1 Curso de Tolerancias Geométricas (GD&T-2)DaimlerChrysler de México S.A. de C.V. Laboratorio Dimensional y Funcional Preparado por: P. Linares / E. Vega Noviembre de 2003

2 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )INTRODUCCION Como todos sabemos el GD&T está formado por 14 símbolos básicos, que nos ayudan a controlar partes hechas de diferentes materiales, así como también maneja otro tipo de símbolos auxiliares que hacen que el control dimensional sea más exacto y entendible. En este curso vamos a aplicar ampliamente el uso de algunos símbolos, de manera de que el diseñador tenga un panorama amplio y claro de como se puede controlar un diseño tanto de manera individual como compuesta, es decir, vamos a proporcionar tolerancias a una parte, la cual formará parte de un ensamble con otra, y así sucesivamente, y como el diseñador debe mantener una secuencia lógica de control dimensional que garantice ensambles correctos, optimizando al máximo sus tolerancias con alto nivel de calidad en cada uno de ellos. Ustedes se pueden preguntar: ¿Cómo se puede lograr esto?

3 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )El diseñador actual debe saber, conocer y manejar los elementos necesarios (GD&T,AMEF, Diseño de experimentos, etc.), para realizar un diseño con alto grado de seguridad y calidad, por lo que en cada diseño deberá tomar en cuenta todos los factores que lo afecten, tomando todas las consideraciones necesarias, por mínimas que éstas sean, como son: tipo de material a usar, condiciones mecánicas (funcionalidad de la parte). Proceso de fabricación (Fundición, maquinado, estampado, troquelado, extruido, hidroformado, inyectado, etc.), y los que no son tan obvios como los llamados fasteners, para los cuales es muy determinante su longitud a utilizar, tipo de cuerda, torque a soportar, etc. Como los ejemplos anteriores podemos seguir enumerando todavía muchos más, pero la finalidad de dichos ejemplos es hacer hincapié , que para lograr un diseño con seguridad, calidad y economía, se deben analizar todos los elementos que van a formar parte de un diseño, y que dimensionalmente todos ellos deben estar localizados en su lugar exacto, tomando en cuenta sus tolerancias individuales, de manera que su proceso de fabricación y ensamble sea factible.

4 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Este curso únicamente se va a enfocar, como ya se mencionó al análisis de tolerancias geométricas (GD&T), y cuyo objetivo principal es proporcionar las técnicas para el uso de símbolos del GD&T, y la manera de relacionarlos adecuadamente con el fin de lograr el control dimensional del diseño de una parte y su ensamble con otras. Veamos a continuación algunos ejemplos que nos ilustrarán aún mas sobre las consecuencias, de no utilizar una correcta comunicación y control dimensional: En la siguiente figura vemos la manera “antigua” de acotar, informar, comunicar, sobre la dimensión de una puerta de un vehículo:

5 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Manera “Antigua”

6 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )¿ Que es lo que queremos informar, comunicar? ¿ +/- 2,0 mm de tolerancia a partir del lado derecho de la portezuela ? ¿ +/- 2,0 mm de tolerancia a partir del lado izquierdo de la portezuela ? ¿ +/- 1,0 mm de tolerancia repartida a cada lado ? En conclusión no sabemos a donde ni como se aplica la tolerancia y a partir de donde es tomada la dimensión en el dibujo de la puerta. Ahora veamos en la siguiente figura donde se muestra la misma puerta, utilizando una correcta información y comunicación como se acota dicha puerta:

7 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Manera Estandarizada A la puerta le es asignada una nomenclatura, siguiendo ciertos estándares.

8 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Y así es su interpretación de acuerdo a lo que indican dichos estándares:

9 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Ahora veamos como se comportaba en el auto a la hora de ensamblarse: Manera Antigua

10 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Antes las portezuelas se ajustaban colocando un polín de madera u otro material, lo que provocaba entre otras cosas: aflojamiento de bisagras, desenrases, gap disparejo, pasos de agua, rechinidos etc. Polín de Madera

11 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Ahora veamos como se realiza actualmente el ensamble de portezuelas, siguiendo la construcción neta, de la que hablaremos más adelante:

12 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )OBJETIVOS DEL CURSO GD&T-2: Al finalizar el curso, el participante: a) Comprenderá las diferencias entre datos, características dato y datos target. b) Determinará la diferencia y relación entre los datos y los PLP’s. c) Tendrá las bases para construir esquemas geométricos, que tengan buena repetibilidad y reproducibilidad,en el diseño de sus partes. d) Conocerá todos los símbolos del GD&T, de manera de poder especificar correctamente sus diseños.

13 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )e) Conocerá la construcción neta, la libre de esfuerzos, e identificará las ventajas que ofrecen para un buen control dimensional. f) Conocerá la llamada condición virtual y para que sirve en el cálculo de tolerancias. g) Tendrá la habilidad y los conocimientos, para calcular las tolerancias de ensmble de dos ó mas partes.

14 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )DATOS, CARACTERÍSTICAS DATO Y DATOS TARGET. Los símbolos auxiliares principales, con los que vamos a empezar a controlar una parte son los que van a representar los datos, características dato y los datos target, por lo que vamos a recordar que significan cada uno de ellos, como se simbolizan, así como su utilización en un diseño. Dato.- Es un punto, línea, eje ó plano teórico exacto, derivado de la geometría verdadera de la contraparte de una característica dato especificada. Característica Dato.- Es una característica real de la parte (punto, línea, eje ó plano) y es utilizada para establecer un dato. Su indicador se muestra en la siguiente figura:

15 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Nota: No hay diferencia en el significado del triángulo lleno ó vacío. Un punto, línea, eje ó plano es usado para establecer datos y son identificados por una letra mayúscula colocada dentro del indicador. Se recomienda no utilizar las letras I , O , Q y X , porque pueden ser mal interpretadas.

16 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Ejemplos del uso de Características Dato

17 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Datum target.- Cuando una superficie no es usada totalmente como referencia, y es utilizada en ciertas áreas con características especiales, debido al tipo de forma y acabado de las superficie que las contiene, éstas porciones se llaman datum targets. El datum target puede estar contenido por un punto, superficie plana regular ó irregular ( con forma cuadrada o circular ), cuando es por un punto se representa con una cruz, y cuando es por una superficie regular o irregular se representa por las secciones. Formas de representar Datum Targets

18 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )El datum target debido a que representa una porción de la superficie donde es colocado, requiere de coordenadas de localización, y es identificado por un indicador circular (ver figura), esta identificación se realiza utilizando las letras mayúsculas del alfabeto, y de acuerdo al número de targets utilizados en un mismo datum de “X” parte la misma letra es usada, seguida de un número consecutivo. Tipo y tamaño de su superficie parcial. Identificación Flecha indicadora del punto, superficie parcial donde se localiza

19 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )

20 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )A continuación veremos varios ejemplos de la utilización de los targets:

21 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Vista Superior

22 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Vista Lateral

23 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )PRINCIPAL LOCATION POINTS ( PLP’s ) Así como existen los datos, características dato y los datos target, los cuales son utilizados única y exclusivamente para control dimensional, existen también los PLP’s ( Principal Location Points ), puntos principales de localización, y son utilizados exclusivamente en procesos de manufactura. Pero… ¿ Qué es un PLP ? Un PLP es un bloque diseñado en tres dimensiones, dicho bloque es un triedro donde se intersectan tres planos, determinando un punto llamado “S”, tal como se muestra en la siguiente figura:

24 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )PLP: El PLP está formado por dos tipos de bloques: Bloque “L” y Bloque “NC”, los cuales están instalados con dos espaciadores de 4 mm de espesor, el espaciador contiguo al Bloque “L” deberá ser removible para probable ajuste ( sellados con soldadura después de su certificación ), el espaciador contiguo al Bloque “NC” debe estar libre de soldadura. Esto se puede observar en la siguiente figura:

25 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )El master de referencia del PLP es el punto “S”, y debe estar situado en un punto claro de fácil observación en el dispositivo de ensamble. Esto debe ser hecho por medio de una CMM, su tolerancia de localización está en  0,05 y su superficie de contacto debe tener un perfil de 0,26 .

26 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )RELACION DE LOS DATOS, CARACTERÍSTICAS DATO Y LOS DATOS TARGET CON LOS PLP’S. Cuando se diseña una parte, normalmente el diseñador va proporcionándole al dibujo la información necesaria, según sea el caso, principalmente en su control dimensional (GD&T), colocándole sus datos, características dato, datos target etc. y si la parte diseñada de acuerdo al proceso para la cual fué creada requiere PLP’s, entoces dichos PLP’s se recomienda coincidan con los datums principales, que van a estar formando el o los esquemas geométricos principales ( Regla 3,2,1), ya que de esta manera vamos a darle una secuencia lógica de control dimensional a todos y cada uno de nuestros componentes que van a formar nuestros ensambles dando por resultado una buena repetibilidad y reproducibilidad; Algunas veces por el requerimiento propio del diseño, y del proceso de manufactura, no es posible que se cumpla dicha recomendación, pero esto sucede rara vez, y en estos casos el diseñador deberá buscar por otro camino un buen control dimensional.

27 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )REPETIBILIDAD Y REPRODUCIBILIDAD. Cuando en un estudio R & R ( Repetibilidad y Reproducibilidad ), los resultados nos arrojan límites fuera de lo especificado, probablemente suceda lo siguiente: - No se logró un buen esquema geométrico ( Regla 3,2,1). - No se dió prioridad correcta a los objetivos más importantes, ya que desde el diseño no se determinaron correctamente las características dato. - Los subensambles no están libres de esfuerzos ( los planos deslizantes no están colocados en las áreas correctas). - Los subensambles no están dentro de tolerancias.

28 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )- Faltan mas puntos de apoyo referencia ( PLP’s secundarios), que nos provocan movimientos y distorsiones en el momento de la manufactura (proceso de ensamble, maquinado, soldadura etc.) Aplicándonos principalmente en cada uno de los puntos arriba mencionados, lograremos una construcción libre de esfuerzos, obteniendo calidad dimensional en la correcta utilización de las características dato y PLP’s.

29 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )RESTRICCIONES ANGULARES EN PLANOS DATO Y EN ALINEACIONES DE BARRENO A SLOT. Relación angular permitida entre planos dato máxima permitida 30°, pero preferentemente utilizar 15° o menos.

30 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Línea central del slot, alineado con barreno en su centro, la mejor condición.

31 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Línea central del slot, desplazado de la línea central del barreno-slot máximo 30°, pero preferentemente utilizar 15° o menos, mayor a 30° la repetibilidad decrece proporcionalmente.

32 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Cuando la línea central del slot es desplazado de la línea central del barreno-slot y es más grande de 30°, rotar el slot de manera de alinearlo con la línea central, quedando barreno-slot.

33 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )CONSTRUCCIÓN NETA Y CONSTRUCCIÓN LIBRE DE ESFUERZOS. Son dos importantes conceptos, que son usados en el proceso de control dimensional. La construcción neta es un concepto clave en alcanzar la calidad dimensional, la definición de construcción neta es: “Las partes colocadas en el espacio, permanecen allí después del ensamble. Las partes pueden ser colocadas en el espacio por el herramental, con otras partes o por una combinación de ambas. La definición de “neta”: NETA: Adjetivo;Final, totalmente conclusivo, fin del resultado o resultado final.

34 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Una verdadera construcción neta, coloca partes en su correcta localización en el espacio, y ellas permanecen allí, en la práctica la parte aún no está perfectamente localizada, hay siempre una pequeña variación, la construcción neta en teoría coloca partes tan cerca del nominal tanto como sea posible para lograrlo. Algunos bien conocidos ejemplos de la construcción neta incluyen al FIERO, concepto de fresar y perforar, formar y taladrar, en baño de soldadura MIG de las bisagras de la puertas. Todos estos conceptos localizan partes en el espacio, con las partes esperando allí para después ser ensambladas. En el ejemplo del FIERO, almohadillas (pads) especiales fueron fresadas para una localización nominal, y los agujeros fueron barrenados a una localización nominal, paneles exteriores fueron localizados y unidos a los pads fresados y barrenados. Los paneles exteriores son así localizados en forma neta a una superficie de localización y barreno de localización barrenado nominalmente.

35 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )El concepto de “ formar y taladrar ” usado sobre varios vehículos, reforma una superficie (generalmente una pestaña o ceja), y hacen un barreno (taladrar) al nominal después de ensamblar varias partes. Con las típicas condiciones de ensamblar hojas de metal y variaciones de partes no está a diseño nominal. La operación de formar y taladrar, re-forma la parte, moviendo las características hacia el nominal. Esa característica de formar y taladrar es consecuentemente usada para localizar otras partes. El concepto de baño de soldadura MIG, de uso en autos y camiones para ensamblar bisagras, el ensamble de la puerta es mantenido en un dispositivo, y la mitad de la bisagra de la puerta es colocada en localización nominal en el espacio con el mismo dispositivo, hay un claro de diseño entre la puerta y la bisagra para garantizar que las localizaciones de las bisagras y la puerta no cambien debido a la interferencia, este claro entre la puerta y la bisagra es llenado con soldadura MIG, mientras las dos partes son mantenidas en el dispositivo.

36 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )La misma operación es llevada a cabo sobre el pilar de bisagra y la mitad opuesta a la bisagra. El resultado final es la localización correcta del barreno del pivote de la bisagra en el espacio, y la puerta es unida a la carrocería insertando el perno de la bisagra a través de las dos mitades de la bisagra. Un ejemplo simple podría ser, mantener dos partes en el espacio con un dispositivo y vaciar epóxico alrededor de una base, fijando las partes. La relación entre las dos partes es neta, tanto como las dos partes estén en su nominal (relativamente una con respecto a la otra), y permanecer allí, ese sería el beneficio del epóxico. Hay muchas otras técnicas y métodos para realizar la construcción neta. Los ejemplos mencionados son ejemplos únicamente, y no son intentos a ser recomendados definitivamente.

37 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )CONSTRUCCIÓN LIBRE DE ESFUERZOS. La construcción libre de esfuerzos es la condición donde el producto acabado tiene un equilibrio de fuerzas, y las fuerzas son cero, con partes a su localización nominal. Históricamente las carrocerías de los autos han sido ensambladas por reformación (la carrocería con los dispositivos de ensamble). Si la carrocería no fué construida al nominal, se utilizan lainas, esto fué debido a partes y ensambles fuera de tolerancia. El resultado fué que las partes fueron forzadas lejos de su nominal por el dispositivo de ensamble, de manera que esfuerzos internos podrían forzar a las partes a estar en su posición. Cuando las partes son cambiadas de su nominal o fuera de su tolerancia, los dispositivo tienden a ser calzados con lainas para lograr los ensambles.

38 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Esta proposición tiene muchos problemas, los herramentales de ensamble deben constantemente ser recalzados, como consecuencia de esto, la localización actual del dispositivo no es lo suficientemente conocida. Un vehículo automotor a lo largo de su ciclo de vida, se van dando ciertas condiciones normales de uso, como son: debilitamiento de soldadura, la flexibilidad toma lugar por las vibraciones etc. en suma todo lo que tiene un impacto sobre la integración estructural del vehículo, si las partes son ensambladas bajo esfuerzos, y el grado de adhesión entre las partes disminuye, las partes y ensambles , empezarán a cambiar o a moverse. Los esfuerzos pueden añadir a la adhesión fallas. Cuando las partes cambian, zumbidos, rechinidos y traqueteos resultan, por lo tanto las partes no se ajustarán juntas correctamente y la integridad estructural está comprometida. El concepto de construcción libre de esfuerzos, elimina estos problemas.

39 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Hay tres requerimientos que deben ser conocidos para lograr un verdadero ensamble libre de esfuerzos: 1.-Todas las partes deben ser checadas con un sólido esquema 3,2,1 2.-Todos los localizadores usados en inspección (Datos), deben ser directamente coordinados con localizadores o PLP’s usados en el ensamble, comúnmente referidos a localizadores funcionales. 3.-Todas la partes deben estar dentro de tolerancias especificadas. En una construcción libre de esfuerzos, todas las partes son localizadas por unión de partes ó dispositivos. Las partes flexibles se conformarán con la unión o macheo de partes sin añadir esfuerzos, las tolerancias deben ser asignadas de manera lógica de acuerdo al objetivo definido.

40 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Puesto que “perfecto” no es posible, habrá siempre alguna pequeña cantidad de esfuerzos, y esto es inevitable. Queremos evitar distorsiones y esfuerzos que no son vistos, que están ocultos y que son origen de las varaiciones, chequeos en estado libre son usados para prevenir esfuerzos o fuerzas encontradas de una parte torcida o deformada. La regla del pulgar, usada en la inspección de una parte, determina si se necesita más que la presión del pulgar para mover una característica de localización a su posición correcta, cuando se tiene demasiada tolerancia de estado libre. Las partes colocadas en un natural 3,2,1, no tienen esfuerzos inherentes, si todas las partes son ensambladas usando un esquema geométrico de localización natural, y todas las partes están dentro de tolerancias, no habrá esfuerzos en los ensambles. Logrando ensambles libres de esfuerzos se ha tenido un gran impacto sobre la calidad dimensional.

41 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Nota: En algunos casos especiales las partes son ensambladas bajo esfuerzos por diseño, en estos casos un equilibrio de fuerzas debe ocurrir a la posición de diseño. Inspección y tolerancia asignada debe ser hecha para acomodar dicha condición. PLANOS DESLIZABLES, CLAROS DE DISEÑO Y A TOPE. Planos deslizables y claros de diseño son dos técnicas de diseño que permiten realizar construcciones netas y libres de esfuerzos, de manera de permitir asentamientos de partes en el espacio, ensambles tradicionales a tope deben ser preferidos Por ejemplo:

42 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Ha sido común diseñar paneles laterales a soldadura a ras contra el ensamble de piso, como el piso varía, así que hace el ancho total de la carrocería, el hermanamiento entre el piso y el panel lateral es a tope, ¿Porqué ésta condición?, porque no es posible asentar el panel lateral neto cross/car, como el panel lateral sigue al piso. Un ejemplo ilustrado se muestra abajo:

43 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )La primera técnica que asiste en el asentamiento en el espacio, es el claro de diseño, el claro de diseño puede permitir algunos esfuerzos para introducirse en un ensamble, sin embargo la planeación cuidadosa para conservar ó mantener el esfuerzo a un mínimo puede prevenir serios problemas, un ejemplo de claros de diseño, y como esto permite asentamientos de partes en el espacio, se muestra en la siguiente figura:

44 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )La falta de un claro de diseño da como resultado que las partes se empujen al estar juntas ó en contacto, los dispositivos de ensamble mantienen los costados sin que el piso altere su localización, no hay otras partes ó características manteniendo el costado en su lugar después de ser soldado, los costados empujarán hacia atrás al piso eliminando cualquier beneficio del claro de diseño. El mejor uso de un claro de diseño es para prevenir un problema, cuando hay sospecha de un problema ya conocido, un claro de diseño puede ser colocado de modo que las características con variación excesiva no controlen las tolerancias de ensamble. El costado necesita ser colocado en su lugar, las características necesitan ser diseñadas de tal manera que mantendrán el costado en posición cross/car después de ser soldada, estas características de las partes deben tener un plano deslizable ó un punto deslizable con el costado. En la siguiente figura veremos un ejemplo:

45 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )

46 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )El ejemplo anterior muestra el plano deslizable entre el costado y el piso, esto permite al costado ser asentado ó colocado en su lugar (control cross/car), con la ayuda de los pads localizados de acuerdo al diseño, sin la influencia de las demás partes a ser unidas, como el piso varía a lo ancho, no afecta la localización del panel, el enlace entre el piso y costado provee la unión estructural, manteniendo el costado donde pertenece, y donde debe estar con la ayuda de los pads, sin movimiento ó fuera de posición. Se observa que cuando hay un plano deslizable en una dirección hay un tope en el otro (encerramiento). Es común lograr un deslizamiento en dos direcciones, con un tope en el otro, el método más facil para resolver esto es crear un claro de diseño en la tercera dirección, asegurando que el claro es apropiado y no introduce esfuerzos dentro del ensamble.

47 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Es posible lograr un deslizamiento en las tres direcciones, esta es una condición de desafío y típicamente requiere añadir partes y subensambles, conceptos de ensambles innovadores pueden también resolver este problema tal como los descritos anteriormente. Construcción neta y construcción libre de esfuerzos, van juntas y deben ser diseñados y procesadas dentro de un producto como un par, para llevar a cabo la construcción neta, las partes deben estar libres de esfuerzos. Esquemas geométricos adecuados son escenciales en lograr condiciones de libre esfuerzo, y en partes de localización repetida a una posición neta ó nominal. Para llevar a cabo una construcción neta libre de esfuerzos, hay varios principios que deben ser seguidos:

48 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )1.-Las partes son inspeccionadas con un adecuado 3,2,1 de manera de eliminar esfuerzos ocultos. 2.-Los localizadores del dispositivo son coordinados con los localizadores de ensamble. 3.-La repetibilidad del gage debe ser alta (esquema geométrico excelente) 4.-Las partes críticas son netamente localizadas y el producto es designado y procesado coordinadamente. La construcción neta y la construcción libre de esfuerzos son el final del bloque de construcción en llevar a cabo la calidad dimensional. Hay seis principios básicos que cuando son seguidos, el resultado es calidad, y estos principios son:

49 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )1.- 3,2,1 “por principales datos”, partes flexibles. 2.-Diseños de partes simples y materiales capaces y estables. 3.-Localizadores coordinados a través de procesos de ensamble. 4.-Localizadores coordinados entre dispositivos y ensamble. 5.-Construcción neta. 6.-Construcción libre de esfuerzos.

50 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Cuando se hace el desarrollo de estrategias, y en la determinación de datos y tolerancias para todas las partes y ensambles, hay que tener en mente que la construcción neta y la construcción libre de esfuerzos, deben ser correctamente realizados de mantener de llevar a cabo los niveles requeridos de calidad dimensional. Un ejemplo de estrategia puede ser: puerta delantera y trasera instalada con un dispositivo, manijas colocadas a la puerta en su lugar, localizar dispositivo para datos principales sobre el costado, las tolerancias para cada ensamble de puerta son consideradas, junto con el herramental y las variaciones del proceso desarrollado, el objetivo es colocado o asentado al máximo, y las tolerancias son asignadas ó distribuidas para cada etapa, usando el procedimiento “rol down”, el siguiente paso es par determinar dibujos sobre la experiencia total del equipo, capacidad de tolerancias de cada pieza ó subensamble, la cual básicamente va a depender del tipo de material y proceso de fabricación, la capacidades son entonces estadísticamente añadidas hacia arriba al final del objetivo, tal como ese muestra en la siguiente figura:

51 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )

52 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Cada estrategia es separada y documentada, una carta puede ser creada para comparar los resultados de las diferentes estrategias de construcción. En el control de tolerancias tipo roll-down que se nos mostró anteriormente, vemos que cada uno de los cuadros que encierran una tolerancias, nos están indicando la tolerancia que le corresponde ya sea como ensamble final, como subensamble ó parte, y como dichas tolerancias de acuerdo a estudios estadísticos no se comportan geométricamente, si no en forma cuadrática, y es una de las formas de calcular tolerancias en conjunto como ensambles, de manera de hacerlo más funcional y coordinadamente. Hemos visto los elementos principales para lograr un control dimensional, desde sus más elementales bases hasta la coordinación de cada uno de ellos para lograr nuestros objetivos.

53 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Si observamos el control dimensional empieza básicamente desde la concepcion de la carrocería es decir de afuera hacia adentro, y esto resulta lógico, ya que antes de iniciar un proyecto como lo es un vehículo automotor, debemos de asentar el tipo, tamaño, capacidad etc. y por experiencia algunos objetivos funcionales tales como: - Ruido de viento. - Esfuerzos de cerrado de portezuelas. - Esfuerzos de cerrado de cajuela. - Asiento para volante de dirección. - Posición del selector de velocidades. - Orientación de la llave de cerradura. - Esfuerzo para apertura de ventanillas. - Posición del tubo de llenado de combustible. - Claro de escape a la carrocería.

54 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )- Viaje de la suspensión. - Ángulo de giro de las ruedas delanteras. - Cáster, cámber y TOE delantero y trasero. - Distancia del ventilador al radiador. - Alineación de las letras PRNDL. - Posición de la bolsa de aire. - Viaje del cinturón de seguridad. - Ángulo del volante de dirección. - Caballos de potencia, emisiones. - y otros más. Quiero hacer hincapié que este curso es para dar un panorama más amplio sobre lo que es el GD&T, y su manejo y aplicación práctica, ya que uds. como diseñadores ó ingenieros de calidad, deberán irse desarrollando más y más en el uso correcto de esta herramienta, tanto como uds. lo requieran.

55 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )UNIÓN Ó ENSAMBLES DE PARTES. Como han podido observar poco a poco nos hemos ido induciendo en el conocimiento de el toleranciado geométrico desde el punto de vista teórico ya tenemos suficiente conocimiento para empezar a aterrizar algunos de los conceptos antes vistos y analizados. CONDICIÓN VIRTUAL. La condición virtual de una característica de tamaño (FOS) puede ser definida como: la peor condición de límite de tamaño para la unión entre dos partes, esta condición es el efecto colectivo de la MMC y la tolerancia geométrica aplicada, esta condición virtual no debe ser violada por ninguna de las partes involucradas en el ensamble ó unión, de lo contrario una interferencia entre la partes puede ocurrir, en conclusión los límites de la condición virtual deben ser compatibles.

56 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Estos límites son calculados usando las siguientes fórmulas: a) Tamaño de la característica externa (flecha). Fórmula: Peor condición de unión o ensamble = Tamaño de la característica a MMC + Tolerancia geométrica aplicable a MMC b) Tamaño de la carcterística interna (barreno). Peor condición de unión o ensamble = Tamaño de la característica a MMC - Tolerancia geométrica aplicable a MMC

57 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Es también importante recalcar que estos cálculos deben ser tomados directamente del dibujo antes de ser fabricadas las partes. Veamos las condiciones virtuales de un perno y un barreno que debemos tomar en cuenta en la unión o ensamble de partes. Con una flecha:

58 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Con un barreno:

59 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )EJEMPLOS: Unión ó ensamble de partes tomando en cuenta su condición virtual: Vamos a hacer el cálculo de la tolerancia del marco de control de una de las partes que van a formar un ensamble de manera de asegurar la unión de dichas partes, usando algunos símbolos del control dimensional. En este ejemplo vamos a proporcionar tolerancia al marco de control de la flecha, en donde se está indicando un control de rectitud, de manera de asegurar su ensamble con la pieza barrenada. En la siguiente figura tenemos el problema a resolver:

60 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )

61 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Resolviendo el problema:

62 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Tenemos el siguiente ejemplo, se va a proporcionar tolerancia al marco de control del barreno, en donde nos está indicando un control de perpendicularidad, de manera de asegurar su ensamble con la flecha. En la siguiente figura tenemos el ejemplo:

63 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )

64 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Resolviendo el problema:

65 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Problema a resolver en equipos de tres personas:

66 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )

67 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )ENSAMBLE DE PARTES USANDO TORNILLOS Ó PERNO PASADOS: Ahora vamos a determinar la manera de calcular la zona de tolerancia diametral que le corresponde a cada una de las partes, las cuales van a estar unidas por un perno o tornillo pasado. Veamos la siguiente figura:

68 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )De la figura anterior tenemos la siguiente fórmula: T = H - F Donde: H = Diámetro del barreno de la lámina ó placa. F = Diametro del tornillo ó perno. T = Tolerancia. Ahora, resolvamos el siguiente ejemplo:

69 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Calcular la zona de tolerancia diametral para la unión de dos láminas o placas, las cuales tienen barrenos de 10,00 +/- 0,35 mm, por la s cuales va a pasar un tornillo M8 X 1,25 6g. Donde: H = 10,00 mm +/- 0,35 mm F = M8 X 1,25 6g Aplicando nuestros conocimientos adquiridos sobre análisis de MMC, tenemos: Analizando el tamaño del barreno a su MMC, tenemos un valor del diámetro de 9.75 mm.

70 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Analizando el tamaño del tornillo a su MMC, tenemos un valor del diámetro mayor de la cuerda de 7,972 mm. ( extraído de las tablas de cuerdas ). Con los valores anteriores y usando nuestra fórmula tenemos: T = 9,75 mm - 7,972 mm T = 1,778 mm ( tolerancia diametral a MMC) La tolerancia diametral obtenida va a ser de igual valor para ambos barrenos de cada una de las láminas, y dicha tolerancia va a ser usada para proporcionar tolerancia de localización a los barrenos de dichas láminas. Nota: Dicho cálculo se aplica en condiciones perfectas de forma y orientación. ( ver concepto de condición virtual ).

71 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )ENSAMBLE DE PARTES USANDO TORNILLOS Ó PERNO FIJOS: Ahora vamos a determinar la manera de calcular la zona de tolerancia diametral que le corresponde a cada una de las partes, las cuales van a estar unidas por un perno o tornillo fijo. Veamos la siguiente figura:

72 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )De la figura anterior tenemos la siguiente fórmula: T = H - F 2 Donde: H = Diámetro del barreno de la lámina ó placa que no es roscada F = Diametro del tornillo ó perno. T = Tolerancia. Ahora, resolvamos el siguiente ejemplo:

73 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Calcular la zona de tolerancia diametral para la unión de dos láminas o placas, de las cuales una tiene un barreno de 10,00 +/- 0,35 mm, y la otra está roscada, por las cuales va a pasar un tornillo M8 X 1,25 6g. Donde: H = 10,00 mm +/- 0,35 mm F = M8 X 1,25 6g Aplicando nuestros conocimientos adquiridos sobre análisis de MMC, tenemos: Analizando el tamaño del barreno a su MMC, tenemos un valor del diámetro de 9,75 mm.

74 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Analizando el tamaño del tornillo a su MMC, tenemos un valor del diámetro mayor de la cuerda de 7,972 mm. ( extraído de las tablas de cuerdas ). Con los valores anteriores y usando nuestra fórmula tenemos: T = (9,75 mm - 7,972 mm) / 2 = T = 0,889 mm ( tolerancia diametral a MMC) Esta tolerancia obtenida es diametral y a MMC, y se aplicará a la localizacion de la lámina del barreno, y a la localizacion de la placa roscada. Nota: Dicho cálculo se aplica en condiciones perfectas de forma y orientación. ( ver concepto de condición virtual ).

75 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )Hemos visto ejemplos sencillos, pero estos servirán como base para resolver problemas más complejos, y por lo tanto empezar a hacer diseños, proporcionando tolerancias tanto de tamaño como de localización y orientación etc. Hagamos el siguiente ejercicio con fe de causa: Tenemos el siguiente diseño formado por el ensamble que se está proporcionando. En este ejercicio se formarán grupos de trabajo, de manera de proporcionar GD&T a las tres partes principales que forman el ensamble, que son el strap #1, el strap #2 y el bed plate, junto con sus tornillos y tuercas de unión. Los objetivos principales de dicho ejercicio son los de:

76 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )-Proporcionar GD&T a cad uno de los subensambles (Posición verdadera, planitud, perfil de superficie etc.) -Determinar la parte principal del ensamble, por medio de la cual se va a regir nuestro estudio de GD&T. -Coordinar el GD&T de cada uno de los subensambles de manera de que haya relación lógica entre ellos, y no se contraponga al correcto ensamble entre ellos. -Proporcionar la tolerancia adecuada de acuerdo a la información proporcionada. EXAMEN

77 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )GRACIAS POR SU ATENCIÓN ! PARA DUDAS, SUGERENCIAS Y ACLARACIONES NOS PONEMOS A SUS ÓRDENES: Pascual Linares Virriel ext pl3 Edgar O. Vega Gaona ext ev15

78 Curso de Tolerancias Geométricas ( GD&T-2 )