gdt - gdtnoviembre 2011
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Curso Bsico de Dimensiones Geomtricas y Tolerancias (GD&T)
Curso Bsico de Dimensiones Geomtricas y Tolerancias
GD&T
(Geometric Dimensioning & Tolerance)
Grupo Dimensional - Laboratorio y Validacion
Preparado por Jos Ral Parra Rojas
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Curso Bsico de Dimensiones Geomtricas y Tolerancias (GD&T)
Que es GD & T ?
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Curso Bsico de Dimensiones Geomtricas y Tolerancias (GD&T)
Introduccin
GD & T Siglas de Geometric Dimensioning and Tolerance
Es un conjunto de Smbolos Estandarizados, lo cuales son usados por los Ingenieros y Diseadores para definir las caractersticas de una Parte, as como, las zonas de Tolerancias Geomtricas que deber tener dicha Parte. Creado por,
Sociedad: ASME American Society of Mechanical Engineers Estndar: ASME Y14.5M 1994
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Curso Bsico de Dimensiones Geomtricas y Tolerancias (GD&T)
Porque surge este Estndar? Porque a menudo se encontraban problemas en los diseos y ensambles de partes tales como:
Encontrar un mtodo robusto para localizar puntos de sujecin entre barrenos, ranuras, superficies...etc.,
Hacer que dos o ms partes ensamblen, asegurando a la vez su alineacin y empalme uniforme. Aun siendo fabricada en diferentes regiones geogrficas.
Buscar diseos que sean repetibles y reproducibles (manufactura e inspeccin)
Eliminar los Problemas de variacin dimensional.
Evitar el aumento de Rechazos de partes fabricadas que equivale a Costos Innecesarios (Producto, Manufactura, Logstica e Inspeccin)
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Objetivos de GD&T:
Usar un lenguaje comn en el Diseo, la Manufactura y la Inspeccin de Partes/Componentes
Asegurar que Partes Producidas en Diferentes Regiones o Lugares ensamblen correctamente
Optimizar la Inspeccin - Permitiendo que un Mayor numero de Partes sean Aceptadas
Reduccin de los Costos en Diseo, Manufactura e Inspeccin
Generar un Esquema robusto Repetible y Reproducible a travs del uso de Dispositivos de Inspeccin (Gages) que permita su Verificacin, tales como: Checking, Holding, Go-No Go fixtures,, etc.
Establecer un proceso de Manufactura estandarizado de las partes, de acuerdo a los requerimientos y puntos de control y diseo de la parte
Industrias Involucradas en el uso de la norma ASME Y14.5 (GD&T):
Industria Automotriz
Industria Aeroespacial
Industria Militar
Industrial Metalmecnica
Industria Martima
, etc., etc., etc.
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Objetivo del Curso: Cubrir los principios, conceptos caractersticas bsicas de GD&T, junto con algunos ejercicios de aplicacin. Esto permitir aplicar los principios y conceptos aprendidos cuando se tiene que enfrentar a una situacin real en las actividades de trabajo. Al trmino del curso, el participante tendr la habilidad de:
Entender que es un Marco de Referencia Dato, el Esquema 3-2-1 y que es un Dato
Entender que es una Caracterstica de Dato, Targets y como usar Targets
Identificar las partes de un Marco de Control de una Caracterstica (feature) e Interpretar su contenido
Entender los beneficios de usar Zonas de Tolerancia Diametrales
Conocer cuales son las Tolerancias Geomtricas y entender su uso Bsico en GD &T
Reconocer cuales son las condiciones de Material y sus Diferentes Usos
Entender que es una Tolerancia Adicional(Bonus Tolerance) y como se calcula
Entender que es Condicin Virtual y como se obtiene
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Nuestro Mundo Tridimensional.
Cuantos Grados de Libertad Tenemos en un Sistema Tridimensional?
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Sistema de Coordenadas de Vehculo Chrysler
(Body Coordnate System)
6 Grados de Libertad: 3 Lineales 3 Rotacionales
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Chrysler - Body Coordinated System
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Marco de Referencia de Datos y Esquema 3-2-1 (Datum reference frame)
Para la Manufactura e Inspeccin de una Parte se deben eliminar los 6 grados de Libertad,
Cmo se logra?
CCCrrreeeaaannndddooo MMMaaarrrcccooosss dddeee RRReeefffeeerrreeennnccciiiaaa DDDaaatttooo
Los marcos de referencia dato se forman con tres planos mutuamente perpendiculares entre s, los cuales corresponden a las direcciones X, Y, Z.
Estos planos son tericos y creados (ms bien simulados) por caractersticas dato identificadas especficamente al colocarlas en contacto con un dato apropiado simulado en un correcto orden de importancia.
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La siguiente figura muestra una parte encerrada en su marco de referencia dato. Este marco de referencia dato esta formado por los tres planos perpendiculares entre s, que reciben los nombres de: Plano Primario: Generado Bsicamente por tres puntos y proporcionan una superficie base de referencia (Nivelacin). Plano Secundario: Contiene 2 puntos, y nos proporciona un Eje de referencia (Alineacin). Plano terciario: Contiene 1 punto de referencia. (Origen)
P3P2
P1
T1S2
S1P3
P2
P1
T1S2
S1
Esquema de Localizacin 3-2-1
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Este conjunto de planos con sus respectivos puntos reciben el nombre de Regla de 3, 2 , 1. Y es la forma bsica que debe contener el marco de referencia dato para poder controlar una parte. En partes rgidas, los seis puntos de contacto bien seleccionados, eliminarn los seis grados de libertad
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Dato (Datum)
Puede ser un Punto, Eje o Plano Terico y Exacto, del cual la localizacin o caracterstica geomtrica de una parte es establecida. Un Dato se establece cuando una caracterstica fsica y real de una parte guarda una funcin (relacin) muy importante a esa caracterstica de la parte
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Definicin de Dato (Datum) en la Norma ASME Y14.5M :
Es un punto, eje o plano tericamente exacto derivado de la contraparte geomtrica verdadera de una caracterstica de dato especificada.
Representacin Simblica de los Datos:
Un punto, lnea, eje plano es usado para establecer datos y son identificados por una letra mayscula
colocada dentro del indicador
Letras que se deben evitar: I, O, Q
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Importancia de los Datos en la Inspeccin/Evaluacin Dimensional de Partes Previo a la rutina de Inspeccin/Evaluacin Dimensional, el Alineamiento y Posicin de la Parte con Base en los Datos especificados en el GD&T de la Parte es Clave Desventajas de un Posicionamiento o Alineacin de Partes con diferentes esquemas a los definidos en su GD&T:
Partes dentro de Especificaciones pueden ser Rechazadas
Partes fuera de Especificacin Aceptadas Errneamente
Reportes Dimensionales Confusos y/o mala interpretacin de resultados por Proveedores y reas de Chrysler.
No hay Repetibilidad y Reproducibilidad en el Proceso de Inspeccin
No existen consensos/soluciones claras cuando surgen problemas relacionados con problemas de Calidad de las partes por Proveedores y reas de Chrysler.
Para ayudar a que las Rutinas de Inspeccin de las Partes contribuyan a un proceso Repetible y Reproducible:
Todos (Proveedores, Plantas de Ensamble, Powertrain, Estampados, Ingria. Producto y Calidad) deben seguir los lineamientos de Nivelacin, Alineacin y Posicin de Una
Parte segn lo indicado en el GD&T de la Parte.
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Otros Conceptos Importantes en GD&T
Caracterstica (Feature) Es el trmino general aplicado a una porcin fsica de una parte, tales como una superficie, perno, lengeta, agujero slot.
Caracterstica de Tamao (Feature of Size)
Puede ser una superficie cilndrica o esfrica. Puede ser tambin un conjunto de dos elementos opuestos o superficies paralelas opuestas, asociadas con una dimensin de Tamao.
Caracterstica dato (Datum Feature) Es una caracterstica real de la parte (barreno, superficie, eje etc.) que es usada para establecer un Dato.
Simulador(es) de Dato (Datum Simulator) Es una superficie de una forma lo ms precisamente adecuada a una Caracterstica Dato, que entra en contacto dicha caracterstica y que es usada para simular una caracterstica dato. (Para el proceso o el equipo de inspeccin, estos pueden ser: Placas, escantillones o gages, mandriles, mesas de mrmol, clamps, bloques,, etc.)
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Figura de Simulacin de un Dato
(Tool/Fixture/Gage)
(Identificado en la Parte)
Dato
Teorico
(Ideal)
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Estrategia de Seleccin de Datos. Tomando siempre en cuenta las Capacidades del Proceso, de Manufactura e Inspeccin durante la fase del Diseo de la Parte, la seleccin de las Caractersticas-Dato (datum feautures) deben ser escogidos con base en su:
Funcionalidad (Servir al propsito de la restriccin del movimiento de la parte y asegurar su posicin)
Accesibilidad (reas, superficies o puntos de contacto de fcil acceso tanto para el Proceso de Manufactura como para la Inspeccin de la Parte)
Repetibilidad (La cual depender de la exactitud o precisin de la caracterstica dato seleccionada y su geometra)
Representacin (Ya sea representando una caracterstica de asentamiento, caracterstica de empalme o unin y caracterstica de alineacin)
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Esquema N-2-1 En partes flexibles tales como,
Paneles de Carroceras (BIW) y dems estampados de gran tamao
Partes plsticas no rgidas usadas en Interiores, Silenciadores
Mangueras, Gomas, Cables, etc.
Aquellas en las que su manejo y control es Complicado para la Eliminacin de los 6 grados de Libertad con solo el esquema 3-2-1
Para estas Partes Flexibles, es imposible usar la regla 3, 2, 1, ya que por su tamao o material flexible, 3 puntos para nivelar resultan insuficientes, por lo cual es necesario colocar un nmero mayor de puntos de control.
Tales puntos adicionales reciben el nombre de Targets
A mayor cantidad de puntos de control el Esquema se convierte de 3, 2, 1, al Esquema n, 2, 1.
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Targets - Datum Target Es un Punto, Lnea o rea especifica de una Parte
Porque se usan Datums Targets?
Cuando una superficie No Puede ser usada efectivamente para establecer un Dato (Datum)
Razones Principales por las que Datum Targets son usados:
Cuando una superficie no puede ser usada en su Totalidad
Irregularidades inherentes a la parte
Las Superficies no son Planas (superficies curvas, no uniformes, etc.)
Tipo de Material de la Parte (Polmeros, Fundiciones)
Acabado de los Materiales (Fundiciones, Forjados, Moldeo, superficies con soldadura, superficies poco espesor, etc.)
Partes Flexibles que por su composicin y tamao requieren varios puntos para el control de su geometra
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Simbologa de Datum Targets.
Tipo y Tamao de la
Superficie
Letras Mayuscula de
Identificacion del Dato
Flecha Indicadora del Punto,
Linea o Superficie en la Parte
X Un Punto de Contacto o Una Linea de ContactoUna Superfice de Contacto de 4 lados
Una Superfice de Contacto Diametral
A1
Numero de Target
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Datum Targets requieren de Coordenadas (X,Y,Z) para su Localizacin
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Ejemplos de Datums y Datum Targets
Placa Metlica (Nota el uso de la regla 3-2-1)
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Tolva (Agujero y Slot: El Esquema Geomtrico mas usado) (Nota el uso de la regla 3-2-1)
Porque la combinacin de un Agujero y un Slot como parte del Esquema Geomtrico
se usa para Orientar y Alinear una parte?
1. Porque es un sistema de Localizacin muy Robusto, sin relacin a la secuencia de clampeo y del proceso. 2. Porque la combinacin de Agujero-Slot genera la lnea mas larga (Alineacin) de la que se forma el Segundo Plano.
3. Porque el Agujero tambin, de modo independiente, es el punto que establece al Tercer Plano (origen)
Is this the Optimal Datum?
Or is this the Optimal Datum?
Es este el Dato ptimo?
O es este el Dato ptimo?
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Regla de 0-15-30 Grados:
Angulo entre lneas de Centro del Agujero y Slot no debe exceder 30
15 Es lo Recomendable
0 Es lo Deseable
Otros Ejemplos de Aplicacin de Targets
Dato de Posicin ptimo
Dato de Posicin Marginalmente Aceptable
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Ensamble flexible con mltiples Targets: (Nota el uso de la regla n-2-1)
Panel del Costado Exterior de Carrocera Crew Cab 2009 M.Y.
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Marco de Control de una Caracterstica (Feature Control Frame)
Un Marco de Control contiene las Tolerancias Geomtricas que aplica a una Caracterstica individual y que incluye,
El Smbolo Geomtrico de la Caracterstica.
La Tolerancia ( y donde sea aplicable el smbolo de Dimetro)
El Smbolo de Condicin de Material
Adicionalmente el Marco de control contiene,
El Dato Primario de Referencia
El Dato Secundario de Referencia
El Dato Terciario de Referencia
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Marco de Control de una Caracterstica
0.05 M A
Simbolo de la
caracteristica
Geometrica
Simbolo de
Diametro (Si aplica)
Tolerancia
Condicion de Material
B C
Dato Primario
Dato Secundario
Dato Terciario
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Como Leer un Marco de Control
= El Eje puede estar fuera de
= Posicin
= Un Dimetro de .010
= Si el Agujero es Producido en su condicion maxima de material (un dimetro de .250)
= Manteniendo una perpendicularidad al Dato A
= Y Localizacion al Dato B (a partir de la dimension de .875)
= Y Localizacion adl Dato C (a partir de la dimension de .750)
M
A
B
C
.750
C
B
.875
1.750.005
1.500.005
= .250-.260
.010 M A B C
A
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Ventajas con el uso de GD&T: Uso de zonas de Tolerancia Diametrales
La manera tradicional de acotar el centro de un Barreno con sus respectivas Tolerancias, las cuales pueden crecer decrecer en 2 sentidos: arriba - abajo y derecha - izquierda, es ilustrando su zona de tolerancia cuadrada rectangular. Placa Metlica con Acotaciones de Localizacin del Barreno
A continuacin haremos un Detalle de la Tolerancia Especificada para esta Placa,
100.0 1.0
130.0 1.0
12.0 0.5
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Detalle de la Tolerancia de Localizacin del Barreno en ambos Ejes (Tolerancia de 1.0mm)
Tolerancia Rectangular del barreno
Dimensiones del Cuadrado 2mm x 2mm,
rea del Cuadrado: L x L = 2 x 2 = 4mm = rea de la Tolerancia Cuadrtica Disponible
1.0
1.0
1.0 1.0
12.0 mmEje del Barreno de
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Ahora tracemos un crculo de tal manera que el cuadro quede inscrito con un dimetro igual al de la diagonal trazada en el cuadrado,
El Dimetro del Crculo es igual a la Diagonal del Cuadrado, calculando pues la longitud de la Diagonal por Teorema de Pitgoras,
Calculando el rea de este crculo, tenemos:
rea Circulo: 3.1416 x (2.83/2)= 6.29 mm = rea de la Tolerancia Circular Disponible
(2) + (2) = 2.83 mm
1.0
1.0
1.0 1.0
2.83
Dimetro del Circulo =
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Con estos clculos, obtuvimos el rea del cuadro que nos representa la tolerancia rectangular y tambin el rea del crculo que nos representa la tolerancia diametral. Comparando el rea del Cuadrado VS el rea del Crculo tenemos:
rea del cuadrado 4,00mm ------------------------- 100%
rea del crculo 6,29mm ------------------------- X Resolviendo la regla de tres se obtiene: 157%
Si Usamos la Tolerancia Diametral tendramos un 57% ms de Tolerancia permisible para la Posicin del Barreno!
Ventajas de Usar la Tolerancia Diametral vs Tolerancia Rectangular:
Menor nmero de partes rechazadas O bien, mayor numero de partes aceptadas
El Costo de manufactura/procesos de Produccin de la parte es menor
El Costo de Inspeccin y Evaluacin de las parte tambin ser menor
Desventajas de Usar la Tolerancia Diametral vs Tolerancia Rectangular:
La calidad de nuestro producto es menor
Con el tiempo las partes ensambladas, van a tender a desajustarse por exceso de holguras, generando ruidos, des-enraces, prdida de torque, etc.
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Reduccin de la Tolerancia Diametral Volviendo a la tolerancia para la posicin del agujero en la Placa metlica,
Inscribiendo el Circulo dentro del Cuadrado con Tolerancia de 1mm,
Crculo inscrito en el cuadrado de 2 X 2 nos da un Dimetro del Circulo = 2mm.
Calculando el rea de este crculo, tenemos:
rea Circulo: 3.1416 x (2/2)= 3.14 mm, en lugar de la Tolerancia Cuadrtica de 4.00 mm
1.0
1.0
1.0 1.0
2.0 mm
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En este caso estamos optimizando la tolerancia que requerimos, y tendremos las siguientes ventajas:
Vamos a mantener el mismo costo del producto, usando la misma tolerancia del diseo,
El ajuste entre partes a ensamblar se ver optimizado y por consecuencia la calidad mejora. En conclusin,
Procuremos el Uso de Tolerancias Diametrales en nuestros diseos
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Regla #1 de GD&T (Tamao de la caracterstica)
Dnde nicamente una tolerancia de Tamao es especificada, los lmites de tamao de una caracterstica individual determinaran la extensin de las variaciones en su forma geomtrica, tanto como el tamao se lo permita. La regla # 1 cubre exclusivamente caractersticas individuales y no caractersticas de relacin.
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Condiciones de Material MMC, LMC
Condicin de Material MMC (Maximum Material Condition): Es la condicin en que el tamao de una caracterstica, contiene la mxima cantidad de material dentro de sus lmites de tamao (tolerancia), es usualmente referido como la Caracterstica Mas Pesada
Para un barreno seria el dimetro mnimo de su tamao de acuerdo a su tolerancia
Para una flecha seria cuando sta se encuentre a su dimetro mayor de acuerdo a su tolerancia especificada
Dentro de un Marco de Control su representacin viene dada con el smbolo: M
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Condicin de Material LMC (Least Material Condition): Es la condicin en que el tamao de la caracterstica, contiene la mnima cantidad de material dentro de sus lmites de tamao. (Tolerancia), es usualmente referido como la Caracterstica Mas Ligera
Para un barreno es cuando ste, se encuentra en su dimetro mayor dentro de sus lmites de tolerancia
Para una flecha es cuando se encuentra en su dimetro menor dentro de sus lmites de tamao
Dentro de un Marco de Control su representacin viene dada con el smbolo:
L
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TOLERANCIA vs TOLERANCIAS GEOMETRICAS? Por si solo el trmino Tolerancia refiere a una variacin permisible, en una dimensin dada. Por ejemplo, tenemos un barreno que debe medir 10.00mm, y con una tolerancia de +/- 0.25mm
Pero qu son las Tolerancias Geomtricas?
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Las Tolerancias Geomtricas son aquellas que controlan la forma, tamao,
Localizacin y orientacin de una parte tomando en cuenta su geometra.
Lo anterior, con objeto de asegurar una correcta unin entre ellas. Las Tolerancias Geomtricas se dividen por su naturaleza en Tres tipos:
De Localizacin
De Forma
De Orientacin
De Localizacin: Son las que controlan la localizacin de los elementos geomtricos. De ste tipo son: La tolerancia de Posicin, la Concentricidad y la Simetra.
De Forma: Son las que controlan la forma de la geometra de un diseo, de ste tipo son: la Planitud, la Redondez, la Cilindricidad, la Rectitud, el Runout y el Perfil de superficie.
De Orientacin: Son las que controlan la orientacin que tienen algunos elementos geomtricos, de ste tipo son: la Angularidad, el Paralelismo y la Perpendicularidad.
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Resumiendo enumeramos los controles que marca la norma ASME Y14.5M de 1994, junto con su smbolo
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Tipo: Localizacin Tol. Geomtrica Posicin Tolerancia de Posicin
Es la Tolerancia que Define los lmites de localizacin de un Punto, un Eje de un plano desde Caractersticas Dato tomadas como referencia.
La posicin verdadera establece dimensiones bsicas desde las caractersticas datos especificados e inter-relacionadas entre caractersticas.
Una tolerancia de posicin es indicada por el smbolo de posicin, un valor de tolerancia aplicable al modificador de condicin de material, y referencias dato apropiadas, todo dentro de un marco de control, como se ilustra:
.010 M A B C
M
S
L
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Tres Condiciones de Material con la Tolerancia de Posicin
= .250-.260
.014 M A B C
(AGUJERO)
= .250-.260
.014 L A B C
(AGUJERO)
= .250-.260
.014 S A B C
(AGUJERO)
.014 A B C
O bien,
Para un agujero de .250 la tolerancia es de un .014,
para agujeros mas grandes la tolerancia aumenta
Para un agujero de .260 la tolerancia es de un .014,
para agujeros mas pequeos la tolerancia aumenta
La tolerancia es siempre de .014, sin importar el
tamao del agujero
Criterio para su Seleccin:
Empalme o union de partes, Minimo Costo
Criterio para su Seleccin:
Mantener el minimo espesor de pared, Localizacion critica
de caracteristicas de tamao
Criterio para su Seleccin:
Giro de Partes, Centrar parte(s), Localizacion critica de
patron de agujeros, Maximo Costo
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Uso de la Tolerancia de Posicin con el smbolo de MMC
Aplicaciones:
Es usado con frecuencia cuando el principal Objetivo es el Ensamble, Emparejamiento o Unin de Partes
Cuando se requiere que mas Partes pasen el proceso de Inspeccin, segn los requerimientos funcionales de la parte.
Que permita la Aceptacin de todas las partes que ensamblan con su contraparte, aun y cuando la posicin del Eje central del agujero, flecha,..etc., no sea el mas cercano al terico.
Cuando no se requieren Condiciones de Balanceo y en el que se puedan permitir gaps desiguales en el ensamble o unin.
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Bonus Tolerance (Tolerancia Bonus) y Virtual Condition (Condicin Virtual)
La caracterstica Principal de esta condicin es que permite una mayor Tolerancia a medida que la caracterstica (agujero, flecha, etc.) parte de su MMC a su LMC. A Esto se le conoce como Tolerancia Adicional o Bonus Tolerance
La caracterstica (Agujero, flecha, etc.) puede tener un defasamiento de su eje o plano central Terico o Nominal igual o mayor a la tolerancia geomtrica especificada siempre y cuando no infrinja el Limite de la Peor Condicin de Ensamble conocido como Condicin Virtual (Virtual Condicin)
Ve la Siguiente Ilustracin y su marco de Control
.625.005
.750
C
B
1.500
3.000.005
2.600.005
= .250-.260
.014 M A B C
A
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Agujero (Real) .250-.260(MMC) (LMC)
Tolerancia del marco de control .014
Es una Tolerancia variable por tener el modificador
de material "M"
Condicion Virtual (Imaginario)
Limite que genera el extremo maximo de variacion
Bonus Tolerance (Tolerancia Bonus) y Virtual Condition (Condicin Virtual)
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Posibles Posiciones Reales del Agujero segn su Marco de Control
Virtual Condition
(The Worst Mating Boundary)
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Clculo de la Tolerancia de Posicin a MMC.
Tolerancia Bonus (Agujero) = Tamao real (Diam. Real) - Tamao a MMC Tolerancia Bonus (Flecha) = MMC Tamao real Condicin Virtual (Agujero) = Diam. (MMC) - Tolerancia Geomtrica especificada (en marco de
control) Condicin Virtual (Flecha) = Diam. (MMC) + Tolerancia Geomtrica especificada (en marco de
control) Tolerancia Total Geomtrica (TPE) = Tol. Del Marco de Control + Tol. Bonus
Formulas
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Curso Bsico de Dimensiones Geomtricas y Tolerancias (GD&T)
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Calculo de la Tolerancia de Posicin Real (TPR) en la Inspeccin de Partes
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Para que la Posicin del Barreno se encuentre dentro de Especificacin se debe cumplir la igualdad:
(real) TPR < = TPE (teorica) Ejemplo de cmo se comporta la posicin de un barreno con respecto a la tolerancia de posicin:
Cual ser la Zona de Tolerancia Real de este Barreno? Se encuentra su posicin en Espec.?
?
Real = 9.80
Real = 99.95
Real = 199.94
TPR ??
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Llenar Tabla Para Ejercicio de Aplicacin:
Tabla I
ITEM TAMAO DE LA CARACTERISTICA LOCALIZACION DE LA CARACTERISTICA DISPOSICIN
MMC REAL BONUS Tolerancia Marco de Control
TPE DX DY TPR OK /NO OK
1
2
3
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Condicin Sin Relacin al Tamao de la Caracterstica
RFS (Regardless of Feature Size) Caractersticas:
La Tolerancia Geomtrica permanece siempre igual, sin importar el tamao del agujero, flecha o caracterstica.
El tamao especificado de la caracterstica debe ser siempre cumplido
La Tolerancia Geomtrica debe ser cumplida como un requerimiento a ser verificado por aparte .
No existe el Concepto de Bonus Tolerance, ya que no hay ninguna tolerancia ganada ms que la indicada en el marco de control para cualquier tamao de la caracterstica.
Cuando se usa RFS, no puede usarse ni
Cuando no aparece ninguna condicin de material se asume que refiere a una condicin RFS
Los Procesos de Manufactura e Inspeccin son mas Costosos
Regla # 2. de GD&T (Aplicable a RFS) Para cualquier tolerancia geomtrica aplicable en donde ningn smbolo de material es especificado (No aparece ni ) en el marco de control, la condicin RFS es implcita para esta Tolerancia y Dato especificado.
LM
S
M L
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Aplicaciones de la condicin RFS:
Es usado con frecuencia cuando la condicin de Balanceo es importante
Cuando se tienen condiciones de rotacin o giro entre partes
Cuando se requiere proteger espesores o paredes de una parte
Cuando se requiere ecualizar la distribucin de una parte ensamblada en otra. (Nota: no significa ajustes cerrados)
Cuando se requiere la construccin y manufactura de partes con gran exactitud, aunque ello implique aumento en costos tanto de Manufactura como de Inspeccin por mayor rechazo de Partes.
Cuando la Funcin de Balanceo y/o giro es mas importante que la Funcin de Ensamble o empalme de partes.
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Tipo: Localizacin Tol. Geomtrica : Concentricidad Los puntos medios de todos los elementos opuestos diametralmente de una figura de revolucin, son congruentes con los ejes punto central de una caracterstica dato.
La Figura anterior significa:
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Comentarios: Su medicin tiene cierta complejidad y las caractersticas especiales del dispositivo pueden ser costosas.
Siempre se aplica Bajo una condicin de RFS
Algunas veces se usa cuando el Balanceo Dinmico es requerido
El Tiempo del Proceso de Inspeccin es generalmente Alto y no recomendable cuando otros controles geomtricos pueden ser usados, tales como De Posicin y/o de Run-Out
Concentricidad controla caractersticas cilndricas, esfricas y/o circulares
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Tipo: Localizacin Tol. Geomtrica : Simetra Los puntos medios de todos los elementos de dos o ms caractersticas de superficie, son congruentes con el eje plano central de una caracterstica dato.
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Comentarios:
En ocasiones tambin se usa para centrar caractersticas de tamao
Simetra controla caractersticas de planos paralelos y opuestos
La tolerancia especificada y la referencia dato aplican solo en un RFS.
A similitud de la concentricidad, tambin debemos evaluar todos los puntos de la superficie, por lo cual es complicado y costoso, por lo que trataremos de utilizar en su lugar la tolerancia de posicin.
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Tipo: Forma Tol. Geomtrica: Planitud Es la condicin donde todos los puntos sobre una superficie caen entre dos planos paralelos (plano superior y plano inferior), que son separados por una tolerancia especificada. Se genera por un plano perfecto (3 puntos) y que es tomado como referencia para la determinacin de los otros dos planos (superior e inferior) paralelos al plano de referencia y separados entre s por el valor de la tolerancia.
En la Figura siguiente se explica lo que significa:
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Caractersticas de la Tolerancia de Planitud:
Los Marcos con control de Planitud crean una zona de Tolerancia No relacionada con Datos
Este control se usa frecuentemente en Superficies Planas que sern usadas como Dato Primario
El Marco de Control solo se limita a indicar el Smbolo de Planicidad y la Tol. Geomtrica
Nota: El control de Planicidad no verifica paralelismo
Planitud puede tener 1 o dos niveles de control.
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Cualquier caracterstica a ser controlada con Planitud puede ser (Y generalmente lo es) una Caracterstica Dato. Ejemplo: Correcto , pero jams debe ser relacionado a un Dato, Ejemplo: Incorrecto Control de Planicidad con dos niveles de control, Ejemplo:
.002 A
.002
A
.008
.002/1.00 X 1.00
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Tipo: Orientacin Tol. Geomtrica: Angularidad Es la condicin de una superficie, plano central o eje de formar un ngulo especifico a partir de un plano o eje dato que no sea de 0, 90, 180 270
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Veamos otro Ejemplo,
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Caractersticas de la Tol. De Angularidad:
Se usa para dar Tolerancias angulares a superficies, planos, ejes a planos dato y planos centrales
Si se usa en caractersticas de Tamao, es generalmente un refinamiento al control de su posicin especificado.
El marco de control debe contener al menos una caracterstica dato, la tolerancia geomtrica y el smbolo de Angulo.
Si MMC o LMC no esta especificado, RFS es considerado como el aplicable.
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Tipo: Orientacin Tol. Geomtrica: Perpendicularidad Es la condicin de una superficie, plano medio eje a formar un ngulo recto a un plano o eje dato. Se define por dos planos paralelos y perpendiculares a un plano eje dato, dentro del cual debe encontrarse la superficie plano medio de la caracterstica considerada.
.012 A
A
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Esto es lo que Significa:
Plano Dato A
0.12 Zona de
Tolerancia
Posible Orientacion
de la Superficie
La superficie debe encontrarse entre los dos planos paralelos (0.12), los cuales
son perpendiculares al Plano Dato A.
Adicionalmente la superficie debera estar dentro los limites de Tamao
especificados.
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Tipo: Forma Tol. Geomtrica : Cilndricidad Es una condicin de una superficie en la cual todos los puntos de la superficie son equidistantes de un eje comn. Y esta limitada por dos cilindros concntricos dentro de los cuales debe encontrarse la superficie. A diferencia de la redondez, la tolerancia se aplica a elementos circulares y longitudinales de la superficie
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Tipo: Forma Tol. Geomtrica: Redondez Tambin llamada circularidad, donde:
a) Para un cono cilindro, son todos los puntos de la superficie que es intersectada por un plano perpendicular a su eje, que son equidistantes de dicho eje. b) Para una esfera, son todos los puntos de la superficie, intersectada por cualquier plano pasando a travs de su centro y que son equidistantes a dicho centro.
Nota: La tolerancia de redondez debe ser menor a la tolerancia de tamao.
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Para un cono cilindro
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Para una Esfera
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Tipo: Forma Tol. Geomtrica: Rectitud Es la condicin de una superficie eje donde todos sus elementos forman una lnea recta. Existen 2 tipos:
a) En una superficie Plana
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b) Superficies cilndricas donde el marco de control esta asociado con el tamao de la dimensin. En este caso el smbolo de dimetro precede el valor de la tolerancia aplicada Ver siguiente Figura:
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Tipo: Forma Tol. Geomtrica: RunOut Es una tolerancia compuesta que se usa para controlar la relacin funcional de una ms caractersticas de una parte con su eje dato. Controla las superficies alrededor del eje dato y las construidas en ngulo recto a dicho eje. Tal como se observa en la siguiente figura:
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Tipos de Runout: Runout circular y Runout total
A) Runout Circular.- Controla elementos circulares de una superficie y es aplicada independientemente en cada elemento que es evaluado cuando la parte es girada 360.
El Runout puede ser evaluado coaxial radialmente en una superficie construida alrededor al eje dato.
Cuando se aplica este control en superficies construidas alrededor del eje dato, se pueden observar las variaciones de perpendicularidad y perfil de stas superficies.
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B) Runout Total.- Es un control compuesto de todos los elementos de una superficie, la tolerancia es aplicada simultneamente a todo el perfil circular de la superficie, cuando la parte es girada 360 y a lo largo de toda la superficie que se indique.
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Tipo: Orientacin Tol. Geomtrica: Paralelismo Es la condicin de una superficie equidistante en todos sus puntos desde un eje plano equidistante a lo largo de su longitud a un eje dato como referencia. Y definida por dos planos lneas paralelas a un plano eje dato, dentro de la cual todos los elementos lineales de la superficie eje de la caracterstica deben encontrarse.
Caractersticas de la Tolerancia de Paralelismo:
Paralelismo se puede usar para la orientacin de elementos lineales, superficies, ejes y planos centrales
Cuando se usa con caractersticas de tamao (agujeros, slots, flechas, etc.) se usa para indicar refinamiento.
Se puede especificar una condicin de material MMC, LMC o RFS
Requiere que se Especifique una Caracterstica Dato y debe ser incluido en el marco de control.
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Tipo: Forma Tol. Geomtrica: Perfil de Superficie Perfil de superficie.- Son todos los puntos de una superficie que caen en un lmite uniforme siguiendo el perfil verdadero. (Definido por dimensiones bsicas). Tolerancia para el perfil de una superficie.- Es la distancia que existe entre el punto mximo y el punto mnimo de la superficie a evaluarse. Estas distancias pueden ser referenciadas con respecto a la misma superficie o a caractersticas dato. En la siguiente figura tenemos un ejemplo del uso de este control:
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Bibliografa de Referencia
- PS- 9611 GD&T Chrysler Process Standard - ASME Y14.5M-1994 Standard - Geometric Dimensioning & Tolerancing. Applications and Techniques for use in
Design, Manufacturing and Inspection Autor: James D. Meadows
Para Cualquier Duda o Sugerencia, Favor de Contactar a:
Jos Ral Parra Rojas Gerente de Control Dimensional y Laboratorio Santa Fe Ingeniera del Producto - Chrysler de Mxico S.A. de C.V. Camino San Mateo-Santa Rosa No. 222 Col Abdas Garca Soto C.P. 05530 Cuajimalpa, DF. Tel. (55) 52-67-46-00 Ext. 1009