16 principios esenciales de dibujo mecánico que debes conocer

Existen muchas reglas básicas establecidas en diseño mecánico y, específicamente, ASME Y14.5-2009 establece dieciséis reglas esenciales.

Estas reglas deben entenderse y aplicarse plenamente al preparar, interpretar o revisar dibujos técnicos. Profundicemos en cada una de estas dieciséis reglas una por una.

Regla 1: Todas las dimensiones, a excepción de las dimensiones de referencia, dimensiones máximas y mínimas, o materias primas, deben tener tolerancias.

Las dimensiones de referencia normalmente no tienen tolerancias. ¿Por qué es esto? Esto se debe a que las cotas de referencia suelen ser cotas repetitivas o cerradas en los dibujos, que se utilizan únicamente como información de referencia. Las dimensiones de referencia no guían la producción o la inspección; por lo tanto, cuando vea una dimensión de referencia en un dibujo, puede ignorarla.

En los dibujos, a menudo vemos la notación MAX (máximo) o MIN (mínimo). ¿Estas dimensiones tienen tolerancias? La respuesta es sí. Para dimensiones MAX, el límite inferior de su tolerancia es cero, y para dimensiones MIN, su límite superior de tolerancia es infinito.

Por lo tanto, al especificar las dimensiones MAX o MIN, debemos considerar completamente si hay un impacto en la función en la desviación límite. Por ejemplo, si marcamos un filete como R1 MAX, entonces debemos considerar si la ausencia de un filete (es decir, cuando es cero) afectará la función. En este caso, se debe especificar un límite de tolerancia inferior apropiado.

También hay muchas dimensiones teóricas (es decir, dimensiones básicas) en los dibujos. ¿Tienen tolerancias? Las dimensiones teóricas se definen como tamaños, formas, perfiles, direcciones o posiciones numéricamente correctas que se utilizan para definir un cuerpo o datos de destino.

Cuando esta dimensión teórica se utiliza para definir el tamaño, forma, perfil, dirección o posición de un cuerpo, su tolerancia se define por la correspondiente tolerancia de forma y posición del cuerpo. Cuando esta dimensión teórica se utiliza para definir el tamaño, la forma o la posición de un objetivo determinado, su tolerancia debe determinarse de acuerdo con las pautas de tolerancia de accesorios y calibres ASME Y14.43. Por tanto, las dimensiones teóricas también tienen tolerancias.

Los métodos para indicar tolerancias dimensionales en los dibujos son los siguientes:

· Anotación directa de límites de dimensión o valores de tolerancia en la propia dimensión.

· Indicación en forma de tolerancias dimensionales geométricas.

· Definición de tolerancias para dimensiones especificadas en notas o tablas.

· Definir tolerancias para formas o procesos específicos en otros documentos referenciados en el dibujo.

· Establecer tolerancias para todas las dimensiones sin tolerancias especificadas en la columna de tolerancia general.

Regla 2: Las dimensiones y tolerancias deben definirse completamente para comprender completamente todas las características de cada forma.

Las características de una forma incluyen tamaño, forma, dirección y posición. Debe definir el tamaño y la tolerancia de todas las características de cada forma en el dibujo. Los tamaños y valores de tolerancia se pueden expresar mediante dibujos de ingeniería o definirse mediante bases de datos de definición de productos CAD. No está permitido adivinar o determinar dimensiones midiendo el dibujo.

Regla 3: Indique únicamente todas las dimensiones necesarias para describir el producto.

El significado de todas las dimensiones necesarias es que las dimensiones en el dibujo deben ser correctas, ni demasiadas ni muy pocas, para expresar plenamente todas las características de todas las formas. No debe haber dimensiones superfluas en el dibujo, como por ejemplo dimensiones cerradas.

Como se analizó anteriormente, podemos ignorar cualquier dimensión de referencia, por lo que el dibujo debe minimizar el uso de dimensiones de referencia. Las cotas de referencia, además de añadir sensación de desorden al dibujo, son inútiles.

Regla 4: Las dimensiones deben elegirse en función de la función y el ajuste del producto y no deben estar abiertas a múltiples interpretaciones.

Esto enfatiza que las dimensiones y tolerancias que definimos durante el diseño deben basarse en el cumplimiento de los requisitos funcionales y de ajuste del producto. El proceso de diseño debe considerar la capacidad de fabricación y la inspeccionabilidad, pero no a expensas de los requisitos funcionales.

Regla 5: Los diseños de productos no deben especificar métodos de fabricación.

Los diseños de productos deben indicar únicamente las dimensiones y los requisitos de rendimiento necesarios para la funcionalidad del producto. La forma de fabricación es responsabilidad de los ingenieros de producción.

Como diseñadores, debemos brindar amplia libertad al equipo de producción. Nuestra consideración debe ser proporcionar el rango de tolerancia más amplio posible que cumpla con la funcionalidad del producto y al mismo tiempo permita una capacidad de fabricación suficiente, en lugar de especificar el método de fabricación. Por ejemplo, para un agujero debemos marcar sólo el diámetro, sin especificar si está perforado, punzonado, fresado, torneado, rectificado o realizado mediante otros procesos.

Mientras el producto final cumpla con la tolerancia del diámetro, el proceso de fabricación no importa. Sin embargo, cuando el proceso de fabricación sea parte inseparable de las características del producto, deberá especificarse en los documentos de diseño o de referencia. Por ejemplo, si la funcionalidad requiere que el orificio esté libre de marcas de mecanizado en espiral y al mismo tiempo cumpla con la tolerancia del diámetro, el diseño puede especificar que el orificio debe rectificarse.

Regla 6: Al proporcionar las dimensiones del producto final, es aceptable marcar parámetros de proceso no obligatorios, como las tolerancias de mecanizado.

Normalmente, no es necesario marcar los parámetros del proceso en los diseños, pero si es así, se debe indicar claramente que no son obligatorios. Como se mencionó anteriormente, esto es responsabilidad de los ingenieros de producción y deben tener amplia libertad.

Regla 7: Las dimensiones deben organizarse lógicamente para una legibilidad óptima. Deben colocarse en el contorno real y marcarse en líneas de contorno visibles.

Este es un requisito básico para escribir, sobre el cual no daremos más detalles aquí.

Regla 8: Las materias primas como alambre, tubo, placa, varilla u otros materiales producidos por medición o número de marca deben marcarse con dimensiones lineales como diámetro o espesor.

La medida o número de marca del producto debe marcarse entre paréntesis después de la dimensión.

Esta regla es específica de las materias primas, cada una con su propia notación estándar.

Regla 9: Las líneas centrales y los contornos que se muestran como ángulos rectos en el diseño sin marcar se consideran de 90 grados.

Hay muchas relaciones en proyectos que se supone que son de 90 grados. Estas tolerancias supuestas de 90 grados deben controlarse como tolerancias de ángulo no marcadas.

Regla 10: Las líneas centrales o superficies de cuerpos dispuestos o posicionados según dimensiones básicas, si se muestran como ángulos rectos en el diseño sin marcas, se consideran dimensiones básicas de 90 grados.

Los cuerpos dispuestos se refieren a un grupo (dos o más) de cuerpos con la misma forma y tamaño distribuidos en un patrón regular. Cuando los centros de estos cuerpos están definidos o posicionados mediante dimensiones básicas, la tolerancia de ángulo básica supuesta de 90 grados está controlada por la tolerancia de forma y posición correspondiente.

Regla 11: Cuando la línea central, el plano central o la superficie se muestran consistentemente en el diagrama, se supone que es una dimensión básica con valor cero y su relación está definida por tolerancias de forma y posición.

Esto es de conocimiento común. Las tolerancias de estas dimensiones básicas, que se supone que son cero, deben controlarse mediante las correspondientes tolerancias de forma y posición. Si no se especifican tolerancias de forma y posición, se controlarán mediante las tolerancias de forma y posición no especificadas en la columna de requisitos técnicos generales.

Regla 12: A menos que se especifique lo contrario, todas las dimensiones se refieren a una temperatura ambiente de 20°C (68°F). Si las mediciones se realizan a otras temperaturas, se debe considerar la compensación de dimensiones.

Tenga en cuenta que la temperatura ambiente aquí es de 20 grados, no de 23 o 25 grados. Por lo tanto, exigimos que todas las salas de medición controlen la temperatura dentro de los 20 grados para garantizar que los resultados de las pruebas reflejen con precisión si se han cumplido los requisitos del producto.

Si es imposible medir a una temperatura ambiente de 20 grados, debemos considerar compensar los efectos de la temperatura en los resultados de la medición, especialmente para piezas con alta sensibilidad a la temperatura.

Regla 13: A menos que se especifique lo contrario, todas las dimensiones y tolerancias se aplican a la condición de estado libre.

Todas las dimensiones marcadas en el dibujo se refieren a las dimensiones de las piezas en estado libre de tensiones. Para algunas piezas no rígidas, podemos marcar las dimensiones después de que las piezas estén restringidas de acuerdo con las regulaciones, y el método de restricción de las piezas debe marcarse en el dibujo.

Si queremos marcar algunas dimensiones de las piezas en su estado libre, debemos marcarlas con el símbolo de estado libre F.

Regla 14: A menos que se especifique lo contrario, todas las tolerancias dimensionales geométricas se aplican a toda la longitud, ancho o profundidad del formulario.

Creo que todo el mundo está familiarizado con esto. Lo que quiero recordar es que debido a la aplicación del principio inclusivo, el largo, ancho o profundidad del formulario afecta en gran medida el control de la forma del formulario.

Para una barra redonda de 3 mm de largo y una barra redonda de 30 mm de largo, la rectitud máxima permitida bajo la misma tolerancia de diámetro es la misma, pero la situación de flexión real es muy diferente.

Regla 15: Todas las dimensiones y tolerancias se aplican únicamente al nivel de producto descrito en el dibujo. La tolerancia dimensional de una forma descrita en un nivel de dibujo (como un diagrama de pieza) no se aplica necesariamente a la tolerancia dimensional de esa forma en otros niveles de dibujo (como diagramas de ensamblaje).

Es decir, es posible que el tamaño de un diagrama de pieza no se aplique necesariamente al diagrama de ensamblaje. Por ejemplo, si soldamos un soporte con una apertura de 10 +/- 0,5 a una plataforma, debido a la deformación de la soldadura, la fijación del accesorio de soldadura y otros factores, será difícil cumplir con el requisito de tamaño de 10 +/- 0,5 en la pieza soldada.

En otras palabras, este tamaño ya no es aplicable al diseño de la pieza soldada. Por lo tanto, no podemos exigir el mismo tamaño en el dibujo de ensamblaje según el tamaño de un dibujo de pieza. Si es necesario controlar esta forma en el plano de montaje, el tamaño debe marcarse en el plano de montaje.

Regla 16: Salvo que se indique lo contrario, cuando aparezca un sistema de coordenadas en el dibujo, deberá ser diestro. Se debe marcar cada eje de coordenadas e indicar la dirección positiva.

Este punto rara vez se utiliza, por lo que no se necesita una explicación detallada, simplemente sígalo.

Arriba hay una introducción a las 16 pautas básicas de diseño estipuladas por la norma ASME.