente precedida por un sÃ−mbolo de diámetro, como se muestra en la figura 6-8. Una sola tolerancia
cilÃ−ndrica que controla un eje perpendicular a una superficie plana, como se dibuja en la figura 6-8, es
perpendicular a esa superficie en todas las direcciones alrededor del eje. Existen algunos casos donde el eje es
controlado por dos planos paralelos, pero esto es proco común y probablemente la tolerancia seria con un
control de posición. La tolerancia de perpendicularidad puede ser más larga o más corta que la tolerancia
de tamaño. Desde que la tolerancia en el cuadro de control de caracterÃ−sticas aplica al pin. Una
caracterÃ−stica de tamaño y a un sÃ−mbolo de condición de no material es especificado, RFS aplica. Si la
tolerancia aplica al MMC, como en la figura 6-9, entonces es posiblemente que exista un bono de tolerancia.
La caracterÃ−stica de referencia es identificada con un sÃ−mbolo de caracterÃ−stica de referencia.
Paralelismo
9
Definición, es la condición de una superficie o plano central, equidistante a todos los puntos desde el plano
de referencia; también, paralelismo es la condición de un eje equidistante a todo lo largo de uno o más
planos de referencia o eje de referencia.
Especificando el paralelismo de una superficie plana es una vista donde la superficie al ser controlada
aparezca como una como una lÃ−nea, una función de control de marco se adjunta a la superficie con una
flecha o lÃ−nea de extensión, como se ve en la figura 6-1. La función de control de marco contiene un
sÃ−mbolo de paralelismo, una tolerancia numérica y al final una referencia. Las superficies de referencia
están identificadas por un sÃ−mbolo de caracterÃ−stica de referencia. La tolerancia de paralelismo de una
superficie plana es un perfeccionamiento de la tolerancia de tamaño, regla #1 y la debe de ser menor que la
tolerancia de tamaño, la caracterÃ−stica de tamaño no deberá exceder la frontera de la condición
máxima de material (MMC), y el espesor de cada tamaño local actual debe entrar en los lÃ−mites de
tamaño.
Interpretación
La superficie está controlada en la figura 6-1. Debe encontrarse entre dos planos paralelos separados por la
tolerancia de paralelismo de 0.005” especificada en el cuadro de control de caracterÃ−stica. La zona de
tolerancia debe estar también paralela al plano de referencia. Además, la superficie debe entrar en la
tolerancia de tamaño, los dos planos paralelos deben encontrarse dentro de 0.020” que es la tolerancia de
tamaño. Toda la parte en la figura 6-1 debe encontrarse entre dos planos paralelos separados en 1.020”. La
superficie controlada no deberá exceder las fronteras de la forma perfecta del MMC regla #1. El paralelismo
es el único control de orientación que, cuando es aplicado a una superficie plana, requiere un ángulo
perfecto (El paralelismo es un ángulo de cero grados) en MMC. Desde que un control de paralelismo se
aplica a una superficie, no es necesario un sÃ−mbolo de condición de material.
Inspección.- verificar el paralelismo de una superficie plana es relativamente sencillo. Primero, la
caracterÃ−stica de tamaño es medida para determinar si entran los lÃ−mites de tamaño. Después, la
superficie de referencia es puesta encima de la superficie de la placa. Entonces se ha logrado la verificación,
como se muestra en la figura 6-2, usándose un indicador de aguja para medir la superficie en todas las
direcciones para determinar que alguna variación no exceda la tolerancia especificada en un cuadro de
control de caracterÃ−sticas.
Especificando el paralelismo de un eje. Cuando controlas el paralelismo de una caracterÃ−stica de tamaño,
el cuadro de control de caracterÃ−sticas es asociado con el tamaño de la dimensión de la caracterÃ−stica
que se controla. En la figura 6-3, el cuadro de control de caracterÃ−stica es adjuntado a la extensión de la
lÃ−nea dimensión. El cuadro de control de caracterÃ−sticas contiene el sÃ−mbolo de paralelismo,
tolerancia numérica y referencia. Si el tamaño de la caracterÃ−stica es un cilindro, la tolerancia
numérica esta usualmente precedida en la figura 6-3. Existen algunos casos donde un eje es controlado por
dos planos paralelos, pero son muy poco comunes y no serian probablemente tolerancias con el control de
posición.
La tolerancia y la referencia en el cuadro de control de caracterÃ−sticas se aplican a las caracterÃ−sticas de
tamaño, y estas son aplicables incluso a pesar de la caracterÃ−stica de tamaño (RFS) desde que el
sÃ−mbolo de condición de material no es especificado. La caracterÃ−stica de referencia es identificar con
un sÃ−mbolo de caracterÃ−stica de referencia.
Tanto la tolerancia como la referencia aplican en el MMC, como en figura 6-4 entonces la tolerancia tiene un
posible bono de tolerancia y la referencia tiene un posible cambio de tolerancia. El bono y el cambio de
tolerancia serán discutidas con más detalle en el capÃ−tulo de posición.
NORMA DE CONTROLES DE LOCALIZACIÃ N
10
Posición, general.
Definición, la tolerancia de posición puede ser vista de cualquiera de las siguientes dos formas:
• Una zona de tolerancia teórica localización en una posición real de una caracterÃ−stica de tolerancia en
el punto central, eje o plano central de la caracterÃ−stica puede varias de la posición real.
• Una frontera de condición virtual de la caracterÃ−stica de tolerancia, cuando se especifica en MMC o
LMC y localizando en una posición real, que no esté siendo violada por su superficie o superficies.
Especificando la tolerancia de posición.
Como la tolerancia de posición controla solo caracterÃ−sticas de tamaño, como son pines, agujeros,
pestañas y ranuras, el cuadro de control de caracterÃ−sticas esta siempre asociado con una dimensión de
tamaño.
En la figura 7.1 el agujero está localizado y orientado con el control de posición. En este caso el cuadro de
control de caracterÃ−sticas esta bajo la nota local describiendo el diámetro y el tamaño de tolerancia del
agujero. La localización de la posición real de agujero, la teóricamente perfecta localización del eje es
especificada con las dimensiones básicas desde la referencia indicado en el cuadro de control de
caracterÃ−sticas. Una ves que el cuadro de control de caracterÃ−sticas es asignado, una sola tolerancia
imaginaria es definida y localizada sobre la posición real. Las superficies de referencia tienen sÃ−mbolos de
caracterÃ−stica de referencia identificándolas. Referencias “A”, “B” y “C” identifican el marco de
referencia en donde la parte esta posicionada para proceder. El cuadro de control de caracterÃ−sticas es una
frase en el lenguaje GD&T; Debe de ser especificado correctamente en orden de comunicar el intento de
diseño. El cuadro de control de caracterÃ−sticas de la figura 7-1 indica la historia de tolerancia de
localización para el agujero en esta pieza: tiene una zona de tolerancia cilÃ−ndrica de 0.010 en diámetro,
toda la longitud de la caracterÃ−stica, especificada en RFS, es perfectamente perpendicular al plano de
referencia “A”, localizado una base de 2.000” arriba de la referencia “B” y a 3.000” debajo de la referencia
“C”. La zona de tolerancia es teórica y no aparece en los dibujos. Una zona de tolerancia se ve aquÃ− solo
para propósitos ilustrativos.
Concentricidad
Definición, Concentricidad es la condición donde los puntos medio de todos los puntos diametralmente
opuestos de la superficie de revolución son congruentes con el eje (0 punto central) de la caracterÃ−stica de
referencia. La concentricidad aplica a puntos localizados correspondientemente de dos o más
caracterÃ−sticas dispuestas radicalmente, como lo son las paredes de un hexágono regular o los focos
opuestos de una caracterÃ−stica como lo una elipse.
Especificando concentrincidad es un control de localización tiene una zona de tolerancia en forma
cilÃ−ndrica que es coaxial con el eje de referencia. La tolerancia de concentricidad aplica solo a pesar de la
caracterÃ−stica del tamaño (RFS) de la base; debe de tener al menos una referencia que también aplique
solo al RFS. El cuadro de control de caracterÃ−stica que también aplique solo al RFS. El Cuadro de control
de caracterÃ−sticas se coloca usualmente por debajo del tamaño de la dimensión o se adjunta a una
extensión de la lÃ−nea de dimensión. La tolerancia de concentricidad no tiene relación con el tamaño de
la caracterÃ−stica que se controla y puede ser más grande o pequeña que lo del tamaño de la tolerancia.
Si la tolerancia de la concentricidad es especificada pasa controlar la localización de una esfera. La zona de
tolerancia es esférica y su punto de centro esta básicamente localizado desde la caracterÃ−stica (S de
referencia).
A pesar de la caracterÃ−stica del tamaño (RFS) de la base; debe de tener al menos una referencia que
también aplique sólo al RFS. El cuadro de control de caracterÃ−sticas se coloca usualmente por debajo
11
del tamaño de la dimensión o se adjunta a una extensión de una lÃ−nea de dimensión. La tolerancia de
concentricidad no tiene relación con el tamaño de la caracterÃ−stica que se controla y puede ser más
grande o pequeña que lo del tamaño de la tolerancia. Si la tolerancia de concentricidad es especificada
para controlar la localización de una esfera, la zona de tolerancia es esférica y su punto de centro esta
básicamente localizado desde la caracterÃ−stica ( 5 de referencia).
INTERPRETACION. Los controles de concentricidad son todos puntos medios de todos los puntos opuestos
diametralmente sobre la superficie de la caracterÃ−stica de tolerancia. El agregado de todos los puntos
medios, algunas veces se describe como (nube de puntos medios), deben estar dentro de la zona de tolerancia
cilÃ−ndrica cuyo eje es coincidente con el eje de la caracterÃ−stica de referencia. La tolerancia de
concentricidad es independiente tanto del tamaño como de la forma. Medición diferencial excluye
tamaño, perfil y forma mientras controla los puntos medios de las caracterÃ−sticas. El cuadro de control de
caracterÃ−sticas en la Fig. 10-2 especifica una zona de tolerancia cilÃ−ndrica.
En la zona de tolerancia 0.005 en diámetro y coaxial con el eje de referencia. Mediciones diferenciales son
tomadas a lo largo y alrededor de la caracterÃ−stica de tolerancia para determinar la localización de los
puntos medios. Si todos los puntos medios caen dentro de la zona de tolerancia, la caracterÃ−stica esta en
tolerancia.
INSPECCION.- La concentricidad puede ser inspeccionada, solamente para aceptarse, poniendo un indicador
de aguja en la superficie de tolerancia de revolución y rotación de la pieza sobre el eje de referencia. Si el
movimiento del indicador lleno (FIM) el indicador de aguja no excede la tolerancia especÃ−fica, la
caracterÃ−stica es aceptable. Esta técnica es una simple primera revisión que va a aceptar piezas pero no
las rechazará, y puede ser usado sólo en superficies de revolución. CaracterÃ−sticas tales como
polÃ−gonos regulares y elipses deben ser inspeccionadas usando el método tradicional de medición
diferencial. Si las mediciones no exceden el FIM, la pieza no está necesariamente fuera de tolerancia. Para
rechazar la pieza con una tolerancia de concentricidad, la referencia es puesta en un dispositivo Chucking que
hará votar la pieza sobre su eje de referencia. Un punto en la superficie de la caracterÃ−stica de tolerancia es
medido con un indicador de aguja. La pieza es entonces girada a 180º para que asÃ− su punto
diamétricamente opuesto pueda ser medido. Las diferencias entre las mediciones de los dos puntos
determinan la localización del punto medio. El proceso es repetido un predeterminado número de veces. Si
todos los puntos medios caen dentro de la zona de tolerancia, la caracterÃ−stica esta dentro de tolerancia. El
tamaño y la forma, Regla No. 1, son medidas separadamente.
Inspección.- la inspección empieza con la medición del diámetro de agujero. Si la medición del
diámetro es 2.012” esta dentro del tamaño de la tolerancia, ø2.000-2.020. El siguiente paso es la medida
de la localización y orientación del agujero. La pieza es sujetada en un marco de referencia trayendo como
mÃ−nimo 3 puntos de superficie de la caracterÃ−stica de referencia primaria teniendo contacto con el plano
de referencia primerio, un mÃ−nimo de 2 puntos de la superficie la caracterÃ−stica de caracterÃ−stica de
referencia secundaria entra en contacto con el plano de referencia secundario y un mÃ−nimo de punto de la
superficie de la caracterÃ−stica de referencia terciaria entra en contacto con el tercer plano de referencia.
Siguiente, el pin patrón más largo debe estar dentro del agujero que es usado para simular un acoplamiento.
El actual acoplamiento para una caracterÃ−stica interna de tamaño es la más larga similar contraparte de
caracterÃ−stica perfecta que puede ser inscrita con las caracterÃ−sticas asÃ− que solo toca la superficie del
agujero en los puntos más altos. Como se muestra en la figura 7-3, la distancia desde la superficie de placa,
referencia “B” hasta lo más alto del pin patrón que es medido. Las medidas también son tomadas a lo
largo del pin patrón para determinar que el agujero está en la tolerancia de perpendicularidad con el
ángulo de placa, referencia “A”. Suponga la distancia desde la superficie de placa hasta la parte superior del
pin es 3.008”. Esa medición menos la mitad del diámetro del pin patrón igual a la distancia desde la
referencia “B” hasta el actual eje del agujero 3.008-(2.012/2)=2.002. La distancia, entonces desde la posición
verdadera al eje actual del agujero en dirección vertical es 0.002. Con la pieza aun sujeta, el ángulo de
placa es girado 90 grados y la distancia de la referencia “C” al actual eje del agujero es medida repitiendo el
12
procedimiento de medición anterior. Si la distancia desde la posición real al eje actual en dirección
horizontal es 0.002 bajo la posición real requiriendo una zona de tolerancia de diámetro menor que 0.006
de diámetro, asÃ− dentro de 0.010 del diámetro en la zona de tolerancia cilÃ−ndrica mostrada en la figura
7-3. El agujero esta dentro de tolerancia.
Aplicaciones de concentricidad
La tolerancia de la concentricidad es de uso frecuente para controlar adecuadamente el balance para las piezas
de rotación a alta velocidad. El acabado también controla el balance, pero controla imperfecciones de la
forma y de la superficie al mismo tiempo. El acabado es relativamente fácil y
Barato de examinar, pero la manufactura es más difÃ−cil y costosa. La concentricidad es consumidora de
tiempo y costosa examinar pero menos costoso fabricar puesto que no es tan rigurosa un requisito de acabado.
La concentricidad se utiliza apropiadamente para las piezas grandes, costosas que deben tener una pequeña
tolerancia coaxial para el balance pero no necesita tener la misma pequeña tolerancia para las
imperfecciones de la forma y de la superficie. La concentricidad también se utiliza para controlar la
coaxialidad de caracterÃ−sticas no circulares tales como polÃ−gonos regulares y elipses.
SimetrÃ−a
Definición, la simetrÃ−a es la condición donde los puntos medios de todos los opuestos o los puntos
correspondientes localizados de dos o más caracterÃ−sticas de la superficie son congruente con el eje o
plano central de la caracterÃ−stica de referencia.
Especificando la simetrÃ−a
La simetrÃ−a es un control de la localización. Tiene una zona de la tolerancia que consiste en dos planos
paralelos separados uniformemente sobre el plano central o eje de la caracterÃ−stica de referencia. La
tolerancia de la simetrÃ−a se aplica solamente en el RFS; debe tener por lo menos una referencia que
también se aplique solamente en el RFS. Un marco del control de la caracterÃ−stica se pone debajo de la
dimensión de tamaño o se adjunta generalmente a una extensión de la lÃ−nea de dimensión. La
tolerancia de la simetrÃ−a no tiene ninguna relación al tamaño de la caracterÃ−stica que es controlada y
puede ser más grande o más pequeña que la tolerancia de tamaño.
Interpretación
La simetrÃ−a controla los puntos medios de todos los puntos correspondientes u opuestos que se localizan en
dos o más superficies. El agregado de todos los puntos medios, se le llama a veces como "nube del puntos
medios", debe quedar dentro de una zona de la tolerancia definida por dos planos paralelos dispuestos
igualmente sobre el plano central de la caracterÃ−stica de referencia, es decir, la mitad de la tolerancia está
en un lado del plano central, y la mitad está en el otro lado. La tolerancia de la simetrÃ−a es independiente
del tamaño y de la forma. La medida diferenciada excluye tamaño, perfil, y la forma mientras que controla
los puntos medios de la caracterÃ−stica. El marco de control de la fig.10-5 especifica una zona de la
tolerancia que consiste en dos planos paralelos separados entre si por 0.010, perpendicular al plano de
referencia A, y dispuestas igualmente sobre el plano de referencia B. la medida diferencial es tomada entre las
dos superficies para determinar la localización de los puntos medios. Si todos los puntos medios caen dentro
de la zona de la tolerancia, la caracterÃ−stica de superficie está en tolerancia.
Inspección
Un método simple de medir simetrÃ−a se demuestra en la fig. 10-6. Este método puede ser utilizado
solamente si las superficies de referencia son paralelas comparadas a la tolerancia de la simetrÃ−a. En este
13
ejemplo, una de las superficies de referencia se pone en la placa superficial. Un indicador del dial se utiliza
para medir un número de puntos en la superficie de la ranura. Se registran estas medidas. Se gira la pieza, y
se repite el proceso. Las medidas se comparan para determinar la localización de los puntos medios e
independientemente de si la caracterÃ−stica está en tolerancia. El tamaño y la forma, regla 1, se miden por
separado.
Aplicaciones de la simetrÃ−a
La tolerancia de la simetrÃ−a es de uso frecuente para controlar adecuadamente el balance para las piezas de
rotación o asegurar el mismo grueso de pared. Especifique la simetrÃ−a solamente cuando es necesario
porque es consumidora de tiempo y costosa fabricación e inspección. El control de la simetrÃ−a se utiliza
apropiadamente para las piezas grandes, partes caras que requieren una pequeña tolerancia para el balance
de masa. Si el control restrictivo de la simetrÃ−a no se requiere, una tolerancia más versátil de la posición
se puede utilizar para controlar una relación simétrica. Vea el capÃ−tulo 8 para una discusión del uso del
control de posición a las caracterÃ−sticas simétricas de la tolerancia.
NORMA DE CONTROLES DE VARIACIÃ N
Acabado
Definición, el acabado es una tolerancia compuesta usada para controlar la relación funcional de una o
más caracterÃ−sticas de una pieza a un eje de referencia.
Acabado Circular
El acabado circular se aplica a cada elemento circular en la superficie de una pieza construida alrededor de su
eje o perpendicular del radio de referencia, mientras que la pieza se gira 360 grados sobre ese eje de
referencia. La Tolerancia del acabado circular se aplica independientemente a cada lÃ−nea del elemento
circular en cada posición de la medida y puede ser aplicado fácilmente a los conos y a los perfiles curvos
construidos alrededor de un eje de referencia. Donde se aplica las superficies construidas alrededor de un eje
de referencia, el acabado circular controla una combinación de variaciones en circularidad y coaxialidad.
Donde aplicado a las superficies con un ángulo de 90 grados de un eje de referencia, el acabado circular
controla variaciones en el perpendicularidad de elementos circulares a su eje de referencia, es decir, los
controles totales del acabado bambolean.
Acabado Total
El acabado total es un control compuesto que se aplica a todos los elementos en la superficie de una pieza
alrededor de su radio de referencia o perpendicular al radio de referencia, como la pieza se gira 360 sobre ese
eje de referencia. La tolerancia total del acabado se aplica simultáneamente a todas las posiciones de la
medida circular y del perfil. Cuando se aplica a las superficies construidas alrededor de un eje de referancia, el
acabado total controla una combinación de coaxialidad, de circularidad, de rectitud, de angularidad, de forma
cónica, y de variaciones del perfil de la superficie. Cuando se aplica a las superficies con un ángulo de 90
grados al eje de referencia, el acabado total controla la combinación de variaciones de perpendicularidad al
eje de referencia y la planicidad, es decir, el acabado total controla el bamboleo y concavidad o convexidad.
Especificando acabado y acabado parcial
Al especificar acabados, el marco del control de caracterÃ−sticas está conectado con la superficie controlada
con una flecha. En algunos casos no muy frecuentes, el marco de control de caracterÃ−sticas se puede
adjuntar a la extensión de una lÃ−nea de dimensión si la superficie que se controlará es pequeña o
inaccesible. El marco de control de caracterÃ−sticas consiste en un sÃ−mbolo de acabado, la tolerancia
14
numérica, y por lo menos una referencia. No hay otros sÃ−mbolos apropiados en el marco de control de
caracterÃ−sticas. Puesto que el acabado es un control superficial, ninguna condición material se aplica; por
lo tanto, en efecto, el acabado se aplica sin importar el tamaño de caracterÃ−stica. Donde el acabado se
requiere para solamente una porción de superficie, una lÃ−nea de cadena gruesa se dibuja en un lado
adyacente al perfil de la superficie y se dimensiona con una dimensión básica según las indicaciones de la
fig. 11-3.
Inspeccionando Acabado
Al examinar un acabado circular, la caracterÃ−stica, primero, debe caer dentro de los lÃ−mites especificados
de tamaño. Debe también satisfacer la regla 1, es decir, puede no exceder el lÃ−mite de la forma perfecta
en la condición de máximo material. La caracterÃ−stica de referencia es entonces montada en un chuck o
un collar. Con un indicador de dial entrando en contacto con la superficie que se examinará, la pieza se gira
360 grados sobre su eje simulado de referencia. Se examinan varias posiciones de medición. Si el
movimiento completo del indicador (FIM) no excede la tolerancia especificada del acabado, la
caracterÃ−stica es aceptable. La tolerancia de acabado puede ser más grande que la tolerancia de tamaño.
Si la tolerancia de acabado es más grande que la tolerancia del tamaño y no hay otra tolerancia
geométrica aplicada, la tolerancia de tamaño controla la forma. Si la tolerancia de tamaño es más
grande que la tolerancia de acabado, el acabado circular refina circularidad asÃ− como coaxialidad de los
controles.
Las mismas reviciones preliminares requeridas para el acabado circular también se requieren para el
acabado total. Justo como cuando se examino el acabado circular, un indicador de dial toca la superficie que
se examinará, pero el indicador del dial se mueve a todo lo largo de la caracteristica de perfil conforme la
pieza es rotada 360 grados sobre su eje simulado de referencia. Si la FIM no excede la tolerancia especificada
del acabado, la caracterÃ−stica es aceptable.
NORMA DE CONTROLES DE PERFIL
Perfil
Definición, un perfil es el esquema de un objeto. EspecÃ−ficamente, el perfil de una lÃ−nea es el esquema
de un objeto en un plano pues el plano pasa a través del objeto. El perfil de una superficie es el resultado de
proyectar el perfil de un objeto en un plano o de tomar secciones representativas a través del objeto en
varios intervalos.
Especificando el Perfil
Una vista o una sección de la vista del perfil de una pieza es dimensionada con dimensiones básicas. Un
perfil verdadero se puede dimensionar con dimensiones básicas del tamaño, dimensiones de coordenadas
básicas, radios básicos, dimensiones angulares básicas, fórmulas, o dibujos no dimensionados. El marco
del control de la caracterÃ−stica se dirige siempre a la superficie del perfil con una flecha. El perfil es un
control superficial; la asociación de una tolerancia de perfil con una extensión o una lÃ−nea de dimensión
es inadecuada. El marco del control de la caracterÃ−stica del perfil contiene el perfil de una lÃ−nea o de un
sÃ−mbolo superficial y de una tolerancia. Puesto que los controles de perfil son controles superficiales, las
zonas cilÃ−ndricas de la tolerancia y las condiciones de material no se aplican en la sección de la tolerancia
del perfil en el marco de control de caracterÃ−sticas. La forma de la zona de la tolerancia es la forma del
perfil no cilÃ−ndrico, y los modificadores de la condición de material no se aplican a los controles de la
superficie.
Cuando la flecha de una tolerancia del perfil señala directamente al perfil, la tolerancia especificada en el
marco de control de caracterÃ−sticas se dispone igualmente sobre el perfil verdadero. En la fig. 12-1A, la
15
tolerancia de 0.020 en el marco de control de caracterÃ−sticas se divide uniformemente, 0.010 en el exterior y
0.010 en el interior del perfil verdadero. Si la flecha de una tolerancia de perfil señala directamente a un
segmento de una lÃ−nea fantasma extendida, afuera o adentro, paralela al perfil verdadero, según las
indicaciones de la fig. 12-1C y 12-1D, toda la tolerancia está fuera o dentro del perfil verdadero. La
tolerancia se puede incluso especificar como tolerancia bilateral desigual por segmentos de dibujo de lÃ−neas
fantasmas dentro y fuera, paralelo al perfil y especificando la tolerancia exterior con una dimensión básica,
según las indicaciones de fig. 12-1B.
Cuando una tolerancia del perfil aplica al de todo alrededor del perfil de una pieza, el sÃ−mbolo de “todo
alrededor” se especifica, según las indicaciones de la fig. 12-2A. El sÃ−mbolo de " todo al rededor" es
indicado por un cÃ−rculo alrededor del empalme en la flecha del marco de control de caracterÃ−sticas al
perfil. Si el perfil es extendido entre dos puntos, según las indicaciones de la fig. 12-2B, los puntos se
etiquetan, y se usa una nota con el sÃ−mbolo de "en medio" (between) colocándolo debajo del marco de
control de caracterÃ−sticas. La tolerancia del perfil aplica a la porción del perfil entre los puntos X y Z
donde la flecha está señalando. Si se va una parte, tal como un bastidor o una forja, a ser controlada con
una tolerancia de perfil sobre toda su superficie entera, el " de la nota; POR TODAS PARTES " (all over) se
coloca debajo del marco de control de caracterÃ−sticas, según las indicaciones de la fig. 12-2C. Cuando
ocurre que se requiere una tolerancia de perfil inusual, que no tenga las notas ni sÃ−mbolos anteriores, una
nota local que indica claramente la extensión y aplicación de la tolerancia del perfil debe ser incluida.
Inspección
La inspección de una superficie que se ha controlado con una tolerancia del perfil se puede lograr de un
número de maneras. Los métodos más comunes de examinar un perfil son mencionados abajo:
• Un calibrador hecho al tamaño y a la forma extremos del perfil puede ser utilizado.
• Un calibrador de anchura se puede utilizar para medir las variaciones entre una plantilla, hecha al tamaño
verdadero y la forma del perfil, y la superficie real.
• Una disposición abierta con un indicador del dial se puede utilizar para examinar algunos perfiles.
• Un comparador óptico se diseña para examinar superficies perfiladas. Un comparador óptico proyecta
una imagen magnificada a la pantalla. La imagen proyectada entonces se compara a una plantilla de perfil.
• Algunas máquinas de medición por coordenadas se diseñan para examinar perfiles o un perfil.
Cogorno, Gene. Geometric Dimensioning and Tolerancing for Mechanical Design. Blacklick, OH, USA:
McGraw-Hill Professional Publishing, 2006. p iv.
CONTROL ESTADÃ STICO DEL PROCESO
El CEP es una herramienta estadÃ−stica que se utiliza en el puesto de trabajo para conseguir el producto
adecuado y a la primera. Los gráficos de control constituyen el procedimiento básico del C.E.P. Con dicho
procedimiento se pretende cubrir 3 objetivos
- Seguimiento y vigilancia del proceso
- Reducción de la variación
- Menos costo por unidad
En cualquier proceso productivo, por muy bien que se diseñe y por muy cuidadosamente que se controle,
siempre existirá una cierta variabilidad inherente, natural, que no se puede evitar. Esta variabilidad natural,
este “ruido de fondo”, es el efecto acumulado de muchas pequeñas causas de carácter, esencialmente,
incontrolable. Cuando el “ruido de fondo” sea relativamente pequeño consideraremos aceptable el nivel de
16
funcionamiento del proceso y diremos que la variabilidad natural es originada por un `sistema estable de
causas de azar”. Un proceso sobre el que solo actúan causas de azar se dice que está bajo control
estadÃ−stico.
Por el contrario, existen otras causas de variabilidad que pueden estar, ocasionalmente, presentes y que
actuarán sobre el proceso. Estas causas se derivan, fundamentalmente, de tres fuentes:
• Ajuste inadecuado de las máquinas
• Errores de las personas que manejan las máquinas
• Materia prima defectuosa.
La variabilidad producida por estas causas suele ser grande en comparación con el “ruido de fondo” y
habitualmente sitúa al proceso en un nivel inaceptable de funcionamiento. Denominaremos a estas causas
“causas asignables'' y diremos que un proceso funcionando bajo “causas asignables” está fuera de control.
Un objetivo fundamental del C.E.P. es detectar rápidamente la presencia de “causas asignables” para
emprender acciones correctoras que eviten la fabricación de productos defectuosos.
Alcanzar un estado de control estadÃ−stico de proceso puede requerir un gran esfuerzo pero es sólo el
primer paso. Una vez alcanzado, podremos utilizar la información de dicho control como base para estudiar
el efecto de cambios planificados en el proceso de producción con el objetivo de mejorar la calidad del
mismo. La Operación Evolutiva es un tipo de Diseño de Experimentos en lÃ−nea (aplicado al proceso
productivo) que sirve como herramienta para acercarnos a las condiciones óptimas de funcionamiento del
proceso.
Gráficos CEP. Generalidades
Los gráficos de control o cartas de control son una importante herramienta utilizada en control de calidad de
procesos. Básicamente, una Carta de Control es un gráfico en el cual se representan los valores de algún
tipo de medición realizada durante el funcionamiento de un proceso continuo, y que sirve para controlar
dicho proceso. Vamos a tratar de entenderlo con un ejemplo.
Supongamos que tenemos una máquina de inyección que produce piezas de plástico, por ejemplo de
PVC. Una caracterÃ−stica de calidad importante es el peso de la pieza de plástico, porque indica la cantidad
de PVC que la máquina inyectó en la matriz. Si la cantidad de PVC es poca la pieza de plástico será
deficiente; si la cantidad es excesiva, la producción se encarece porque se consume más materia prima.
En el lugar de salida de las piezas, hay un operario que cada 30 minutos toma una, la pesa en una balanza y
registra la observación.
Supongamos que estos datos se registran en un gráfico de lÃ−neas en función del tiempo:
Observamos una lÃ−nea quebrada irregular, que nos muestra las fluctuaciones del peso de las piezas a lo
largo del tiempo. Esta es la fluctuación esperable y natural del proceso. Los valores se mueven alrededor de
un valor central (El promedio de los datos), la mayor parte del tiempo cerca del mismo. Pero en algún
momento puede ocurrir que aparezca uno o más valores demasiado alejados del promedio.
¿Cómo podemos distinguir si esto se produce por la fluctuación natural del proceso o porque el mismo ya
no está funcionando bien?
El control estadÃ−stico de procesos provee la respuesta a la anterior pregunta y a continuación veremos
como lo hace.
17
Todo proceso de fabricación funciona bajo ciertas condiciones o variables que son establecidas por las
personas que lo manejan para lograr una producción satisfactoria.
Cada uno de estos factores está sujeto a variaciones que realizan aportes más o menos significativos a la
fluctuación de las caracterÃ−sticas del producto, durante el proceso de fabricación. Los responsables del
funcionamiento del proceso de fabricación fijan los valores de algunas de estas variables, que se denominan
variables controlables. Por ejemplo, en el caso de la inyectora se fija la temperatura de fusión del plástico,
la velocidad de trabajo, la presión del pistón, la materia prima que se utiliza (Proveedor del plástico), etc.
Anónimo. (n.d.). Control del proceso. Consultado el 17 de octubre del 2008.
http://www.matematicasypoesia.com.es/Estadist/ManualCPE06p2.htm
USO DE PROGRAMAS CAD-CAM
INTRODUCCIÃ N.
La automatización de los procesos industriales a través de los años ha dado lugar a un avance
espectacular de la industria. Todo ello ha sido posible gracias a una serie de factores entre los que se
encuentran las nuevas tecnologÃ−as en el campo mecánico, la introducción de los computadores, y sobre
todo el control y la regulación de sistemas y procesos.
La incorporación de los computadores en la producción es, sin lugar a dudas, el elemento puente que está
permitiendo lograr la automatización integral de los procesos industriales. La aparición de la
microelectrónica y de los microprocesadores ha facilitado el desarrollo de técnicas de control complejas,
la robotización, la implementación de sistemas de gobierno y la planificación. Todos estos elementos
llevan consigo la reducción de costos, el aumento de la productividad y la mejora de calidad del producto.
La primera época de la automatización estuvo marcada por la aplicación de dispositivos capaces de
controlar una secuencia de operaciones y el comienzo del estudio sobre la regulación automática.
Además, a nivel de empresa, se desarrolló el concepto de producción continua tanto para la fabricación
de productos tÃ−picamente continuos, como para los de tipo discreto.
La segunda época, desde la Segunda Guerra Mundial hasta nuestros dÃ−as, se ha caracterizado por la
aparición de la microelectrónica y con ello la de los computadores, y a su vez por el gran avance de la
TeorÃ−a del Control. También en esta época, la introducción de los robots industriales en la
fabricación de series pequeñas y medianas ha incrementado sustancialmente la flexibilidad y autonomÃ−a
de la producción.
SISTEMAS CAD/CAM.
Ambas siglas provienen de su denominación en inglés. Para diseñar usaremos el C.A.D. (Computer
Aided Design), mientras que para la fabricación se emplea el C.A.M. (Computer Aided Manufacturing).
El diseño y fabricación con ayuda de computador, comúnmente llamado CAD/CAM, es una tecnologÃ−a
que podrÃ−a descomponerse en numerosas disciplinas pero que normalmente, abarca el diseño gráfico, el
manejo de bases de datos para el diseño y la fabricación, control numérico de máquinas herramientas,
robótica y visión computarizada.
18
Históricamente los CAD comenzaron como una ingenierÃ−a tecnológica computarizada, mientras los
CAM eran una tecnologÃ−a semiautomática para el control de máquinas de forma numérica. Pero estas
dos disciplinas se han ido mezclando gradualmente hasta conseguir una tecnologÃ−a suma de las dos, de tal
forma que los sistemas CAD/CAM son considerados, hoy dÃ−a, como una disciplina única identificable.
La evolución del CAD/CAM es como sigue:
SISTEMAS PIS. (Sistema de información de Imágenes)
Un sistema de este tipo es una forma especial de sistema de información que permite la manipulación,
almacenamiento, recuperación y análisis de datos de imágenes. La lista de nuevas aplicaciones dentro del
procesamiento digital de imágenes ha crecido al incluir CAD interactivo, procesamiento de datos
geográficos, sensores remotos para estudiar los recursos de la tierra, procesamiento de datos relativos a
economÃ−a agrÃ−cola, aplicaciones a la cartografÃ−a y a la realización de mapas.
ANALISIS DE IMAGENES VARIABLES EN EL TIEMPO. (Sistemas CATVI)
Los CATVI comprenden métodos y técnicas de procesamiento de imágenes variables en el tiempo, con
el fin de encontrar diferencias entre las secuencias de una escena, transmitida por un sensor de visión y
almacenadas en un computador, y que son causadas por el movimiento de objetos o del sensor.
SISTEMAS FMS. (Sistema de Fabricación Flexible)
La arquitectura de la red de ordenadores en un FMS es jerárquica con tres niveles de operación. Un
computador, maestro o principal, ejerce el control del sistema de computadores, el segundo nivel de
computadores subordinados al principal se denomina Módulo de Control Numérico, el cual supervisa las
operaciones de la máquina-herramienta.
El nivel más bajo de control por ordenador es el sistema de Control Numérico Computarizado el cual
está directamente relacionado con la máquina-herramienta.
SISTEMAS AM. (Fabricación Autónoma)
Los Sistemas AM están relacionados con las metodologÃ−as de tomas de decisión necesarias para la
planificación y el control. Los AM pueden descomponerse en dos niveles, la Fábrica y la Célula de
fabricación.
SISTEMAS ISIS. (Sistema de Inteligencia Artificial)
Es un sistema de Inteligencia Artificial capaz de solucionar el problema de cómo construir de forma precisa
en el tiempo adecuado, los inventarios reales y manejarlos en el ambiente de una empresa.
CELULAS TRANSPORTABLES.
Es un sistema diseñado para usar una gran variedad de máquinas (cada una de las cuales se comunica con
el sistema en diferentes lenguajes), coordinarlas y operar con ellas sin fallos.
SISTEMAS CAD.
CAD es el acrónimo inglés de Computer Aided Design, y significa Diseño Asistido por Computador. La
tecnologÃ−a CAD se dirige a los centros técnicos y de diseño de una amplia gama de empresas: sector
metalmecánico, ingenierÃ−a electrónica, sector textil y otros.
19
El uso de la tecnologÃ−a CAD supone para el diseñador un cambio en el medio de plasmar los diseños
industriales: antes se utilizaba un lápiz, un papel y un tablero de dibujo.
Con el CAD, dispone de un ratón, un teclado y una pantalla de ordenador donde observar el diseño. AsÃ−,
un computador, al que se le incorpora un programa de CAD, le permite crear, manipular y representar
productos en dos y tres dimensiones. Esta revolución en el campo del diseño ha venido de la mano de la
revolución informática.
Las mejoras que se alcanzan son:
- Mejora en la representación gráfica del objeto diseñado: con el CAD el modelo puede aparecer en la
pantalla como una imagen realista, en movimiento, y observable desde distintos puntos de vista. Cuando se
desee, un dispositivo de impresión (plotter) proporciona una copia en papel de una vista del modelo
geométrico.
- Mejora en el proceso de diseño: se pueden visualizar detalles del modelo, comprobar colisiones entre
piezas, interrogar sobre distancias, pesos, inercias, etc. En conclusión, se optimiza el proceso de creación de
un nuevo producto reduciendo costes, ganando calidad y disminuyendo el tiempo de diseño.
En resumen, se consigue una mayor productividad en el trazado de planos, integración con otras etapas del
diseño, mayor flexibilidad, mayor facilidad de modificación del diseño, ayuda a la estandarización,
disminución de revisiones y mayor control del proceso de diseño.
Un buen programa CAD no sólo dispone de herramientas de creación de superficies, sino también de
posibilidades de análisis y verificación de las mismas, entendiendo por superficies correctas aquéllas
cuyos enlaces entre ellas son continuos en cuanto a tangencia y curvatura, y sin contener zonas donde se ha
perdido continuidad de curvatura.
No obstante, al no ser posible detectar todos los defectos, en muchos casos es aconsejable fabricar un modelo
real de la pieza a fin de poder analizar mejor el resultado obtenido, sobre todo en aquellos casos en que a
partir de las superficies creadas en el CAD se diseña el molde. Para fabricar dichos modelos se utilizan
tecnologÃ−as de fabricación rápida de prototipos.
Además de la verificación de las superficies, un programa CAD avanzado permite trazar superficies
paralelas a las creadas, por ejemplo generando la piel interna de la pieza a partir de la piel externa en el caso
de piezas con un espesor uniforme conocido y debe tener los elementos necesarios para conseguir realizar
sobre el modelo CAD todas las actividades de ingenierÃ−a de diseño necesarias (nerviado, fijaciones,
centradores, elementos rigidizadores).
SISTEMAS CAM.
La ingenierÃ−a CAM hace referencia concretamente a aquellos sistemas informáticos que ayudan a generar
los programas de Control Numérico necesarios para fabricar las piezas en máquinas con CNC. A partir de
la información de la geometrÃ−a de la pieza, del tipo de operación deseada, de la herramienta escogida y
de las condiciones de corte definidas, el sistema calcula las trayectorias de la herramienta para conseguir el
mecanizado correcto, y a través de un postprocesado genera los correspondientes programas de CN con la
codificación especifica del CNC donde se ejecutarán. En general, la información geométrica de la pieza
proviene de un sistema CAD, que puede estar o no integrado con el sistema CAM . Si no está integrado,
dicha información geométrica se pasa a través de un formato común de intercambio gráfico. Como
alternativa, algunos sistemas CAM disponen de herramientas CAD que permiten al usuario introducir
directamente la geometrÃ−a de la pieza, si bien en general no son tan ágiles como las herramientas de un
sistema propiamente de CAD .
20
Algunos sistemas CAM permiten introducir la información geométrica de la pieza partiendo de una nube
de puntos correspondientes a la superficie de la pieza, obtenidos mediante un proceso de digitalizado previo .
La calidad de las superficies mecanizadas depende de la densidad de puntos digitalizados. Si bien este
método acorta el tiempo necesario para fabricar el prototipo, en principio no permite el rediseño de la
pieza inicial.
La utilización más inmediata del CAM en un proceso de ingenierÃ−a inversa es para obtener prototipos,
los cuales se utilizan básicamente para verificar la bondad de las superficies creadas cuando éstas son
criticas. Desde el punto de vista de la ingenierÃ−a concurrente es posible, por ejemplo, empezar el diseño y
fabricación de parte del molde simultáneamente al diseño de la pieza que se quiere obtener con el molde,
partiendo de la superficie externa de la pieza mientras aún se está diseñando la parte interna de la misma.
APLICACIONES.
Las principales aplicaciones del CAD/CAM se dan en dos campos de acción: el mecánico y el
electrónico, dominando el primero con un 58 % del mercado, mientras que el diseño electrónico alcanza
sólo el 19 %, según datos referidos a 1988. Esto es debido a que el nivel tecnológico al que se ha llegado
exige un gran conocimiento del mismo a la hora de diseñar programas.
Aparte del diseño mecánico de piezas y/o máquinas donde el peso de la industria del automóvil y bienes
de equipo es notable, otros sectores industriales utilizan la tecnologÃ−a CAD. Se usa para el diseño
electrónico de circuitos (CAD 2D), arquitectura e ingenierÃ−a civil, ingenierÃ−a industrial (edificios y
plantas industriales, urbanismo), patronaje en la industria textil (CAD 2D), y muchos otros como artes
gráficas y animación.
NORMA ASME Y14.5M - 1994 DIMENSIONAMIENTO Y TOLERANCIA
La norma establece Y14.5M uniforme de prácticas y para afirmar la interpretación de dimensionamiento,
tolerancias y los requisitos para la utilización de dibujos de ingenierÃ−a y en los documentos
correspondientes. [Acotación geométrica y Tolerancia (GD & T)]
Para una explicación matemática de muchos de los principios de esta norma, véase ASME Y14.5.1M.
Prácticas exclusivas de arquitectura e ingenierÃ−a civil, la tierra, la simbologÃ−a de soldadura no están
incluidos.
http://translate.google.com.mx/translate?hl=es&sl=en&u=http://catalog.asme.org/Codes/PrintBook/Y1443_2003_Dime
NORMA ASME Y14.43 - 2003 PRINCIPIOS DE TOLERANCIA Y DIMENSIONAMIENTO PARA
MEDIDORES Y ACCESORIOS
Esta Norma se presenta el diseño de prácticas para el dimensionamiento y tolerancia de medidores y
accesorios utilizados para la verificación de la condición material máxima (MMC) de tamaño sobres y
condición de las fronteras virtuales generadas por las tolerancias geométricas controlada al máximo la
condición material. Examples of gages used to inspect workpieces using regardless of feature size (RFS) are
shown in Appendix C. These practices focus on the design of receiver -type gages, which collect attribute data
when used for the verification of workpieces dimensioned and toleranced in accordance with ASME
Y14.5M-1994. Ejemplos de medidores utilizados para inspeccionar piezas utilizando independientemente de
el tamaño de la caracterÃ−stica (RFS) se muestran en el Apéndice C. Estas prácticas se centran en el
diseño de receptor de tipo medidores, que recogen datos de atributo cuando se utiliza para la verificación
de piezas de dimensiones y tolerancia de conformidad con el ASME Y14.5M-1994.
http://translate.google.com.mx/translate?hl=es&sl=en&u=http://catalog.asme.org/Codes/PrintBook/Y1443_2003_Dime
21
BIBLIOGRAFIA:
• Cogorno, Gene. Geometric Dimensioning and Tolerancing for Mechanical Design.
Blacklick, OH, USA: McGraw-Hill Professional Publishing, 2006. p iv.
• Ramón Zeleney, Carlos Gonzales.(n.d).MetodologÃ−a Dimensional. Ed.McGrawhill
DIRECCIONES ELECTRONICAS:
• Anónimo. (nd). Cifras significativas e incertidumbre en las mediciones. Consultado el 17 de octubre
de 2008.
http://www.rinconeducativo.com/datos/arbol/Bachiller/F%C3%ADsica/cifras%20significativas.doc
• Anónimo. (nd). Capacidad de medicion. Consultado el 17 de octubre de
2008.http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-06-03-Mejor-Capacidad-de-Medicion.pdf
• Anónimo. (n.d.). Control del proceso. Consultado el 17 de octubre del 2008.
http://www.matematicasypoesia.com.es/Estadist/ManualCPE06p2.htm
• http://translate.google.com.mx/translate?hl=es&sl=en&u=http://catalog.asme.org/Codes/PrintBook/Y1443_200
• http://translate.google.com.mx/translate?hl=es&sl=en&u=http://catalog.asme.org/Codes/PrintBook/Y1443_200
36
22