ASME Y14.5M - 2009
Dimension and tolerancing
TOLERANCIAS DE FORMA
Las tolerancias de forma son aquellas que controlan rectitud, planitud, circularidad, y cilindricidad. Estas son aplicables para elementos de características simples (individuales), o características de tamaño; por lo tanto, Ninguna de las tolerancias de forma (rectitud, planitud, circularidad, y cilindricidad) están relacionadas a los datums.
(Regla # 1) Como sabemos, los Límites de Tamaño establecen que el tamaño de una característica individual controlará el tamaño y la forma de esa característica. En efecto, esto significa que la tolerancia de tamaño de una característica individual controlará cuánto variará la forma.
Existen cuatro tipos de tolerancias de forma, sin embargo se derivan otras dos, estas se muestran en la siguiente tabla (Figura N.1), en la cual, podemos encontrar su respectivo simbolo, la forma en la cual la encontramos representada, y el tipo de control dimensional. Las tolerancias de forma controlan la forma de una característica individual y no se permiten referencias de referencia.
Scott Neumann y Al Neumann, (2009), .Tolerancias de Forma, Figura 1, Recuperado de: GeoTol Pro, A Practical Guide to Geometric Tolerancing per AsmeY14.5-2009, copyright 2009.
Importante: Una tolerancia de forma se aplica cuando los límites establecidos por las tolerancias de tamaño, posición o la regla #1 no permiten obtener un control suficiente para satisfacer los requisitos funcionales de la pieza.
PLANITUD
La planitud es la condición de una superficie que tiene todos los elementos en un plano. Una tolerancia de planitud especifica una zona de tolerancia definida por dos planos paralelos dentro de los cuales debe situarse la superficie.(Ver figura N.2)
CARACTERISTICAS:
-
La planitud es una condición que define la planitud de una superficie independientemente de cualquier característica de referencia.
-
La planitud se utiliza para hacer uso de la superficie requerida es plana sin apretar ninguna otra dimensión.
-
El valor de la tolerancia de planitud es siempre menor que la tolerancia dimensional asociada con una característica de pieza.
-
No se requiere ningún plano de referencia (DATUMS).
-
No se puede usar LMC y MMC, puesto que, esta tolerancia solo controla la superficie.
Simbolo
Scott Neumann y Al Neumann, (2009), .Especificacion tolerancia de planitud, Figura 2, Recuperado de: GeoTol Pro, A Practical Guide to Geometric Tolerancing per AsmeY14.5-2009, copyright 2009.
Cuando una tolerancia de planitud es especificada sobre una superficie, el marco de control de característica es unido a una guía dirigida a la superficie o a una línea de extensión de la superficie. Esta es colocada en una vista donde los elementos de superficie para ser controlado son presentados por una línea o se verían como una línea. (Ver Figura N.3).
Scott Neumann y Al Neumann, (2009), .Representacion tolerancia de planitud en el dibujo, Figura 3, Recuperado de: GeoTol Pro, A Practical Guide to Geometric Tolerancing per AsmeY14.5-2009, copyright 2009.
Ejemplo Ilustrativo
A continuación se presentara como ejemplo una pieza (Ver figura N.4), la cual debe cumplir con una tolerancia de planitud de 0.1 en una de sus superficies, para que pueda cumplir con los requerimientos funcionales se debera respetar dicha tolerancia, para de esta manera lograr un correcto ensamblado de la misma.
Scott Neumann y Al Neumann, (2009), .Pieza ejemplo, Figura 4, Recuperado de: GeoTol Pro, A Practical Guide to Geometric Tolerancing per AsmeY14.5-2009, copyright 2009.
Scott Neumann y Al Neumann, (2009), .Significado tolerancia planitud, Figura 5, Recuperado de: GeoTol Pro, A Practical Guide to Geometric Tolerancing per AsmeY14.5-2009, copyright 2009.
Como podemos observar en la (Figura N.5), encontramos el significado de la tolerancia de planitud de 0.1, evidenciando los dos planos paralelos separados a 0.1 que debe presentar la superficie a la cual ira ensamblada a otra pieza en su aplicación, también se muestra los rangos limites en los que puede variar el valor de 25 como longitud básica de la altura de la pieza, por ultimo encontramos, que la planitud de una superficie es una tolerancia de forma, por tanto, los datums no están permitidos. Ademas, como la planitud controla la superficie, los modificadores de condición del material MMC y LMC no estáran permitidos.
Scott Neumann y Al Neumann, (2009), .Aplicacion pieza ejemplo, Figura 6, Recuperado de: GeoTol Pro, A Practical Guide to Geometric Tolerancing per AsmeY14.5-2009, copyright 2009.
RECTITUD
Dos tipos de rectitud
Hay dos tipos de controles de rectitud. Los dos tipos de rectitud utilizan el mismo símbolo de característica geométrica. La manera en que se coloca el cuadro de control de características determina qué control se aplica.
1. Rectitud elementos de línea superficie: esta es una especificación 2D y controla los elementos de línea de las superficies. No se permiten modificadores de condiciones materiales. Este control refina y restringe aún más las disposiciones de control de formulario de los Límites de Tamaño (Regla # 1), si corresponde. Este control también se puede aplicar a las características sin una tolerancia de tamaño. El marco de control de características se dirige a la superficie.
En la anterior imagen (Figura N.8), básicamente se trata de explicar lo que representa la especificación de la tolerancia de rectitud superficial sobre el cilindro, lo cual seran dos lineas paralelas separadas al valor de la tolerancia, que en este caso sera 0.1 mm, aclarando que como es una tolerancia bidimensional (2D), se controlara solo una linea de la superficie.
Ejemplo Ilustrativo
En el siguiente ejemplo (Ver Figura N.9) evidenciamos una pieza en la cual en una de sus superficies, presenta una tolerancia de rectitud de 0.2 mm,lo cual significa que esta debe estar entre una serie de dos líneas paralelas separadas por 0.2 mm. Además, la característica debe estar dentro de los límites de tamaño. La rectitud en la superficie es un refinamiento de las disposiciones de forma definidas dentro de la tolerancia de tamaño.
La figura N.10. Ilustra una especificación de elementos de línea recta que controla la tolerancia en una serie de elementos de línea 2D en la vista que se muestra. Además , del tamaño máximo y mínimo de forma permitidos para no alterar los requisitos funcionales de la pieza.
2. Rectitud eje: Esta es una especificación 3D y controla la línea mediana derivada de las características de tamaño (generalmente agujeros, pasadores o ejes). Los modificadores de la condición del material son aplicables. El marco de control de características se adjunta, se coloca debajo o se asocia con la tolerancia de tamaño.
A continuación en la Figura N.13, encontraremos representada la zona de tolerancia La zona de tolerancia será un límite cilíndrico alrededor del verdadero eje central de la pieza a la cual esta sujeta este eje, resaltando sus valores en LMC que se obtiene de la suma del 0.005 de tolerancia de 25 y el 0.1 del modificador Y MMC, que seria solo el valor del modificador 0.1 mm presente dentro del cuadro de control.
SMLease Design, Basics of GD&T, Representacion rectitud superficial ,Figura 7,Recuperado de: http://smlease.com/entries/tolerance/all-about-gd-t/
Rectitud es una condición donde un elemento de una superficie, o línea
mediana derivada, es una línea recta. Una tolerancia de rectitud especifica
una zona de tolerancia dentro de la cual el elemento considerado de
una superficie o línea mediana derivada debe yacer. Una tolerancia de
rectitud es aplicada en la vista donde los elementos a ser controlados
son representados por una línea recta.
Simbolo
Es una tolerancia bidimensional que se utiliza para garantizar que una pieza sea uniforme en toda una superficie o característica. La rectitud se puede aplicar a una superficie plana como puede ser un cilindro o un bloque.
Scott Neumann y Al Neumann, (2009), Ejemplo ilustrativo, Figura 9, Recuperado de: GeoTol Pro, A Practical Guide to Geometric Tolerancing per AsmeY14.5-2009, copyright 2009.
SMLease Design, Basics of GD&T, Especificacion zona de tolerancia rectitud superficial, Figura 8, Recuperado de: http://smlease.com/entries/tolerance/all-about-gd-t/
Scott Neumann y Al Neumann, (2009), Especificación de la zona de tolerancia en el ejemplo ilustrativo de rectitud, Figura 10, Recuperado de: GeoTol Pro, A Practical Guide to Geometric Tolerancing per AsmeY14.5-2009, copyright 2009.
Medición de la rectitud superficial
-
Dial Gauge (Medidor de reloj o comparador de caratula) se usa para medir el valor de la rectitud de un bloque o cilindro.
-
Para medir la rectitud, la parte se mueve en línea recta sobre la placa de superficie y se observa una variación en la lectura del indicador de cuadrante.
Figura N.11 Instrumentos medición rectitud en superficie
CARACTERISTICAS:
-
La rectitud de un eje controla el eje central de cualquier parte que define cómo el eje de cualquier parte puede desviarse de la rectitud.
-
La tolerancia de rectitud del eje crea una zona de tolerancia 3D.
-
Ayuda a controlar la flexión o torsión de una pieza.
-
Los modificadores LMC y MMC se pueden utilizar.
SMLease Design, Basics of GD&T, Representacion rectitud eje ,Figura 12, Recuperado de: http://smlease.com/entries/tolerance/all-about-gd-t/
SMLease Design, Basics of GD&T, Zona de tolerancia rectitud eje , Figura 13, Recuperado de: http://smlease.com/entries/tolerance/all-about-gd-t/
Ejemplo Ilustrativo
En el siguiente ejemplo ilustrativo (ver Figura N.14), encontramos un eje el cual esta sujeto a una tolerancia enel diametro, ademas de una tolerancia de rectitud en el eje, sabemos que es asi, debido a que esta presenta en su cuadro de control un modificador de material. La línea media derivada de los tamaños reales de la pieza debe estar dentro de una zona de tolerancia cilíndrica de 0,6 en MMC (Condición de material máximo). A medida que el tamaño real de la pieza se separa de MMC, se permite un aumento en el diámetro del cilindro de tolerancia igual a la cantidad de dicha salida (0.6). Además, cada elemento circular que conforma esta pieza debe estar dentro de los límites de tamaño.
Línea recta elementos en un pin
Rectitud: los elementos de línea se pueden aplicar a la superficie de un pasador. La especificación define una zona de tolerancia en la que deben estar los elementos de línea en la superficie. Tenga en cuenta que el marco de control de características se dirige a la superficie para convertirlo en un control de superficie.
Scott Neumann y Al Neumann, (2009), Ejemplo ilustrativo de rectitud en un eje, Figura 14, Recuperado de: GeoTol Pro, A Practical Guide to Geometric Tolerancing per AsmeY14.5-2009, copyright 2009.
Scott Neumann y Al Neumann, (2009), Ejemplo de rectitud en un pin, Figura 15, Recuperado de: GeoTol Pro, A Practical Guide to Geometric Tolerancing per AsmeY14.5-2009, copyright 2009.
Significado dibujo anterior: Cada elemento longitudinal de la superficie debe estar entre dos líneas paralelas, separadas por 0.05, donde las dos líneas y el eje nominal de la parte comparten un plano en común. Además, la función debe estar dentro de los límites de tamaño, incluida la forma perfecta en MMC.
Nota Rectitud: los elementos de línea controlarán el desperdicio, el barrido y la flexión de la característica. No controla la forma cónica.
CIRCULARIDAD
La circularidad es una condición de una superficie donde presenta:
a). para una característica distinta de una esfera, todos los puntos de la superficie intersecados por cualquier plano perpendicular a un eje son equidistantes a ese eje.
b). para una esfera, todos los puntos de la superficie intersecados por cualquier plano que pasa a través de un centro común están equidistantes de ese centro.
CARACTERISTICAS:
-
La circularidad / redondez se utiliza para controlar la circularidad de una entidad redonda en la zona de tolerancia 2D.
-
La tolerancia de circularidad es independiente de cualquier característica de referencia.
-
El valor de la tolerancia de circularidad es siempre menor que la tolerancia dimensional del diámetro de la pieza.
-
La tolerancia de circularidad se puede aplicar a cualquier parte (superficies externas o internas) que tenga una sección transversal circular.
-
Las condiciones MMC y LMC no son aplicables en la tolerancia de circularidad.
Simbolo
SMLease Design, Basics of GD&T, Representacion Circularidad, Figura 16, Recuperado de: http://smlease.com/entries/tolerance/all-about-gd-t/
SMLease Design, Basics of GD&T, Zona Tolerancia Circularidad, Figura 17, Recuperado de: http://smlease.com/entries/tolerance/all-about-gd-t/
Ejemplo ilustrativo:
A continuación, se presentara un claro ejemplo de circularidad en el cual comprenderemos mas la aplicación de esta tolerancia en el dibujo.
Figura N.18 Ejemplo de tolerancia de circularidad.
En la anterior figura se nos da, el diametro dentro del cual la pieza puede variar de tamaño, y sobre una de las superficies se nos indica el valor de la tolerancia de circularidad. la cual controlara solo una parte de la pieza en la que se nos especifique la circularidad debido a que esta es un control 2D. El significado de esta tolerancia es que cada elemento circular de la superficie en un plano perpendicular al eje debe estar entre dos círculos concéntricos, uno con un radio de 0.03 mayor que el otro.
Figura N.19 Especificación zona de tolerancia de circularidad.
La circularidad permite que la forma de la característica sea tipo barril, curva hacia adentro, o cónica dentro de la tolerancia de tamaño. La circularidad controla solo los elementos circulares de la característica. como se mencionaba anteriormente con esta tolerancia no podremos controlar toda la superficie como tal sino pequeñas secciones a lo largo de su eje,puesto que es un control 2D. Por tanto, esta puede variar su forma de distintas formas. (Ver figura N.21)
Scott Neumann y Al Neumann, (2009), Variacion tolerancia circularidad , Figura 20, Recuperado de: GeoTol Pro, A Practical Guide to Geometric Tolerancing per AsmeY14.5-2009, copyright 2009.
Medición de la circularidad:
La circularidad de cualquier parte redonda se mide girando la parte por el eje central y el valor de la desviación en la superficie circular se mide con un indicador de cuadrante.
Aplicación de Circularidad
-
La tolerancia de circularidad se utiliza para asegurarse de que la pieza fabricada sea redonda y dentro del límite de tolerancia.
-
Sin el uso de la circularidad, se debe proporcionar una tolerancia más estricta en el diámetro de cualquier parte.
CILINDRICIDAD
La cilindricidad es la condición de una superficie de revolución dentro de la cual todos los puntos de la superficie están equidistantes de un eje común. La zona de tolerancia es dos cilindros concéntricos dentro de los cuales la superficie debe estar.
Simbolo
CARACTERISTICAS:
-
La cilindricidad es una tolerancia tridimensional que controla la forma general de una característica cilíndrica para garantizar que sea lo suficientemente redonda y recta a lo largo de su eje.
-
La cilindricidad es independiente de la característica de referencia; la tolerancia debe ser inferior a la tolerancia dimensional del diámetro de la pieza.
-
La cilindricidad esencialmente forma un límite cilíndrico perfecto alrededor del objeto en el que debe estar toda la parte tridimensional.
-
Los datums no están permitidos para la tolerancia de la cilindricidad.
-
El valor de la tolerancia de cilindricidad es siempre menor que la tolerancia dimensional del diámetro de la pieza.
-
Las condiciones MMC y LMC no son aplicables en la tolerancia de cilindricidad.
SMLease Design, Basics of GD&T, Representacion Tolerancia de Cilindricidad, Figura 21, Recuperado de: http://smlease.com/entries/tolerance/all-about-gd-t/
Zona de tolerancia:
La zona de tolerancia para la tolerancia de cilindricidad será:
SMLease Design, Basics of GD&T, Interpretacion Tolerancia De Cilindricidad, Figura 22, Recuperado de: http://smlease.com/entries/tolerance/all-about-gd-t/
Ejemplo ilustrativo:
A continuación, en la Figura N.24, se presentara un claro ejemplo de cilindricidad en el cual comprenderemos la aplicación de esta tolerancia en el dibujo.
Scott Neumann y Al Neumann, (2009), Ejemplo ilustrativo de tolerancia de cilindricidad, Figura 23, Recuperado de: GeoTol Pro, A Practical Guide to Geometric Tolerancing per AsmeY14.5-2009, copyright 2009.
En el anterior ejemplo, el cual es un eje, nos dan el diámetro dentro del cual puede variar su tamaño, y el valor de la tolerancia de cilindricidad, la cual controlara toda la superficie del eje, puesto que, es una dimensión 3D.
Lo que nos indica la superficie cilíndrica de la característica es que debe estar entre dos cilindros concéntricos, uno con un radio de 0.005 más grande que el otro. para asi cumplir con las condiciones iniciales de la pieza (ver figura N.25).
Scott Neumann y Al Neumann, (2009), Interpretación ejemplo de tolerancia de cilindricidad. Figura 24, Recuperado de: GeoTol Pro, A Practical Guide to Geometric Tolerancing per AsmeY14.5-2009, copyright 2009.
En la siguiente figura N.26 se evidencia la respectiva aplicación de la parte a producir utilizando la tolerancia de cilindricidad, el tamaño de los rodamientos puede variar dentro de una mayor tolerancia con respecto a la cilindricidad. Sin embargo es fundamental saber la aplicación de la pieza, para darnos una mejor idea, de como se debe respetar estas tolerancias en su fabricación, para que esta cumpla con los criterios de criticidad y funcionalidad.
Scott Neumann y Al Neumann, (2009), Ejemplo Aplicacion. Figura 25, Recuperado de: GeoTol Pro, A Practical Guide to Geometric Tolerancing per AsmeY14.5-2009, copyright 2009.
Aplicación de la Tolerancia a la Cilindricidad:
-
La cilindricidad se utiliza para controlar el perfil cilíndrico del eje, los pasadores y cualquier otro perfil cilíndrico.
-
La cilindricidad se utiliza para controlar la redondez y la rectitud de cualquier parte.
-
Sin el uso de la tolerancia de cilindricidad, se debe proporcionar una tolerancia más estricta en el diámetro de cualquier parte.
Cómo medir la tolerancia a la cilindricidad:
La cilindricidad de cualquier parte redonda se mide girando la parte por el eje central y el valor de la desviación en la superficie se mide a lo largo de toda la longitud en varias ubicaciones utilizando el medidor de altura.
El valor medido de la variación total debe ser menor que el valor dado de tolerancia cilíndrica
