Tolerancias GD&T en la fabricación de piezas

Asegurarse de que las piezas encajen y funcionen juntas

Las tolerancias GD&T son un aspecto de las tolerancias y dimensiones geométricas (GD&T), un sistema para comunicar cómo se debe producir una pieza. Por lo general, se utiliza una serie de 14 símbolos estándar para ayudar a guiar a las personas que fabrican una pieza.

Junto con los símbolos GD&T, las tolerancias GD&T se incluyen en un dibujo de ingeniería para brindar información sobre el posicionamiento, la cilindricidad y otras características que son vitales para la fabricación de la pieza y, en última instancia, su funcionalidad.

Las tolerancias de GD&T deben equilibrar la funcionalidad y el costo.

Cuando se concibe el dibujo de una pieza, se diseña a la perfección:el ideal de cómo debería ser la pieza. Sin embargo, en un mundo imperfecto, no es realista pensar que cada parte será 100% perfecta cada vez. Por lo tanto, las tolerancias permitidas se incorporan al proceso de ingeniería, lo que permite imperfecciones aceptables y garantiza que las piezas funcionen completamente.

Las tolerancias GD&T comunican las tolerancias permitidas asociadas con la pieza. Cuanto más estrecha sea una tolerancia, más difícil será de lograr, mayor será el número de rechazos y mayor será el costo. Por lo tanto, es importante especificar una tolerancia permisible que sea lo suficientemente estrecha para que la pieza sea funcional pero lo suficientemente flexible para que la producción de la pieza siga siendo rentable.

Un cuadro GD&T puede guiarlo.

Una búsqueda rápida en línea de "GD&T" lo llevará a una variedad de recursos que incluyen ejemplos de gráficos de GD&T. Estos gráficos generalmente muestran los diferentes símbolos que se usan, explican lo que significan y describen cómo usarlos.

Los símbolos GD&T ayudan a describir varias características de forma, orientación, perfil, descentramiento y ubicación. Un dibujo normalmente mostrará una serie de cuadros con:

• El símbolo apropiado para la ubicación de una característica de pieza (como su posición)
• La forma de la característica (como un círculo para un agujero)
• La tolerancia total permitida
• Modificadores de características (como la condición máxima del material)
• Cualquier dato adicional requerido

Uno de los símbolos más utilizados con las tolerancias GD&T es el posicionamiento real, que se representa mediante un círculo atravesado por una cruz. Un ejemplo típico son los orificios para pernos en una pieza de acero, donde cada orificio debe colocarse de modo que los pernos se alineen y encajen correctamente. Como puede imaginar, el posicionamiento suele tratar con piezas acopladas que deben funcionar juntas, como en el ejemplo anterior, donde los orificios deben colocarse correctamente para que los pernos coincidan con la pieza de acero correspondiente.

¿Dónde se utilizan las tolerancias GD&T?

En Metal Cutting Corporation, cortamos miles de varillas, tubos y alambres todos los días. Si bien las tolerancias están, por supuesto, involucradas, normalmente no producimos piezas que requieran un posicionamiento específico. Sin embargo, algunas tolerancias GD&T son necesarias para piezas complejas que producimos en nuestro torno automático tipo suizo, así como ciertas piezas producidas en nuestros tornos y fresadoras CNC.

Además, a menudo nos enfrentamos a un radio final que, en última instancia, debe encajar en otro lugar. Por ejemplo, podríamos producir un pequeño pasador que nuestro cliente acoplará con una pieza correspondiente. En estos casos, debemos asegurarnos de que el pasador tenga el diámetro correcto Y también que el radio final no sea demasiado afilado y que no haya rebabas que impidan que el pasador se acople con la pieza correspondiente. Si las tolerancias GD&T de cualquiera de las partes están demasiado fuera de lugar, las partes no se casarán.

¿Cómo se suman las tolerancias GD&T?

Cuando se trabaja con tolerancias GD&T, es importante recordar que se deben tener en cuenta todas las tolerancias. Por ejemplo, si tiene una tolerancia posicional de ± 0,0010 para dos partes que deben encajar, la tolerancia acumulativa significa que cada parte solo puede ser de ± 0,0005. Esto se conoce como acumulación de tolerancia.

Generalmente, confiamos en nuestros clientes y sus diseñadores e ingenieros para determinar las tolerancias GD&T correctas para sus piezas. Sin embargo, a veces nos encontramos con especificaciones que simplemente no cuadran. En estos momentos, necesitamos saber qué preguntas hacer para mantener el proyecto en marcha.

Por ejemplo, un cliente puede especificar una pieza que se someterá a múltiples procesos, pero que tendrá una tolerancia total menor que las tolerancias acumuladas cuando suma cada paso (proceso) de producción. Aquí, debemos averiguar qué característica es más importante para la funcionalidad de la pieza, de modo que pueda tener la tolerancia más estrecha y las tolerancias GD&T de las otras características se puedan aflojar para lograr la tolerancia total especificada.

Tome el ejemplo de un dispositivo médico que necesita encajar y bloquearse en su lugar con otra pieza. ¿Es el área escalonada más crítica para que la pieza encaje y se bloquee, para lograr la funcionalidad deseada? ¿O es más importante la longitud del dispositivo?

Reúnelo todo.

También es importante considerar cómo se fabrica una pieza y las herramientas que se utilizarán. Por ejemplo, un cliente puede pedirnos que rectifiquemos una pieza para lograr una característica particular, pero no sabe que una muela abrasiva no es perfectamente cuadrada y creará un radio de esquina. Aquí, tendríamos que preguntarle al cliente si el radio de la esquina es importante para la funcionalidad y, de ser así, qué tan grande sería aceptable el radio y qué tan ajustada debe ser la tolerancia.

Es fácil ver que las tolerancias GD&T pueden ser fundamentales para la forma en que las piezas encajan y funcionan juntas, lo que en última instancia es clave para lograr la funcionalidad deseada y la rentabilidad.