Manual Tolerancias Geometricas
Manual Tolerancias Geometricas
Manual Tolerancias Geometricas
INTRODUCCIN
DIMENSIONADO GEOMETRICO Y TOLERADO, NORMA ASME Y14.5 1994
En cualquier tipo de produccin moderna, la utilizacin de normas es indispensable para que la
terminologa, procedimientos, smbolos, definiciones, mtodos de prueba etc. Tengan una
consistencia adecuada a fin de facilitar la fabricacin de piezas mecanicas , obteniendo una mejor
efectividad de las diferentes actividades involucradas en la produccin y por lo tanto, obtener
productos de mas alta calidad y a mejor precio cuando dichas normas se aplican apropiadamente.
La produccin de piezas mecnicas se basa en dibujos que deben realizarse y complementarse
con informacin basada en normas que tengan aceptacin internacional.
Tal es el caso de la norma ANSI Y14.5M-1982, actualizada en la ASME Y14.5M 1994.
Las siglas, en ingles corresponden al Instituto Nacional Norteamericano De Normas y a la
Sociedad Norteamericana de Ingenieros Mecnicos, respectivamente.
La actualizacin de 1994 es por otra parte, en un 90% comn a la norma internacional ISO
correspondiente a la misma tecnologa.
La historia del dimensionado y tolerado geomtrico se remonta a unas cuantas dcadas.
Aun cuando las maquinas existen hace muchos siglos, las velocidades y otros factores de los
modernos mecanismos, por ejemplo en los automviles, exigen un control geomtrico que produjo
serian preocupacin por primera vez en una fabrica de torpedos de Inglaterra, a fines de la
segunda guerra mundial. En ese lugar se originan los primeros esfuerzos para elaborar dicho
control, publicndose en Inglaterra , en 1948 el primer manual moderno de dibujo que ya utilizaba
tolerancias de posicin verdadera. En E. U. las fuerzas armadas fueron los primeros en seguir la
iniciativa europea, seguidos por las compaas automotrices, que tambin haban dedicado aos
atrs ciertos esfuerzos a la normalizacin de dibujos industriales.
En los anos 50 las asociaciones ASA Y SAE en coordinacin con ingleses y canadienses
continuaron los trabajos, que fueron publicados por ANSI, sucesor de ASA, en 1966. Los trabajos
prosiguieron y en 1982 se publico la norma ANSI Y14.5M-1982, muy parecida a la que conocemos
actualmente. Los 14 smbolos principales y ciertas explicaciones de tolerancias geomtricas ya
aparecan en libros a finales de los aos 60.
El presente trabajo tiene como objetivo general conocer el significado, aplicacin y mtodos de
inspeccin de las tolerancias geomtricas.
DIBUJO DE INGENIERIA.- Documento que describe una pieza con precisin, utilizando
figuras, smbolos, palabras y nmeros. La informacin que se proporciona, ya sea que se origine
por medios manuales o computadora incluye:
a) Geometra (forma y tamao)
b) Relaciones funcionales criticas
c) Tolerancias permitidas para funcionamiento adecuado
d) Material, tratamiento trmico y recubrimiento
e) Documentacin de la pieza (codigo, nivel de revisin etc.)
Siendo los dibujos para produccin documentos legales y formales, se debe tener cuidado al
elaborarlos, ya que los errores acarrean perdidas de tiempo, material, maquinaria e inconformidad.
TIPO DE TOLERANCIAS
Dimensin entera
Dimensin mixta
PULGADAS
MILIMETROS
8.- Todas las dimensiones y tolerancias son aplicables en estado libre de la pieza.
9.- A menos que se especifique otra cosa, todas las tolerancias geomtricas aplican en
La totalidad del detalle.
10.-Las dimensiones y tolerancias aplican solo en el nivel de dibujo donde estn
Especificadas.
EL SISTEMA DE TOLERANCIAS REGTANGULARES es inherente
al dimensionado
rectangular y se haba utilizado en la industria mundial por casi 150 anos antes del
desarrollo de las tolerancias geomtricas. Las figuras de esta pgina muestran dicho
sistema y sus inconvenientes:
a) Zona de tolerancia fija o valor constante
b) Zona de tolerancia cuadrada ( en algunos casos rectangulares)
c) No se especifican los detalles de referencia para inspeccin
LA FIGURA MUESTRA UNA PIEZA DESCRITA EN DIMENSIONADO RECTANGULAR
espacio
TAMANO EFECTIVO LOCAL es la medida individual que se toma entre dos puntos
opuestos de una seccin transversal de un detalle 3D.
ENVOLTURA EFECTIVA de un detalle 3D externo es la contraparte imaginaria perfecta y
similar mas chica que puede circunscribirse alrededor del detalle tocndolo en los puntos
mas salientes de su superficie.
ENVOLTURA EFECTIVA de un detalle 3D interno es la contraparte imaginaria perfecta y
similar mas grande que puede inscribirse dentro del detalle tocndolo en los puntos mas
salientes de su superficie.
Figura muestra en la parte alta de dibujo de un perno y sus dimensiones limite y mas
abajo dos piezas producidas con imperfecciones exageradas para apreciarlas.
Un concepto clave en el diseo geomtrico es la posibilidad de especificar tolerancias a
diferentes condiciones de material esto es, en el tamao mas grande, en el tamao mas
chico e independiente del tamao que tenga el detalle. Estas condiciones son conocidas
como modificadores.
CONDICION DE MATERIAL MAXIMO es la situacin en que un detalle 3D contiene la
mayor cantidad de material posible, dentro de sus limites dimensionales, por ejemplo, el
dimetro mayor de un perno o el menor de un orificio. En la literatura se abrevia MMC.
CONDICION DE MATERIAL MINIMO es la situacin en que un detalle 3D contiene la
menor cantidad posible dentro de sus limites dimensionales, por ejemplo el menor
dimetro de un perno o el mayor de un orificio. En la literatura se abrevia LMC.
Las dimensiones limite de un detalle muestran en forma directa las dos condiciones, como
se aprecia en las notas de la sig. Figura, donde aparecen varios marcos de control donde
la tolerancia esta en funcin de MMC. En el sig. Capitulo veremos como se juega con
esos valores para tener tolerancias de valor flexible, que es una de las bondades de este
sistema.
Cada condicin de material es utilizada por diferentes razones de funcionamiento. MMC
es aplicado cuando la funcin es de ensamble; en cambio LMC es utilizado para
garantizar la distancia mnima de luna parte.
Por otro lado, cuando la relacin entre detalles es de simetra o de concentricidad el
tamao no importa y entonces la condicin RFS (regardless of feature size) se aplica a
la tolerancia. En la versin anterior de la norma este modificador se especificaba con el
smbolo S pero en la norma actual queda sobrentendido sin colocarlo, segn lo estipula la
regla #2 de la norma, Cuando se aplica el modificador RFS el valor de la tolerancia
geomtrica es fijo.
Forma
Perfil
Orientacin
Localizacin
Cabeceo
CATEGORIA
CARACTERISTICA
RECTITUD
FORMA
PLANICIDAD
CIRCULARIDAD
CILINDRICIDAD
PERFIL
ANGULARIDAD
ORIENTACION
PERPENDICULARIDAD
PARALELISMO
POSICION
LOCALIZACION
CONCENTRICIDAD
SIMETRIA
RUN OUT
SIMBOLO
USO DATUM
REFERENCIA
NUNCA
ALGUNAS VECES
SIEMPRE
SIEMPRE
SIEMPRE
Referencia implcita o sugerida es un supuesto plano, eje o punto a partir del cual se
realiza una medicin. Este es un concepto del antiguo sistema de tolerancias y
dimensionado y como ejemplo esta la sig. Figura . A partir de los costados inferior e
izquierdote la pieza se han colocado las dimensiones para la posicin de orificio en el
dibujo original, en las figuras de abajo se muestra la pieza en dos posiciones diferentes
para su inspeccin, porque en el dibujo no se ha indicado cuales superficies deben
utilizarse, ni se sabe en que secuencia deben hacer contacto con el equipo de
inspeccin .Entonces cada inspector puede tomar, a discrecin cualquier orden o posicin
con resultados diferentes aun para la misma pieza.
Las consecuencias de tal indeterminacin pueden ser las siguientes:
a) Piezas buenas pueden ser rechazadas
b) Piezas malas pueden ser aceptadas
Una
Referencia (datum ) es un plano, eje o un punto tericamente exacto a partir del cual se
realiza una medicin dimensional. En los planos se especifican detalles referencia que
tienen contrapartes geomtricas verdaderas, envolturas imaginarias pero de forma
perfecta que dependiendo del detalle fsico pueden ser cilndricas, prismticas etc. Tanto
para exteriores como exteriores.
Puesto que la contraparte geomtrica verdadera es terica, hace falta simularla con el
equipo de inspeccin, que viene a ser la referencia simulada.
Durante la inspeccin de una pieza plana, la superficie de una mesa de granito aun
cuando no sea perfecta es de una alta calidad geomtrica que le permite actuar como
referencia simulada. En la sig. Figura del lado izquierdo, la contraparte verdadera del
plano inferior de la pieza no coincide con la referencia simulada en el nivel microscpico,
.002
.003
De referencia A Y B
.002
.001
.002
.002
REGLA # 1 DE LA NORMA
La regla # 1 nos dice que cuando solamente se especifica tolerancia dimensional, los
lmites dimensionales de un detalle individual prescriben la extensin donde las
variaciones tanto de forma como de tamao son permitidas. Dicho de otro modo, al no
existir tolerancias geomtricas las superficies del detalle no deben estar ms all del limite
o envoltura de forma perfecta en MMC. La regla es aplicable a detalles individuales de
una pieza, pero no a las relaciones entre los mismos.
La manera como afecta a detalles 3D externos e internos se muestra en la sig. figura. La
forma es controlada por los limites dimensionales de la siguiente forma:
*Las superficies del detalle no deben extenderse mas alla de la envoltura o limite en MMC
*Cuando el tamao local efectivo se aparta de MMC hacia LMC la forma puede variar
En el caso de una esfera todos los puntos de la superficie intersectada por un por
Plano central son equidistantes al centro de la esfera
La tolerancia de circularidad especifica una zona de tolerancia limitada por dos crculos
concntricos dentro de la cual deben encontrarse todos los elementos de la superficie y
es aplicable para cualquier plano de la pieza o detalle que sea perpendicular al eje. La
zona de tolerancia de circularidad no requiere de referencia ni se puede manejar bajo
principio MMC puesto que solamente controla elementos de superficie.
POSICION define una zona en la cual el centro, eje, o el centro de un plano de una
caracterstica de tamao puede permitir la variacin desde la posicin verdadera terica.
Las dimensiones bsicas establecen la posicin verdadera desde una caracteristica
especifica
de
referencia
y
entre
caractersticas
interrelacionadas.
SIMETRIA es la condicin de que un detalle rectangular todos los puntos medios quedan
equidistantes a un plano central, la tolerancia de un control de simetra tiene una zona que
consiste en dos planos paralelos dispuestos equidistantemente a ambos lados del plano
referencia, de manera que la separacin entre ellos equivale al valor de la tolerancia.