Consejos y Mejores Prácticas en Metrología Industrial

En ambas normas existen 14 tolerancias geométricas. Las tolerancias geométricas controlan la forma, posición u orientación de los elementos a los que se aplican, pero no sus dimensiones, en otras palabras la tolerancia geométrica de un elemento es la zona de tolerancia dentro de la cual debe estar contenido dicho elemento.

Todas las tolerancias geométricas deben de evaluarse en estado libre a menos que se especifique lo contrario.
La evaluación debe ser realizada a 20°C o 68°F, si la pieza es colocada en algún dispositivo este no debe de deformar, maltratar o doblar la pieza.
 

La regla 1 de GD&T ASME Y14.5 controla la forma y el tamaño de cualquier característica. Una excepción de la regla es cuando la característica tiene asignado el símbolo de Independencia (letra I mayúscula encerrada en circulo), es decir, cuando la forma perfecta en máximas condiciones de material no es requerido se anexa el símbolo de independencia después de la dimensión y su tolerancia.

En ISO – 1101 la regla número 1 se le llama principio de envolvente (letra E mayúscula encerrada en un circulo). 
 

La tolerancia de perfil de superficie tiene cuatro tipos de evaluación además, no usa ningún modificador de material después de la zona de tolerancia en el marco de control.

1.- Bilateral
2.- Desigual
3.- Unilateral
4.- No uniforme

GD&T reconoce dos tipos de características de tamaño, las regulares e irregulares.

Las características regulares de tamaño son aquellas que tienen puntos opuestos, por ejemplo: diámetro externo y un diámetro interno.

Las características irregulares de tamaño no siempre tienen puntos opuestos.

¿Cómo se aplica el GD&T en una máquina de medir por coordenadas?

A ) Establecer los datos para determinar los orígenes de la pieza para X,Y y Z.
B ) Controlar el dato según se requiera como: planicidad, perpendicularidad, posición, etc.
C ) Localizar todas las características de la pieza relativas a los orígenes, es decir; respecto al marco de control o DRF ( Datum Reference Frame ) y agregar las tolerancias geométricas.

*Tan fácil como decir A,B y C

¿Cuántos tipos de zonas de tolerancia existen en GD&T?
Existen sólo tres y son llamadas: Ancho total, Diametral y Esférica

Normalmente son los elementos no relacionados (UAME)

• Una esfera interna o externa establecen un punto central y elimina tres grados de libertad de traslación.
• Un plano o un par de planos paralelos pueden establecer un plano central y elimina tres grados de libertad, dos rotacionales y uno de traslación.
• Un cilindro puede establecer un eje y este elimina cuatro grados de libertad, dos de rotación y dos de traslación.

Para ISO tolo lo relacionado a Tolerancias Geométricas está definido por un grupo de normas llamadas Estándar GPS, donde:

Dos ejemplos de la evaluación de circularidad o redondez:

ASME: El marco superior indica la evaluación de forma ( Circularidad ) en cualquier sección transversal del perno.

ISO: El marco de control inferior sería la misma situación sólo que aquí se define el método de evaluación y la cantidad de UPR que se usarán durante la medición.

Muchas veces nos preguntamos ¿cuál la cantidad necesaria de puntos para evaluar un elemento geométrico que utiliza una tolerancia geométrica?
Pueden ser 10, 100, 1000, etc…

Las reglas generales de GD&T dicen que:
A menos que se especifique lo contrario la tolerancia geométrica aplica a todo el ancho, largo y longitud del elemento geométrico relacionado por lo tanto una gran cantidad de puntos para su evaluación es preferible.

El marco de control utiliza máximo cinco casillas, las cuales se explican a continuación:

• Casilla 1: Se coloca el símbolo de las tolerancias geométricas.
• Casilla 2: Se indica el tipo y tamaño de la tolerancia, modificadores y valor de la proyección cuando sea necesario.
• Casilla 3: Dato primario
• Casilla 4: Dato secundario
• Casilla 5: Dato terciario

El marco de control nunca debe de tener más de cinco casillas ni menos de dos.
En los datos primarios se colocan cualquier letra del abecedario respetando las excepciones.
 

( Production Manufacturing Information )

Nos ayuda la creación de programas de medición más rápidamente, ya que el modelo matemático contiene toda la información del diseño como tolerancias geométricas, distancias, diámetros, etc

El Metrólogo deberá de definir los palpadores correctos así como las estrategias de medición y las áreas de seguridad, de igual manera la colocación correcta de la pieza en la máquina para medir por coordenadas y definir el PMI como un programa total o por operación según el proceso de producción.

Al menos cuarto normas ISO se están aplicando:

Significan indicadores de zonas de tolerancia.
Forman una zona rectangular de tolerancia respecto a los datos indicados.
Sólo aplican a ISO 1101, ya que en ASME Y14.5 se representa de diferente manera.
 

La norma GPS – ISO 14405 nos habla de los diferentes métodos de evaluación para usarse en tolerancias geométricas.
Esta misma simbología se usa directamente en Calypso cuando se define la medición con GD&T.

La dimensión sería 6 mm en un caso extremo .
Para ISO 8015 / ISO 14405 estaría correcta la simbología, pero para ASME Y14.5 no sería correcto.
Para ASME utilizaríamos el símbolo de Independencia.

Las tolerancias de tamaño son definidas, en ocasiones, por normas. Para el ejemplo mostrado se utiliza una de las normas del grupo GPS, la norma ISO 286.

Dependiendo si la característica a medir es interna o externa la norma menciona las tolerancias a utilizar, esta información también la ofrece nuestro software de medición ZEISS CALYPSO.

La norma GPS ISO 14405 – 1 habla del principio de envolvente
En el cual se puede asignar la evaluación de un círculo inscrito y de un circunscrito cuando utilizas la función de medición con 2 puntos en un diámetro.

Esta función reportará siempre el tamaño máximo y el tamaño mínimo.
 

Un Datum Target es un punto de referencia con coordenadas nominales X , Y y Z.
Se utilizan para establecer sistemas de referencia en ISO y ASME en piezas de chapa, piezas plásticas o de fundición por gravedad y algunas veces de fundición a presión.
Se utilizan también para definir la relación entre las primeras operaciones de un proceso de maquinado contra la fundición.

Dentro de la norma ISO 1101 es posible agregar auxiliares para la interpretación y evaluación de tolerancias geométricas.
Aquí se muestran dos auxiliares para la evaluación de los paralelismos indicados con relación a los datos mostrados.

El símbolo del lado izquierdo significa todo alrededor de un lado de la línea de partición en piezas fundidas o plásticas.

El símbolo del lado derecho significa por un lado de la línea de partición.

Estos símbolos no vienen directamente en la norma ASME Y 14.5 sino en la norma
ASME Y14.8

Son muy utilizados en productos de función a presión, gravedad o inyección de plásticos

Algunas reglas fundamentales que debes conocer para interpretar las tolerancias geométricas entre ISO y ASME son las siguientes.

Cuando se tiene que evaluar alguna superficie de forma o de orientación, pero esta se encuentra seccionada por motivos de diseño; se debe de aplicar alguna de estas tolerancias geométricas (imagen 1). Se hace la indicación dentro del marco de control con las letras mayúsculas CZ (Zona Común) indicando que aunque existan espacios es la misma zona donde se deberá de aplicar el control.

La tolerancia de posición esférica tanto en ISO como en ASME involucra tres valores de coordenadas nominales
¿Cuál es el valor de la coordenada que depende del Dato C?

El modificador de MMC es útil para representar aumento en la tolerancia siempre y cuando el diseño lo indique , así tenemos la perpendicularidad , el paralelismo y la angularidad.

Los elementos geométricos básicos son tan indispensables, tanto para poder definir referencias para determinar orígenes y comenzar el análisis de las piezas y su medición.

El cono controla 5 grados de libertad naturalmente.

La tolerancia geométrica de posición es de las más usadas en la industria.
Este calculo lo realiza cualquier equipo de medición de coordenadas de forma automática pero es necesario que se conozca la metodología de calculo de esta tolerancia.

Se utiliza normalmente el teorema de Pitágoras donde las variables a y b es el resultado del desvió entre la nominal y real de cada coordenada.
Una vez que se tiene el resultado final de esta ecuación , esté deberá ser multiplicado por dos por ser diametral la tolerancia de posición.

Los marcos de control tienen tres zonas de tolerancia principal.
La tolerancia de ancho total o rectangular, la zona diametral y la zona esférica.

Estas zonas nos determinan el tamaño de la tolerancia en el marco de control ya sea en ISO o en ASME.

La norma ISO 14405 habla de los límites de tamaño y simbología especial que debe de usarse en los dibujos acotados bajo el primer cuadrante o normas ISO.