Dimensionamiento y tolerancia geométricos
Ejemplo de dimensionamiento y tolerancia geométricos Tolerancia y dimensionamiento geométrico (GDamp;T) es un sistema para definir y comunicar tolerancias de ingeniería. Utiliza un lenguaje simbólico en dibujos de ingeniería y modelos sólidos tridimensionales generados por computadora que describen explícitamente la geometría nominal y su variación permitida. Le dice al personal de fabricación y a las máquinas qué grado de exactitud y precisión se necesita en cada característica controlada de la pieza. GDamp;T se utiliza para definir la geometría nominal (teóricamente perfecta) de piezas y ensamblajes, para definir la variación permitida en la forma y el tamaño posible de características individuales, y para definir la variación permitida entre características.
- Las especificaciones de dimensionamiento definen la geometría nominal, según el modelo o según lo previsto. Un ejemplo es una dimensión básica.
- Las especificaciones de tolerancia definen la variación permitida para la forma y posiblemente el tamaño de las características individuales, y la variación permitida en la orientación y ubicación entre las características. Dos ejemplos son las dimensiones lineales y los marcos de control de características que utilizan una referencia de referencia (ambos se muestran a continuación).
Hay varios estándares disponibles en todo el mundo que describen los símbolos y definen las reglas utilizadas en GDamp;T. Uno de esos estándares es la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME) Y14.5. Este artículo se basa en ese estándar, pero otros estándares, como los de la Organización Internacional de Normalización (ISO), pueden variar ligeramente. El estándar Y14.5 tiene la ventaja de proporcionar un conjunto bastante completo de estándares para GDamp;T en un solo documento. Las normas ISO, en comparación, generalmente solo abordan un solo tema a la vez. Hay estándares separados que proporcionan los detalles de cada uno de los principales símbolos y temas a continuación (por ejemplo, posición, planitud, perfil, etc.).
- 1 Origen
- 2 Filosofía de dimensionamiento y tolerancia
- 3 símbolos
- 3.1 Datums y referencias de datum
- 3.2 Certificación GDamp;T
- 4 Intercambio de datos
- 5 Documentos y normas
- 5.1 Documentación técnica del producto ISO TC 10
- 5.2 ISO / TC 213 Especificaciones y verificación de productos dimensionales y geométricos
- 5.3 Normas ASME
- 5.4 Estándares de GDamp;T para el intercambio e integración de datos
- 6 Véase también
- 7 referencias
- 8 Lecturas adicionales
- 9 Enlaces externos
Origen
El origen de GDamp;T se le atribuye a Stanley Parker, quien desarrolló el concepto de "posición real". Si bien se sabe poco sobre la vida de Parker, se sabe que trabajó en la Royal Torpedo Factory en Alexandria, West Dunbartonshire, Escocia. Su trabajo aumentó la producción de armas navales por parte de nuevos contratistas.
En 1940, Parker publicó Notes on Design and Inspection of Mass Production Engineering Work, el primer trabajo sobre dimensionamiento y tolerancia geométricos. En 1956, Parker publicó Drawings and Dimensions, que se convirtió en la referencia básica en el campo.
Filosofía de dimensionamiento y tolerancia
De acuerdo con el estándar ASME Y14.5-2009, el propósito de GDamp;T es describir la intención de ingeniería de piezas y ensamblajes. El marco de referencia de referencia puede describir cómo encaja o funciona la pieza. GDamp;T puede definir con mayor precisión los requisitos dimensionales de una pieza, lo que permite más de un 50% más de zona de tolerancia que el dimensionamiento coordinado (o lineal) en algunos casos. La aplicación adecuada de GDamp;T garantizará que la pieza definida en el dibujo tenga la forma, ajuste (dentro de los límites) y función deseados con las mayores tolerancias posibles. GDamp;T puede agregar calidad y reducir costos al mismo tiempo a través de la productividad.
Hay algunas reglas fundamentales que deben aplicarse (se pueden encontrar en la página 7 de la edición de 2009 de la norma):
- Todas las dimensiones deben tener una tolerancia. Cada característica de cada pieza fabricada está sujeta a variación, por lo tanto, se deben especificar los límites de variación permitida. Las tolerancias positivas y negativas se pueden aplicar directamente a las dimensiones o se pueden aplicar desde un bloque de tolerancia general o una nota general. Para las cotas básicas, las tolerancias geométricas se aplican indirectamente en un marco de control de características relacionado. Las únicas excepciones son para las dimensiones marcadas como mínimo, máximo, stock o referencia.
- Las dimensiones definen la geometría nominal y la variación permitida. No se permite la medición y escalado del dibujo excepto en ciertos casos.
- Los dibujos de ingeniería definen los requisitos de las piezas terminadas (completas). Todas las dimensiones y tolerancias requeridas para definir la pieza terminada se mostrarán en el dibujo. Si las dimensiones adicionales serían útiles, pero no son necesarias, se pueden marcar como referencia.
- Las dimensiones deben aplicarse a las características y organizarse de tal manera que representen la función de las características. Además, las dimensiones no deben estar sujetas a más de una interpretación.
- Deben evitarse las descripciones de los métodos de fabricación. La geometría debe describirse sin definir explícitamente el método de fabricación.
- Si se requieren ciertos tamaños durante la fabricación pero no se requieren en la geometría final (debido a contracción u otras causas), deben marcarse como no obligatorios.
- Todas las dimensiones y tolerancias deben disponerse para una máxima legibilidad y deben aplicarse a las líneas visibles en perfiles reales.
- Cuando la geometría se controla normalmente por tamaños de calibre o por código (por ejemplo, materiales de stock), la (s) dimensión (es) se incluirán con el calibre o número de código entre paréntesis después o debajo de la dimensión.
- Se asumen ángulos de 90 ° cuando las líneas (incluidas las líneas centrales) se muestran en ángulos rectos, pero no se muestra explícitamente ninguna dimensión angular. (Esto también se aplica a otros ángulos ortogonales de 0 °, 180 °, 270 °, etc.)
- Las dimensiones y tolerancias son válidas a 20 ° C (68 ° F) y 101,3 kPa (14,69 psi) a menos que se indique lo contrario.
- A menos que se indique explícitamente, todas las dimensiones y tolerancias solo son válidas cuando el artículo está en estado libre.
- Las dimensiones y tolerancias se aplican a la longitud, el ancho y la profundidad de una característica, incluida la variación de forma.
- Las dimensiones y tolerancias solo se aplican al nivel del dibujo donde se especifican. No es obligatorio que se apliquen a otros niveles de dibujo, a menos que las especificaciones se repitan en los dibujos de nivel superior.
(Nota: Las reglas anteriores no son las reglas exactas establecidas en el estándar ASME Y14.5-2009).
Simbolos
Tolerancias: El tipo de tolerancias utilizadas con símbolos en los marcos de control de características puede ser 1) bilateral igual 2) bilateral desigual 3) unilateral 4) sin distribución particular (una zona "flotante")
Las tolerancias para los símbolos de perfil son iguales bilaterales a menos que se especifique lo contrario, y para los símbolos de posición las tolerancias son siempre iguales bilaterales. Por ejemplo, la posición de un agujero tiene una tolerancia de 0,020 pulgadas. Esto significa que el agujero puede moverse ±.010 pulgadas, que es una tolerancia bilateral igual. No significa que el agujero pueda moverse +.015 / -. 005 pulgadas, que es una tolerancia bilateral desigual. Las tolerancias desiguales bilaterales y unilaterales para el perfil se especifican agregando más información para mostrar claramente que esto es lo que se requiere.
| Tipo de control | Características geométricas | Símbolo | Carácter Unicode | Característica relevante | Condición virtual afectada | Datos de referencias | Modificado por | Afectado por | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Superficie | De tamaño | Ⓜ | Ⓢ | Prima | Cambio | ||||||
| Formulario | Rectitud |  | | sí | sí | De tamaño | No | De tamaño | No | Ⓜ | No |
| Formulario | Llanura |  | | sí | No | No | No | No | No | No | No |
| Formulario | Circularidad |  | | sí | No | No | No | No | No | No | No |
| Formulario | Cilindricidad |  | | sí | No | No | No | No | No | No | No |
| Perfil | Perfil de una línea |  | | sí | No | No | sí | No | No | No | Datum, Ⓜ |
| Perfil | Perfil de una superficie |  | | sí | No | No | sí | No | No | No | Datum, Ⓜ |
| Orientación | Perpendicularidad |  | | sí | sí | De tamaño | sí | De tamaño | No | Ⓜ | Datum, Ⓜ |
| Orientación | Angularidad |  | | sí | sí | De tamaño | sí | De tamaño | No | Ⓜ | Datum, Ⓜ |
| Orientación | Paralelismo |  | | sí | sí | De tamaño | sí | De tamaño | No | Ⓜ | Datum, Ⓜ |
| Localización | Simetría |  | | No | sí | sí | sí | No | No | No | No |
| Localización | Posición |  | | No | sí | sí | sí | sí | sí | Ⓜ | Datum, Ⓜ |
| Localización | Concentricidad |  | | No | sí | sí | sí | No | No | No | No |
| Sin | Descentramiento circular |  | | sí | sí | De tamaño | sí | No | No | No | No |
| Sin | Agotamiento total |  | | sí | sí | De tamaño | sí | No | No | No | No |
| Símbolo | Carácter Unicode | Modificador | Notas |
|---|---|---|---|
 | Estado libre | Se aplica solo cuando la pieza está restringida de otra manera | |
 | Condición de material mínimo (LMC) | Útil para mantener un espesor de pared mínimo | |
 | Condición máxima del material (MMC) | Proporciona tolerancia adicional solo para una característica de tamaño | |
 | Zona de tolerancia proyectada | Útil en orificios roscados para espárragos largos | |
 | Independientemente del tamaño de la función (RFS) | No forma parte de la versión de 1994. Ver párr. A5, viñeta 3. También párr. D3. Además, la Figura 3-8. | |
 | Plano de la tangente | Útil para interfaces donde no se requiere formulario | |
 | Característica continua | Identifica un grupo de entidades que deben tratarse geométricamente como una única entidad. | |
 | Tolerancia estadística | Aparece en la versión de 1994 de la norma, asume un control de proceso estadístico apropiado. | |
 | Bilateral desigual | Se agregó en la versión 2009 del estándar y se refiere a la distribución desigual del perfil. El número después de este símbolo indica tolerancia en la dirección "más material". |
Datums y referencias de datum
Más información: referencia de datumUn dato es un plano, línea, punto o eje ideal virtual. Una característica de referencia es una característica física de una pieza identificada por un símbolo de característica de referencia y el triángulo de característica de referencia correspondiente, por ejemplo,
A continuación, se hace referencia a estos mediante una o más "referencias de referencia" que indican las mediciones que deben realizarse con respecto a la característica de referencia correspondiente.
Certificación GDamp;T
La Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME) proporciona dos niveles de certificación:
- Tecnólogo GDTP, que proporciona una evaluación de la capacidad de una persona para comprender dibujos que se han preparado utilizando el lenguaje de dimensionamiento y tolerancia geométricos.
- Senior GDTP, que proporciona la medida adicional de la capacidad de un individuo para seleccionar los controles geométricos adecuados, así como para aplicarlos correctamente a los dibujos.
El intercambio de datos
El intercambio de información de tolerancia y dimensionamiento geométrico (GDamp;T) entre sistemas CAD está disponible en diferentes niveles de fidelidad para diferentes propósitos:
- En los primeros días de CAD, las líneas, los textos y los símbolos de solo intercambio se escribían en el archivo de intercambio. Un sistema de recepción podría mostrarlos en la pantalla o imprimirlos, pero solo un humano podría interpretarlos.
- Presentación de GDamp;T: en un nivel superior siguiente, la información de presentación se mejora agrupándolas en llamadas para un propósito particular, por ejemplo, una llamada de función de referencia y un marco de referencia de referencia. Y también está la información de cuáles de las curvas del archivo son curvas de líder, proyección o dimensión y cuáles se utilizan para formar la forma de un producto.
- Representación de GDamp;T: a diferencia de la presentación de GDamp;T, la representación de GDamp;T no se ocupa de cómo se presenta la información al usuario, sino que solo se ocupa de qué elemento de la forma de un producto tiene qué característica de GDamp;T. Un sistema que admita la representación de GDamp;T puede mostrar información de GDamp;T en algún árbol y otros cuadros de diálogo y permitir al usuario seleccionar y resaltar directamente la característica correspondiente en la forma del producto, 2D y 3D.
- Idealmente, tanto la presentación como la representación de GDamp;T están disponibles en el archivo de intercambio y están asociadas entre sí. Luego, un sistema de recepción puede permitir que un usuario seleccione una llamada de GDamp;T y obtenga la función correspondiente resaltada en la forma del producto.
- Una mejora de la representación de GDamp;T es definir un lenguaje formal para GDamp;T (similar a un lenguaje de programación) que también tiene reglas y restricciones integradas para el uso adecuado de GDamp;T. Esta sigue siendo un área de investigación (ver más abajo la referencia a McCaleb e ISO 10303-1666).
- Validación de GDamp;T: Basado en los datos de representación de GDamp;T (pero no en la presentación de GDamp;T) y la forma de un producto en algún formato útil (por ejemplo, una representación de límites ), es posible validar la integridad y consistencia de la información de GDamp;T. La herramienta de software FBTol de la planta de Kansas City es probablemente la primera en esta área.
- La información de representación de GDamp;T también se puede utilizar para la planificación de fabricación asistida por software y el cálculo de costos de piezas. Consulte las normas ISO 10303-224 y 238 a continuación.
Documentos y normas
Documentación técnica del producto ISO TC 10
- Dibujos técnicos ISO 129 - Indicación de dimensiones y tolerancias
- Símbolos ISO 7083 para tolerancias geométricas: proporciones y dimensiones
- ISO 13715 Dibujos técnicos - Bordes de forma indefinida - Vocabulario e indicaciones
- ISO 15786 Representación y dimensionamiento simplificado de orificios
- ISO 16792: 2015 Documentación técnica del producto: prácticas de datos de definición de productos digitales (Nota: ISO 16792: 2006 se derivó de ASME Y14.41-2003 con permiso de ASME)
ISO / TC 213 Especificaciones y verificación de productos dimensionales y geométricos
En ISO / TR 14638 GPS - Masterplan se hace la distinción entre estándares GPS fundamentales, globales, generales y complementarios.
- Estándares fundamentales de GPS
- ISO 8015 Conceptos, principios y reglas
- Estándares globales de GPS
- ISO 14660-1 Características geométricas
- ISO / TS 17, orientación y ubicación
- ISO 1101 Tolerancia geométrica - Tolerancias de forma, orientación, ubicación y excentricidad
- Enmienda 1 Representación de especificaciones en forma de modelo 3D
- Serie ISO 1119 de conos cónicos y ángulos de conicidad
- ISO 2692 Tolerancia geométrica: requisito máximo de material (MMR), requisito mínimo de material (LMR) y requisito de reciprocidad (RPR)
- Dimensionamiento y tolerancia ISO 3040 - Conos
- ISO 5458 Tolerancia geométrica - Tolerancia posicional
- ISO 5459 Tolerancia geométrica - Datums y sistemas de datum
- ISO 10578 Tolerancia de orientación y ubicación - Zona de tolerancia proyectada
- ISO 10579 Dimensionamiento y tolerancia: piezas no rígidas
- Extracción ISO 14406
- Características ISO 22432 utilizadas en la especificación y verificación
- Estándares generales de GPS: textura de superficie de área y perfil
- ISO 1302 Indicación de la textura de la superficie en la documentación técnica del producto.
- ISO 3274 Textura de la superficie: método del perfil - Características nominales de los instrumentos de contacto (lápiz óptico)
- ISO 4287 Textura de superficie: método de perfil - Términos, definiciones y parámetros de textura de superficie
- ISO 4288 Textura de la superficie: método del perfil - Reglas y procedimientos para la evaluación de la textura de la superficie
- ISO 8785 Imperfecciones superficiales: términos, definiciones y parámetros
- Forma de una superficie independiente de un datum o sistema de datum. Cada uno de ellos tiene una parte 1 para el vocabulario y parámetros y una parte 2 para los operadores de especificación:
- Cilindricidad ISO 12180
- Redondez ISO 12181
- ISO 12780 rectitud
- ISO 12781 Planitud
- ISO 25178 Textura de la superficie: Areal
- Estándares generales de GPS: técnicas de extracción y filtración
- Filtración ISO / TS 1661
- ISO 11562 Textura de la superficie: método del perfil - Características metrológicas de los filtros de fase correcta
- ISO 12085 Textura de superficie: método de perfil - Parámetros de motivo
- Método de perfil ISO 13565 ; Superficies con propiedades funcionales estratificadas.
Estándares ASME
- Prácticas de datos de definición de productos digitales ASME Y14.41
- Dimensionamiento y tolerancia ASME Y14.5
- ASME Y14.5.1M Definición matemática de principios de dimensionamiento y tolerancia
ASME también está trabajando en una traducción al español de la norma ASME Y14.5 - Dimensioning and Tolerancing Standard.
Estándares de GDamp;T para el intercambio e integración de datos
- ISO 10303 Sistemas e integración de automatización industrial - Representación e intercambio de datos de productos
- ISO 10303-47 Recurso genérico integrado: Tolerancias de variación de forma
- Módulo de aplicación ISO / TS 10303-1130: elemento de forma derivada
- Módulo de aplicación ISO / TS 10303-1050: Tolerancia de dimensión
- Módulo de aplicación ISO / TS 10303-1051 : Tolerancia geométrica
- Módulo de aplicación ISO / TS 10303-1052: tolerancia predeterminada
- Módulo de aplicación ISO / TS 10303-1666: tolerancia geométrica ampliada
- Protocolo de aplicación ISO 10303-203: Diseño 3D controlado por configuración de piezas mecánicas y conjuntos
- Protocolo de aplicación ISO 10303-210: Ensamblaje electrónico, interconexión y diseño de empaque
- Protocolo de aplicación ISO 10303-214: datos básicos para procesos de diseño mecánico automotriz
- Protocolo de aplicación ISO 10303-224: Definición de producto mecánico para la planificación de procesos utilizando funciones de mecanizado
- Protocolo de aplicación ISO 10303-238: Modelo interpretado por aplicación para controladores numéricos computarizados (STEP-NC)
- Protocolo de aplicación ISO 10303-242: Ingeniería 3D basada en modelos gestionados
Ver también
Referencias
Otras lecturas
- McCaleb, Michael R. (1999). "Un modelo de datos conceptual de sistemas de datos" (PDF). Revista de Investigación del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología. 104 (4): 349–400. doi : 10.6028 / jres.104.024. Archivado desde el original (PDF) el 18 de octubre de 2011. Consultado el 13 de septiembre de 2011.
- Henzold, Georg (2006). Dimensionamiento geométrico y tolerancia para diseño, fabricación e inspección (2ª ed.). Oxford, Reino Unido: Elsevier. ISBN 978-0750667388.
- Srinivasan, Vijay (2008). "Estandarización de la especificación, verificación e intercambio de la geometría del producto: Investigación, estado y tendencias". Diseño asistido por computadora. 40 (7): 738–49. doi : 10.1016 / j.cad.2007.06.006.
- Drake, Jr., Paul J. (1999). Manual de dimensionamiento y tolerancia. Nueva York: McGraw-Hill. ISBN 978-0070181311.
- Neumann, Scott; Neumann, Al (2009). GeoTol Pro: Guía práctica de tolerancia geométrica según ASME Y14.5-2009. Dearborn, MI: Sociedad de ingenieros de fabricación. ISBN 978-0-87263-865-5.
- Zarza, Kelly L. (2009). Los límites geométricos II, Guía Práctica de interpretación y aplicación ASME Y14.5-2009,. Ingenieros Edge.
- Wilson, Bruce A. (2005). Diseño de dimensionamiento y tolerancia. Estados Unidos: Goodheart-Wilcox. pag. 275. ISBN 978-1-59070-328-1.
enlaces externos
 | Wikimedia Commons tiene medios relacionados con el dimensionamiento geométrico y tolerancias. |
- Tolerancias generales para dimensiones lineales y angulares según ISO 2768
- Que es GDamp;T
- La importancia de GDamp;T
- Glosario de términos y definiciones de GDamp;T
- GDT: Introducción
- Certificación ASME
- Cambios y adiciones a ASME Y14.5M
- Proyecto de prueba de conformidad y validación de NIST MBE PMI Prueba las implementaciones de GDamp;T en software CAD
- Analizador y visor de archivos STEP : analice GDamp;T en un archivo STEP
