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En este documento encontraras toda la informacion acerca de ASME Y14. 5.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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Duvan Michael Sandoval Ovalle Rafael Guerrero González UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA TECNOLOGÍA MECÁNICA BOGOTÁ D.C. 2019
Duvan Michael Sandoval Ovalle Rafael Guerrero González Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al título de: Tecnólogo mecánico Director Victor Ruiz título del director Msc, PhD ... UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA TECNOLOGÍA EN MECÁNICA BOGOTA D.C 2019
10 INTRODUCCIÓN En la actualidad el desarrollo tanto de la Ciencia como el de la Tecnología implican en la generación y aplicación del conocimiento en diferentes áreas y consecuentemente el estudiante de tecnología como de Ingeniería debe estar al tanto de estos, sin embargo, debido a la falta de implementación de estas temáticas en el proceso de formación dentro del periodo académico del estudiante, se es difícil la actualización completa por parte del estudiante en la adquisición de dichos conocimientos. Por tal motivo en el siguiente documento se elaborará un material de apoyo para desarrollar competencias y habilidades en el conocimiento de la norma ASME Y14.5M 2009 que permita al usuario (estudiante, profesor, etc.) interpretar y aplicar dichos conocimientos ampliando y aportando en su formación, además, de formar profesionales con mayores estándares y capacidades dentro de la industria. Para realizar el material de apoyo se hará uso del software NX, en el cual se explicará de manera detallada el uso correcto de la norma y sus reglas y, por medio de ejemplos prácticos se consolida el conocimiento adquirido por medio de una serie de videos que se realizarán a lo largo del proyecto.
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1. GENERALIDADES 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Las demandas a las que se encuentran enfrentadas la gran mayoría de industrias evolucionan, de acuerdo con el desarrollo de la sociedad y los mercados que se establecen en ella. Hoy en día la industria se enfrenta a mercados con altos niveles de demanda por lo que diferenciarse de la competencia se hace cada vez más difícil. Es por esto, que el proceso de manufactura debe cumplir con todos los requerimientos para así poder garantizar una alta calidad en cada producto que se dé a conocer al mercado para de esta manera lograr sobresalir un poco más. Sin embargo, no siempre se cumple con estos requerimientos, y esto se logra evidenciar en cierta medida en la industria Colombiana, debido a que, ya se encuentran normas establecidas a nivel mundial, que no se implementan en su totalidad y en algunos casos ni se aplican e incluso se desconocen. En la mayoría de los países hispanoamericanos se ha establecido las normas ISO como norma de consulta en general, estas normas también establecen el dimensionamiento y acotado en elementos mecánicos, pero en algunos casos se ha dejado a un lado el uso de otro tipo de normas generando en ciertos sectores un desconocimiento respecto a estas, como sucede con la norma ASME, lo cual genera distintos problemas debido a que en algunos casos las piezas o elementos mecánicos están diseñados o ensamblados en otras partes del mundo, es decir basados en otros tipos de norma, lo que puede generar discrepancias o errores durante la interpretación o adaptación a normas locales. Debido al gran impacto que tiene la norma ASME a nivel mundial en el dimensionamiento de elementos mecánicos, es de vital importancia conocer el correcto uso e interpretación de dicha norma, permitiendo mantener los estándares de las piezas bajo las cuales son diseñadas. Enfocando un poco más esta problemática a un sector específico, el cual es el diseño de piezas o elementos mecánicos, en el cual aparece un factor determinante que se presenta en estos inconvenientes de fabricación, se encuentra el desconocimiento y aplicación por parte de los diseñadores respecto al concepto de tolerancias geométricas y dimensionales aplicado en la representación gráfica de cuerpos mecánicos. Gran parte de diseñadores consideran que la mayoría de piezas que se representan en los diferentes planos de fabricación, quedan totalmente definidas y
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Desarrollar un material de apoyo para la correcta aplicación de los conceptos de tolerancias dimensionales y geométricas (GD&T) basado en la norma ASME Y14.5M 2009, por medio de una herramienta CAD. 1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS: ● Identificar y establecer el conjunto de información alrededor del dimensionamiento y tolerancias, de acuerdo, a la norma ASME Y14.5M 2009 (Dimensioning and Tolerancing) y su implementación en programas CAD. ● Diseñar un material didáctico basado en los conceptos más esenciales en la aplicación de las tolerancias y dimensionamiento geométrico. ● Desarrollar un material didáctico que permita orientar de manera adecuada en los procesos de dimensionamiento y asignación de tolerancias empleando un programa de diseño CAD (NX 12). ● Validar el material frente a los usuarios o personas que harán uso del manual (profesores y estudiantes).
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2. ANTECEDENTES 2.1 ESTADO DEL ARTE. A lo largo de la historia se ha observado el desarrollo y la constante evolución de la sociedad, por lo que está a su vez requiere mayores estándares de producción y verificación que puedan garantizar aspectos como la calidad y la seguridad en procesos como el diseño, producción, ensamblaje, entre otros. El desarrollo de normas especializadas para la elaboración de dibujos de ingeniería tiene como objetivo definir un grupo de reglas con las cuales se pueda transmitir la intención del diseñador. El constante avance y evolución de las normas de bujo permitieron implementar nuevos conceptos, entre estos las tolerancias de dimensionamiento geométrico los cuales permiten al diseñador ampliar la manera como se había venido estableciendo los dibujos de ingeniería, pero a pesar de la existencia de este tipo de normas, su interpretación en muchos casos no llega a ser lo suficientemente clara para aquellos usuarios que por primera vez hacen uso de estos nuevos estándares, por lo que la aparición de manuales o guías entre otros tipos de material de apoyo, permiten al usuario adquirir de manera más adecuada los distintas reglas con las que cuenta las normas de dimensionamiento geométrico. Por lo anterior expuesto, se realizará una recopilación de distintas fuentes de información en las cuales se exponen temas relacionados con el uso de las normas de tolerancias y dimensionamiento geométrico, así como una descripción general de su contenido. PÁGINAS WEB: ● En la siguiente página norteamericana Engineers Edge se encuentra un resumen muy detallado de las tolerancias geométricas y dimensionales, simbología, tablas sugeridas ISO 2786, calculadoras ANSI B4.1, todo de acuerdo al estándar ASME Y14.5M-2009 sistema inch, para mm no se especifica. sin embargo, no se realizan ejemplos ilustrativos aplicando las tolerancias a piezas. Ya si se quiere tener información de este tipo se debe recurrir a los Diseñadores dueños de la página. (Engineers EDGE Solutions By Design, 2000)
16 Las páginas anteriormente mencionadas fueron las más utilizadas para desarrollar los videos, en las partes de PMI, Verificación del PMI, y dibujo en plano. Sin embargo, debido a la carencia en información y demás por parte de estos videos, se usaron otras fuentes en los que se evidenciaba de manera más clara lo siguiente: ● Cómo configurar los cuadros de control para la figura Datum ● Configuración para la prueba de verificación integral del PMI ● Cómo cargar el PMI en las vistas del dibujo en plano Referencias videos: ● Acuity, NX CAD, (2017, Septiembre 21), Introduction to PMI (Product Manufacturing Information) [Archivo de video]. (Acuity, 2017) ● Krzysztof Gad, Siemens NX 11, (Krzysztof Gad, 2017) Sin embargo, resulta importante resaltar que dentro de los documentos y fuentes consultadas, existe información que no es implementada o trabajada, la cual es información relevante para el desarrollo del proyecto, por lo que de manera autónoma y conociendo más a profundidad la interfaz, se logra implementar en el material elaborado información como: ● Normas a la disposición del software ● Cómo aplicar la Norma ASME Y14.5M 2009 en el PMI ● Cómo habilitar la simbología de las tolerancias geométricas para la Norma ASME Y14.5M- 2009 ● Explicación de la interfaz de PMI, herramienta por herramienta ● Configuración de la hoja (Dibujo en plano) ● Selección, actualización y configuración del asistente de vistas 2.2 HISTORIA Dimensionamiento y tolerancia geométricas (GD&T) [ASME] y Dimensionamiento y tolerancia geométricos (GD&T) [ISO] se han utilizado desde la década de 1940. GD&T fue desarrollado para abordar la variedad de problemas que se habían encontrado a lo largo de los años a medida que las compañías intentaban describir la geometría de cada parte. Se dieron cuenta de que era muy difícil describir cuánta variación se permitía en su geometría de pieza y ensamblaje. Más importante aún, descubrieron que todos los que leían sus dibujos tenían una interpretación diferente de sus especificaciones de Dimensionamiento y Tolerancia y los límites que creaban. Esto llevó a errores, piezas rechazadas, piezas no conformes, tiempo y dinero desperdiciados y costosas demoras en la producción.
17 Las compañías encontraron que tenían dificultades para describir claramente el tamaño y la forma de los límites de las piezas individuales y las características de ensamblaje. Por ejemplo, no estaba claro en sus dibujos cuán planas debían ser las superficies, y en otros casos no estaba claro exactamente cuáles eran los requisitos para el tamaño y los requisitos de forma para un agujero. También encontraron que tenían aún más dificultades para describir cuánta variación se permitía entre las características. Por ejemplo, fue aún más difícil entender cuánto se permitió que un orificio se inclinara con relación a una superficie (o a qué superficie se le permitió inclinarse con respecto a), o cuánta variación se permitió entre las superficies relacionadas. GD&T fue desarrollado específicamente para abordar estos problemas y eliminar la ambigüedad que presenta el uso de las funciones de Adición y Tolerancia tradicionales más y menos. El objetivo principal de GD&T es hacer que las especificaciones de los dibujos sean claras y no ambiguas, lo que permite eliminar problemas como confusiones, rechazo de las piezas, demoras en la entrega y la pérdida de beneficios que se derive. En Estados Unidos donde se remontan sus orígenes, se encuentran algunos antecedentes relacionados con la evolución de esta norma. En 1945 se empieza a desarrollar los conceptos de las tolerancias geométricas con la armada de los estados unidos la cual publicó un manual sobre dimensionamiento y tolerancia que introducía el uso de algunos símbolos, en la que se especifican algunas tolerancias las forma. Más adelante la SAE ( Society of Automotive Engineers ) en 1952 expande el uso del dimensionamiento aplicado en aeronaves publicando un manual de dibujo aeronáutico. Debido a la importancia que representaban los estándares de dimensionamiento, da como resultado la publicación de un grupo de reglas por parte de tres asociaciones de Estados Unidos (La ASA, la SAE y los militares) publicando una serie de estándares de dimensionamiento, pero este manual contenía inconsistencias en la estandarización lo que producía una fabricación lenta. Las tolerancias geométricas recibirán un importante aporte por parte de Stanley Parker del cual se origina el concepto de tolerancia de posición. Y ya para el 1957 la ASA en colaboración con los británicos y canadienses, aprobaron el primer estándar americano fiel a la interpretación de tolerancias y dimensionamientos, años más adelante se formaría la ANSI ( American National Standards Institute ) sucesor de la ASA, donde se publica la norma ANSI Y14.5. Esta norma recibe una serie de actualizaciones en los años 1982 y 1994 y su actualización más reciente la ASME Y14.5M del 2009 en la cual se reemplazan y agregan nuevas reglas.
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● ASA Z14.1- 1935 [redacción en general, no GD&T] ● ASA Z14.1- 1946 [redacción en general, no GD&T] ● ASA Y14.5- 1957 [solo dim./tol., Primer GD&T] ● USASI Y14.5- 1966 ● ANSI Y14.5- 1973 ● ASME Y14.5M- 1982 (R 1988) ● ASME Y14.5M-1994 (R 2004) ● ASME Y14.5- 2009 La norma ASME Y14.5 establece un grupo de reglas para definir e interpretar el dimensionado, tolerado, y demás requerimientos relacionados en la elaboración de dibujos de ingeniería y documentos relacionados. 3.2 SIMBOLOGÍA USADA EN LA NORMA ASME Y14.5- 2009 La norma ASME Y14.5 establece un grupo de símbolos que permiten especificar el tipo de tolerancia geométrica a implementar, así como características adicionales las cuales añaden información adicional permitiendo obtener mayor claridad sobre el elemento a trabajar, estos símbolos se pueden encontrar en la tabla 1. Tabla 1. Simbología Modificadores de material norma ASME Y14.5. Recuperado de: Norma ASME Y14.5-2009.
20 En la tabla 1. los símbolos que pueden encontrarse con mayor frecuencia son los modificadores de condición de material para características de tamaño. Los modificadores de material son usados para indicar si será utilizado el valor máximo o mínimo de la tolerancia indicada, es decir que, si se utiliza el valor máximo de material, éste será identificado con el siguiente símbolo Ⓜ, mientras que si se hace uso del símbolo Ⓛ, se estará indicando que se trabajará con el valor de la tolerancia que provea la menor cantidad de material. Para identificar el tipo de tolerancia geométrica con la cual se requiere trabajar se hará uso de la tabla 2. la cual contiene los símbolos de las distintas tolerancias geométricas que pueden usarse en un elemento. Estos símbolos se explicarán de manera más detallada en los numerales siguientes. Tabla 2. Símbolos tolerancias geométricas. Recuperado de: Norma ASME Y14.5-2009. 3.3 MARCO DE CONTROL DE CARACTERÍSTICA El marco de control es el elemento que permite asociar las distintas características de la tolerancia geometría a aplicar, este se representa por un rectángulo el cual estará dividido en compartimentos, dentro de cada compartimiento se ubicará información relacionada con la tolerancia geometría, como puede ser el tipo de
