Dominando las Tolerancias de Circularidad en Piezas Metálicas Pequeñas para Fabricabilidad Óptima

Logrando Tolerancias Ajustadas para Requisitos de Redondez

Especificar tolerancias para las características críticas de una pieza es un elemento crucial de la optimización para fabricabilidad.

Cuando los clientes vienen a Metal Cutting Corporation con una solicitud para una cierta tolerancia de circularidad en las piezas metálicas pequeñas que fabricamos para ellos, se abren algunas preguntas interesantes.

¿Qué es la circularidad? Y ¿cómo determina si una pieza cumple los criterios que le permiten ser descrita como "circular"?

Múltiples formas de definir circularidad

En los términos más simples, la circularidad es una descripción de redondez, o cuán cerca se parece un objeto a un círculo verdadero.

En nuestro mundo, la circularidad es una medición bidimensional de cuán redondo es un objeto en un punto a lo largo de un cilindro. La tolerancia de circularidad se especifica para controlar la forma de ese objeto circular para asegurar que no sea demasiado oblongo, cuadrado o fuera de redondo.

La tolerancia de circularidad se preocupa solo por un punto en la pieza, no su relación con nada más o la longitud total del cilindro. Esto es a diferencia de la concentricidad, que compara la redondez en dos puntos diferentes, y la cilindricidad, que es una vista tridimensional de tanto la redondez como la rectitud a lo largo del eje de una pieza. (Lea más sobre circularidad, concentricidad, cilindricidad y otros términos relacionados.)

DI vs. DE para tolerancia de circularidad

Al especificar tolerancia de circularidad, es importante ser claro qué quiere que se mida —por ejemplo, ¿está hablando del diámetro interior (DI) o el diámetro exterior (DE)?— y qué punto a lo largo del cilindro es más importante.

Por ejemplo, al tumbar piezas (como pasadores) para radio, sabemos que los diámetros en los extremos serán ligeramente diferentes que el diámetro en el medio. Cuanto mayor el radio, más hacia adentro desde los extremos se verá afectado el diámetro.

Por tanto, típicamente medimos la circularidad en el medio de la pieza. Sin embargo, con un tubo, el DI solo puede medirse en los extremos.

En Metal Cutting, generalmente trabajamos con varillas y tubos —objetos verdaderamente redondos que tienen el mismo diámetro a lo largo de la pieza. (Si el diámetro no fuera el mismo a lo largo, el objeto sería ovalado en lugar de redondo.)

Ya sea que trabajemos con un tubo o un sólido, nos enfocamos en el DE para determinar la tolerancia de circularidad. Aquí, medir el diámetro en varios puntos alrededor de la pieza le da una buena idea de si la pieza es verdaderamente circular.

¿Una figura redonda con lados planos es "circular"?

Aunque la definición amplia de circularidad también puede describir formas como hexágonos y otras figuras con lados planos, en general las piezas que medimos son, de hecho, redondas.

Sin embargo, sí rectificamos y cortamos piezas poligonales a longitud, incluyendo lados cuadrados o rectangulares e incluso polígonos complejos. En estos casos, se usan diferentes técnicas de medición para determinar si las piezas están dentro de las especificaciones del cliente para tolerancia de circularidad.

Ilustrando la circularidad

En Dimensionamiento y Toleranciado Geométrico (GD&T), el símbolo usado para mostrar circularidad en planos de ingeniería es —como esperaría— un círculo. Típicamente, el plano tendrá un recuadro de especificación apuntando a la superficie de la pieza correspondiente, con el recuadro conteniendo un círculo y la tolerancia de circularidad apropiada.

Otra forma de mostrar circularidad GD&T es dibujar la zona de tolerancia de la pieza —dos círculos concéntricos que difieren en diámetro por la tolerancia especificada de la pieza.

Los dos círculos concéntricos muestran los tamaños máximo y mínimo entre los cuales todos los puntos del diámetro especificado de la pieza deben encajar para ser considerada lo suficientemente redonda y dentro de la tolerancia de circularidad requerida.

En otras palabras, la pieza debe encajar dentro de la zona de tolerancia entre los círculos interior y exterior. (Asombrosamente, esto puede ser cierto incluso para hexágonos, estrellas y otras formas de lados planos, permitiéndoles ser consideradas como teniendo una tolerancia de circularidad.)

Especificando tolerancia de circularidad

Si busca ejemplos de circularidad GD&T, probablemente encontrará dibujos de formas con tolerancias como ±0,050" (1,270 mm) o ±0,030" (0,762 mm). Aquí en Metal Cutting, donde nos especializamos en piezas muy pequeñas y precisas, 0,050" o 0,030" fuera de redondo ¡es enorme!

Más a menudo, tratamos con tolerancias de circularidad como ±0,001" (0,0254 mm), ±0,002" (0,0508 mm), o incluso tan ajustadas como ±0,0002" (0,0051 mm). De hecho, hay clientes para quienes la circularidad se mide en millonésimas de pulgada.

Especificando dónde medir para circularidad

Trabajando con piezas tan diminutas, cuando los clientes piden una tolerancia de circularidad, típicamente nos piden que miremos el diámetro alrededor de la pieza en un punto particular —usualmente el DE y más a menudo, en el medio de la pieza— para determinar si la pieza cumple sus especificaciones.

Admitidamente, diámetro uniforme no es una definición perfecta de lo que es la circularidad. Sin embargo, la mayoría de nuestros clientes encuentran que cumple sus requisitos para controlar la redondez y ayudar a asegurar que las piezas encajen correctamente, se muevan suavemente y se desgasten uniformemente.

Donde los clientes lo solicitan, se pueden usar dispositivos especiales para medir la circularidad real en lugar del diámetro. Por ejemplo, hay sondas capaces de medir todo el camino alrededor de una pieza.

Sea cual sea la tolerancia, método de inspección y dispositivo de medición apropiado para circularidad o cualquier otra característica crítica de una pieza, incluir esos detalles (y más) en la solicitud de cotización ayudará a asegurar que la pieza está optimizada para fabricabilidad.