Acabado superficial y acumulación de tolerancias
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Acabado superficial y acumulación de tolerancias

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Es un documento q trata acerca de los conocimientos basicos del acabado superficial y acumulacion de tolerancias

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Acabado superficial y acumulación de tolerancias Acabado superficial y acumulación de tolerancias Document Transcript

  • Instituto Tecnológico de Chihuahua Metrología AvanzadaTolerancias Dimensionales Y Geométricas Prof.: Pedro Zambrano Bojórquez Integrantes de Equipo 2:Amparan Rodríguez Cesar Eloy07410176 Castillo Hernández Aarón 07061283Medrano Hernández Héctor Saúl 07061313 Moreno Guevara José Alan 07061321
  • CONTENIDOOBJETIVO. ................................................................................ Error! Bookmark not defined.INTRODUCCIÓN. ...................................................................................................................... 2ACABADO SUPERFICIAL. ........................................................................................................ 3 Definición. ............................................................................................................................... 3 Características........................................................................................................................ 3 Rugosidad. ............................................................................................................................. 3 Simbología General. ............................................................................................................... 4 Importancia. ............................................................................................................................ 5ACUMULACIÓN DE TOLERANCIAS. ....................................................................................... 6 Métodos de dimensionamiento. .............................................................................................. 6 Dimensionamiento en cadena.- ........................................................................................... 6 Dimensionamiento mediante una referencia.- ..................................................................... 6 Importancia. ............................................................................................................................ 8ANÁLISIS DE COTA E2 ............................................................................................................ 8CONCLUSIONES DE EQUIPO. ................................................................................................ 9BIBLIOGRAFÍA. ....................................................................................................................... 10 1
  • OBJETIVO.Al finalizar la lectura y comprensión del documento el lector tendrá los conocimientos básicosacerca de los acabados superficiales, así como de la acumulación de tolerancias. Esto con elobjetivo de proporcionar valiosas herramientas de diseño y aplicarlas para obtener productosde gran calidad.Dentro de los conocimientos que el lector adquirirá se encuentran: las definiciones ydesarrollos de rugosidad, medidas generales, simbología, tipos de dimensionamiento deacumulación de tolerancias y por último la importancia que tienen todos estos en la ingeniería.INTRODUCCIÓN.Nuestro primer contacto visual o táctil con los objetos que nos rodean es a través de sussuperficies. Podemos ver o sentir la rugosidad, textura, ondulación color, reflectividad y otrascaracterísticas como ralladuras y abolladuras de las superficies.Además de suscaracterísticas geométricas, una superficie constituye una capa delgada en la masa delmaterial. Las propiedades físicas, químicas, metalúrgicas y mecánicas de una superficiedependen no solo del material y su historia de procesamiento, sino también del ambiente alque se expone el material.(S. Kalpakjian, 2008)Tomando en cuenta la importancia que tiene la superficie de un material, el documentoelaborado inicia con la descripción principal de las superficies, principalmente el acabadosuperficial, y desarrollando algunos subtemas como su definición, características, medidas,simbología y sobre todo importancia.Ademásde los temas mencionados también tocaremos el concepto de la acumulación detolerancias y todos los subconceptos que conlleva, en el cual es muy importante considerarlos efectos que tienen unas tolerancias con otras. Esto ocurre cuando la ubicación de unasuperficie se ve afectada por más de un valor de tolerancia, se dice que son acumulativas.(Dygdon)En este documento también se describen la definición técnica, los tipos de dimensionamiento,el análisis para llegar a una cota desconocida, así como la importancia de la acumulación detolerancias. 2
  • Todos los temas abarcados en el documento tienen gran importancia en la ingeniería ya quenos facilitan los medios para obtener un buen diseño y por lo tanto un producto de calidad.ACABADO SUPERFICIAL.Definición.Una superficie es aquello que tiene contacto como un barreno que al sujetarse con un objetotal como una pieza manufacturada. El diseñador especifica las dimensiones de la pieza,relacionando las distintas superficies una con la otra. Estas superficies nominales representanel contorno relacionado con la superficie de la pieza y están definidas por las líneas en elplano de la ingeniería.El acabado de la superficie es un término mas subjetivo que denota la suavidad y calidadgeneral de una superficie. En el habla popular, es frecuente utilizar el acabado superficialcomo sinónimo de la rugosidad.(Groover, 2007)Características.Una vista microscópica de la superficie de una pieza revela sus irregularidades eimperfecciones. Los rasgos de una superficie común se ilustran en la sección transversalmagnificada de la superficie metálica, que se presenta en la figura 1.1. *Figura 1.1 Sección transversal magnificada de una superficie metálica común. (Groover, 2007)El exterior de una pieza es una superficie cuya topografía es todo menos recta y tersa. En lasección transversal magnificada, la superficie tiene rugosidad, ondulaciones y defectos.Aunque en la imagen no se observa, también tiene un patrón o dirección que resulta delproceso mecánico que la produjo. Todos estos rasgos geométricos quedan incluidos en eltérmino acabado superficial.(Groover, 2007)Rugosidad.La rugosidad se refiere a las desviaciones pequeñas, espaciadas finamente, de la superficienominal y que están determinadas por las características del material y el proceso que formóla superficie. 3
  • La medida que se emplea más comúnmente para la textura de una superficie, es su rugosidady se obtiene por medio del promedio de las desviaciones verticales a partir de la superficienominal, en una longitud especificada de la superficie.(Groover, 2007)Los principalesparámetros de la rugosidad respecto a la dirección de la altura son:Desviación media aritmética del perfil, Ra: es la media aritmética de los valores absolutos delas desviaciones del perfil, en los límites de la longitud básica 1.*Figura 1.2 que hacereferencia a Ra(Portela, 1978)Altura media de las irregularidades del perfil, Rc: es la suma de los valores medios de lasalturas de las crestas y de las profundidades de los valles, dentro de la longitud básica.Altura de las irregularidades en diez puntos, Rz: Media de los valores absolutos de las alturasde las cinco crestas del perfil más altas y de las profundidades de los cinco valles del perfilmás bajos, dentro de la longitud básica. *Figura 1.3 que hace referencia a Rz (Portela, 1978)Simbología General.La Norma UNE 1-037-75 fija los símbolos y las indicaciones en los dibujos técnicos de losestados superficiales.El símbolo base está formado por dos trazos desiguales, inclinados aproximadamente 60º conrespecto a la línea que representa la superficie considerada (Fig.1.4.1).Si se exige un mecanizado con arranque de viruta, se añade al símbolo base un trazohorizontal (Fig. 1.4.2).Cuando no se permite el arranque de viruta, se añade un círculo al símbolo base (Fig.1.4.3).(TECNOLOGIG) 4
  • *Figura 1.4 que hace referencia a los símbolos básicos. (TECNOLOGIG)La figura 1.5 muestra el símbolo del acabado superficial completo que se utiliza en los planosde ingeniería para hacer referencia a las medidas de la superficie de la pieza.*Figura 1.5. Símbolos para las textura de la superficie en los planos de ingeniería a) elsímbolo, y b) símbolo con leyenda de identificación. Los valores de Ra están dados enmicropulgadas; las unidades para otras mediciones se dan en pulgadas. Losdiseñadores no siempre especifican todos los parámetros en los planos de ingeniería.(Groover, 2007)Importancia.Tienen gran importancia tecnológica y comercial por varias razones, diferentes para distintasaplicaciones de los productos: 1) Razones estéticas, las superficies que son tersas y sinmarcas y manchas son más probables que causen una impresión favorable en el consumidor.2) Las superficies afectan la seguridad. 3) La fricción y el uso dependen de las característicasde la superficie. 4) Las superficies afectan las propiedades mecánicas y físicas; por ejemplo,los defectos de las superficies pueden ser puntos de concentración de esfuerzos. 5) Elensamblaje de las piezas se ve afectado por sus superficies; por ejemplo, la resistencia de lasjuntas unidas con adhesivos se incrementa si las superficies tienen poca rugosidad. 6) Lassuperficies suaves constituyen contactos eléctricos mejores.(Groover, 2007) 5
  • ACUMULACIÓN DE TOLERANCIAS.Acumulación de tolerancias es un término utilizado para describir el proceso de resoluciónde problemas en ingeniería mecánica con el cual se calculan los efectos de las variacionesacumuladas permitidas por las dimensiones y tolerancias especificadas.Normalmente estas dimensiones y tolerancias se especifican en un dibujo de ingeniería.La acumulación de tolerancias utiliza los casos extremos, ya sea con los valores máximos omínimos de las dimensiones y tolerancias, para el cálculo de la distancia máxima y mínimaentre dos elementos o partes ya sea para una holgura o una interferencia.Las tolerancias son todas aquellas dimensiones necesarias en la fabricación de un producto,excepto aquellas identificadas como referencia máxima, mínima o promedio.(Wikipedia)El uso de notas de tolerancia general simplifica enormemente el dibujo y ahorran espacio enla presentación. Sin embargo también es necesario considerar el efecto de cada toleranciarespecto a otra tolerancia, y no permitir que una cadena de tolerancias forme una toleranciaacumulada entre superficies o puntos en lo que haya una importante relación de unos conotros. Si la posición de una superficie en cualquier dirección está gobernada por más de unatolerancia, las tolerancias se acumulan, En la figura 8-5-9 se compara la acumulación detolerancias con tres métodos de dimensionamiento.(Cecil Jensen, 2002)Métodos de dimensionamiento.Dimensionamiento en cadena.-La máxima variación entre dos elementos es igual a la sumade las tolerancias en las distancias intermedias, Esto produce la mayor acumulación detolerancia, como lo indica la variación +/- .08 entre los orificios X y Y que se muestran en lafigura 8-5-9A.Dimensionamiento mediante una referencia.-La variación máxima entre dos elementos esigual a la suma de las tolerancias en las dos dimensiones desde la referencia hasta elelemento. Esto reduce la acumulación de tolerancias, como lo indica la variación +/-.04 entrelos orificios X y Y en la figura 8-5-9B. 6
  • Dimensionamiento directo.- La variación máxima entre dos elementos está gobernada por latolerancia en la dimensión entes los elementos. Esto da como resultado la menosacumulación de tolerancia, como lo indica la variación +/-.02 entre los orificios X y Y en lafigura 8-5-9C.(Cecil Jensen, 2002)*Figura 8-5-9 Comparación de metodos de dimensionamiento. (Cecil Jensen, 2002)La figura 17.15 muestra la acumulación de tolerancia que puede ocurrir si dos barras delongitud L1 +/- 1/2t2 se colocan extremo con extremo, donde t1 y t2 representan las tolerancias.Se ve que la longitud total es (L1 + L2) +/- ½(t1 + t2), la tolerancia del conjunto es la suma delas tolerancias de las piezas separadas.(Black, 1999) *Figura 17.5 Acumulación de tolerancias en conjuntos.(Black, 1999) 7
  • Importancia.La acumulación de tolerancias es de gran importancia para poder obtener un diseño claro,específico y con el menor número de errores posibles y partir de ahí para fabricar un productode calidad.Algunos de los beneficios que nos proporcionan la acumulación de tolerancias como son: 1) Ayuda tanto a los ingenieros como a los diseñadores a estudiar las relaciones dimensionales que pueden llegar a existir en un ensamble. 2) Brindarle a los diseñadores un cierto significado sobre los cálculos de tolerancias que se realizan en el diseño de una pieza. 3) Ayudar a los ingenieros a mejorar el criterio de selección de diseño cuando se requiere comparar una o varias propuestas. 4) Ayudar a los diseñadores y a los ingenieros a producir dibujos de ingeniería completos.(Thomas D. John, 2006)ANÁLISIS DE COTA E2El análisis de la cota de ubicaciónrespecto a centro de una barreno enel peor de lo casos es necesarioanalizar dimensión por dimensión en elacotamiento en cadena, de ahí quetenemos perdida la cota E2, para estonecesitamos ayudarnos de laherramienta del peor de los casos en lafigura 7.7, la cual consiste tener unasumatoria (A-B) teniendo tresdimensiones o mas con este análisistenemos dos cotas básicas parabasarnos con el análisis de esta tabla.(Fischer)*Figura 7.7. Referencia al dimensionamiento del peor de los casos. (Fischer) 8
  • *Figura 7.1 Ejercicio de ejemplo.En el caso nuestro tenemos una dimensión de 1.5+ (A-B)+.625 con un total de 2.313 conestas mediciones tenemos tolerancia en cada una de las cotas. En este caso aplicamos eldimensionamiento en cadena, para la cota respecto a la cara inferior de la pieza, 1.500 ± .05,.625 ±.005 con una sumatoria de 2.125 para los 2.313 nos da la cota a analizar de (A-B)=2.313-2.125(A-B)=0.188CONCLUSIONES DE EQUIPO.Basado en los hechos históricos nos damos cuenta que la exigencia de la calidad ha dadocomo resultado una serie de cambios en la forma de diseño y procesos de manufactura,desarrollando nuevas técnicas, estudios y herramientas de análisis que nos permiten hasta eldía de hoy satisfacer nuestras necesidades y a su vez lograr un nivel de competitividad alto enel mercado en cuanto a calidad se refiere.De esta manera con todo lo anterior visto podemos llegar a la conclusión de lo importanteque es tener los conocimientos acerca de los acabados superficiales y dimensionamiento depiezas por medio de un estudio y/o calculo de acumulación de tolerancias, ya que con estos,se podrá alcanzar la meta de un diseño simplificado y eficiente que a su vez nos conducirá ala fabricación de un producto de buena calidad con las respectivas características quesatisfagan a los clientes. 9
  • BIBLIOGRAFÍA.Black, S. C. (1999). Principios de ingeniería de manufactura. CECSA.Cecil Jensen, J. D. (2002). Dibujo y diseño en ingeniería.McGraw-Hill.Dygdon, T. (s.f.). Googke books. Recuperado el 5 de 12 de 2011, dehttp://books.google.com.mx/books?id=qLh9gGOUI5IC&pg=PA366&dq=acumulacion+tolerancias#v=onepage&q&f=falseFischer, B. R. Mechanical Tolerance Stackup and Analysis. Sherwood, Oregon: MarcelDekker.Groover, M. P. (2007). Fundamentos de manufactura moderna. México: Mc Graw HillInteramericana.Portela, C. d. (1978). Curso de Metrología Dimensional. Madrid: E.T.S.I.I.S. Kalpakjian, S. R. (2008). Manufactura, Ingeniría y Tecnología. México: Pearson Educación.TECNOLOGIG, A. C. (s.f.). scribd. Recuperado el 05 de 12 de 2011, dehttp://es.scribd.com/doc/3320196/6-simbolos-superficialesThomas D. John, M. M. (2006). Dibujo y comunicación gráfica. México: Pearson Education.Wikipedia. (s.f.). Wikipedia. Recuperado el 05 de 12 de 2011, dehttp://en.wikipedia.org/wiki/Tolerance_stacks 10