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Ejemplos de tolerancias geométrica.
Tolerancia Ejemplo Zona de
tolerancia Descripción
Rectitud
Cualquier generatriz del cilindro se considera recta cuando esta totalmente incluida entre dos
planos paralelos separados entre si la tolerancia
El eje del cilindro se considera recta cuando esta totalmente
incluido dentro de un cilindro de un diámetro igual a la tolerancia.
Planicidad
La superficie se considera plana cuando esta totalmente
comprendida entre dos planos paralelos separados entre si la
tolerancia.
Redondez
Una sección recta cualquiera de la figura se considera redonda
cuando esta totalmente comprendida en una corona
circular con una diferencia de radios igual a la tolerancia
Cilindricidad
La superficie exterior del cilindro se considera cilíndrica cuando
esta totalmente comprendida entre dos cilindros coaxiales con una
diferencia de radios entre si igual a la tolerancia
Forma de una línea
El contorno de la pieza tiene la forma nominal cuando esta
totalmente comprendido entre dos contornos envolventes de círculos
con centros situados sobre el contorno nominal y de diámetro
de la tolerancia.
Forma de una
superficie
Una superficie se considera que tiene la forma especificada
cuando esta totalmente comprendida entre dos superficies envolventes de esferas con centros
situados sobre la superficie nominal de diámetro, la
tolerancia.
Paralelismo
El eje del elemento es paralela al plano de referencia cuando esta situado dentro de un cilindro de eje coincidente con el nominal y
diámetro la tolerancia.
Perpendicu-laridad
El eje del elemento es perpendicular al plano de
referencia cuando esta situado dentro de un cilindro de eje
coincidente con el nominal y diámetro la tolerancia.
Inclinación
El plano debe estar situado entre dos planos paralelos entre si, separados la tolerancia y que
forman un ángulo respecto al eje de referencia igual a la
cota recuadrada especificada.
Posición
El eje de cada taladro debe estar situada dentro de un cilindro de
diámetro igual a la tolerancia y eje situado en las posiciones “teóricamente exactas”
Coaxialidad
El eje del elemento es coaxial respecto al eje de referencia
cuando esta dentro de un cilindro de diámetro la tolerancia y eje la
referencia
Simetría
El plano medio de los elementos definidos por la cota es simétrica respecto al plano de referencia cuando esta comprendido entre dos planos paralelos, simétricos
respecto a la referencia y separadas, la tolerancia.
Oscilación circular
En cualquier sección recta, la oscilación del radio no debe ser mayor de la tolerancia de una
vuelta completa
Oscilación total
En cualquier punto de la superficie, la oscilación del radio no debe ser mayor de la tolerancia
en una vuelta completa.
Método de ejecución.
El proceso de consignar en un plano las dimensiones del objeto representado se denomina acotación, y los elementos que reflejan las medidas reales del mismo se denominan cotas. La disposición de estas cotas en el dibujo ha de ser clara y precisa, ya que, en caso contrario, conducirán a errores y a una pérdida de tiempo y dinero en el proceso industrial de fabricación. Para ello se han de seguir una serie de normas y recomendaciones que aparecen reflejadas en las correspondientes normas de acotación (UNE 1-039-94 equivalente a la ISO 129).
ELEMENTOS DE ACOTACIÓN
Para indicar en un plano las dimensiones del objeto representado se utilizan cotas. Cada una de estas cotas está constituida por una serie de líneas auxiliares y texto, los cuales constituyen los elementos de la cota. Estos elementos son los siguientes:
LÍNEAS AUXILIARES DE COTA
Parten de los extremos del elemento objeto de acotación, siendo perpendiculares al mismo. Se dibujarán con línea continua de trazo fino (0,2 mm. de grosor).
LÍNEA DE COTA
Sirve para indicar la dimensión del elemento objeto de acotación. Se dispone paralelamente al mismo, siendo limitada por las líneas auxiliares de cota. Se dibujará con línea continua de trazo fino (0,2 mm. de grosor).
FLECHAS DE COTA
Limitan las línea de cota por sus extremos.
CIFRA DE COTA
Indica la medida real del elemento objeto de acotación. Se sitúa sobre la correspondiente línea de cota
en la parte media de su longitud, y con la pauta paralela a la misma. En el dibujo mecánico la unidad dimensional lineal utilizada es el milímetro.
Cada elemento o detalle constructivo de una pieza se acotará una sola vez en el dibujo; y lo hará en aquella vista, corte o sección que lo represente más claramente y en verdadera magnitud. Cuando varias cotas determinan las dimensiones de un detalle de la pieza, se colocarán todas ellas, a ser posible, en la misma vista, corte o sección. Todas las dimensiones lineales se indican en la misma unidad, aunque sin indicar su símbolo. En mecánica la unidad de medida lineal utilizada es el milímetro (mm). Las dimensiones angulares se indican en grados (º), minutos (´) y segundos (´´). Para evitar confusiones, la unidad de medida utilizada puede especificarse en una nota aparte o en el cuadro de rotulación.
Acotación de formas geométricas.
ACOTACIÓN DE ÁNGULOS
Las cifras de cota angulares pueden orientarse como indican las figuras.
Acotación de arcos.
Acotación de cuerdas.
En la acotación de diámetros de secciones circulares vistas de perfil, la cifra de cota debe ir precedida por el
símbolo Æ.
En la acotación de superficies esféricas, la cifra de cota debe ir precedida por los símbolos SR o SÆ según se acote el radio o el diámetro de la esfera.
Para acotar el radio de un arco de circunferencia se traza una línea de cota radial con una sola flecha en contacto con el elemento acotado. La cifra de cota irá precedida de la letra R. Cuando el centro del arco se encuentra fuera de los límites del dibujo, la línea de cota debe ser quebrada o interrumpida según que sea o no necesario situar el centro.
En medios cortes o vistas de piezas simétricas parcialmente dibujadas, las líneas de cota se dibujan parcialmente hasta sobrepasar ligeramente el eje de simetría (cotas perdidas) aunque la cifra de cota indicará la medida total.
En piezas dibujadas en medio corte se distribuirán las cotas de forma tal que, en la parte dibujada en vista se dispondrán las cotas correspondientes a las medidas exteriores, y en la parte seccionada las cotas correspondientes a los detalles interiores de la pieza.
En caso de piezas con varias superficies de revolución concéntricas, se recomienda la acotación de dichas superficies en la vista que las representa por sus generatrices extremas; de esta forma se pueden evitar los problemas de espacio para la disposición de las cotas.
En piezas de simétricas las cotas indicarán dimensiones entre el centro de cada elemento y su simétrico.
En caso de elementos equidistantes dispuestos a intervalos regulares de forma lineal o angular, se puede utilizar una acotación simplificada. Para definir varios elementos del mismo tamaño, evitando la repetición de una misma cota, se pueden añadir indicaciones.
Las cotas angulares pueden omitirse si éstas no presentan ningún riesgo de ambigüedad.
Disposición general de cotas.
En la disposición de cotas en serie cada elemento se acota respecto al elemento contiguo. Las líneas de cota deben estar alineadas. Este sistema de acotación se utiliza cuando las distancias entre elementos contiguos son cotas funcionales. Tiene el inconveniente de que los errores de construcción se van acumulando.
En la disposición de cotas en paralelo, las cotas con igual dirección disponen de un elemento de referencia común, denominado plano de referencia o plano base de medidas, siendo las cotas paralelas entre sí con un espaciado mínimo de 5 mm. para poder inscribir las cifras de cota. Las cotas de menor longitud se sitúan más próximas a la figura y las cotas de mayor longitud más alejadas, para evitar que las líneas de cota se crucen con las líneas auxiliares de cota. Se adopta este sistema de acotación cuando existe un elemento que, por su importancia constructiva o de control, puede tomarse como referencia para los demás. No se acumulan los errores constructivos, por ser cada cota independiente de las demás.
Las cotas únicas, cotas en serie y cotas a partir de un elemento común pueden combinarse en un mismo dibujo, si es necesario.
La situación de elementos simétricos se refiere siempre a sus centros.
Las líneas de cota no deben cruzarse entre sí. Las líneas auxiliares de cota y las líneas de cota no deben, por regla general, cortar otras líneas del dibujo a menos que sea inevitable. Las intersecciones entre líneas auxiliares de cota y líneas de cota deben evitarse. En el caso de imposibilidad, ninguna línea debe interrumpirse. Una línea de contorno, una arista, un eje de revolución o un eje de simetría no pueden utilizarse como líneas de cota pero sí pueden utilizarse como líneas auxiliares de cota. La prolongación de
contornos y aristas tampoco se pueden utilizar como líneas de cota, pero sí como líneas auxiliares de cota.
Se debe emplear un único tipo de flecha en el mismo dibujo. Las flechas deben estar colocadas dentro de los límites de la línea de cota. Cuando no hay suficiente espacio, la flecha, e incluso, la cifra de cota, pueden colocarse en el exterior de los límites de la línea de cota, la cual, debe prolongarse más allá de la flecha para colocar la cifra de cota. Cuando se disponen cotas en serie y el espacio es demasiado pequeño, la flecha puede ser sustituida por un trazo oblicuo o un punto; a su vez, se puede inscribir la cifra de cota sobre una línea de referencia que termina sobre la línea de cota, pero manteniendo la orientación de la cota.
Es aconsejable situar las cotas fuera de las vistas, siempre que no obligue a trazar líneas auxiliares de cota de gran longitud. La distancia entre la línea de cota y el contorno de la pieza será, como mínimo, de 8 mm. No obstante, se pueden situar cotas dentro de las vistas siempre que exista suficiente espacio para tal fin y no se perjudique la claridad del dibujo.
Las líneas auxiliares de cota se trazarán perpendiculares a los elementos a acotar; en caso necesario pueden trazarse oblicuamente, pero paralelas entre sí.
Las líneas de cota deben trazarse sin interrupción, incluso si el elemento al que se refieren está representado mediante una vista interrumpida. Las cifras de cota deben estar alineadas con sus líneas
de cota; además de centradas y situadas por encima de las mismas. Deben inscribirse para ser leídas desde abajo o desde la derecha del dibujo. Su tamaño debe ser suficiente para asegurar una completa legibilidad, tanto en el dibujo original como en reproducciones.
En caso de tener que acotar dentro de una sección, se debe interrumpir el rayado alrededor de la cifra de cota. Tipos de líneas.
Todas las aristas, contornos aparentes, ejes, etc. de una pieza se representan con líneas. Dependiendo de su visibilidad, ejecución pueden ser, de acuerdo con la norma UNE 1-032-82 (equivalente a la ISO 128)
Línea Designación Aplicaciones generales
Llena gruesa A1 Contornos vistos A2 Aristas vistas
Llena fina (recta o curva
B1 Líneas ficticias vistas B2 Líneas de cota B3 Líneas de proyección B4 Líneas de referencia B5 Rayados B6 Contornos de secciones abatidas sobre la superficie del dibujo B7 Ejes cortos
Llena fina a mano alzada (2) Llena fina (recta) con zigzag
C1 Límites de vistas o cortes parciales o interrumpidos, si estos límites D1 no son líneas a trazos y puntos
Gruesa de trazos Fina de trazos
E1 Contornos ocultos E2 Aristas ocultas F1 Contornos ocultos
F2 Aristas ocultas
Fina de trazos y puntos G1 Ejes de revolución G2 Trazas de plano de simetría G3 Trayectorias
Fina de trazos y puntos, gruesa en los extremos y en los cambios de dirección H1 Trazas de plano de corte
Gruesa de trazos y puntos
J1 Indicación de líneas o superficies que son objeto de especificaciones particulares
Fina de trazos y doble punto
K1 Contornos de piezas adyacentes K2 Posiciones intermedias y extremos de piezas móviles K3 Líneas de centros de gravedad K4 Contornos iniciales antes del conformado K5 Partes situadas delante de un plano de corte
(1) Este tipo de línea se utiliza particularmente para los dibujos ejecutados de una manera automatizada (2) Aunque haya disponibles dos variantes, sólo hay que utilizar un tipo de línea en un mismo dibujo.
Todo dibujo técnico debe contener un cuadro de rotulación, dotado con una serie de indicaciones necesarias para facilitar la identificación y comprensión del dibujo.
Consiste en uno o varios rectángulos adyacentes que pueden subdividirse en casillas, en las que se inscriben las informaciones específicas.
Otras vistas.
VISTAS PARCIALES
En ocasiones se manifiesta la necesidad de tener que dibujar una vista para definir la forma de un detalle de la pieza, estando los demás detalles de la misma
perfectamente definidos en otras vistas. En estos casos, con el fin de ahorrar tiempo y espacio, en lugar de dibujar la vista completa, se puede dibujar únicamente la parte de la vista que contenga el detalle que está sin definir, limitando la vista por medio de una línea de interrupción. Este tipo de vista se denomina vista parcial.
Con el fin de facilitar la interpretación del dibujo, en una de las vistas deberá indicarse la visual (dirección y sentido de observación), identificando la misma con una letra. La correspondiente vista parcial se nombrará con la misma letra utilizada para identificar la visual.
Las líneas de interrupción utilizadas pueden ser de dos tipos: línea fina a mano alzada o línea recta con zig-zag. Estas líneas no deberán coincidir con una arista de la pieza.
VISTAS INTERRUMPIDAS
En caso de piezas de gran longitud (flejes, ejes, etc.) se pueden representar únicamente las partes que sean suficientes para su definición. En estos casos se procede como si se eliminara la parte central de la pieza, siempre y cuando no tenga ningún detalle especial que sea preciso representar, dibujando únicamente los extremos de la misma como dos vistas parciales próximas entre sí.
En caso necesario, se pueden efectuar varias interrupciones en una misma pieza, representando únicamente aquellas partes necesarias para su correcta interpretación. La utilización de vistas interrumpidas permite un ahorro de espacio y la realización del dibujo a una escala mayor sin necesidad de recurrir a formatos de gran tamaño.
Las líneas de interrupción utilizadas pueden ser de dos tipos: línea fina a mano alzada o línea recta con zig-zag. Estas líneas no deberán coincidir con una arista de la pieza.
Las interrupciones de vistas en piezas de revolución macizas se pueden realizar con líneas de interrupción en forma de arcos de circunferencia enlazados, representando las superficies de rotura de ambos extremos. Estas superficies se rayan con un patrón de rayado formado por líneas oblicuas paralelas entre sí y equidistantes, y se colocan una a cada lado del eje de revolución.
Si la pieza de revolución es hueca se deberá realizar la interrupción del hueco interior de la misma forma que se ha hecho para el exterior. En este caso la superficie de rotura vendrá limitada por los arcos de interrupción exteriores e interiores.
VISTAS DE PIEZAS SIMÉTRICAS
Con el fin de ahorrar tiempo y espacio, siempre y cuando la interpretación de la pieza no pierda claridad, se pueden representar las piezas simétricas por una fracción de su vista completa limitada por los planos de simetría. En este caso las trazas de los planos de simetría se remarcan en cada uno de sus extremos por dos pequeños trazos finos paralelos, perpendiculares a dichas trazas.
VISTAS AUXILIARES
Cuando una pieza tiene detalles constructivos (taladros, ranuras, etc.) practicados sobre caras oblicuas respecto a los planos de proyección, al proyectar estas caras sobre dichos planos, no se obtienen las proyecciones de los citados detalles constructivos en verdadera magnitud, es decir, aparecen deformados, presentando dificultades de trazado e interpretación. En estos casos se representa una vista parcial de la pieza, limitando la representación únicamente a la parte de la misma que se proyecta en verdadera magnitud.
Para definir formalmente los detalles constructivos practicados en la cara oblicua, se realiza un cambio de plano de proyección, es decir, se utiliza un plano auxiliar de proyección, paralelo a la cara en cuestión, obteniendo la proyección en verdadera magnitud de los detalles constructivos practicados en dicha cara. Posteriormente este plano auxiliar se abate sobre el plano del dibujo, utilizando como eje de abatimiento la recta de intersección de los dos planos.
La vista obtenida como consecuencia de la proyección de la pieza sobre el plano auxiliar de proyección se denomina vista auxiliar. Esta vista se representa como una vista parcial de la pieza, es decir, se limita la representación de la pieza únicamente a la cara oblicua.
Con el fin de facilitar la interpretación del dibujo, en la vista que aparece de perfil la cara oblicua ,deberá indicarse la visual (dirección y sentido de observación), identificando la misma con una letra. La correspondiente vista auxiliar se nombrará con la misma letra utilizada para identificar la visual.
Cortes.
Cuando una pieza se corta por un plano secante, la superficie así obtenida se denomina sección; es decir, una sección es la superficie resultante de la intersección entre el plano secante y el material de la pieza. En cambio, cuando se suprime la parte de la pieza situada entre el observador y el plano secante, representando únicamente la sección y la parte posterior de la pieza situada detrás de dicho plano, la representación así obtenida se denomina corte; es decir, un corte es una sección a la que se le añaden las superficies posteriores de la pieza situadas detrás del plano secante.
Según lo indicado en la introducción, el objeto de los cortes en la representación gráfica de todo tipo de componentes mecánicos (piezas), es proporcionar el exacto conocimiento de aquellas partes internas de los mismos que resultan ocultas por la propia materia que los constituyen, al efectuar su proyección sobre un plano.
La sencillez que supone el trazado de los cortes en el dibujo industrial, junto con la claridad y expresividad de los mismos, han hecho de ellos un elemento auxiliar imprescindible y de extraordinario valor.
INDICACIÓN DE LOS CORTES
El plano secante que produce el corte, queda definido por medio de su traza sobre uno de los planos de proyección normal a él. Esta traza se representa por medio de una línea mixta
formada por trazos largos finos (0,2 mm. de grosor) y puntos dispuestos alternativamente, terminada en ambos extremos por sendos trazos cortos gruesos (0,7 mm. de grosor)
Dicho plano secante se identificará por medio de letras mayúsculas situadas en los extremos de la traza, acompañadas de líneas con flecha representativas de la dirección y sentido de observación.
Por lo que respecta a la sección, hay que tener en cuenta que se origina como consecuencia de la intersección entre el plano secante y las partes macizas de la pieza. Según esto, en el dibujo de una pieza cortada tendrán que aparecer conjuntamente dos tipos de superficies: de una parte, las originarias, reales, de la pieza en su estado primitivo; de otra, las artificiosas, convencionales, correspondientes a la sección. Su diferente carácter deberá manifestarse en el dibujo, distinguiendo claramente unas superficies de otras.
Para ello, la sección se rellena por medio de un patrón de sombreado formado por líneas paralelas continuas de trazo fino (0,2 mm. de grosor). Estas líneas del rayado de la sección deben presentar una inclinación de 45º con la horizontal, aunque se tratará de evitar su paralelismo con las líneas de contorno de la sección. Las diferentes secciones de una misma pieza, aisladas entre sí en una misma vista o repartidas entre diferentes vistas, deberán rayarse en la misma dirección. La separación entre las líneas del rayado dependerá de las dimensiones de la sección, debiendo mantenerse constante para una sección determinada; de esta forma se evita que quede demasiado denso o excesivamente espaciado.
La identificación de la sección deberá coincidir con la correspondiente al plano secante que la originó. Si la sección tiene unas dimensiones muy reducidas o es de muy pequeño espesor (perfiles laminados, chapas, etc.), se rellena por medio de un patrón de sombreado sólido, es decir, se ennegrece totalmente.
Teniendo en cuenta que el motivo fundamental para realizar un corte es, representar los detalles interiores de la pieza; no se representarán los detalles ocultos situadas detrás del plano secante, representándose únicamente los detalles que resulten visibles a la vista del observador una vez eliminada la parte anterior de la pieza.
Las partes de piezas de pequeño espesor (nervios, aletas, refuerzos, radios de ruedas, etc.), , no se seccionan en la dirección longitudinal; es decir, aunque el plano secante pase a su través en dicha dirección, no se raya la sección correspondiente, representando dichos elementos en vista. En cambio, dichos elementos sí se seccionan cuando el plano secante pase a su través en la dirección transversal, rayando la sección obtenida.
CORTE POR VARIOS PLANOS SECANTES SUCESIVOS PARALELOS
En piezas complejas que presentan diversos detalles constructivos internos, situados en diferentes planos, para dar a conocer los múltiples detalles de su configuración, sería menester practicar otros tantos cortes, cada uno de los cuales aclararía un determinado detalle interior, careciendo de interés para la definición de los restantes detalles.
Teniendo en cuenta que una de las características del dibujo técnico es la simplicidad y la rapidez de ejecución, con el fin de limitar el elevado número de cortes de escasa utilidad, surge así la utilización del corte por varios planos secantes sucesivos paralelos o corte
quebrado.
Este tipo de corte permite, con la ayuda de una sola proyección, definir varios detalles constructivos internos de la pieza, situados a diferente distancia del plano de proyección. Las trazas de los planos secantes forman una línea quebrada, de ahí su denominación, como si fueran alternativamente paralelos y perpendiculares al plano de proyección. En los extremos y vértices de dicha traza, se indican trazos cortos y gruesos, y se añaden letras mayúsculas; situando, a su vez, en los extremos de la traza, las flechas indicativas de la dirección y sentido de observación.
Este corte se representa como si hubiera sido producido únicamente por los planos secantes paralelos al plano de proyección; es decir, no se representarán las secciones producidas por los planos secantes perpendiculares al plano de proyección.
No se indicará ninguna línea divisoria entre las secciones originadas por diferentes planos secantes, manteniendo la uniformidad del grosor, inclinación e intervalo del rayado de dichas secciones. El corte se identificará por la primera y última letras utilizadas para denominar los planos secantes, separadas por un guión.
ROTURA PARCIAL
En este caso la sección del detalle se representa sobre una de las vistas de la pieza, limitando la sección por medio de una línea de interrupción, dejando el resto de la vista sin seccionar. Es decir, en lugar de "cortar" una pequeña parte de la pieza con la ayuda de un plano secante, ahora procedemos a "romper" una pequeña parte de la pieza sin utilizar ninguna herramienta cortante.
ELEMENTOS QUE SE CORTAN POR UN EJE TRANSVERSAL Y NO POR UNO LONGITUDINAL.
Perspectiva.
Las perspectivas se utilizan para representaciones en las que es interesante mostrar la pieza con una apariencia real. La norma UNE 1-031 y la norma DIN 5 h1 y h2
Perspectiva isométrica:
Perspectiva dimétrica:
Perspectiva caballera:
Representación de tolerancias.
Las tolerancias dimensionales se pueden representar en los dibujos de varias formas:
o Con su medida nominal seguida de las desviaciones límites. o Con los valores máximo y mínimo. o Con la notación normalizada ISO.
Si los elementos afectados de tolerancia se representan con su medida nominal seguida de las desviaciones límites se deben tener en cuenta las siguientes indicaciones:
o La desviación superior siempre se coloca encima de la inferior, tanto en ejes como en agujeros.
o Si una diferencia es nula, se expresa sin decimales. o Si la diferencia superior es igual a la inferior cambiada de signo, se escribe
solamente el valor absoluto de las diferencias precedido del signo ±. o Los convenios son los mismos para las cotas lineales que para las angulares.
Los símbolos ISO utilizados para representar las tolerancias dimensionales tienen tres componentes:
1. medida nominal 2. una letra representativa de la diferencia fundamental en valor y en signo
(minúscula para el eje, mayúscula para el agujero), que indica la posición de la zona de tolerancia.
3. un número representativo de la anchura de la zona de tolerancia (calidad de la tolerancia).
Indicaciones en los dibujos (tolerancias).
• Cotas teóricamente exactas.
• Rectángulo de tolerancia
• Referencias y elementos de referencia
• Referencias múltiples • Tolerancias geométricas aplicadas a longitudes parciales de elementos
Definiciones.
• Se dice que una dimensión de una pieza está en su condición de máximo material
(CCM) cuando la pieza contiene la máxima cantidad de material que permite la tolerancia dimensional considerada.
• Un elemento está en su condición de mínimo material cuando la menor cantidad de material posible, es decir, cuando los elementos macizos tienen la menor dimensión que permite su tolerancia dimensional y cuando los elementos huecos tienen la mayor dimensión que permite la tolerancia dimensional.
• La medida virtual será la medida en condición de máximo material más la tolerancia geométrica y en el elemento hembra la medida en condición de máximo material menos la tolerancia geométrica.
Envolvente.
El requisito de la envolvente, denominado también exigencia o requisito de recubrimiento, obliga a que no se sobrepase la envolvente de forma perfecta en condición de máximo material del elemento al que controla. El requisito de la envolvente se aplica a elementos aislados bien cilíndricos, bien definidos por dos superficies planas paralelas, es decir, a elementos que sean "medibles".
Se indica por medio de la letra E dentro de un círculo situado a continuación de la cota lineal a que afecta o bien haciendo referencia a la norma que establezca este requisito.
El requisito de envolvente establece que la pieza debe estar completamente incluida dentro de la envolvente de forma perfecta en su condición de máximo material.
Tolerancia de perpendicularidad.
El principio de máximo material es establecer unas condiciones de diseño que garanticen el montaje de dos piezas que deben acoplar entre sí, teniendo en cuenta las tolerancias dimensionales de las piezas y determinando en función de ellas, los valores de tolerancias dimensionales de las piezas y determinando en función de ellas, los valores de tolerancias geométricas necesarias para garantizar el montaje de las piezas y abaratar la fabricación y el proceso de verificación.
El eje del pitón debe estar comprendido dentro de una zona de tolerancia cilíndrica perpendicular al plano A de referencia (a). en la imagen (b) aparece representado el calibre de verificación necesario para la pieza de la figura (c). Cuando el pitón está en su condición de máximo material, la zona de tolerancia es de Ø0,04, figura (c). Si la dimensión final del pitón resultase la de mínimo material, la zona de tolerancia se podría ampliar a Ø0,06, figura (d).
Tolerancia de rectitud.
En la siguiente figura puede verse un ejemplo de aplicación del principio de máximo material a la rectitud.
El eje del pasador debe encontrarse dentro de una zona cilíndrica, cuyo diámetro varía desde 0,1 hasta 0,12 según que el diámetro efectivo del pasador varíe entre 10,0 (máximo material) y 9,98 (mínimo material).
Coaxialidad.
En la siguiente figura puede verse un ejemplo de aplicación del principio de máximo material a la coaxialidad.
El eje de la cabeza del elemento debe estar comprendido en una zona de tolerancia cilíndrica cuyo eje coincida con el del cuerpo y cuyo diámetro varía de 0,05 a 0.05 + 0,08 + 0,015 = 0,145 según que las medidas de la cabeza y el cuerpo correspondan al máximo o al mínimo material.
Tolerancias de posición.
En la siguiente figura puede verse un ejemplo de aplicación del principio de máximo material a las tolerancias de posición.
El principio de mínimo material está directamente relacionado con el principio de máximo material. Tiene especial aplicación en el establecimiento de requisitos de espesores mínimos de piezas o de dimensiones de huecos máximas con el fin de conseguir resistencias mecánicas adecuadas y prevenir fracturas y roturas del material.
Rugosidad acabados:
Símbolos.
Mediante las tolerancias dimensionales y geométricas, se garantizan la intercambiabilidad de piezas dentro de un conjunto, pero no se garantiza el estado de las superficies de la pieza, factor que influye en el funcionamiento del mecanismo.
Al igual que es imposible fabricar con exactitud una forma, tampoco es posible obtener con exactitud un acabado superficial perfecto, y por consiguiente éste se encontrará dentro de unos límites más o menos amplios. Las imperfecciones se clasifican en:
• Rugosidades, causadas por las huellas de las herramientas que han fabricado las piezas
• Ondulaciones, originadas por los desajustes en las máquinas que mecanizan las superficies de las piezas.
Se parte de un símbolo básico representado por dos trazos desiguales inclinados 60º respecto de la superficie donde apoyan, como se indica en la siguiente figura:
Si el mecanizado debe realizarse mediante arranque de viruta, se añade una línea a la imagen anterior, quedando como la figura de la izquierda.
Si no se permite el arranque de viruta, debe añadirse al símbolo básico un círculo.
Cuando se trate de indicar características especiales del estado superficial, el trazo largo se completa con otro horizontal, tal y como se observa en la figura.
Rugosidad.
El valor que define la rugosidad se colocará sobre los símbolos, como se refleja en la siguiente figura:
Los valores de rugosidad pueden indicarse bien mediante los números de las clases de rugosidad correspondientes, que aparecen en la siguiente tabla, bien mediante el valor numérico de la rugosidad expresado en micras.
Rugosidad Ra (µm) Clase de rugosidad 50 N 12 25 N 11
12,5 N 10 6,3 N 9 3,2 N 8 1,6 N 7 0,8 N 6 0,4 N 5 0,2 N 4 0,1 N 3
0,05 N 2 0,025 N 1
Estados de superficie.
Cuando se exija un determinado proceso de fabricación para la obtención de la superficie, debe indicarse sobre un trazo horizontal situado a continuación del trazo más largo del símbolo básico, como se muestra en la siguiente figura.
Cuando sea necesario indicar el estado de la superficie antes o después del tratamiento se hará como se muestra en la siguiente figura.
Si es necesario indicar la dirección de las huellas producidas por las herramientas, se consignarán a continuación de los símbolos de mecanizado con los símbolos indicados en la siguiente tabla:
Símbolo Interpretación Dibujo
┴ Huellas perpendiculares al plano de
proyección de la vista sobre la cual se aplica el símbolo.
X
Huellas que se cruzan en dos direcciones oblicuas respecto al plano de proyección de la vista sobre la que
se aplica el símbolo.
M Huellas sin orientación definida.
Multidireccionales.
C
Huellas de forma aproximadamente circular respecto al centro de la superficie o a donde se aplica el
símbolo.
R
Huellas de dirección aproximadamente radial respecto al centro de la superficie a la que se
aplica el símbolo.
Indicaciones en los dibujos.
Los símbolos se colocan directamente sobre las superficies a las que se refieren o en su prolongación.
Los símbolos y las indicaciones deben orientarse de tal forma que se puedan leer desde la base o desde la derecha del dibujo, como en la siguiente imagen. Si no pudiera colocarse de esta forma y el símbolo no llevara ninguna indicación, salvo la rugosidad, puede representarse en cualquier posición, excepto la indicación de la rugosidad que debe tener la orientación correcta.
Si el estado superficial fuera igual a todas las superficies debe indicarse:
• Con una nota cerca del dibujo y del cajetín. • A continuación de la marca de la pieza.
Si se exige el mismo estado superficial para la mayoría de las superficies de la pieza, el símbolo debe de ir seguido de:
• La frase "salvo indicación particular". • El símbolo básico (entre paréntesis) sin ninguna otra indicación. • Uno o varios símbolos (entre paréntesis) del estado o estados de superficie
particulares.
Las superficies que no deban ser mecanizadas según el símbolo de mecanizado general, llevarán sus propios símbolos de mecanizado.
Instrumentos de medición de longitudes.
Son aquellos que tienen un número determinado de divisiones
según el sistema de medida y que dan directamente el valor de la
longitud. A esta categoría pertenecen el metro (en cintas flexibles o
en forma de reglas articuladas) y las reglas graduadas. En estas
últimas hay generalmente dos escalas, una en Mm. y otra en
pulgadas; su largo varía entre 0,15 m y 2 m. Las reglas deben usarse
y conservarse con cuidado: manejarse con delicadeza y después de
usarlas, deben limpiarse y protegerse con un poco de vaselina. En
estos instrumentos no pueden obtenerse medidas con mayor
aproximación que la que tengan las divisiones más pequeñas de la
regla. Así, en las reglas métricas se podrán apreciar milímetros o
medios milímetros y en las reglas graduadas en medidas inglesas
hasta dieciseisavos de pulgada, porque cada pulgada suele estar
dividida en 16 partes.
Calibrador o pie de rey.
Se emplea para pequeñas y medianas precisiones. Constan de una regla
graduada y doblada a escuadra por un extremo. En esta regla se desliza una nueva
escuadra provista de otra graduación llamada nonio.
Los calibradores pueden tener nonio de 10, 20 ó 50 divisiones, cuyas
apreciaciones serán de 0.1 mm, 0.05 mm y 0.02 mm respectivamente. La parte
graduada en pulgadas suele tener un nonio de 8 divisiones. Como la menor división
de la regla es 1”/16, su apreciación será 1”/16/8 = 0.1985 mm.
Es preciso acostumbrarse a leer en la escala de las pulgadas. Para medir
arcos de círculo se emplean instrumentos graduados en grados o medios grados.
Para fracciones más pequeñas se emplean nonios cuyo principio es el mismo que el
descrito para las reglas rectas y cuya apreciación podremos hallar de igual manera.
Ya veremos en seguida la aplicación de estos nonios a las escuadras. Cuando
se miden interiores en el calibrador tipo Proch-Rolle deben aumentarse 10 mm que
es el grueso de las puntas, a la medida que se lee en la regla graduada y nonio.
Algunos calibres de gran precisión llevan además de la corredera normal otra que,
una vez fija por el tornillo, se ajusta a la medida precisa, haciendo girar la tuerca
moleteada.
El pie de rey es un instrumento que, debido al gran uso que de él se hace,
pierde con rapidez su precisión y utilidad si no se cuida y emplea convenientemente.
Por eso damos las siguientes normas:
• No se deje nunca encima de las otras
herramientas sobre todo entre limas. Durante el
trabajo se tendrá sobre el banco encima de un
tablero a propósito cubierto a ser posible con
un paño, junto con las otras herramientas de
precisión. Para guardarlo en el cajón es
conveniente disponer de un estuche de madera
o al menos una funda de cuero. Cuando se
dispone de otras herramientas de precisión,
puede guardarse en un estuche común.
• Durante su empleo se tendrá limpio de grasa o
aceite. Al terminar la jornada se limpiará con
un trapo blanco de hilo y se le dará una capa de
vaselina.
• Para saber si una pieza tiene las debidas
dimensiones, algunos dan antes al calibrador la
abertura correspondiente y luego intentan
comprobar la medida forzándolo para que entre
en la pieza. A la vista está que este
procedimiento produce un desgaste prematuro
en las puntas del calibrador, dejándolo
inservible en muy poco tiempo y da además
una medición deficiente. El procedimiento
correcto es: Se toma el pie de rey con una
abertura mayor que el espesor que debemos
medir y una vez encarado el pie de rey con las
caras de la pieza se cerrará hasta lograr un
contacto suave con ellas. El contacto no debe
ser sólo de las puntas, sino más bien de una
buena parte de las patas. Entonces se lee la
medida señalada por el nonio y se abre el
calibrador antes de sacarlo. En caso de
medición de interiores se cierra primero el
calibrador y una vez introducido se abre hasta
el contacto con las caras de la pieza cerrándolo
antes de sacarlo. Para comprobar el paralelismo
entre dos caras se toma primero una medida en
uno de los extremos de la pieza y después se
abre el calibrador para sacarlo. Si se empleasen
en esta operación compases de espesores o de
interiores, entonces sí podrían correrse a lo
largo de la pieza sin abrirlo ni cerrarlo.
Los calibres, así como otras herramientas usadas en el
laboratorio de metrología deben revisarse cada cierto tiempo para
comprobar la exactitud de sus medidas, estas comprobaciones se
deben hacer atendiendo a las normas o métodos internacionales de
inspección.
Micrómetros
Cuando se requieren medidas más precisas que las que pueden
lograrse con el calibrador, se emplean los micrómetros (ver anexo
con procedimiento de calibración de un micrómetro).
a) Micrómetro para exteriores o pálmer.
Consiste en un soporte en forma de C con un
tomillo y unas escalas. El tornillo T suele avanzar en
su tuerca 0,5 mm cada vuelta. Por medio de la escala
E pueden medirse los medios milímetros, para obtener
mayor precisión. El tambor P está dividido en 50
partes, con lo que cada una de estas divisiones
indicará 0,5: 50 = 0,01 mm, es decir, una centésima de
milímetro. Para usar uno de estos micrómetros se
pone aproximadamente a la medida haciendo rodar el
tambor por el grafilado. Después se continúa rodando
con el tambor menor, también grafilado, hasta que la
presión de las puntas del pálmer sobre la pieza hace
que quede libre un embrague a dientes o a fricción,
deteniéndose así la punta del pálmer. Entonces se
procede a leer la medida: en la regla, los milímetros y
los medios milímetros; y en el tambor, las centésimas.
Los palmers están construidos de modo que sólo
pueden abrirse 25 mm. En cada tipo se tendrá:
Un nº 1, que mide de 0 a 25 mm;
Un nº 2, de 25 a 50;
Un nº 3, de 50 a 75, etc.
Existen también tipos de pálmer cuyas puntas
llevan una disposición especial para poder medir
roscas, dientes de engranajes y lugares angostos.
b) Micrómetro para interiores.
Es fundamentalmente igual al pálmer descrito. El
tornillo micrométrico tiene una amplitud de 25 mm,
pero con suplementos o piezas de recambio puede
emplearse para cualquier medida. Estos aparatos,
pálmer y micrómetros, deben usarse con delicadeza y
sólo en medidas de precisión, y se han de colocar
exactamente a escuadra con las caras de las piezas que
se han de medir, que han de estar perfectamente lisas.
a) INSTRUMENTOS TRANSPORTADORES.
Son aquellos que pueden tomar dimensiones sin
indicar el valor; para conocer el valor de la medida se
lleva a una regla graduada o a un calibrador. Los
principales son los compases, de los cuales existen
varios tipos:
1.- Compás de puntas.
Este compás sirve para trazar en el metal
arcos y círculos, determinar perpendiculares y
paralelas. Además se emplea para transportar
distancias y marcar divisiones iguales.
2.- Compás de espesores.
Es el instrumento más apto para
comprobar superficies paralelas; en este caso el
mecánico debe usarlo con gran sensibilidad y
delicadeza, acostumbrándose a sentir o tener
tacto notando la presión de las puntas. De aquí
que a esta operación se la llama ajustar o
comprobar a «tacto de compás».
3.- Compás de interiores.
Sirve para tomar medidas internas y
comprobar el paralelismo de las caras de los
huecos. Los tres tipos de compases estudiados
pueden tener un resorte y un tornillo; aunque
resultan así más exactos tienen menos radio de
acción.
b) CALIBRES FIJOS:
Sirven para medir pequeñas holguras o juegos.
1) Calas.
Son plaquitas de forma rectangular y de
diversos espesores, construidas con una gran
precisión. Se emplean, sobre todo, para
comprobar otros aparatos de medidas. Se
denominan también placas Johanson. Deben
usarse con sumo cuidado. Alcanzan precisión
de diezmilésimas de milímetro.
2) Plantillas o galgas para radios de curvas y
para roscas.
Son de gran utilidad para muchos trabajos
de mecánica.
Instrumentos de medida de ángulos.
Para medir ángulos se emplean en el taller unos útiles llamados escuadras.
Las hay de varias formas y construcciones. Las principales son las siguientes:
a) Escuadras fijas:
Son aquellas que sólo pueden medir un ángulo.
Las más empleadas son las de 90°, 120°, 135", 60° y
45°. Las escuadras fijas deben estar perfectamente
rectificadas con muela o rasqueta.
b) Falsas escuadras:
Los brazos de estas escuadras están articulados
y pueden fijarse en cualquier abertura por
medio de un tornillo. Sirven para saber si dos o
más piezas tienen o no el mismo ángulo. Para
medir con ellas un ángulo determinado se
colocará la abertura adecuada por medio de una
escuadra patrón.
c) Goniómetro de precisión' y escuadras
universales.
Se llaman goniómetros todos los aparatos que
sirven para medir ángulos. La medida se lee en un
círculo o semicírculo graduado llamado limbo. El
goniómetro es de gran precisión, obteniéndose
medidas con un error menor de 5 minutos de grado.
Para la medición de los ángulos no bastará en general
hacer la lectura que indica el nonio, sino que habrá que
comprobar si dicha abertura corresponde al ángulo que
queremos medir, o bien a su suplemento, o a su
complemento. La regla móvil tiene sus extremos
cortados a 60º y 45°, para mediciones especiales.
d) Escuadra universal:
La escuadra universal puede servir para hacer
las mismas mediciones que se han descrito arriba. Es,
sin embargo, de menos precisión. Con esta escuadra se
pueden medir directamente ángulos de 45° y de 90"
con las dos piezas auxiliares. Con esta última de 90º
puede emplearse el aparato para hallar el centro de las
piezas redondas. Para mayores precisiones se emplean
goniómetros ópticos, es decir, goniómetros en los
cuales la lectura del limbo graduado se hace a través
de unas lentes de aumento. Pueden apreciarse en este
aparato ángulos con aproximación de 2 minutos.
Las normas dadas para la conservación de los calibradores deben hacerse extensivas
a las escuadras:
• Evítese el darles golpes
• No se dejen en contacto con las otras
herramientas; si son de precisión téngase un
estuche para guardarlas y engrásense al
terminar de usarlas para evitar la oxidación de
las aristas.
