Dibujo para ciencia e ingeniería by Cengage

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Dibujo para diseĂąo

de ingenierĂa

Dibujo para diseño

de ingeniería

Dennis K. Lieu

Sheryl Sorby

Professor of Mechanical Engineering University of California, Berkeley

Professor of Engineering Education The Ohio State University

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Revisión técnica:

Gilberto Domingo Álvarez Miranda Universidad Autónoma Metropolitana, campus Azcapotzalco

María Teresa Cedillo Salazar Rafael Vallejo Garza Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Universidad Autónoma de Nuevo León Coordinación de Ciencias Básicas:

Norma Esthela Flores Moreno Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Universidad Autónoma de Nuevo León

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Dibujo para diseĂąo de ingenierĂa. Dennis K. Lieu y Sheryl Sorby Director Higher Education LatinoamĂŠrica: Renzo CasapĂa Valencia Gerente Editorial LatinoamĂŠrica: JesĂşs Mares ChacĂłn Editor Senior Hardside: Pablo Miguel Guerrero Rosas Coordinador de Manufactura: Rafael PĂŠrez GonzĂĄlez DiseĂąo de portada: Edgar Maldonado HernĂĄndez Imagen de portada: @Shutterstock &RPSRVLFLÂľQ WLSRJUÂŁČ´FD Karen Medina

ÂŠ D.R. 2018 por Cengage Learning Editores, S.A. de C.V., una compaĂąĂa de Cengage Learning, Inc. &DUUHWHUD 0ÂŤ[LFR 7ROXFD 2Č´FLQD &RO (O <DTXL 'HO &XDMLPDOSD & 3 Ciudad de MĂŠxico. Cengage LearningÂŽ es una marca registrada usada bajo permiso. DERECHOS RESERVADOS. Ninguna parte de este trabajo amparado por la Ley Federal del Derecho de Autor, podrĂĄ ser reproducida, transmitida, almacenada o utilizada en cualquier forma o por cualquier medio, ya sea JUÂŁČ´FR HOHFWUÂľQLFR R PHFÂŁQLFR LQFOX\HQGR pero sin limitarse a lo siguiente: fotocopiado, reproducciĂłn, escaneo, digitalizaciĂłn, grabaciĂłn en audio, distribuciĂłn en Internet, distribuciĂłn en redes de informaciĂłn o almacenamiento y recopilaciĂłn en sistemas de informaciĂłn a excepciĂłn de lo permitido en el CapĂtulo III, ArtĂculo 27 de la Ley Federal del Derecho de Autor, sin el consentimiento por escrito de la Editorial. Traducido del libro: Visualization, Modeling, and Graphics for Engineering Design. Second Edition Lieu, Dennis K./Sheryl Sorby. Publicado en inglĂŠs por Delmar Cengage Learning ÂŠ 2017 ISBN: 978-1-2851-7295-8 'DWRV SDUD FDWDORJDFLÂľQ ELEOLRJUÂŁČ´FD Lieu, Dennis K./Sheryl Sorby. Dibujo para diseĂąo de ingenierĂa ISBN: 978-6 07-526 -6 83 -1 Visite nuestro sitio en: http://latinoamerica.cengage.com

Impreso en MĂŠxico 1 2 3 4 5 6 7 21 20 19 18

Contenido breve

Dibujo para diseño de ingeniería Capítulo 1

Introducción a la comunicación gráﬁca en ingeniería

Capítulo 2

Bosquejado

Capítulo 3

Visualización

Capítulo 4

Modelado sólido

Capítulo 5

Proyección ortogonal y representación en vistas múltiples

Capítulo 6

Dibujos pictóricos

Capítulo 7

Vistas en corte

Capítulo 8

Vistas auxiliares

Capítulo 9

Dimensionamiento

Capítulo 10

Asignación de tolerancias

Capítulo 11

Sujetadores

Capítulo 12

Dibujos de trabajo

capítulo 9

9-1

Dimensionamiento

CAPÍTULO

DIMENSIONAMIENTO

OOBBJ JE ECTTIIVVOE S

Después de estudiar este capítulo, usted podrá: • Utilizar el concepto de dimensionamiento • Explicar la idea de tolerancia en el dimensionamiento • Recordar las reglas fundamentales y aplicar las técnicas para el dimensionamiento • Seleccionar las dimensiones apropiadas para una parte moderadamente compleja y aplicarlas correctamente al dibujo de ella

9-1

9-2

9.01 introducción

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería

En los capítulos anteriores, aprendió cómo representar la forma de los objetos de varias maneras, también aprendió acerca de las maneras estándar de representar los objetos mediante técnicas de proyección, pictóricos, vistas en corte, y vistas auxiliares. Aprendió las diferentes técnicas para crear modelos sólidos y cómo se utiliza el modelado basado en rasgos para crear representaciones tridimensionales de objetos; toda esta información es excelente para representar la forma de éstos, pero en algún punto, querrá comunicar la información del tamaño a quien construirá o manufacturará su diseño, y hasta que se construyan sus diseños, usted no ganará dinero. Al igual que en la proyección ortográfica, hay formas estándar para representar en dibujos la información sobre el tamaño, o dimensiones. En este capítulo, se examinan algunas de estas especificaciones, así como las razones para dimensionar los objetos de ciertas maneras. Para comenzar, es vital que comprenda algo acerca de cómo se presentan formalmente las dimensiones en un diseño. Tal como aprendió en su trabajo con el modelado sólido tridimensional, los objetos son una combinación de rasgos como prismas rectangulares, cilindros, agujeros, fi letes, y chaflanes. Recuerde del modelado sólido que la mayor parte de estos rasgos requieren que se definan por sus tamaños y ubicaciones; por ejemplo, el agujero en el objeto que se muestra en la figura 9.01 se considera un rasgo. El tamaño (diámetro 0.500) se debe indicar de modo que la persona que manufacture la parte pueda seleccionar la broca correcta o la herramienta de corte para maquinar el agujero al tamaño apropiado. En los dibujos de ingeniería, los diámetros (1.250 desde la derecha y .750 desde arriba) se dan desde los lados de la parte hasta el centro del agujero de manera que el técnico mecánico pueda ubicar con precisión el centro de la broca en ese punto. De manera similar, la ranura en la parte superior del objeto que se muestra en la figura 9.02 también se debe definir por su tamaño y ubicación. El tamaño del rasgo de ranura se define por su ancho (.500) y su altura (.250). Una dimensión de ubicación se da desde el lado izquierdo (1.000). El dimensionamiento es muy similar a la creación de modelos sólidos basados en los rasgos, usted define el tamaño y la ubicación de los rasgos dentro del software, y la parte se crea “virtualmente” con sus especificaciones del tamaño y la ubicación. En la figura 9.03 se ilustra cómo se utilizan las dimensiones del tamaño y de la ubicación para un rectángulo para definir un corte extruido en un programa de modelado sólido basado en restricciones para el objeto que se muestra en la figura 9.02. Uno de los puntos clave que debe aprender en este capítulo es una estrategia para determinar los tipos de dimensiones requeridas para definir una parte. Usted ya cuenta con una ventaja a través de su experiencia con el software de modelado sólido tridimensional. Es importante seguir las normas estándar para representar las dimensiones en un dibujo, pero el poder aplicar las dimensiones correctas en éste, impresionará más a su jefe inmediato que sus conocimientos de las normas y luego aplicar mal las dimensiones. Por ejemplo, imagine que trabaja para una compañía que fabrica accesorios metálicos para puertas para uso doméstico. Su proyecto actual comprende el montaje del perno muerto de la cerradura que se muestra en la figura 9.04. Su jefe inmediato le pide que diseñe una placa de cubierta en donde la puerta hace contacto con la jamba. Usted está familiarizado con las maneras estándar para representar la forma de la parte. Una o dos vistas serán suficientes para describir la forma de la placa, pero ¿cuáles son las dimensiones necesarias para manufacturarla? ¿Cuáles son las dimensiones críticas que se deben dar? ¿Cuáles son algunas de las dimensiones estándar que existen en otras partes o partes anteriores? Considere el montaje y estas preguntas debido a que regresará a este ejemplo más adelante en el capítulo.

capítulo 9 Pictórico por claridad

9-3

Dimensionamiento 2.500 1.250

.750 1.500

ø .500 FIGURA 9.01. Tamaño y ubicación de un rasgo de agujero.

2.500

Pictórico por claridad 1.000

.500

.250

1.500

FIGURA 9.02. Tamaño y ubicación de un rasgo de ranura.

FIGURA 9.03. Deﬁnición de rasgos en un programa de modelado basado en restricciones.

Pictórico por claridad

FIGURA 9.04. Placa de cerradura de perno muerto.

9-4

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería

9.02 ¿Es exacta la dimensión que veo en un dibujo? Las personas no son perfectas, y cuando fabrican objetos metálicos, moldean las partes de plástico, y construyen casas, deben considerar las imperfecciones. Incluso cuando se utilizan robots para maquinar partes, puede haber una imperfección ligera en el objeto resultante. En las partes maquinadas, la cantidad de variación, o tolerancia, podría ser relativamente pequeña. Hay varias maneras de incluir las tolerancias permisibles para una parte en un dibujo. Un ejemplo de una nota que aparece en un dibujo de ingeniería podría ser esta: TODAS LAS DIMENSIONES LINEALES ± .010 A MENOS QUE SE ESPECIFIQUEN DE OTRA MANERA En la industria de la construcción, las tolerancias para la colocación de ladrillos o para el vaciado de concreto en una cimentación, por lo general son mayores que las tolerancias en partes maquinadas de tamaño pequeño. Las dimensiones de tolerancias también ayudan en el control efectivo del tamaño de las partes terminadas. Examine el montaje de las partes en la figura 9.05. Para este diseño, el BUJE no se supone que gire dentro de la rueda, pero el ÁRBOL está diseñado para girar dentro del BUJE. Por tanto, el diámetro mayor del ÁRBOL debe ser un poco menor que el diámetro del agujero en el BUJE, y el diámetro exterior del BUJE apenas debe ser un poco mayor que el agujero en la rueda. Dimensionar el agujero en el BUJE y el diámetro del ÁRBOL como .750 no comunicaría el tipo propuesto de ajuste entre las dos partes. La persona que montase las partes no sabría si usted desaría que las partes girasen libremente o que estuvieran trabadas. Los dibujos de detalle del BUJE y del ÁRBOL se muestran en la figura 9.06 y en la figura 9.07, respectivamente. Observe que las dimensiones de las tolerancias (en específico, las dimensiones límite) se dan para asegurar el control efectivo del tamaño entre las partes. El agujero en el BUJE está dimensionado como .7500-.7512, y el diámetro del ÁRBOL está dado como .7484-.7492. Si las partes se fabrican dentro de estas especificaciones, el ÁRBOL girará libremente dentro del BUJE.

RUEDA

FIGURA 9.05. Partes que requieren un control efectivo del tamaño.

BUJE ÁRBOL

MONTADO

FIGURA 9.06. Dibujo de detalle del BUJE.

1.000 .125 Ø

Ø1.250

1.0023 1.0018

.7512 .7500

capítulo 9

9-5

Dimensionamiento 4.000

FIGURA 9.07. Dibujo de detalle del ÁRBOL.

.688

2.625

.7492

.5008

ø .7484

ø .5005

ø.250 2.250

1.313

ø.250

9.03 ¿Cuáles son las reglas para el dimensionamiento? Al igual que en la mayor parte de los temas en gráﬁcas en ingeniería, las dimensiones se ajustan a normas nacionales, internacionales, y de las compañías individuales. La norma nacional aceptada en Estados Unidos para el dimensionamiento y asignación de tolerancias es la ANSI Y14.5 (que actualmente se le hace referencia como ASME Y14.5M-1994), que la publica la American Society of Mechanical Engineers (ASME). Esta norma resume prácticas uniformes para representar e interpretar dimensiones e información relacionada en dibujos y otras formas de documentación en ingeniería. La información en la norma ASME Y14.5M-1994 es importante, pero por ahora no se preocupe demasiado por esta norma. Recuerde, siga intentando averiguar cuáles son las dimensiones críticas, y preocúpese más adelante acerca de la técnica estándar del dimensionamiento.

9.03.01 ¿Milímetros, pulgadas o angstroms? “La carrera de cien metros planos”. “Primero y 10 por avanzar”. “Pásame la 2 × 4”. Son ejemplos de mediciones de longitud que son familiares para la mayoría de las personas. En la mayor parte de los eventos de pista y campo, las longitudes se deﬁnen en metros. En el béisbol y el fútbol americano, las longitudes se miden en pies y yardas. En la industria de la construcción, las mediciones decimales o de fracciones de pulgada son la manera estándar en que se deﬁnen las longitudes. Los dibujos de ingeniería también tienen unidades estándar de medida. La mayor parte de los dibujos se ajustan al Sistema Internacional de Unidades (SI), que es el sistema métrico y que utiliza el milímetro como la unidad estándar; o se ajustan a las unidades acostumbradas en el sistema inglés con una unidad estándar de pulgada decimal. En todo este capítulo, usted verá ejemplos en los que se utilizan tanto dimensiones en milímetros como en pulgadas. En la siguiente sección se analiza cómo reconocer las diferencias entre las dos. Dado que los dos estándares se utilizan en Estados Unidos, es importante que pueda trabajar con cada tipo, por lo que debe estar familiarizado con los dos estándares cuando termine de estudiar este capítulo.

9.03.02 Tipos de dimensionamiento Hasta este punto de su clase, puede ser que ya haya observado que su instructor o profesor es muy delicado en cuanto a la manera en que las cosas lucen en los bosquejos o dibujos, en gran parte debido a que como ya se mencionó antes, los dibujos de ingeniería se apegan a los estándares. Bien, aquí está la primera cosa realmente difícil acerca del dimensionamiento que le ayudará a reconocer las diferencias que hay entre los dibujos basados en milímetros y en los de pulgadas. En los dibujos del sistema métrico en donde los milímetros son la unidad estándar (consulte la ﬁgura 9.08), se aplican las siguientes reglas (ASME Y14.5M-1994, p.5): 1. Cuando la dimensión es menor que un milímetro, un cero antecede al punto decimal. 2. Cuando la dimensión es un número entero, no se muestra el punto decimal ni el cero. 3. Cuando la dimensión se excede en un número entero en una fracción decimal de un milímetro, el último dígito a la derecha del punto decimal no sigue con un cero. 4. No se deben utilizar comas ni espacios para separar los dígitos en grupos al especiﬁcar las dimensiones de milímetros en los dibujos (por ejemplo, 1000 no 1,000).

9-6

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería 75.5 .09

1.7

15.3

22.25

Ø12.5

FIGURA 9.08. Dimensiones en milímetros.

Para ayudar a distinguir entre los dos sistemas, se han establecido las siguientes reglas para pulgadas decimales (ASME Y14.5M-1994, pp. 5-6) (consulte la ﬁgura 9.09): 1. No se utiliza un cero antes del punto decimal para valores menores que una pulgada. 2. Una dimensión se expresa con el mismo número de lugares decimales que su tolerancia. Se agregan ceros a la derecha del punto decimal en donde sea necesario. ¿Qué signiﬁca esto? Al dimensionar en milímetros, muestre ceros de entrada para valores menores que 1, pero no muestre ceros de salida. Al utilizar pulgadas, no muestre ceros de entrada para valores menores que 1, pero muestre ceros de salida igual a la precisión en el dibujo.

9.03.03 Reglas fundamentales para el dimensionamiento Como puede imaginar, el asegurar que un dibujo creado por un diseñador en Raleigh, Carolina del Norte lo pueda leer un fabricante en Detroit, Michigan, o en Taipei,

2.750 .063

.500

.312

1.250

.375

.625

1.875

.750

1.325

FIGURA 9.09. Dimensionamiento en pulgadas.

.100

Ø.500

capítulo 9

Dimensionamiento

9-7

Taiwán, requiere que se establezcan algunas especificaciones. La razón principal de tener especificaciones es asegurar la consistencia en la manera que se deben hacen las cosas. En los últimos 100 años, las personas involucradas en las industrias automotriz, aérea, y militar y en otras industrias han refinado las normas para dimensionar los objetos. Como ya se mencionó, las reglas y las normas fundamentales para el dimensionamiento y asignación de tolerancias se publican en la norma ASME Y14.5M. Estas reglas definen con claridad la intención de la ingeniería y el diseño. Algunas de las reglas se listan a continuación. (Una lista completa de las reglas fundamentales se da al final del capítulo.) 1. Cada dimensión deberá tener una tolerancia. Como ya se mencionó en el capítulo, el dimensionamiento de tolerancias es necesario para tener en cuenta la imperfección humana y considerar el control efectivo del tamaño. Si una dimensión no aparece como una dimensión límite, la tolerancia suele cubrirse mediante una nota general en el dibujo o en el recuadro del título. 2. El dimensionamiento y la asignación de tolerancias deben estar completos de manera que haya una comprensión total de la característica de cada rasgo. Los dibujos necesitan dimensionarse para que el fabricante o el operario de la construcción no tenga que suponer nada. Es responsabilidad de usted proporcionar toda la información necesaria para producir, fabricar, o construir lo que haya diseñado. 3. Se debe mostrar cada dimensión necesaria de un producto final. No se deben proporcionar más dimensiones que las necesarias para la definición completa. Como verá más adelante en el capítulo, no querrá proporcionar más dimensiones que las necesarias para describir su diseño. Muestre sólo las dimensiones que necesite la persona que va a producir el diseño. Al agrupar la regla 3 con la regla 2 significa que necesita “sólo las suficientes” dimensiones para definir la parte, ni demasiadas ni muy pocas. 4. El dibujo debe definir una parte sin especificar los métodos de manufactura. No especifique que un agujero se debe taladrar, escariar, perforar, o hacerse mediante cualquier otra operación. La persona que fabrique su diseño es la responsable de determinar el mejor método para hacer el agujero. 5. Las dimensiones se deben configurar para proporcionar la información requerida para contar con la facilidad de una lectura óptima. Las dimensiones se deben mostrar en vistas de perfil reales y referirse a contornos visibles. Muestre el tamaño y la ubicación de un agujero en la vista en donde el agujero muestra un círculo. Cuando el agujero se haga en la parte, estará ubicado y se taladrará a partir de esa misma vista. Esto asegura consistencia entre el diseño y la manufactura de la parte. También, no dimensione los rasgos ocultos de una parte. Encuentre una vista en donde el rasgo sea visible, y dimensione en esa vista.

9.04 Deﬁniciones Los siguientes términos se utilizan en el resto de este capítulo. Estudiarlos ahora le ayudará a comprender mejor los conceptos de dimensionamiento que siguen. (*Las deﬁniciones son de la norma ASME Y14.5M-1994). ■

■

Dimensión. *Valor numérico expresado en unidades de medida apropiadas que se utiliza para el tamaño, ubicación, característica geométrica, o la textura superficial de una parte o de un rasgo. Punta de flecha. Triángulo pequeño en el extremo de líneas e indicadores de dimensiones para indicar la dirección y la extensión de una dimensión (consulte la figura 9.10). Línea de dimensión. Línea delgada, oscura, y continua que termina en cada extremo con puntas de flecha. El valor de una dimensión suele mostrarse en el centro de la línea de dimensión. *Una línea de dimensión, junto con sus puntas de flecha, muestra la dirección y la extensión de una dimensión (consulte la figura 9.10). Línea de extensión. Línea delgada, oscura, y continua que se extiende desde un punto en un objeto, perpendicular a una línea de dimensión. *Las líneas de extensión se utilizan para indicar la extensión de una superficie o de un punto hasta una ubicación de preferencia fuera del contorno de la parte (consulte la figura 9.10). Debe haber un espacio libre entre las líneas de extensión y las líneas de manera que

9-8

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería

FIGURA 9.10. Terminología de dimensionamiento.

LÍNEA DE DIMENSIÓN 50 PUNTA DE FLECHA

LÍNEA DE EXTENSIÓN

DIMENSIÓN 40

Ø10 INDICADOR

■

la persona que lea el dibujo pueda distinguir entre la parte y las dimensiones que la describen. Indicador. Línea delgada, oscura y continua que termina en una punta de ﬂecha en un extremo y en una dimensión, nota, o símbolo en el otro. *Los indicadores se utilizan para dirigir una dimensión, nota, o símbolo al lugar propuesto en un dibujo.

9.05 La redundancia no tiene sentido Conforme aprenda más acerca del dimensionamiento de partes, descubrirá que la claridad es muy importante y que una cierta cantidad de economía produce mucho. El técnico no estará muy contento si dimensiona cada punto en cada vista de un dibujo, quien espera ver sólo las dimensiones necesarias para manufacturar la parte. Las dimensiones deben aparecer sólo una vez en un dibujo. Además, cada dimensión se debe colocar en la vista en donde la forma de contorno se muestre mejor. A esto se le conoce como regla del contorno o dimensionamiento en el contorno. Examine la parte y las dimensiones que se muestran en la figura 9.11. En (a), se dan demasiadas dimensiones, y no es necesario dar dimensiones a cada punto en cada vista. Observe las dimensiones en (b); cada dimensión se muestra sólo una vez en la vista en donde el contorno o la forma para esa dimensión particular se muestran mejor; por ejemplo, el agujero se muestra mejor en la vista superior, por tanto, es mejor mostrar el tamaño y la ubicación del agujero en esa vista en vez de en la vista frontal. Otro ejemplo de redundancia que se debe evitar se muestra en la figura 9.12. Este es un ejemplo muy simple, pero observe que una de las dimensiones horizontales se puede omitir dado que 20 + 15 + 20 = 55. Lo mismo es válido para las dimensiones verticales dado que 10 + 20 = 30. Aquí, la tarea es determinar qué dimensiones se necesitan más y sólo incluir éstas. Para ayudarle a determinar cuáles dimensiones son las más críticas, imagine una parte similar en un par de situaciones. En la figura 9.13(a), observe que el separador debe ajustarse correctamente con respecto a un par de rasgos diferentes dentro de la parte más grande. La proyección en la parte más grande se ajusta en la ranura, y el lado izquierdo del separador se ajusta contra el lado derecho de la parte más grande. Para el dibujo en (b), no hay necesidad de incluir la dimensión de 23 a la derecha de la

capítulo 9

9-9

Dimensionamiento

Pictórico por claridad

Ø20 10 40

20 10

50 20

20 10 30 20

(a)

¡NO!

(b)

Sí

Dimensiones redundantes

Las dimensiones se dan una vez

FIGURA 9.11. Las dimensiones redundantes en (a) son una práctica deﬁciente. Las dimensiones en (b) se muestran una vez en la vista mejor adecuada para su observación.

parte puesto que en realidad no es crítica. La dimensión global es más importante en este contexto. Las dimensiones globales ayudan a deﬁnir rápidamente los límites exteriores de las partes. La ﬁgura 9.13(c) no es apropiada en esta situación y la dimensión crítica de 20 se omite, y la dimensión no crítica de 23 se incluye. Se deja a la casualidad

55 20

10 30 20

FIGURA 9.12. Dimensiones redundantes.

9-10

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería

Ajuste

Pictórico por claridad

SEPARADOR

(a)

58 20

10 30

(b)

SÍ

(c)

¡NO!

FIGURA 9.13. Dimensiones aplicadas, considerando el ajuste y la función de la parte denominada SEPARADOR.

que el rasgo cuyo tamaño es 20 estará correcto con base en las otras tres dimensiones fabricadas con sus tamaños exactos. Cuando las dimensiones “interiores” son más importantes o más críticas que la dimensión global, ésta se debe identificar como una dimensión de referencia. En la figura 9.14(a), las dos proyecciones en el separador se ajustan en dos agujeros en la parte mayor. En este caso, los tamaños de las proyecciones y el espacio entre ellas son críticos para que las partes se ajusten una con otra. En este caso, la dimensión global se da como una dimensión de referencia de manera que la persona que haga la parte no tenga que sumar las tres dimensiones para averiguar el tamaño global. Las dimensiones de referencia, al igual que la dimensión global en (b), se identifican colocándolas entre paréntesis. Aquí la persona que inspeccione las partes puede utilizar la dimensión global para una verificación rápida.

DIMENSIÓN DE REFERENCIA Pictórico por claridad

(55) 20

10 30

(a)

FIGURA 9.14. Dimensiones de referencia

(b)

capítulo 9

9-11

Dimensionamiento

9.06 Correcto geométricamente, pero ¡todavía equivocado! ¿Por qué importan las dimensiones si está deﬁnida toda la geometría? Puede ser que no importe si está convirtiendo los datos CAD 3-D directamente para producir moldes para partes de plástico, datos de archivos STL (estereolitografía) para la generación de prototipos rápidos, o rutas de herramientas para el maquinado CNC; sin embargo, cuando los dibujos se utilizan para documentar partes para su manufactura, se deben seguir las reglas y prácticas aceptadas para asegurar que se obtienen resultados aceptables.

9.06.01 Maneras diferentes de especificar la misma geometría Una de las primeras cosas que se deben reconocer al dimensionar los objetos, es que hay normas para especificar los tipos de geometría particulares; por ejemplo, los círculos suelen dimensionarse como diámetros (Ø), y los arcos se dimensionan como radios (consulte la figura 9.15). Los círculos se dimensionan con diámetros porque suelen representar agujeros maquinados, y éstos se producen con herramientas estándar que están definidas por dimensiones del diámetro. Si la parte en la figura 9.15 es una empaquetadura, los tres agujeros se deben alinear con tres agujeros en partes de acoplamiento. Por tanto, las dimensiones de 35 y 70 son dimensiones importantes que se deben incluir dado que identifican los centros de los agujeros. Si bien la dimensión de 94 podría ser de interés para alguien que conozca el ancho global del objeto, no es crítica para definir la geometría. Para la parte que se muestra en (a), el ancho global se puede determinar sumando 70 a los radios en los extremos si fuera necesario.

9.06.02 Identificación y especificación de dimensiones críticas para la función de la parte Conforme vaya adquiriendo experiencia en ingeniería y en diseño, una habilidad que adquirirá es la de identificar las dimensiones críticas de las partes. De hecho, mediante una planeación cuidadosa de la manera en que se dimensione una parte, puede eliminar los errores potenciales en el montaje. Examine el SEPARADOR que se muestra en la figura 9.16; la finalidad de esta parte es asegurar que el montaje de la prensa permanezca unido cuando la prensa se abra a su máxima anchura. ¿Cuáles son las dimensiones críticas en el SEPARADOR? ¿Son críticas las dimensiones globales de la altura y la anchura? Hasta cierto punto sí, pero las dimensiones más importantes son el tamaño de los agujeros maquinados y la distancia entre los dos agujeros. El tamaño de los agujeros es crítico debido a que las barras cilíndricas deben ajustarse de manera correcta en los agujeros. La dimensión de la ubicación entre los agujeros es importante dado que asegura que las dos barras queden alineadas con los dos agujeros. Para este ejemplo, usted se debe concentrar en el dimensionamiento de la ubicación de los agujeros.

70 35

94 2X Ø10

2X Ø24

2X R12

2X R5 Ø35

R25

(a)

Sí

FIGURA 9.15. Dimensionamiento apropiado de círculos y arcos.

R25

(b)

R17

¡NO!

9-12

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería

SEPARADOR

FIGURA 9.16. SEPARADOR del montaje de la prensa.

En la figura 9.17 se incluyen dos ejemplos del dimensionamiento de la ubicación de los agujeros en el separador a partir del montaje que se muestra en la figura 9.16. Es probable que usted mismo se pregunte, ¿por qué sí importa que se dimensionen los agujeros desde los extremos de la parte (b) o dar la dimensión entre los centros (a)? Imagine que las partes se manufacturan de acuerdo con el aditamento que se muestra en la figura 9.18. Se ha dispuesto una plantilla de tal modo que el material estándar del SEPARADOR se deslice en la plantilla, se sujete, y luego se corte a su longitud global de 70 mm. Luego, el técnico utiliza las dimensiones del dibujo que usted elaboró para ubicar y taladrar los dos agujeros. ¿Qué pasa si durante la fecha en que se manufacturan las partes, la plantilla empieza a deslizarse? Al final del día, la longitud global de las partes resultan ser de 72 mm en vez de 70 mm. Si el maquinista utilizó el dibujo en la figura 9.17(b) para ubicar y taladrar los agujeros, las partes no 70 15

12.5

Sí

2X Ø12.5 (a) 70 15

12.5

¡NO!

2X Ø12.5 (b)

FIGURA 9.17. Dos dibujos dimensionados posibles del SEPARADOR.

capítulo 9

Dimensionamiento

9-13

PLANTILLA

Material estándar para el SEPARADOR

FIGURA 9.18. Corte del SEPARADOR.

funcionarían dado que la distancia entre los agujeros probablemente sea de 42 mm en vez de 40 mm (72 – 30 = 42). Si empleó el dibujo en la ﬁgura 9.17(a) para maquinar las partes, la longitud global aún sería incorrecta, pero la distancia entre los agujeros sería correcta. El SEPARADOR aún funcionaría, y el material adicional se podría remover si fuera necesario.

9.06.03 Dimensionamiento en la línea base contra dimensionamiento en cadena Hay muchas maneras diferentes de ubicar los rasgos. Como ya se mencionó, empezar con un examen de cómo funcionará la parte dentro del montaje es la mejor manera para comenzar a determinar qué dimensiones son las más importantes. Dos de los tipos principales de técnicas de dimensionamiento son el de la línea base y en cadena. El dimensionamiento en la línea base se ilustra en la ﬁgura 9.19. Observe cómo todas las dimensiones en una dirección dada se originan a partir de una base o referencia. Este tipo de dimensionamiento se utiliza con frecuencia para las máquinas CNC que trabajan a partir de un sistema coordenado rectangular.

80 65 40

LÍNEA BASE 15

15 35 50

6X Ø8 FIGURA 9.19. Dimensionamiento en la línea base.

9-14

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería 80 15

6X Ø8 FIGURA 9.20. Dimensionamiento en cadena.

En dimensionamiento en cadena se muestra en la figura 9.20. En este sistema, los rasgos se dimensionan relativos unos con otros. Esto es apropiado cuando la función de la parte requiere que los rasgos estén relacionados unos con otros, como se analizó antes para la parte en la figura 9.17(a). Como verá en el capítulo siguiente, el dimensionamiento en cadena puede ocasionar problemas debido a la acumulación de tolerancias, por lo que con frecuencia se prefiere el dimensionamiento en la línea de base. Sin embargo, en ocasiones es apropiado el dimensionamiento en cadena.

9.06.04 ¿Qué tipo de dimensiones se pueden medir y verificar? Como se analizó antes, es importante que proporcione dimensiones que tengan sentido para la persona que vaya a fabricar o contruir el objeto que está usted diseñando. Al dimensionar agujeros, debe hacerlo hasta sus centros debido a que el maquinista ubicará estos mismos puntos y centrará la broca en esa ubicación. Al dimensionar las partes, también debe seleccionar las dimensiones que se puedan medir. El objeto que se muestra en la figura 9.21(a) está dimensionado para ubicar el centro del arco R50. Sería muy difícil para la persona que inspeccione la parte ubicar el centro del arco puesto que no está en el objeto. En la figura 9.21(b), los extremos del arco están dimensionados, así como su radio. Esta es una mejor práctica dado que las dimensiones lineales en la parte final se pueden verificar con facilidad con herramientas de medición estándar. 30

R50

9 20

(a)

¡DEFICIENTE!

FIGURA 9.21. Veriﬁcación de la ubicación del centro de un arco.

(b)

Mejor

capítulo 9

Dimensionamiento

9-15

9.07 Directrices para guiar sus líneas Conforme vaya a dimensionar más partes, obtendrá mejor idea acerca de dónde colocar las dimensiones particulares. Como ya se mencionó en el capítulo, mostrar las dimensiones en la vista en donde el contorno o la forma del objeto se aprecien mejor es una buena regla global a seguir. Pero hay algunas excepciones para la mayor parte de las partes, y el seguir esta regla del contorno es una buena práctica. En la figura 9.22(a) se muestra el ejemplo de un dimensionamiento deficiente. Observe que el contorno de la ranura se aprecia mejor en la vista lateral derecha; pero la dimensión de la profundidad de 16 está dada en la vista superior, y la dimensión de la altura de 5 está dada en la frontal. Las dimensiones del tamaño y la ubicación para el agujero tampoco están claras en la figura 12.22(a). El diámetro de 8 y la dimensión de la ubicación de 30 desde el lado izquierdo deben estar en la vista superior, no en la vista frontal. En la figura 9.22(b) se muestra el agujero dimensionado de manera correcta en la vista en donde su tamaño, ubicación, y forma se aprecian mejor (vista superior).

16 7

(a)

¡DEFICIENTE!

(b)

Mejor

9 45 30 5 25 10 Ø8

R15

Ø8 30 9

7 5 25 10

FIGURA 9.22. Dimensionamiento en el contorno.

9-16

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería Como una ilustración del proceso empleado al elegir la vista correcta para las dimensiones, este ejemplo se puede dividir en pasos menores. En la figura 9.23 se ilustra una división paso a paso de un rasgo de BLOQUE DE CONTORNO. Un modelo sólido del primer rasgo se muestra en la figura 9.23(a). Este rasgo está definido por las tres dimensiones que se muestran en la figura (b): el radio del arco (R15), la distancia desde el lado izquierdo de la parte hasta el centro del arco (30), y la altura del rasgo (10). Con base en el dimensionamiento del contorno siguiente, las dimensiones R15 y 30 se aprecian mejor en la vista superior, pero la dimensión de 10 se coloca mejor en la vista frontal. El rasgo siguiente es la pieza extruida en el lado izquierdo de la parte que se muestra en la figura 9.22(c). Este rasgo está definido por las dos dimensiones

R15

(b) 30

(a) 10

R15 (d) 30 9 25

(c)

R15 (f) 30 7

(e)

R15 (h) Ø8 30 9

(g)

25 10

FIGURA 9.23. División del dimensionamiento del BLOQUE DE CONTORNO.

capítulo 9

9-17

Dimensionamiento

en la figura 9.23; la altura del rasgo desde la parte inferior de la parte (25) y el ancho de la parte (9). La vista frontal es la única vista en donde la dimensión de 9 muestra con claridad el ancho de la extrusión. La altura de la extrusión (25) se puede mostrar en cualquiera de las vistas frontal o lateral derecha, pero dado que usted pondrá otras dimensiones en la vista lateral derecha, resulta mejor agruparlas. El rasgo de corte rectangular se muestra en la figura 9.23(e). Este rasgo está definido por tres dimensiones en la figura 9.23(f): la altura del corte (5), la profundidad del corte (16), y la dimensión de la ubicación para el corte (7). El contorno de este rasgo se observa mejor en la vista lateral, por lo que es allí donde se deben ubicar estas tres dimensiones. El último rasgo de esta parte es el agujero que se muestra en la figura 9.23(g). Como el agujero tiene el mismo centro que el arco, no hay necesidad de una dimensión de su ubicación. La única dimensión necesaria para el rasgo de agujero es el diámetro. En la figura 9.23(h) se ilustra cómo esta dimensión se aprecia mejor en la vista superior, en donde el contorno del agujero se observa con más claridad.

9.07.01 Sólo líneas continuas Otra buena regla práctica que se debe seguir en el dimensionamiento es dimensionar sólo las líneas visibles o continuas. Esto está relacionado con la regla del contorno. En la figura 9.24(a), observe cómo la línea de extensión de la dimensión de 10 está relacionada a la línea oculta. La dimensión es mucho más clara en la figura 9.24(a) en donde la línea de extensión se extiende desde una línea visible o continua. Observe también la ilustración de esta regla en el dibujo que se muestra en la figura 9.22.

9.07.02 Colocación y espaciamiento Cuando anote las dimensiones en los dibujos, debe seguir las directrices establecidas para la distancia a que se deben colocar las dimensiones de vistas, los espacios libres entre líneas de extensión y líneas visibles, las longitudes de las puntas de flechas, etcétera. En la figura 9.25 se muestra la práctica estándar relacionada con la colocación y el espaciamiento de las dimensiones. Cuando alguien observa su dibujo, lo primero que notará será el objeto mismo. Las varias convenciones y especificaciones ayudan a distinguir las dimensiones de la geometría del objeto. Como ya se mencionó antes en este libro, las líneas visibles son gruesas y oscuras para resaltar el contorno y los bordes visibles del objeto. Las líneas de las dimensiones, de extensión y las indicadoras deben ser delgadas y oscuras. Las líneas de dimensiones también deben estar al menos 10 mm (.375 pulgada) de cualquier vista, lo que ayuda a evitar un desorden. Cuando la dimensiones se colocan dentro de otras dimensiones, debe haber al menos 6 mm (.25 pulgada) entre las líneas de dimensión. Las especificaciones para el dimensionamiento también requieren un espacio libre visible entre las líneas de extensión y la geometría del objeto. En general, 1 mm (0.625 pulgada) es una buena regla práctica. Además, las líneas de extensión se deben extender justo pasando su línea de dimensión correspondiente (2-3 mm o .125 pulgadas).

44 12

(a)

Bien

FIGURA 9.24. Dimensionamiento con líneas continuas.

(b)

¡DEFICIENTE!

9-18

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería

Espacio libre visible

2–3 mm { .125"

50 10 mm .375"

{

}

6–10 mm .25"–.375"

20 40

Puntas de flecha 3 mm X 1 mm

FIGURA 9.25. Colocación y espaciamiento de dimensiones.

FIGURA 9.26. Fuentes para el dimensionamiento.

9.07.03 Fuente Los dibujos de ingeniería requieren el uso del rotulado gótico de un solo trazo. Además, las letras deben ser mayúsculas dado que pocos lenguajes en el mundo tienen letras mayúsculas y minúsculas. Las fuentes comunes en software CAD son Century Gothic y Romans.shx (consulte la ﬁgura 9.26).

9.08 Atajos Los últimos 20 años han sido un cambio hacia el uso de símbolos para definir los rasgos en dibujos en vez de notas escritas. Dado que muchas compañías han adoptado las especificaciones internacionales para el diseño y producción, deben comunicarse con un lenguaje universal que todos entiendan, los símbolos con frecuencia se prestan para aclarar la finalidad del diseño. Algunos de estos símbolos se utilizan en los atajos que representan dimensiones para los diámetros, radios, agujeros maquinados, roscas, y rasgos estándar como se describe en las siguientes secciones.

9.08.01 Diámetros y radios Como ya se mostró antes en este capítulo por medio de la figura 9.15, los círculos se dimensionan como diámetros al emplear el símbolo Ø, y los arcos se dimensionan como radios al usar el símbolo R. Los dos símbolos se muestran precediendo el valor de la dimensión. Para agujeros, las dimensiones de los diámetros suelen mostrarse en la vista en donde aparece el agujero como un círculo dado que es la vista de la parte que un maquinista verá cuando produzca el agujero. Sin embargo, cuando se dimensione el diámetro de un cilindro, la dimensión se debe colocar en la vista rectangular del rasgo (consulte la figura 9.27). Esto ayuda a distinguir los agujeros de los cilindros de espacio positivo. En la figura 9.28 se ilustran varias opciones para dimensionar arcos. Cuando el arco es lo suficientemente grande, como se muestra en la figura 9.28(a), la línea indicadora y el texto se pueden colocar en el interior del arco. En la figura 9.28(b), el arco no es lo suficientemente grande como para colocar el texto en el interior. En este caso, la línea indicadora se debe extender a través del arco con el texto en el exterior. Con los arcos pequeños como los de la figura 9.28(c) y (d), la línea indicadora y el texto se deben colocar en el exterior.

capítulo 9

9-19

Dimensionamiento

Ø5

(a) R20

Ø12 Ø36

Ø26

(c)

R10 (b)

R5 (d)

FIGURA 9.27. Dimensionamiento de cilindros y agujeros. FIGURA 9.28. Dimensionamiento de arcos.

45°

3 X 45°

3X3

FIGURA 9.29. Dimensionamiento de chaﬂanes.

9.08.02 Chaflanes Los chaflanes son bordes biselados o angulados que suelen aparecer en los extremos de ejes o sujetadores para ayudar en el montaje de partes o para alisar los bordes burdos. Se dimensionan dando una longitud desde el extremo de la parte y un ángulo, o especificando dos distancias. En la figura 9.29 se ilustran las opciones diferentes para el dimensionamiento de un chaflán.

9.08.03 Agujeros maquinados estándar: avellanados y con caja El uso de símbolos también es muy importante cuando se dimensionan los tamaños de agujeros maquinados como agujeros con caja, avellanados, fresados para tuercas, y agujeros ciegos; observe la figura 9.30. Los símbolos utilizados en la vista superior representan los tipos diferentes de agujeros maquinados. En estos ejemplos, representa un agujero avellanado, representa un agujero con caja, y es el símbolo que se emplea para especificar una profundidad. Observe que de acuerdo con la práctica estándar, no se especifican procesos de manufactura (es decir, taladrar, escariar, o perforar). ■

■

En la figura 9.30(a) se ilustra un agujero taladrado estándar con un diámetro de 8 mm. En la figura 9.30(b) se ilustra una agujero ciego con el mismo diámetro. La profundidad de 15 se mide desde la superficie superior hasta la línea horizontal en la parte inferior de la porción cilíndrica del agujero, y no hasta el punto. En la figura 9.30(c) se muestra un agujero con caja. El diámetro de 8 mm indica el tamaño original taladrado, el diámetro de 15 mm es el tamaño de la caja, y el 7 es la profundidad de la caja. Los agujeros con caja se utilizan para aceptar tornillos de cabeza cilíndrica ranurada (“fillister”) o de cabeza hueca hexagonal. En la figura 9.30(d) se ilustra un avellanado. El 8 indica el diámetro original taladrado, el 14 es el diámetro del avellanado, y 82° es el ángulo de la broca para la caja. Los agujeros avellanados se emplean en aplicaciones con tornillos de cabeza plana y de cabeza ovalada.

9-20

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería Ø8

FIGURA 9.30. Dimensionamiento de los tamaños de agujeros maquinados.

Ø15 7 Ø8

Ø8 15

Ø14 x 82°

Ø8

(a)

■

(b)

(c)

(d)

Ø18 1

(e)

Un agujero fresado para tuerca se muestra en la ﬁgura (e). El fresado para tuercas se utiliza para la superﬁcie burda de una parte fundida comúnmente para aceptar un tornillo de tipo de cabeza hexagonal. El formato de la dimensión es el mismo que el del contrataladrado; sin embargo, la dimensión de la profundidad se puede dejar fuera si una compañía utiliza una profundidad estándar de fresado para tuerca.

Observe que los símbolos se anotan en el orden en el que el técnico llevará a cabo las operaciones. Por ejemplo, en la ﬁgura 9.30(c), el diámetro del agujero pasante se muestra primero, seguido del diámetro y la profundidad de la caja. Estos símbolos se incluyen en ese orden debido a que el técnico primero taladrará el agujero y luego hará la caja en esa ubicación. Cuando están presentes los agujeros múltiples con el mismo tamaño, sólo dimensione uno de los agujeros. El símbolo X se emplea para indicar cuántas veces se maquina ese agujero particular. En la ﬁgura 9.31, se coloca 4X antes de la dimensión del agujero con caja para indicar que cuatro agujeros requieren esa dimensión del tamaño.

9.08.04 Ranuras Las ranuras se producen con herramientas estándar como brocas de fresado. Como estas herramientas se especiﬁcan por sus diámetros, las ranuras también se deben dimensionar por sus diámetros. En la ﬁgura 9.32 se muestran varias maneras aceptables en que se dimensionan las ranuras. Observe que en cada caso, los radios extremos se indican pero no se dimensionan. Ø20

FIGURA 9.31. Dimensionamiento de agujeros múltiples.

4X Ø5

20 12.5 40

20 40 60

Ø8.5 5

capítulo 9

9-21

Dimensionamiento

10 x 30 20

2X R

30 10 2X R FIGURA 9.32. Dimensionamiento de ranuras.

9.09 Notas La mayor parte de los dibujos requieren de algún tipo de nota o notas además de las dimensiones con el propósito deﬁnir por completo la parte. Dado que la ﬁnalidad de su dibujo es proporcionar toda la información necesaria para manufacturar la parte, alguna información no se puede mostrar fácilmente en las dimensiones comunes. No importa en qué tipo de nota se muestren, todas ellas se deben colocar de tal modo que se puedan leer desde la parte inferior de la hoja de papel.

9.09.01 Notas generales Las notas generales suelen aparecer en la esquina inferior derecha de un dibujo y se aplican a todo el dibujo. Algunas se pueden ubicar en el cuadro del título, y ejemplos de notas generales son los siguientes: MATERIAL: HIERRO FUNDIDO FAO (terminar por todas partes) TODAS LAS DIMENSIONES ESTÁN EN MILÍMETROS TODAS LAS DIMENSIONES 0.1 A MENOS QUE SE ESPECIFIQUEN DE OTRA MANERA TODOS LOS BORDES AGUDOS

9.09.02 Notas locales Las notas locales aparecen en las vistas de dibujos y suelen especificarse con una línea indicadora. Al igual que las notas generales, las notas locales se utilizan para especificar la información que no se puede mostrar con dimensiones regulares. En la figura 9.33 se incluyen ejemplos de notas locales.

PASO 0.9 ELEVADO MOLETEADO EN DIAMANTE

Ø30

20 MOLETEADO COMPLETO FIGURA 9.33. Utilización de notas locales.

CHAVETERO 6 ANCHO X 4 PROFUNDIDAD

9-22

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería

9.10 Consideraciones para el modelado tridimensional (3-D) Ahora que se han cubierto todas las reglas y directrices para el dimensionamiento, tome un poco de tiempo para pensar acerca de lo que significa todo esto cuando elabore partes al emplear un modelador tridimensional. Si ya ha creado modelos sólidos, es probable que haya notado que los dibujos en ocasiones requieren más dimensiones que las que utilizaría al modelar. Esto sucede debido a que usted puede incluir ciertas relaciones o restricciones geométricas dentro de un modelo sólido tridimensional que se deben señalar de manera explícita en el dibujo, y en la figura 9.34 se ilustra esta idea. Observe que el dibujo incluye las dimensiones desde el centro del agujero hasta los extremos de la parte, pero no así en el bosquejo del modelo tridimensional. Un técnico necesitaría saber esta información para ubicar el agujero en el centro de la parte. El bosquejo incorpora las restricciones simétricas entre las líneas exteriores y su línea de centros correspondiente. Dado que estas diferencias entre las dimensiones se requieren en los modelos tridimensionales y los dibujos se requieren para documentar las partes, los dibujos con dimensiones para manufactura suelen hacerse al final del proceso de diseño en vez de al inicio. Conforme modele las partes, querrá agregar restricciones geométricas y dimensionales que capturen la intención del diseño para cada parte. Luego, los dibujos de documentación se pueden completar con dimensiones para la manufactura cuando el diseño esté completo. Una de las características sutiles de los modeladores basados en restricciones es la habilidad del software de indicarle saber cuándo la geometría se ha subdimensionado o sobredimensionado. Su objetivo debe ser definir por completo la geometría con restricciones geométricas y dimensionales. Si falta una restricción o restricciones, el software suele tener algún tipo de indicador de que la geometría está subdefinida. Cuando la geometría está subdefinida, debe poder tomar entidades y moverlas. Cuando están presentes demasiadas dimensiones o restricciones geométricas, el software le indica que la geometría está sobredefinida o sobrerrestringida. Para corregir este problema, debe eliminar una dimensión o una restricción geométrica que esté en conflicto con otras restricciones.

9.11 Dimensiones para el ejemplo de placa Regrese al escenario en donde se indica que usted trabaja en una compañía que manufactura accesorios metálicos para puertas domésticas. Se le pidió que pensara en varias preguntas. ¿Cuáles son las dimensiones necesarias para manufacturar la placa que se muestra en la ﬁgura 9.35? ¿Cuáles son las dimensiones críticas que se deben dar? ¿Cuáles son algunas de las dimensiones estándar que existen en otras partes o en partes anteriores? En la ﬁgura 9.36 se muestra un ejemplo de cómo se podría dimensionar la parte. Las dimensiones críticas en la placa son las distancias entre los agujeros avellanados y el agujero central, los tamaños de los agujeros, y el tamaño global de la placa (dado que debe ajustarse de manera adecuada en la puerta). 2.500 1.250

.750 1.500

Ø.500 FIGURA 9.34. Diferencias entre dibujos de dimensionamiento y modelos 3-D.

capítulo 9

Dimensionamiento

9-23

FIGURA 9.35. Placa de una cerradura de cerrojo dormido.

.625 .313

1.125

.813 1.625

2.250

R.375 2X Ø.188 Ø.312 x 82° .500

.125

1.000

FIGURA 9.36. Dimensiones de la placa.

El dibujo de la placa incluye las dimensiones que quizá no estén presentes en el modelo sólido basado en las restricciones. Dado que las restricciones geométricas simétricas puede ser que ya se hayan incorporado en el modelo, las dimensiones destacadas quizá no existan en la base de datos del modelo sólido tridimensional. Estas dimensiones se necesitarán especiﬁcar en el dibujo para asegurarse que la parte se manufacture de manera correcta.

9.12 Reglas fundamentales para el dimensionamiento Este capítulo contiene sugerencias para una mejor práctica para el dimensionamiento de una parte; sin embargo, como se indicó antes, la norma ASME Y14.5M-1994 es la norma aceptada para la práctica del dimensionamiento. Las siguientes reglas fundamentales se citan de las normas ASME Y14.5M-1994 para el dimensionamiento y asignación de tolerancias. Para una lista completa de las normas, consulte la norma ASME Y14.5M-1994. a. Cada dimensión debe tener una tolerancia, excepto para las dimensiones especíﬁcamente identiﬁcadas como referencia, máxima, mínima, o común (tamaño estándar común). La tolerancia se puede aplicar directamente a una dimensión (o indirectamente en el caso de dimensiones básicas), indicadas por una nota general, o ubicadas en un cuadro complementario del formato del dibujo. b. El dimensionamiento y la asignación de tolerancias deben estar completos para que haya una comprensión total de la característica de cada rasgo. No se permite obtener escalas (medición del tamaño de un rasgo directamente a partir de un

9-24

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería

i. j.

l. m. n.

dibujo de ingeniería) ni suposiciones de una distancia de tamaño, excepto como sigue. Los dibujos sin dimensionar, como los de un piso, de un cableado impreso, de plantillas, y de configuraciones maestras preparadas en material estable, se excluyen siempre que se especifiquen las dimensiones de control necesarias. Se debe mostrar cada dimensión necesaria de un producto final. No se deben dar más dimensiones que las necesarias para la definición completa. Se debe minimizar el uso de dimensiones de referencia en un dibujo. Las dimensiones se deben seleccionar y configurar para adecuarse a la función y a las relaciones de acoplamiento de una parte y no se deben someter a más de una interpretación. El dibujo debe definir una parte sin especificar los métodos de manufactura. Así sólo el diámetro de un agujero se da sin indicar si se va a taladrar, escariar, perforar, o hacer mediante otra operación. Sin embargo, en estos casos en donde sea necesaria la información de manufactura, procesamiento, aseguramiento de la calidad, o medioambiental para la definición de los requerimientos de ingeniería, se debe especificar en el dibujo o en un documento referenciado en el dibujo. Es permisible identificar como no obligatorias ciertas dimensiones de procesamiento que tome en cuenta la holgura de terminado superficial, holgura por contracción, y otros requerimientos, siempre que las dimensiones finales se den en el dibujo. Las dimensiones no obligatorias de procesamiento se deben identificar mediante una nota apropiada, como NO OBLIGATORIA (DATOS DEL FABRICANTE). Las dimensiones se deben configurar para proporcionar la información requerida para facilidad de lectura óptima. Las dimensiones se deben mostrar en vistas de perfil y referirse a contornos visibles. Los alambres, cables, barras, y otros materiales manufacturados con números de calibre o de código se deben especificar por dimensiones lineales indicando el diámetro o el espesor. Los números de calibre o de código se pueden mostrar entre paréntesis siguiendo a la dimensión. Se aplica un ángulo de 90° en donde las líneas de centro y las líneas que representan los rasgos se muestren en un dibujo a ángulos rectos y no se especifica un ángulo. Se aplica un ángulo básico de 90° en donde las líneas de centro de rasgos en un patrón o superficies mostradas a ángulos rectos en el dibujo se ubican o definen por las dimensiones básicas y no se especifica el ángulo. A menos que se especifiquen de otra manera, todas las dimensiones se aplican a 20°C (68°F). Se puede hacer una compensación para mediciones hechas a otras temperaturas. Todas las dimensiones y tolerancias se aplican en una condición de estado libre. Este principio no se aplica a partes no rígidas. A menos que se especifiquen de otra manera, todas las tolerancias geométricas se aplican para la profundidad, longitud, y ancho completo del rasgo. Las dimensiones y tolerancias se aplican sólo en el nivel del dibujo en donde están especificadas. Una dimensión especificada para un rasgo dado en un nivel del dibujo (por ejemplo, un dibujo de detalle) no es obligatoria para ese rasgo en cualquier otro nivel (por ejemplo, un dibujo de montaje).

9.13 Resumen del capítulo En este capítulo se proporcionó una introducción al dimensionamiento. En el capítulo se analizó cómo todas las dimensiones tienen una tolerancia y cómo las tolerancias son importantes para la función de los diseños. El dimensionamiento, al igual que otros temas de dibujo, aplica especificaciones o reglas muy específicas. Ya sea que el dimensionamiento se proporcione en pulgadas o en milímetros, usted debe seguir estas especificaciones. En este capítulo también se cubrieron las técnicas para el dimensionamiento de rasgos diferentes, como partes estándar, agujeros maquinados, y notas. En el siguiente capítulo se analiza con más detalle el dimensionamiento de las tolerancias, así como una introducción al tema del dimensionamiento y de la asignación de tolerancias geométricas. Estos temas son clave para la producción de partes que se basan en el intento específico del diseñador.

capítulo 9

9.14

9-25

glosario de términos clave

ANSI Y14.5 (ASME Y14.5M-1994): Documento estándar de la industria que resume prácticas uniformes para representar e interpretar dimensiones e información relacionada en dibujos y otras formas de documentación de ingeniería. dimensión: Valor numérico expresado en unidades apropiadas de medida y se utiliza para definir el tamaño, la ubicación, una característica geométrica, o una textura superficial de una parte o de un rasgo de una parte. dimensionamiento en cadena: Sistema de dimensionamiento en donde los rasgos se dimensionan unos desde otros en vez de desde un origen. dimensionamiento en el contorno: Colocación de cada dimensión en la vista en el que el contorno o la forma del rasgo se aprecia mejor. dimensionamiento en la línea base: Sistema de dimensionamiento en donde cada rasgo está dimensionado desde el mismo origen. indicador: Línea delgada, oscura, y continua que termina con una punta de flecha en un extremo y una dimensión, nota, o símbolo en el otro. línea de dimensión: Línea delgada, oscura, y continua que termina en cada extremo con puntas de flecha. El

9.15

Dimensionamiento

valor de una dimensión suele mostrarse en el centro de la línea de dimensión. línea de extensión: Línea delgada, oscura, y continua que se extiende desde un punto de un objeto, perpendicular a una línea de dimensión utilizada para indicar la extensión de una superficie o de un punto hasta una ubicación de preferencia fuera del contorno de la parte. punta de flecha: Triángulo pequeño al final de líneas e indicadores de dimensión para indicar la dirección y extensión de una dimensión. regla del contorno: Práctica de dibujo en donde cada dimensión se debe colocar en la vista en que la forma del contorno se aprecia mejor. tamaño: Término general para el tamaño de un rasgo, como un agujero, un cilindro, o un conjunto de superficies paralelas opuestas. tolerancia: Cantidad total que una dimensión específica se permite que varíe. Es la diferencia entre los límites superior e inferior de la dimensión. ubicación: Dimensión asociada con la posición de un rasgo en una parte.

preguntas de repaso

1. ¿Cuál es la norma actual para el dimensionamiento y la asignación de tolerancias en Estados Unidos? 2. Explique la diferencia entre normas de dimensionamiento para pulgadas y las normas para milímetros. 3. Liste al menos cuatro reglas fundamentales para el dimensionamiento. 4. ¿Cuáles son los tipos de líneas correctos y la oscuridad para líneas de dimensión, líneas de extensión, e indicadores? 5. Cuando se da un dibujo de dos vistas de un bloque rectangular simple, ¿qué dimensiones se necesitan?

6. Explique la diferencia entre dimensionamiento en la línea base y de cadena. 7. ¿Qué es dimensionamiento en el contorno? 8. ¿Cuáles son los símbolos estándar para el diámetro, el radio, el agujero con caja, el avellanado, y la profundidad? 9. Explique por qué las dimensiones para un modelo sólido basado en restricciones de un diseño pueden ser diferentes de las dimensiones que aparecen en un dibujo de detalle de la parte.

9-26

9.16

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería

problemas

1. Bosqueje las dimensiones necesarias para deﬁnir por completo cada objeto que se muestra en la ﬁgura P9.1. No utilice dimensiones redundantes o de referencia.

FIGURA P9.1

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

capítulo 9

9.16

Dimensionamiento

9-27

problemas (continuación)

2. Copie a escala los dibujos que se muestran en la figura P9.2, y deje suficiente espacio entre las vistas para agregar las dimensiones. Agregue las dimensiones necesarias para definir por completo cada objeto, así como las vistas adicionales según sea necesario para ajustarse a las directrices de dimensionamiento en este capítulo. No utilice las dimensiones redundantes o de referencia.

9-28

Lieu

9.16

Dibujo para diseño de ingeniería

problemas (continuación)

FIGURA P9.2

capítulo 9

9.16

Dimensionamiento

9-29

problemas (continuación)

3. Copie a escala los dibujos que se muestran en la figura P9.3, y deje espacio suficiente entre las vistas para agregar dimensiones necesarias para definir por completo cada objeto. Agregue vistas adicionales y vistas en corte según sea necesario para ajustarse a las directrices de dimensionamiento dadas en este capítulo. Cuando sea posible, aplique prácticas de atajos para describir los rasgos apropiados. No utilice dimensiones redundantes o de referencia.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

9-30

9.16

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería

problemas (continuación)

(g)

(h)

(i)

(j)

(k)

(l)

capĂtulo 9

9.16

Dimensionamiento

problemas (continuaciĂłn)

(m)

(n)

(o)

(p)

(q)

(r)

9-31

9-32

9.16

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería

problemas (continuación)

(s)

(u) FIGURA P9.3

(t)

capítulo 9

9.16

Dimensionamiento

9-33

problemas (continuación)

4. En la ﬁgura P9.4, considere la función de las partes indicadas mostradas en sus montajes propuestos. Para cada dibujo, agregue las dimensiones necesarias para deﬁnir por completo el objeto, y considere las dimensiones críticas necesarias para que cada parte se ajuste y funcione en su montaje propuesto.

PUERTA

(a)

(PUERTA) TOPE DE LA PUERTA

(b)

CORREDERA

(c)

9-34

9.16

Lieu

Dibujo para diseño de ingeniería

problemas (continuación)

ESLABÓN

(d)

PLACA

(e)

CERRADURA DE LEVA

(f)

capítulo 9

9.16

Dimensionamiento

problemas (continuación) EMPAQUETADURA

(g)

CHUMACERA

(h) SEPARADOR

(i)

FIGURA P9.4

9-35

Esta edición de Dibujo para diseño de Ingeniería es una referencia básica en gráficas del futuro —un enfoque en el diseño en ingeniería y la comunicación gráfica—. Un punto fuerte de este libro es su metodología basada en “qué” hacer, y “por qué” hacer (o no hacer) de esa forma los conceptos aprendidos, así como los detalles que se deben tomar en cuenta. Entre sus principales características destacan: Un enfoque sobre el aprendizaje y desarrollo de habilidades básicas de diseño . Desarrollo formal de habilidades de visualización como elemento clave en una etapa inicial del aprendizaje sobre dibujo. Uso de un enfoque basado en problemas reales al inicio de cada capítulo, que muestra las soluciones gráficas y después generaliza las soluciones. Ejemplos de prácticas deficientes y las consecuencias potenciales de estos errores. La gente parece aprender más de sus errores. Varias series de ejemplos y un proyecto común que se presentan en la mayor parte de los capítulos. El objetivo de la obra es colaborar con el aprendizaje de los estudiantes sobre los temas y conceptos relacionados con dibujo y diseño, así como la utilización de software o dibujo asistido por computadora.

ISBN-13: 978-607-526-673-2 ISBN-10: 607-526-673-9