Tolerancias geométricas: símbolos, datum y ejemplos
Las tolerancias geométricas se refieren a un sistema de símbolos en el dibujo de una pieza mecánica, los cuales sirven para expresar las dimensiones nominales y las tolerancias permitidas de la misma.
Este sistema, cuyas siglas en inglés son GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerance), permite comunicar a los fabricantes y ensambladores información de diseño que debe ser seguida con la finalidad de la correcta funcionalidad del producto final.
Las tolerancias geométricas y dimensionado puede definirse como un lenguaje ilustrado de diseño y una técnica funcional de producción e inspección. Ayuda a los fabricantes con la meta de alcanzar las demandas en diseños sofisticados de manera uniforme, completa y clara.
El sistema de tolerancias geométricas usa símbolos estandarizados para describirlos, los cuales son entendibles para los fabricantes y ensambladores.
Índice del artículo
Los siguientes símbolos se usan en elementos aislados para determinar las características geométricas de su forma y su tolerancia métrica:
A continuación, se muestran los símbolos que se aplican a elementos o piezas asociadas y que indican su orientación relativa, su posición, y su oscilación o recorrido:
El siguiente conjunto de símbolos son modificadores:
Una datum de referencia, o simplemente datum, son los elementos teóricamente ideales que se usan como referencia para las mediciones o tolerancias. Generalmente un datum es un plano, un cilindro, unas líneas o u punto que se identifica, en el dibujo o en el plano, con una etiqueta que tiene una letra encerrada en un cuadrado y anclada a la superficie o línea de referencia.
En la figura 1 puede verse el datum señalado con la letra A que está anclado a la superficie superior (parte superior derecha) y también el datum B anclado a la superficie lateral izquierda de la pieza rectangular mostrada en la figura 1.
Note en la figura 1 que las distancias que definen la posición del centro del agujero circular sobre la pieza rectangular se miden precisamente a partir de los datum A y B.
Nótese en la misma figura 1 en la parte inferior derecha un recuadro que indica la tolerancia de posición del centro del agujero indicando también los datum (o superficies de referencias) respecto de los cuales se considera dicha tolerancia de posición. Estos recuadros controlan la tolerancia de las medidas, por lo que se les denomina marcos de control.
A continuación se muestra un mapa basado en las normas ASME Y14.5 – 2009.
Circularidad 2D
En el recuadro superior (azul claro) referente a la forma, se tiene la circularidad 2D que se define como la condición en la cual todos los puntos que comprenden un elemento lineal son circulares.
El control define una zona de tolerancia que consta de dos círculos coaxiales, separados radialmente por la distancia indicada en el marco de control de características. Se debe aplicar a un elemento de línea de sección transversal individual y no relacionado con un dato.
La siguiente figura muestra un ejemplo de tolerancia de circularidad y como se usan las normas de dimensionamiento y tolerancia geométrica para indicar las mismas:
La zona de tolerancia para el perfil de una línea es una zona 2D (un área) que se extiende a lo largo de toda la longitud del elemento de línea controlada. Puede o no estar relacionado con un marco de referencia de referencia.
Cilindricidad 3D
La cilindricidad se define como la condición en la cual todos los puntos que comprenden una superficie son cilíndricos. El control define una zona de tolerancia que consta de dos cilindros coaxiales, separados radialmente por la distancia indicada en el marco de control de características. Debe aplicarse a una superficie individual y no relacionada con un dato.
La zona de tolerancia para el perfil de una superficie es una zona tridimensional (un volumen) que se extiende a lo largo de toda la forma de la superficie controlada. Puede o no estar relacionado con un marco de referencia. A continuación se muestra un diagrama para aclarar el punto planteado:
En el siguiente ejemplo, se muestra el dibujo de una pieza que consiste en dos cilindros concéntricos. La figura indica los diámetros de ambos cilindros, además del datum o superficie referencia respecto de la cual se mide la tolerancia de excentricidad de un cilindro respecto del otro:
En el siguiente ejemplo se muestra el corte de una pieza cilíndrica, en la que se indican sus tolerancias geométricas de paralelismo en dos casos diferentes.
Una es la superficie o cilíndrica interior y su tolerancia de paralelismo de una línea generatriz con respecto a la línea generatriz diametralmente opuesta (en este caso señalada como datum A), lo cual se indica en el recuadro a marco superior derecho como: //, 0.01, A.
Esto se interpreta como que la diferencia de separación entre dos generatrices no debe sobrepasar de un extremo a otro 0.01 (m.m.) siendo esta una tolerancia de paralelismo axial.
El otro caso de tolerancia de paralelismo que muestra la figura del ejemplo 2, es la del plano lateral derecho de la pieza respecto del plano lateral izquierdo que se toma y se señala como superficie de referencia o datum B. Esta tolerancia de paralelismos se señala en el marco central derecho como: //, 0.01, B.
En la siguiente figura se muestra cómo se señala la tolerancia de rectitud de un eje cilíndrico. En este caso se muestra el diámetro nominal del cilindro, además se indica la tolerancia máxima absoluta en la medida del diámetro, así como la variación máxima permitida por cada 10 unidades de recorrido axial (paralelo al eje) en la medida del diámetro.
La figura del siguiente ejemplo muestra cómo se indica la tolerancia de planicidad de una pieza. Se trata de una pieza cilíndrica con un chaflán plano de muesca del cual se muestra su tolerancia de planitud.
Aunque no se indica en la figura, el datum o plano de referencia A es la línea generatriz cilíndrica inferior de la pieza, la cual teóricamente es perfectamente plana. Pues bien, el trozo de plano superior tiene una tolerancia al pandeo o convexidad de 0.2 respecto de la línea generatriz inferior de referencia.
- Bramble, Kelly L. Geometric Boundaries II, Practical Guide to Interpretation and Application ASME Y14.5-2009, Engineers Edge, 2009
- DRAKE JR, Paul J. Dimensioning and Tolerancing Handbook. McGraw-Hill, New York, 1999
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