Metrología avanzada: tolerancias geométricas (página 2)

Partes: 1, 2

TOLERANCIAS GEOMETRICAS

Las tolerancias geométricas se especifican para
aquellas piezas que han de cumplir funciones
importantes en un conjunto, de las que depende la fiabilidad del
producto.
Estas tolerancias pueden controlar formas individuales o definir
relaciones entre distintas formas. Es usual la siguiente
clasificación de estas tolerancias:

Formas primitivas: rectitud, planicidad,
redondez, cilindricidad

Formas complejas: perfil,
superficie

Orientación: paralelismo,
perpendicularidad, inclinación

Ubicación: concentricidad,
posición

Oscilación: circular radial, axial o
total

Símbolos
para características geométricas

Hay trece símbolos de características
geométricas usados en el lenguaje de
DTG y se muestran en las figuras 1-5. Están divididos en
cinco categorías: forma, orientación,
localización, variación y perfil

Monografias.com

Controles de
forma

Cuando se analiza la forma de un objeto debe tomarse en
cuenta la planicidad de su superficie, la linealidad de sus
elementos lineales, la redondez de una sección circular o
qué tan cilíndrico es el objeto. Con DTG se
utilizan los siguientes Símbolos en un dibujo de
ingeniería.

Monografias.com

PLANICIDAD

Cuando una superficie es plana, todos sus elementos
deben quedar en un plano teórico individual.

Una tolerancia de planicidad es la cantidad que
se les permite a los elementos de la superficie variar respecto a
un plano teórico. Una zona de tolerancia para
planicidad es la distancia entre dos planos. La planicidad
(así como las otras tolerancias de forma) se mide respecto
a su verdadera y propia contraparte.

En el caso de la planicidad se establece un plano
teórico al tomar en cuenta los tres puntos más
altos de la superficie considerada. Luego se defina un segundo
plano paralelo al primero pero con una separación igual al
valor de la
tolerancia de planicidad. Todos los puntos de la superficie
considerada deben quedar dentro de esos dos planos.

RECTITUD

La rectitud es una condición donde cada elemento
lineal de una figura es teóricamente una línea
recta. Una tolerancia de rectitud es la cantidad que se
le permite a un elemento lineal de una superficie variar respecto
a un línea recta teórica. La forma de la zona de
tolerancia de rectitud está entre dos líneas
paralelas y su separación es el valor de la tolerancia
específica en el cuadro de control.

CIRCULARIDAD

La circularidad es una condición donde la
superficie de un cilindro (esfera o cono) es un círculo
perfecto teórico, en cualquier sección radial
perpendicular a un eje común. Una tolerancia de
circularidad es la cantidad en que pueden variar de un
círculo los elementos de una superficie circular. Una zona
de tolerancia de circularidad, aplicada a la superficie externa,
consiste en dos círculos concéntricos, uno
circunscribe los puntos más altos y el otro es radialmente
más chico, en el mismo valor de la tolerancia de
circularidad. Vea figura 2-15. Una zona de tolerancia de
circularidad aplicada a una superficie interna consiste en dos
círculos concéntricos, uno de ellos en contacto con
los puntos más altos del diámetro de la pieza y el
otro es radialmente más grande, en el mismo valor de la
tolerancia de circularidad.

Marco de
referencia de Datum

Cuando se necesita más de un plano de datum para
medidas repetitivas se utiliza un marco de referencia de datum.
Un marco de referencia de datum es un conjunto de tres
planos mutuamente perpendiculares, como se muestra en la
figura 3-5, y esos planos proporcionan dirección y origen para las mediciones.
Para medidas especificadas, las figuras de datum de la pieza
hacen contacto con el plano de datum. Los planos de un marco de
referencia de datum están por definición
exactamente a 90° cada uno respecto al otro, pero la
superficie real de la pieza debe tener una tolerancia angular
especificada en el dibujo. Vea la figura 3-6. Cuando se hagan
medidas a una pieza que están relacionadas a un marco de
referencia de una manera definida. La primer figura de la parte
en contacto con el marco de referencia de datum es el datum
primario, la segunda figura de la pieza en contacto con el
marco de referencia de datum es el datum secundario y la
tercer figura de la pieza en contacto con el marco de referencia
de datum es el datum terciario. Los símbolos de
control de las figuras especifican cuales datums son primarios,
secundarios y terciarios.

Controles de
orientación

Los controles de orientación definen la
angularidad, paralelismo y perpendicularidad de las figuras de la
pieza con respecto a otras. Algunas veces los controles de
orientación son llamados controles de actitud.
Existen controles de orientación principales: paralelismo,
angularidad y perpendicularidad. Los controles de
orientación se consideran "Tolerancias de figuras
relacionadas", que significa que deben contener una
referencia a un datum en el cuadro de control.

Monografias.com

PERPENDICULARIDAD

La perpendicularidad es la condición de una
superficie o eje, o dentro de un plano, de estar exactamente a
90° respecto de un datum. Una tolerancia de perpendicularidad
es la cantidad que se le permite variar a una superficie (o eje o
dentro de un plano) respecto de su condición de
perpendicularidad.

ANGULARIDAD

La angularidad es la condición de una superficie,
centro de plano o eje, de estar exactamente a un ángulo
específico respecto a un datum. Una tolerancia de
angularidad es la cantidad que una superficie, centro de plano o
eje puede variar de u ángulo específico. La
angularidad establece una zona de tolerancia para la superficie,
centro de plano o eje que esta a un ángulo básico
especificado (diferente de 90°) para un plano o eje de datum.
Una zona de tolerancia para angularidad está siempre entre
dos planos paralelos.

PARALELISMO

Paralelismo es la condición donde todos los
puntos de una superficie, centro de un plano o un eje
están a igual distancia respecto a un plano o eje de
datum. Una tolerancia de paralelismo es la cantidad que
se permite variar a una superficie, centro de un plano o un eje
desde su condición paralela. El control de paralelismo
establece una zona de tolerancia entre dos planos paralelos o un
cilindro donde debe quedar la superficie, eje o centro de un
plano de la superficie considerada

Controles de
localización

Las tolerancias de localización son de
posición y concentricidad, y únicamente se aplican
a figuras dimensionales.

Las tolerancias de localización se usan para
controlar tres tipos de relaciones,

Como son:

1. La distancia entre centros de figuras
dimensionales.

2. Localización de una figura dimensional, o un
grupo de
figuras

Dimensionales respecto a uno o varios datums.

3. Coaxialidad o simetría de figuras
dimensionales.

TOLERANCIA DE POSICIÓN

La tolerancia de posición es el control de
localización más ampliamente usado en los dibujo de
ingeniería actuales y se debe a su habilidad para
describir los requerimientos de la intercambiabilidad de los componentes. Una de las
aplicaciones más usuales de la tolerancia de
posición es la localización de barrenos para
tornillos porque no hay método tan
exacto para describir los requerimientos funcionales para definir
posiciones de barrenos.

VENTAJAS DE LAS TOLERANCIAS DE
POSICIÓN

Existen muchas ventajas en el uso de tolerancias de
posición y aunque algunas de ellas son obvias en la
práctica, pueden mencionarse las siguientes:

-Zonas de tolerancia circulares –57% más a
de tolerancia.

-Permite el uso de tolerancias adicionales

– Tolerancia extra

– Desplazamiento

PRINCIPIOS DE LAS TOLERANCIAS DE
POSICIÓN

Una tolerancia de posición se define en un cuadro
de control por el símbolo de posición, un valor de
la tolerancia, modificadores y sus respectivas referencias de
datum.

Tenemos dos definiciones relativas al tema de
tolerancias de posición:

Posición ideal – Es un término usado
para describir la posición exacta (o perfecta) de un
punto, una línea o un plano (normalmente el centro) de una
figura dimensional en relación con un datum o marco de
referencia de datum y / u otras figuras dimensionales. En los
dibujos se
utilizan las dimensiones básicas para establecer la
posición ideal de la figura dimensional.

Tolerancia de posición – Es la
variación total permisible en la localización de
una figura dimensional respecto a su posición
ideal.

APLICACIÓN EN UNA FIGURA DIMENSIONAL
PLANA

Los principios para
tolerancia de posición de figuras dimensionales
cilíndricas (como barrenos) también se aplican a
figuras dimensionales planas (como ranuras abiertas o salientes).
En esos tipos de aplicaciones el valor de la tolerancia de
posición representa la distancia entre dos planos
paralelos. Se omite el símbolo de diámetro del
cuadro de control, lo que indica que la zona de tolerancia son
dos planos paralelos.

Cuando se usa un modificador de zona de tolerancia
proyectada en combinación con una tolerancia de
posición significa que la zona de tolerancia
teórica se proyecta arriba o debajo de la pieza,
según se indique en el control. La altura de la zona
proyectada se especifica en el cuadro que se pone abajo del
cuadro de control. Una revisión de la figura considerada a
su tolerancia proyectada permitirá predecir si la pieza
ensamblará satisfactoriamente o no. La zona de tolerancia
proyectada se usa comúnmente cuando la variación
respecto de la perpendicularidad de barrenos roscados o de
precisión puede provocar que los tornillos o perno
interfieran o topen con las piezas donde ensamblan.

FIGURAS DIMENSIONALES COAXIALES

Las figuras dimensionales coaxiales son dos o más
figuras dimensionales, generalmente diámetros, cuyos ejes
coinciden.

Cuando se quiera permitir una variación a la
figura dimensional desde una condición coaxial, la
cantidad de la variación deberá especificarse por
uno de tres controles geométricos; concentricidad,
desviación radial o una tolerancia de
posición.

Generalmente la tolerancia de posición es el
control coaxial más aplicable y menos caro debido a que es
un método común para controlar la
localización de una figura dimensional coaxial. La
desviación radial es un control más cerrado y
costoso y la concentricidad es un control más
estricto,

Una tolerancia de posición puede usarse para
controlar la localización de barrenos coaxiales.
Además de controlar la localización, la tolerancia
de posición también controla el alineamiento de
figura dimensional coaxial que se localiza con otra tolerancia de
posición (a un datum) y no se requiere una referencia a un
datum para este control.

APLICACIÓN (SIMETRÍA)

Existe simetría si la figura de una parte se
encuentra centrada en relación a un plano central de un
datum. Se utiliza tolerancia de posición para controlar la
simetría.

La simetría sólo es aplicable a figuras
dimensionales. La referencia a un datum también debe
contener una figura dimensional.

Controles de
variación

Se describirán dos tipos de control de
variación (también conocido como desalineamiento o
simplemente run-out), que son la variación radial o
circular y la total; la variación es un control compuesto
que afecta tanto a la forma como a la localización de una
figura de una pieza con respecto a su eje de datum. Siempre que
se especifica un control de variación se requiere un
datum. variación.

VARIACIÓN RADIAL

La variación radial es un control combinado que
afecta simultáneamente la forma y la localización
de los elementos circulares de la figura de una pieza.

La variación radial se usa frecuentemente para
controlar la localización de los elementos circulares de
un diámetro. Cuando se aplica a una superficie que este a
90° del eje de datum controla solamente la posición de
los elementos circulares. El control de variación se
aplica a cada elemento circular de una superficie en forma
independiente uno de otro. El número de elementos
circulares a revisarse puede especificarse en el mismo dibujo o
dejarse a juicio o criterio del departamento de
inspección.

La forma de la zona de tolerancia para variación
radial se puede apreciar fácilmente por que la forman dos
círculos coaxiales cuyos centros se localizan en el eje de
datum. La distancia radial entre esos círculos es igual al
valor de la tolerancia de variación. El diámetro
del círculo mayor se define por el radio del
elemento circular de la pieza que esté más alejado
del eje de datum (aunque se debe cumplir la tolerancia de
tamaño).

Cuando se inspecciona un diámetro controlado por
la variación radial, se coloca un calibrador (de
carátula) en forma perpendicular a la superficie que se
vaya a revisar. Deberán revisarse un número
suficiente de elementos circulares para asegurarse de que el
diámetro esté dentro de la tolerancia especificada,
y se deja a criterio del inspector definir el número de
mediciones, aunque puede definirse en el dibujo el número
y lugar donde hacerse las lecturas.

La variación radial es un control combinado
porque control tanto la forma como la localización de un
figura y cuando se verifica una especificación de
variación, el calibrador hace contacto con la superficie
real de la pieza. Las irregularidades de la superficie y la forma
de la redondez se convierten automáticamente en parte de
la lectura del
calibrador Cuando se inspecciona una superficie que está a
un ángulo recto respecto al eje de datum y se controla con
variación radial, el calibrador se coloca en forma
perpendicular a la superficie considerada. La pieza (o el
calibrador) se gira a 360° y la variación de un
elemento circular es la lectura de la
variación.

VARIACIÓN TOTAL

La variación total es un control combinado que
afecta simultáneamente la forma y la localización
de todos los elementos de una superficie. Cuando se aplica a una
superficie que está alrededor de un eje de datum (como un
cilindro o un cono) controla las variaciones acumuladas de
circularidad, linealidad, localización, angularidad,
conicidad y perfil de una superficie.

Cuando se aplica la variación total a un
diámetro, la zona de tolerancia se puede apreciar
fácilmente por que se forma con dos cilindros coaxiales
con el centro en el eje de datum. La distancia radial entre
cilindros es igual al valor de la tolerancia de variación
total. El diámetro del cilindro mayor se define por el
radio de los elementos de la superficie más alejado del
eje de datum y se deben cumplir las tolerancias de
tamaño.

Cuando se aplica la variación total a una
superficie que está a 90° del eje de datum se
controlan las variaciones de perpendicularidad y planicidad de la
superficie. En este caso, la zona de tolerancia consiste en dos
planos paralelos, perpendiculares al eje de datum y todos los
elementos de la superficie deben quedar dentro de ellos. La
distancia entre los plano es igual al valor de la tolerancia de
variación total.

La medición de la variación total es
muy similar a como se mide la variación radial, ya que
ambos se miden con un calibrador de carátula, sólo
que para variación total el calibrador se mueve a todo lo
largo del eje, al mismo tiempo que la
pieza se gira sobre el eje de datum, mientras que para la
variación radial el calibrador no se mueve mientras la
pieza gira. En las figuras 6-9 y 6-10 se muestran ejemplos de
medición para el control de variación
total.

Controles de
perfil

Se verán dos tipos de controles de perfil, perfil
de una línea y perfil de una superficie. Los controles de
perfil se usan para limitar la forma, tamaño u
orientación de una figura de una pieza. Aunque hay
ejemplos e información para cada tipo de control, la
información que sigue se aplica a ambos tipos de controles
de perfil.

La línea exterior de un objeto en un plano es
conocida como su perfil. Un perfil ideal es la forma
geométrica exacta de un perfil tal y como se describe por
las dimensiones básicas en un dibujo. La tolerancia de
perfil establece una frontera
uniforme a través del perfil ideal dentro del cual todos
los elementos del perfil considerado deberán situarse. Una
tolerancia de perfil puede aplicarse simultáneamente a
todos los elementos de superficie individual (como un perfil de
una superficie) o a elementos de superficie individual (como un
perfil de una línea) tomada en varias secciones
transversales de la pieza.

Los controles de perfil son las únicas
tolerancias geométricas que pueden usarse como un control
directo de forma (sin datum) o como una tolerancia relativa a un
datum.

VENTAJAS DE CONTROL DE PERFIL

Las tres ventajas del uso de controles de perfil
son:

(Una definición clara de la zona de
tolerancia.

(Comunica datums y secuencia de datums.

(Elimina la acumulación de
tolerancias.

SÍMBOLOS DE CONTROL PARA PERFIL

Un control de perfil puede aplicarse a cualquier tipo de
figura de una pieza pero el perfil ideal debe definirse con
dimensiones básicas.

Otro aspecto especial de los controles de perfil es que
la zona de tolerancia puede especificarse en forma unilateral o
bilateral

PERFIL DE UNA SUPERFICIE

Cuando se especifica un control de perfil de una
superficie, la zona de tolerancia es tri-dimensional y se
extiende simultáneamente a través de toda la
longitud, ancho y profundidad de la figura controlada. La zona de
tolerancia está entre dos límites
paralelos separadas del perfil ideal por el valor de la
tolerancia.

APLICACIONES

Las aplicaciones más comunes para el control de
perfil de una superficie incluyen la definición de
límites para polígonos, formas irregulares con la
combinación de líneas rectas, curvas y arcos,
superficies coplanarias y dimensiones respecto a un
datum.

PERFIL DE UNA LÍNEA

Cuando se especifica un control de perfil de una
línea se limita solamente a los elementos individuales de
una superficie y la zona de tolerancia es bidimensional y se
extiende a través de toda la longitud de perfil ideal. La
zona de tolerancia está entre dos planos paralelos,
separados del perfil ideal por el valor de la tolerancia
especificada.

Conclusión

En conclusión podemos decir que tenemos una gran
ayuda en estos conocimientos para saber interpretar estos
datos de
tolerancias y dimensiones y saber el significado de algunos
conceptos que no conocíamos y que son fundamentales en
esta materia