Page 1

Instituto Tecnológico de Chihuahua Metrología Avanzada Tolerancias Dimensionales Y Geométricas Prof.: Pedro Zambrano Bojórquez Integrantes de Equipo: Amparan Rodríguez Cesar Eloy 07410176 Castillo Hernández Aarón 07061283 Medrano Hernández Héctor Saúl 07061313 Moreno Guevara José Alan 07061321


ÍNDICE

OBJETIVO. ................................................................................................................................ 2 INTRODUCCIÓN. ...................................................................................................................... 2 USO DE LAS TOLERANCIAS DIMENSIONALES Y GEOMÉTRICAS. ..................................... 3 Definición. ............................................................................................................................... 3 Surgimiento de la necesidad del uso de las GDT. .................................................................. 4 Comienzo de los estándares. ................................................................................................. 6 Las GDT el día de hoy. ........................................................................................................... 6 Importancia de las GDT. ......................................................................................................... 7 Principales ventajas en los procesos de producción. ............................................................. 7 CONCLUSIONES DE EQUIPO. ................................................................................................ 8 BIBLIOGRAFÍA. ......................................................................................................................... 9

1


OBJETIVO. Al finalizar la lectura y comprensión del siguiente documento que tiene como objetivo principal, mostrar al lector como es que las tolerancias dimensionales y geométricas (utilizada hoy en día por más del 90% de la industria), como es que toma suma importancia para la comunicación ya que las TDG nos pueden proporcionar uniformidad en la especificación de dibujos y su interpretación, reduciendo discusiones, suposiciones o adivinanzas, de esta manera lograremos unificar los departamentos de diseño, producción e inspección al tener el mismo lenguaje, así podremos evitar lotes de producción desperdiciada por no tener las especificaciones adecuadas y/o necesarias para poder cumplir con su funcionamiento adecuado, inclusive podremos aplicar los conocimientos adquiridos e influenciar a una mejora de la calidad a la industria, logrando con esto clientes satisfechos y a su vez estos podrán entender mejor todos estos conceptos al tener el mismo lenguaje entre ellos, proveedores, diseñador y planta sin alguna limitación ya que se trata de un lenguaje internacional, cabe mencionar que para lograr un mejor resultado se requiere de una capacitación a mayor profundidad.

INTRODUCCIÓN. En estos tiempos la perfección en el diseño y manufactura de piezas reside en conocer exactamente como son las características de la pieza a elaborar. Estas características y/o especificaciones las plantea el cliente en base a su utilización; por lo tanto entre el diseñador y la persona que elaborara la pieza debe de haber un idioma el cual al verlo los dos puedan saber exactamente cuáles son las características de la pieza a este idioma se le hace llama GD&T por su siglas en ingles (Geometric Dimensioning and Tolerancing) el cual se utiliza en los dibujos de ingeniería para describir con precisión el tamaño, forma, orientación y ubicación de las características de la pieza. Las GD&T permiten a los ingenieros de diseño expresar como son las características de la pieza en el diseño hecho. Debido a la globalización la clave del sistema de la GD&T es lograr que las piezas de los productos puedan ser construidos por diferentes fabricas y que sean intercambiables entre ellos lo cual establece un estándar en la fabricación de las piezas de una misma utilidad; Gracias a esto los productos no estarán limitados a una determinada localización o a un determinado fabricante, sino que sus piezas podrán fabricarse en cualquier lugar del mundo y 2


aun así tener la certeza que cuando se ensamble el producto final será funcional y de buena calidad. Por los motivos anteriores no está de más decir que el uso de las tolerancias geométricas y dimensionales es imprescindible para el diseño y la fabricación de artículos ya que están enfocadas a describir, así como también a dar un margen de error aceptable para su fabricación. El impacto de estas en la ingeniería es en sí aumentar la productividad y la calidad, así como tratar de disminuir de una manera considerable los costos y las perdidas. (Cogorno, 2006) Un dibujo de ingeniería de una pieza fabricada tiene por objetivo transferir información del diseñador al fabricante e inspector. Debe contener toda la información necesaria para que la pieza se fabrique correctamente. También debe permitir a un inspector determinar con precisión si la pieza es aceptable. Por consiguiente cada dibujo debe transmitir tres tipos esenciales de información: 1. El material a ser utilizado. 2. El tamaño o dimensiones de la pieza. 3. La forma o características geométricas. (Cecil Jensen, 2004)

USO DE LAS TOLERANCIAS DIMENSIONALES Y GEOMÉTRICAS. Definición. Para comenzar y entrar de fondo con lo que es el uso de las tolerancias dimensionales y geométricas empezaremos por dar la definición técnica de lo que es una tolerancia: Es el término general aplicado a la categoría de tolerancias utilizadas para controlar la forma, el perfil, la orientación, la ubicación y la oscilación de una pieza de trabajo. (Autodesk Inc., 2011) La sigla GDT significa Geometric Dimensioning and Tolerancing ó Tolerancias Geométricas y Dimensionales en español. GDT es un sistema internacional de dibujo que es muy práctico al momento de realizar y comunicar diseños en 2D y 3D. Las tolerancias geométricas especifican la variación máxima que se puede permitir en la forma o posición de la geometría real. En la realidad, una tolerancia geométrica es el ancho o 3


el diámetro de una zona de tolerancia dentro de la cual alguna superficie o eje de algún agujero o cilindro puede permanecer dando por resultado una parte que satisface las normas señaladas de exactitud para el funcionamiento y la intercambiabilidad apropiados. (Armando Sotelo, 2009) Surgimiento de la necesidad del uso de las GDT. Desde la aparición del ser humano sobre la Tierra surgió la necesidad de contar y medir. Desde entonces el hombre ha creado artefactos, utilizado medidas, métodos de dibujo y planos.

(Carlos Gonzalez Gonzalez, 2004) Los planos ya eran conocidos hacia el año 6,000 a. C. En esas épocas la unidad de medida utilizada por las civilizaciones del Nilo y de los Caldeos fue un “cubito real”. Durante cerca de los dos mil años esta medida fluctuó entre la longitud de 45 a 48 cm. Alrededor del año 4,000 a. C. El cubito real fue estandarizado en 46.33 cm. Esto estableció un patrón que siguió por más de 6,000 años. Desde que existen medidas, métodos para dibujar y dibujos, ha habido controversias, comités y estándares. (Primitivo Reyes A., 2003)

Ejemplos de dibujos antiguos

(Anónimo, Busqueda Google, Dibujo Técnico, 2009) La manufactura, tal como la conocemos el día de hoy, se inició con la Revolución Industrial en los 1800’s. Ya existían dibujos, claro está, pero estos eran muy distintos a los utilizados actualmente. Ocasionalmente el diseñador de dibujos anotaba una dimensión, pero por lo general, esto se consideraba innecesario. Ya que el proceso de manufactura en estos tiempos era muy diferente. No existían líneas de ensamble, ni departamentos o unidades corporativas diseminadas por todo el país y menos mundialmente. En esos tiempos, la manufactura era una industria casera y el “obrero” lo hacía todo, desde la hechura de partes hasta el ensamble final y los conocimientos adquiridos con mucho esfuerzo 4


se heredaban de generación en generación. Para estos hombres no existía el concepto de variación. Solamente la perfección era aceptable. Claro que había variación, pero los instrumentos en esos tiempos carecían de la precisión para detectarla. Si se presentaban problemas de ajuste, el labrador simplemente ajustaba, limaba, agregaba, etc. Hasta que la pieza trabajaba perfectamente. Todo el proceso se hacía bajo un solo techo y la comunicación entre los trabajadores era constante e inmediata: “La falta a este lado.”Esta esquina tiene mucho claro”.”Ahora si ajusta.” Como vemos en esos tiempos de alguna manera los procesos ya conocían el termino calidad, pero era lento, laborioso y altamente costoso.

Proceso en línea de producción en 1800’s

(Anónimo, 2009) Fue entonces que llegó la línea de ensamble y otras mejoras tecnológicas que revolucionaron la manufactura. La línea de ensamble reemplazo al obrero generalizado por el especialista y le quito el tiempo para el “ajusta y prueba”. (Primitivo Reyes A., 2003) Métodos mejorados de medición también ayudaron a eliminar el mito de la “perfección”. Los ingenieros ahora entienden que la variación es inevitable, “que nada es perfecto”. Más todavía, en cada dimensión de cualquier ensamble, se permite cierta variación sin impedir un buen funcionamiento de la parte, mientras que esa variación, -- la tolerancia --, sea identificada, entendida, y controlada. Esto llevó al desarrollo del sistema de tolerancias más / menos o sistema de coordenadas y el lugar más lógico para su anotación fue el dibujo o plano de ingeniería o de diseño. Con este desarrollo los dibujos cambiaron de simple y bellas reproducciones de las partes, a herramientas de comunicación entre los distintos departamentos, los que a su vez descentralizaron, se especializaron más y más y se sujetaban a demandas más estrictas. (Tolerancias Geométricas, curso para Ingenieros, 2008)

5


Comienzo de los estándares. Con el fin de mejorar la calidad de los dibujos, se hicieron esfuerzos para su estandarización. En 1935, después de años de discusión la American Standards Association (Organización Americana de Estándares) publicó los primeros estándares para dibujo, pero la publicación solo cubría dos breves párrafos acerca de tolerancias. Esto fue el principio, pero sus deficiencias fueron obvias al iniciarse la segunda guerra mundial. En Inglaterra, la producción bélica fue fuertemente afectada por el alto índice de desecho, ya que las partes no embonaban adecuadamente. Los ingleses determinaron que esta debilidad tenía su origen en los más / menos del sistema de coordenadas y, más crítico todavía, la ausencia de información completa en dibujos de ingeniería. Impulsados por las necesidades de la guerra, los británicos innovaron y estandarizaron continuando con

publicaciones de juegos de estándares en 1944 y en 1948 publicaron

“Dimensional Análisis of Engineering Design” (análisis dimensional del diseño de ingeniería). Este fue el primer estándar completo usando los conceptos básicos de dimensiones de posicionamiento actuales. En 1949, los militares de los EUA siguieron a los británicos con la primera publicación de dimensiones y tolerancias, conocida como MIL-STD-8. (Advanced Dimensional Management LLC, 2011) Las GDT el día de hoy. Como hemos visto las tolerancias vienen de la necesidad de la industria de tener un idioma en común entre los ingenieros, técnicos y demás personas involucradas en la fabricación de un producto. El sistema en sí de las GDT se describe en ciertas normas de dibujo como lo son:  ASME

Y14.5M-1994 Dimensioning and Tolerancing 2D

 ASME

Y14.41 –2003Digital Product Definition Data Practices 3DISO

 Norma

UNE 1121-1:1991

(Voehl Frank, 2007) Estas normas

establecen e implementan reglas en un campo especifico de un sector

económico, con el objeto de lograr la optimización en ese sector productivo y cumpliendo con los requisitos de calidad en sus procesos, de seguridad para el productor y el consumidor. (Pennella, 2002)

6


Importancia de las GDT. Con la evolución de las GDT vista podemos darnos cuenta de que las Tolerancias geométricas y dimensionales son de gran importancia y todo esto se refleja en términos funcionales así como económicos, lo que nos da como resultado “piezas intercambiables”. Llamaremos piezas intercambiables a las que pueden ser reemplazadas directamente, sin ningún ajuste posterior y sin que ello influya en el funcionamiento del mecanismo. La intercambiabilidad es de capital importancia para el usuario de una maquina, ya que posibilita el recambio rápido de la pieza a un costo relativamente bajo y con mano de obra corriente, en el peor de los casos deberá realizar la reparación un taller especializado pero se habrá evitado tener que remitir la maquina al fabricante, cosa prácticamente no viable, tratándose de elementos de importación o fuera de catalogo en el país de origen. El costo y la precisión son factores opuestos en la rentabilidad de una producción: a menor tolerancia, mayor costo de mecanizado. Resulta bien claro que elevar las exigencias de precisión, mas allá de lo que el proceso corriente de fabricación permite, hace complicar y encarecer innecesariamente la producción. Por lo tanto se debe poseer un claro concepto de la determinación de formas de piezas, emplear dimensiones nominales normalizadas, tolerancias de ejecución y rugosidad de superficies así como

también desarrollar métodos de medición y control de piezas que

garanticen los limites prescritos a través del cálculo. (Departamento de Ingeniería, 2007) Principales ventajas en los procesos de producción. La industria militar, automotriz y muchas otras más han estado usando DTG por más de 40 años, debido a una razón muy sencilla: REDUCE COSTOS. Algunas de las ventajas que proporcionan son: 

Mejora comunicaciones.

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

Mejora el diseño del producto. 7


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

Incrementa tolerancias para producción.

Hay dos maneras por las que las tolerancias se incrementan con el uso de DTG. Primero, bajo ciertas condiciones las DTG proporcionan tolerancias extras para la fabricación de las piezas, que permiten obtener ahorros en los costos de producción. Segundo, basado en el dimensionado funcional, las tolerancias se asignan a la pieza tomando en cuenta las más grandes para fabricarla y se elimina la posibilidad de que el diseñador copie tolerancias de otros planos o asigne tolerancias demasiado cerradas cuando no hay alguna referencia para determinar tolerancias funcionales. (Primitivo Reyes A., 2003)

CONCLUSIONES DE EQUIPO. Con todo lo anterior visto podemos llegar a la conclusión de lo importante que es para la industria el uso de las Tolerancias geométricas y dimensionales, y que gracias a esta implementación se ha podido unificar de manera internacional un lenguaje entre cliente, proveedor y planta. Esto da como resultado una gran serie de beneficios cuyo principal resultado es el ahorro de costos tanto para el fabricante como para el consumidor, y sin olvidar algo muy importante, la calidad que satisfaga las necesidades de cada uno. Todo esto se pudo lograr gracias a una normalización entre las organizaciones orientadas a la metrología y cuyos principales compromisos son: 1. Alcanzar los objetivos de un sistema de calidad. Esto para satisfacer las necesidades e intereses del proveedor, así como satisfacer las necesidades y expectativas del consumidor. 2. Satisfacer las expectativas de calidad del cliente. La satisfacción de las expectativas del cliente se logra cuando los requerimientos de calidad en el producto están libres de errores, ambigüedad, omisiones y todos los aspectos están claramente definidos. 3. Lograr una reducción en los costos de calidad. Cuando los requerimientos técnicos están claramente definidos, los proveedores de los productos y servicios puedes satisfacer correctamente los requerimientos establecidos. 8


(Pennella, 2002) Aplicando todo lo establecido por la normalización la industria ha podido tener un mejor desarrollo por medio de procesos más agiles, menos desperdicios, mayor calidad y sobre todo menos costos.

BIBLIOGRAFÍA. Carlos Gonzalez Gonzalez, R. Z. (2004). Metrología. México, D.F.: McGraw-Hill. Cecil Jensen, J. D. (2004). Dibujo y diseño en ingenieria (6ta ed.). Mc Graw Hill. Cogorno, G. R. (2006). Geometric dimensioning and tolerance for mechanical design (2da ed.). Mc Graw Hill. Pennella, C. R. (2002). Metrología Manual de implementación. Mexico, D.F.: LIMUSA. Voehl Frank, J. M. (2007). Guía Instrumental para pequeñas y mediana empresas. Mexico: McGraw Hill / Interamericana Editores, S. A. De C. V. Advanced Dimensional Management LLC. (2011). Advanced Dimensional Management LLC. Recuperado el 22 de Septiembre de 2011, de http://www.advanceddimensionalmanagement.com/gdt_justification.php Armando Sotelo, C. M. (2 de Septiembre de 2009). Monografias. Recuperado el 2011 de Septiembre de 21, de http://www.monografias.com/trabajos75/metrologia-avanzada-sistemagdt/metrologia-avanzada-sistema-gdt2.shtml Autodesk Inc. (2011). Glosario Autodesk Inc. Recuperado el 21 de Septiembre de 2011, de http://exchange.autodesk.com/autocadmechanical/plk/onlinehelp/AMECH_PP/2012/ESP/page s/WS1a9193826455f5ffa23ce210c87543115-1995.htm Departamento de Ingeniería. (10 de Abril de 2007). Facultad de ingenieria, Universidad de la republica de Uruguay. Recuperado el 22 de Septiembre de 2011, de http://www.fing.edu.uy/iimpi/academica/grado/elemmaq/teorico/Ajustes&Tolerancias9-4.pdf Primitivo Reyes A. (Junio de 2003). Tecnología, Innovación y Competitividad de clase mundial. Recuperado el 21 de Septiembre de 2011, de http://www.icicm.com/files/CurTolGeom.pdf Tolerancias Geométricas, curso para Ingenieros. (24 de Junio de 2008). Tolerancias Geométricas, curso para Ingenieros. Recuperado el 21 de Septiembre de 22, de 9


http://toleranciasgeometricas-rigo.blogspot.com/2008/06/estandares-dedimensionamiento.html An贸nimo. (27 de Enero de 2009). Busqueda en Google: Historia de las empresas. Recuperado el 22 de Septiembre de 2011, de http://historiadelasempresas29.blogspot.com/ An贸nimo. (29 de octubre de 2009). Busqueda Google, Dibujo T茅cnico. Recuperado el 22 de Septiembre de 2011, de http://quepasaenineansa.blogspot.com/2009/10/todo-sobre-dibujotecnico_29.html

10

Importancia de DTG  

Abarca la gran importancia de la implementacion de uso de las GDT en el ambito industrial

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you