Tolerancias Geométricas

Introducción

Las Tolerancias Dimensionales y Geométricas son
de gran utilización en el diseño y
fabricación de artículos, en los cuales es
necesario que cumplan con algún tipo de
especificación, se usan para describir la pieza a
fabricarse y también para dar un cierto margen de error
aceptable, con lo que se pretende incrementar la calidad en
algún producto, o incrementar la producción de
este.

Una de las principales finalidades de la
aplicación de las Tolerancias Dimensionales y
Geométricas, es lograr que los productos puedan ser
construidos en cualquier fábrica y que sean
intercambiables entre ellos. Ya que sin este tipo de controles,
los planos se prestarían para varias interpretaciones, y
con esto las piezas de una línea de producción
serian muy variadas entre ellas.

A continuación se detallaran algunos datos y
aspectos importantes sobre las DTG, y de lo trascendental de la
utilización de las DTG; también se incluye el
porqué se empezó a utilizar este control, para que
los procesos puedan ser más exactos y con la calidad
requerida; y que realmente es muy importante tener un solo
criterio para los procesos, no solo el diseño, sino
también la elaboración, revisión, entrega,
etc.

OBJETIVO

Con la presente investigación se pretende
comprender y emplear las dimensiones y tolerancias
geométricas (DTG) enfocadas hacia la mejora continua,
así como conocer la importancia de la aplicación de
estas y cómo influyen en la mejora del proceso de
producción y en dibujos de ingeniería.

La razón por la cual es de vital importancia el
conocer el uso de las DTG va encaminado a que nosotros como
ingenieros estaremos directamente ligados con la
utilización de las DTG; esto se debe a que en la
actualidad para poder empezar, mejorar o simplemente revisar un
producto, el uso de estas es elemental, ya que las piezas son
revisadas desde el diseño de estas, y con esto se asegura
la calidad del producto.

Principalmente con la comprensión total del tema
se adquirirán las habilidades necesarias para la
revisión óptima sobre los planos de cualquier
pieza, e incluso si se conoce la funcionalidad de esta, se
podrán diseñar completamente, y dentro de los
estándares establecidos por la norma, la pieza, o piezas
totales que desarrollen una actividad deseada (producto
final).

Estando consientes de la importancia y el uso que
tienen, y seguirán teniendo las DTG debemos de estar
interactuando muy frecuentemente con ellas, ya sea a
través de cursos, conferencias o aplicándolas
directamente en una área de trabajo.

El tiempo necesario para lograr este objetivo puede ser
una variable, ya que se necesita una gran dedicación y no
perder la secuencia, debido a que el uso de las DTG está y
estará presente en muchos de los productos y equipos con
los que interactuamos día con día.

Desarrollo

La manufactura, tal como la conocemos el día de
hoy, se inició con la Revolución Industrial en los
1800"s. Un dibujo típico de los 1800"s fue una joya
artística con muchas vistas hechas con tinta y con una
precisión que se asemejaba a un fotografía.
Ocasionalmente el diseñador anotaba una dimensión,
pero por lo general, esto se consideraba innecesario. En esos
tiempos, la manufactura era una industria casera y el "obrero" lo
hacía todo, desde la fabricación de partes hasta el
ensamble final y los conocimientos adquiridos con mucho esfuerzo
se heredaban de generación en generación. Para
estos hombres no existía el concepto de
variación.

Con el fin de mejorar la calidad de los dibujos, se
hicieron esfuerzos para su estandarización. En 1935,
después de años de discusión la American
Standards Association (Organización Americana de
Estándares) publicó los primeros estándares
para dibujo con la publicación "American Draqing and
Drafting Room".

Al iniciarse la segunda Guerra mundial. En Inglaterra,
la producción bélica fue fuertemente afectada por
el alto índice de desecho, ya que las partes no embonaban
adecuadamente. Los ingleses determinaron que esta debilidad
tenía su origen en el desarrollo del sistema de
tolerancias más/menos o sistema de coordenadas y,
más crítico todavía, la ausencia de
información completa en dibujos de
ingeniería.

Impulsados por las necesidades de la guerra, los
Británicos innovaron y estandarizaron. Stanley Parker de
la Royal Torpedo Factory (fábrica real de torpedos) en
Alexandría, Escocia, creó un sistema de
posicionamiento de tolerancias con zonas de tolerancias
circulares (vs. Cuadradas). Los ingleses continuaron publicando
un juego de estándares en 1944 y en 1948 publicaron
"Dimensional Análisis of Engineering Design"
(análisis dimensional del diseño de
ingeniería). Este fue el primer estándar completo
usando los conceptos básicos de dimensiones de
posicionamiento actuales.

Concretamente las dimensiones y tolerancias
geométricas (DTG) tienen un doble propósito,
primero, es un conjunto de símbolos estandarizados para
definir características de un pieza y sus zonas de
tolerancias. Los símbolos y su interpretación
están regulados por la norma ANSI Y14.5-M-1994 de la
American National Standards Institute de EUA. Segundo, e igual de
importante, el DTG es una filosofía para definir la
función o el trabajo de la pieza, para permitirle al
diseñador dar a conocer exactamente como trabaja esa
pieza, de manera que los departamento de manufactura e
inspección puedan entender exactamente las necesidades de
diseño.

¿Qué
son dimensiones y tolerancias geométricas?

Es un estándar internacional para
comunicar instrucciones acerca del diseño y manufactura de
piezas. DTG utiliza símbolos universales y enfatiza la
función de la pieza. Las DTG definen el tamaño y la
forma de una pieza para que funcione tal y como lo planeo el
diseñador. Esta filosofía en dimensionado es una
herramienta muy poderosa que puede resultar en una
reducción en los costos de producción.Las DTG
pueden verse como una herramienta para mejorar comunicaciones y
como una filosofía de diseño entre diferentes
departamentos para obtener ahorros significativos en los gastos
de operación de una compañía.

Tolerancias de forma

Una tolerancia de forma, de
situación, de orientación o de oscilación de
un elemento geométrico (punto, línea, superficie o
plano medio) define la zona teórica dentro de la que debe
estar contenido el elemento. De esta forma, el elemento
considerado puede tener cualquier forma, posición u
orientación comprendida dentro de esta zona de tolerancia,
siempre que se cumplan las especificaciones
señaladas.

Tolerancias de orientación,
situación y oscilación

Estas limitan las desviaciones relativas de
orientación y/o situación entre dos o más
elementos. La especificación de una tolerancia
geométrica es siempre debida a exigencias de tipo
funcional. Las características de las tolerancias
geométricas se representan en planos por símbolos
normalizados.

Tolerancia de posición

Una Tolerancia de posición define una zona dentro
de la cual el centro, eje ó plano central de un elemento
de tamaño se le permite variar de su posición
verdadera (cota exacta).

Rectángulo de
tolerancia

La indicación de las tolerancias
geométricas en los dibujos se realiza por medio de un
rectángulo dividido en dos o más compartimentos,
los cuáles contienen, de izquierda a derecha, la siguiente
información:

• Símbolo de la característica a
  controlar.

• Valor de la tolerancia expresada en las mismas
  unidades utilizadas para el acotado lineal. Este valor
  irá precedido por el símbolo ø si la
  zona de tolerancia es circular o
  cilíndrica.

• Letra identificativa del elemento o elementos de
  referencia, si los hay.

Datum

Un datum es un punto, una línea, un eje o plano
teóricamente exacto que indica la relación
dimensional entre una figura controlada por tolerancias y una
figura de la pieza señalada como un datum, que sirve como
figura de datum mientras que su contraparte ideal ( el
dispositivo medidor o calibrador ) establece el eje o plano de
datum.

Los datums se usan principalmente para localizar una
pieza de manera repetible para revisar tolerancias
geométricas relacionadas a las figuras de datum.
Además los datums proporcionan información de
diseño funcional acerca de la pieza. Por ejemplo, la
figura de datum en un dibujo de una pieza orienta y dirige a los
usuarios del dibujo para su correcto montaje y ensamble y con el
datum primario se puede establecer cuál es la
sección más importante de la pieza en su
ensamble.

Importancia de las
DTG en los procesos de producción

• Mejora comunicaciones.

DTG puede proporcionar uniformidad en la
especificación de dibujos y su interpretación,
reduciendo discusiones, suposiciones o adivinanzas. Los
departamentos de diseño, producción e
inspección trabajan con el mismo lenguaje.

• Mejora el diseño del
  producto.

Porque proporciona al diseñador mejores
herramientas para "que diga exactamente lo que quiere". Segundo,
porque establece una filosofía en el dimensionado basada
en la función en la fase del diseño de la pieza,
llamada dimensionado funcional, que estudia la función en
la fase del diseño y establece tolerancias de la pieza
basado en sus necesidades funcionales.

• Incrementa tolerancias para
  producción.

Hay dos maneras por las que las tolerancias se
incrementan con el uso de DTG. Primero, bajo ciertas Condiciones
DTG proporcionan tolerancias extras para la fabricación de
las piezas, que permiten obtener ahorros en los costos de
producción. Segundo, basado en el dimensionado funcional,
las tolerancias se asignan a la pieza tomando en cuenta sus
más grandes para fabricarla y se elimina la posibilidad de
que el diseñador copie tolerancias de otros planos o
asigne tolerancias demasiado cerradas cuando no hay alguna
referencia para determinar tolerancias funcionales.

Desventajas

Sin embargo, hay algunos problemas con DTG. Uno es la
carencia de centros de capacitación, debido a que hay
pocas escuelas o Institutos que proporcionen este tipo de
entrenamiento. Mucho del aprendizaje viene de personas que
están suficientemente interesadas en leer artículos
y libros para aprender por si solos. Otro problema es el gran
número de malos ejemplos sobre DTG en algunos dibujos
actuales. Hay literalmente miles de dibujos en la industria que
tienen especificaciones sobre dimensiones incompletas o no
interpretables, lo que hace muy difícil, aunque no
imposible, corregir e interpretar apropiadamente a los dibujos
con DTG.

Conclusiones
generales

El uso de la Tolerancias
Geométricas y dimensionales, son una herramienta muy
importante ya que mediante estas el diseñador puede tener
una mejor comunicación con el área de manufactura,
elevando así la calidad de los productos, y los costos que
podría generar el trabajar de nuevo en caso de
algún defecto de fabricación debido a algún
malentendido por la no aplicación de las GDT.

Al tener un mismo lenguaje universal en las
GDT un producto o pieza puede fabricarse en cualquier parte del
mundo y ser ensamblado en otro lugar diferente, ayudando asi a la
globalización de las empresas.

Bibliografía

Dr. Primitivo Reyes A., Dimensiones y
Tolerancias Geométricas (2003), consultado el 21 de
Septiembre de 2011, (http://www.icicm.com/files/CurTolGeom.pdf
)Tolerancias Geométricas, Consultado el 19 de Septiembre
de 2011, Universidad Politécnica de Cartagena,
 http://www.upct.es/~deg/Antonio_Guillamon/pdf/Tolerancias%20geometricas.pdfTolerancias
Geométricas, consultado el 21 de Septiembre de 2011,
Facultad de ingeniería de la Universidad de Buenos Aires,
http://materias.fi.uba.ar/6712M/tolerancias_geometricas.pdf

Normalización, consulatdo el 22 de
Septiembre de 2011, Área de Ingeniería de Sistemas
y Automática de la Univerisda Miguel Hernandez,
España, http://isa.umh.es/asignaturas/tf/tema3

Tipos de tolerancias geométricas
(2010), consultado el 19 de Septiembre de 2011, Universidad de
Cantabria
http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/ingenieria-grafica/material-de-clase-1/4.3%20Tipos%20de%20Tolerancias%20Geometricas.pdf

Autor:

Cano Montes Miguel Ángel
    

Córdova Pérez Brenda
Liliana     

Salazar Reyes Daniel
    

Seáñez Sepúlveda
Erick     

Torres Franco Ana Isabel
   

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE
CHIHUAHUAMetrología Avanzada

Uso de las GDT