Abarca la gran importancia del uso de las tolerancias geometricas en la industria

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

2. 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
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3. 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
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4. 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
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5. 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
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6. 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)
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7. 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)
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8. 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.
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9. 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.
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10. (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-sistema-
gdt/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
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11. http://toleranciasgeometricas-rigo.blogspot.com/2008/06/estandares-de-
dimensionamiento.html
Anónimo. (27 de Enero de 2009). Busqueda en Google: Historia de las empresas.
Recuperado el 22 de Septiembre de 2011, de http://historiadelasempresas29.blogspot.com/
Anónimo. (29 de octubre de 2009). Busqueda Google, Dibujo Técnico. Recuperado el 22 de
Septiembre de 2011, de http://quepasaenineansa.blogspot.com/2009/10/todo-sobre-dibujo-
tecnico_29.html
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