normalizacion del dibujo tecnico

download normalizacion del dibujo tecnico

If you can't read please download the document

Transcript of normalizacion del dibujo tecnico

Tema 3

Normalizacin del Dibujo Tcnico3.1. NECESIDAD Y PROCEDIMIENTOLa normalizacin responde al establecimiento de una serie de principios aplicables a una determinada actividad del hombre, en este caso el Dibujo Tcnico. El Dibujo Tcnico es concebido como un lenguaje grfico de expresin donde las palabras son sustituidas por lneas, cifras y smbolos. Este cdigo de comunicacin debe ser adems universal y preciso, sin ambigedades. Para ello es necesario que las personas que usan este lenguaje (ingenieros, arquitectos y tcnicos en general) conozcan y sigan unas normas claras de representacin para que no existan errores en la posterior interpretacin del diseo en su fase de produccin. En este sentido, Fontard, estudioso de la normalizacin francs, define en 1967 el concepto de Norma como un dato de referencia resultante de un acuerdo colectivo y razonado, con vistas a servir de base de entendimiento para la resolucin de problemas repetitivos. La normalizacin, en un sentido amplio, pretende unificar caractersticas y especificaciones de materiales y productos con la idea de abaratar el precio final, de forma que produzcamos un gran nmero de unidades de un reducido nmero de modelos (tuberas de riego, vlvulas, cableado elctrico, etc.). Tambin se pretende el disminuir el volumen de stocks, maximizando la intercambiabilidad de piezas. Hoy en da la mayora de los productos industriales y servicios estn normalizados, entendindose esta normalizacin como una regularizacin de sus formas, dimensiones, colores, medidas de seguridad, etc. La normalizacin, en resumen, trata de definir, tipificar (homologar) y simplificar materiales, productos, procesos y servicios. Pero, Cmo surge la Normalizacin?. A finales del siglo XIX y principios del siglo XX, como comentamos en el captulo I, surgen en Alemania escuelas de diseo de las que parte el germen de la necesidad de establecer normas para el diseo industrial. Durante la I Guerra Mundial se desarrolla la produccin en serie para la industria blica. La intercambiabilidad necesaria en este tipo de sistemas productivos potencia la idea de normalizar la representacin de los diseos y productos. En 1917 aparecen las primeras Normas Industriales Alemanas denominadas DIN (Deutsche Industrie Normen), que ms tarde y en el seno de la Comisin Alemana de Normas fundada en 1926, seguiran llamndose DIN, aunque con otro contenido (Das Ist Norm, Esto es norma). Paralelamente surgen en Inglaterra y Francia instituciones para la Normalizacin, concretamente la British Standard Institution (1919) y AFNOR (1916) respectivamente. En Estados Unidos se crean distintas asociaciones de Normalizacin como ANSI, ASA y ASTM, mientras que en Espaa se produce una reordenacin de las diferentes comisiones que desde 1912 abordaban la Normalizacin en diversas ramas tcnicas para desembocar en la creacin del Instituto Nacional de Racionalizacin y Normalizacin (IRANOR), dependiente del C.S.I.C. (Consejo Superior de Investigaciones Cientficas). Actualmente es AENOR (Asociacin Espaola para la Normalizacin), organismo privado, la que desempea funciones de normalizacin y certificacin de productos y servicios, concibindose como53

F. J. Aguilar, F. Agera, F. Carvajal

un instrumento de mejora de la calidad de los productos espaoles. Las normas generadas en esta asociacin se denominan normas UNE (Una Norma Espaola), y son las que bsicamente vamos a estudiar, aunque apreciaremos como la mayora de ellas son transcripciones de la normativa internacional. Pero, cada da ms, la economa mundial presenta una evidente globalizacin. Despus de la II Guerra Mundial (1946) se crea la Institucin ISO (International Standarization of Organization) con sede en Ginebra, cuyo propsito es el establecimiento de una normativa internacional. Existe un criterio claro en todas las Organizaciones Nacionales de Normalizacin de seguir la tendencia marcada por la normativa ISO. Esto incluye a las normas europeas (EN) que tienen vigencia en el mbito de la Unin Europea.

3.2. CLASIFICACIN, ELABORACIN Y DESIGNACIN DE LAS NORMASLa elaboracin de una norma UNE sigue el proceso representado en el esquema de la figura 3.1.

Figura 3.1.

Proceso de propuesta y elaboracin de una norma UNE. (Fuente: Villar del Fresno y Col., 1989).

Todo comienza con la propuesta de entidades pblicas o privadas que creen necesaria la implementacin de una nueva norma. La Comisin Tcnica de Trabajo (C.T.T.) pertinente, formada por fabricantes, productores y consumidores, usuarios y tcnicos, evalan la oportunidad de la norma y, en caso positivo, inician el proceso de realizacin y aprobacin de la norma UNE. Existen unas 80 Comisiones de Trabajo, entre las cuales podemos citar la de Asuntos Generales, Ciencias Generales, Soldadura, Rodamientos, Construccin, Siderurgia, MquinasHerramienta, etc. La clasificacin de las normas puede realizarse atendiendo a su contenido, mbito de aplicacin y carcter, tal y como aparece en la figura 3.2. En nuestro caso nos interesan bsicamente las normas que afectan a la materia del Dibujo Tcnico, como las referentes a tolerancias, acotacin, signos convencionales en general, formatos, etc., que veremos en prximos captulos.54

Fundamentos para el Diseo Grfico de Maquinaria e Industrias Agrarias

Figura 3.2.

Propuesta de clasificacin de las normas. (Adaptado de Villar del Fresno y Col., 1989).

Una vez redactada la norma se le asigna un cdigo o designacin, que en el caso de las normas UNE viene dada por la siguiente nomenclatura: UNE102775 Esto significa que se trata de una norma UNE, elaborada por la Comisin Tcnica de Trabajo nmero 1, orden cronolgico 27 del ao de revisin, ao de revisin 1975. Concretamente esta norma se refiere al plegado normalizado de planos. Es frecuente designar las normas obviando el ao de revisin, en nuestro ejemplo simplemente UNE 1027.

3.3. TIPOLOGA DE LOS DIBUJOS TCNICOSEn la figura 3.3 encontramos la clasificacin de Dibujos Tcnicos propuesta por el profesor Leiceaga Baltar, en la que se atiende a la naturaleza del dibujo, su contenido y los objetivos que persigue el mismo.

Figura 3.3.

Clasificacin de los dibujos tcnicos. (Fuente: Leiceaga Baltar, 1994).55

F. J. Aguilar, F. Agera, F. Carvajal

Dentro del concepto de Dibujo podemos definir la secuencia de ejecucin del mismo pasando por las fases de esbozo, croquis y dibujo con instrumentos o CAD. En el esbozo dibujamos a mano alzada unas lneas generales que ayudan al diseador a la bsqueda de la solucin. Una vez que hemos clarificado el diseo podemos realizar un croquis de la pieza u objeto diseado, tambin generalmente a mano alzada o sin mucha precisin en las medidas, aunque indicando sus dimensiones. Finalmente pasamos del croquis al dibujo definitivo o de precisin, bien empleando instrumentos clsicos como escuadra, cartabn, comps, etc., bien mediante programas de diseo asistido por ordenador (Figura 3.4.).

Figura 3.4.

Dibujo de una pieza industrial. Vistas convencionales y perspectiva.

Otro tipo de dibujos son los grficos (histogramas, curvas, etc.) y nomogramas o bacos (aproximaciones grficas a operaciones matemticas muy empleados en ingeniera). El esquema sera un dibujo simplificado que ilustra de forma simblica los componentes de una instalacin, mecanismos, etc. (Figura 3.5).

Figura 3.5.

Smbolos convencionales generales para tuberas.

56

Fundamentos para el Diseo Grfico de Maquinaria e Industrias Agrarias

La mayora de dibujos tcnicos necesitan de informacin complementaria para su perfecta comprensin. Esta informacin puede traducirse por el listado de las piezas que conforman un mecanismo, indicando el cdigo, modelo, peso, material, etc. Tambin pueden aadirse leyendas, pliegos de condiciones o descripciones sobre presupuestos, clculos, especificaciones de montaje, normas de seguridad, etc., que acompaan al dibujo tcnico.

Figura 3.6.

Explosionado de una junta Cardan o Universal representado en perspectiva caballera. (Fuente: Rodrguez de Abajo y lvarez Bengoa, 1990).

Segn su contenido podremos distinguir: Dibujos de piezas o de un nico objeto dada por las vistas y especificaciones (rugosidad, tolerancias, ...) que creamos necesarias. Dibujo Colectivo, donde aparece un objeto genrico que representa mediante una tabla adjunta a un colectivo de objetos de caractersticas semejantes.57

F. J. Aguilar, F. Agera, F. Carvajal

Dibujo de conjunto, que representa a una mquina en su totalidad. Dependiendo de la finalidad pueden ser de montaje, instalacin o embalaje. En el explosionado se representa el conjunto con todas sus piezas o componentes desplazadas respecto a su posicin real (Figura 3.6). En atencin a su finalidad podemos destacar: Dibujos de anteproyecto y proyecto. En el primer caso tenemos un dibujo tipo croquis o boceto donde se esbozan las posibles soluciones a un problema tcnico. El dibujo de proyecto sera el realizado con la solucin adoptada, dibujo definitivo. Dibujo de definicin, que representa el objeto o producto sin ambigedades. Forma parte de la documentacin del proyecto y tiene carcter contractual entre las partes. Dibujo de taller, donde se indica con toda nitidez la instalacin, ejecucin o fabricacin del objeto diseado. Dibujo de recepcin, donde se establecen las caractersticas del producto cara a su recepcin por el cliente. Dibujo de verificacin, que ilustra sobre cmo se comprueba el buen estado del producto (medidas funcionales, acabado superficial, etc.). Dibujo de expedicin, que explica el almacenaje y transporte del objeto. Dibujo de aprovechamiento, que detalla las caractersticas de funcionamiento, buen uso y mantenimiento del producto.

3.4. FORMATOS Y ROTULACINLa norma UNE encargada de los formatos normalizados para planos y disposicin de los elementos grficos en los mismos es la UNE 102683 (corresponde a la norma ISO 5457/1980). Comprende una serie principal, la serie A, y un conjunto de series derivadas. Hay que tener en cuenta que siempre que sea posible deberemos emplear los formatos recogidos en la serie A (UNE 1011 ISO 216). Si esta serie no dispone del formato requerido pasaremos a los formatos alargados especiales, y si seguimos sin encontrar el formato idneo utilizaremos la serie de formatos alargados excepcionales. Cualquier formato puede emplearse en posicin vertical u horizontal.

3.4.1. Formatos serie A y formatos alargadosPresentan unas dimensiones expresadas en mm con una relacin constante 21/2:1, y se generan a partir del formato inicial A0 de superficie 1 m2, obtenindose el inmediatamente inferior subdividindolo por la mitad paralelamente al lado ms pequeo (Figura 3.7).

Figura 3.7.

Generacin de los formatos normalizados de la serie principal A.

58

Fundamentos para el Diseo Grfico de Maquinaria e Industrias Agrarias

La serie de formatos alargados especiales se genera a partir de los A3 y A4 de la serie principal, manteniendo su lado mayor y multiplicando el menor por 3, por 4 o por 5, mientras que los formatos alargados excepcionales se generan de forma similar pero afectan adems a los formatos A0, A1 y A2 (Tabla 3.1). Estos formatos slo se utilizan en casos muy concretos, normalmente en representaciones donde una de las dimensiones (horizontal o vertical) predomina frente a la otra. Por ejemplo en el caso de la representacin de obras lineales en ingeniera civil, tales como perfiles longitudinales de redes de riego, colectores de saneamiento, carreteras, as como en tendidos elctricos areos.SERIE PRINCIPAL A Formato A0 A1 A2 A3 A4 A5 Formato A3x3 A3x4 A4x3 A4x4 A4x5 Dimensiones (mm) 841x1189 594x841 420x594 297x420 210x297 148x210 FORMATO ALARGADO ESPECIAL Dimensiones (mm) 420x891 420x1189

297x630 297x841 297x1051 FORMATO ALARGADO EXCEPCIONAL Formato Dimensiones (mm) A0x2 A0x3 A1x3 A1x4 A2x3 A2x4 A2x5 A3x5 A3x6 A3x7 A4x6 A4x7 A4x8 A4x9Tabla 3.1.

1189x1682 1189x2523 841x1783 841x2378 594x1261 594x1682 594x2102 420x1486 420x1783 420x2080 297x1261 297x1471 297x1682 297x1882 Series de formatos normalizados.

3.4.2. Mrgenes, recuadros y cuadro de rotulacinEn todos los formatos se deja un margen entre el borde del papel y la zona disponible para dibujar o recuadro de dibujo. Los mrgenes recomendados son los siguientes: Formatos A0A1 " 20 mm Formatos A2A4 " 10 mm En el caso de estar prevista la encuadernacin de los planos se suele disponer de un margen en el borde izquierdo de 25 mm al menos, lo que permite realizar las perforaciones que exige la disposicin en clasificadores.59

F. J. Aguilar, F. Agera, F. Carvajal

El recuadro rectangular de dibujo se representa mediante lnea continua de 0.5 mm de grosor, con unas lnea situadas a la mitad de cada lado que sirven como marcas de centrado. Tambin se utilizan seales de orientacin tal y como aparece en la figura 3.8.

Figura 3.8.

Disposicin del recuadro de dibujo, mrgenes, marcas de centrado y flechas de orientacin.

Por ltimo, el cuadro de rotulacin, tambin denominado casillero o cartula, se dibuja en la esquina inferior derecha del plano, tanto en horizontal como en vertical. El sentido de la lectura de este casillero es el mismo que el del dibujo. El cuadro de rotulacin presenta dos zonas bien diferenciadas (Figura 3.9): a) Zona de identificacin. Tiene la misin de identificar al propietario o autor del dibujo, indicar el ttulo o designacin del dibujo y el nmero de identificacin. b) Zona suplementaria. Aparecen los datos relativos a escala, sistema de representacin utilizado (p.ej. europeo o americano), unidad de medida (caso de ser distinta del mm), firmas, fecha y lugar de realizacin, cliente, tolerancias dimensionales y geomtricas, rugosidad, etc.

Figura 3.9.

Situacin, dimensiones y elementos de los que debe disponer el casillero.

60

Fundamentos para el Diseo Grfico de Maquinaria e Industrias Agrarias

En la figura 3.10 se presenta un modelo de cuadro de rotulacin para dibujo industrial. Atenindonos a las normas bsicas comentadas podemos dibujar un cuadro de rotulacin adaptado a nuestros propios dibujos (en el captulo 17 crearemos nuestra propia plantilla de AutoCad manejando el concepto de bloques y atributos).

Figura 3.10.

Cuadro de rotulacin tipo. (Fuente: Flez y Martnez, 1995).

Por otra parte, todos los dibujos de conjunto deben ir acompaados de un listado de piezas que los componen, bien en el mismo dibujo de definicin, bien en un formato adicional. La norma UNE 1135-89 regula la disposicin y contenido de la lista de elementos, mientras que la norma UNE 1023-83 normaliza su presentacin y formato. Segn la primera norma mencionada, si la lista de elementos es objeto de documento separado, deber identificarse con el mismo nmero que el dibujo de procedencia, anteponiendo la notacin Lista de elementos para su correcta interpretacin. La lista de elementos se elaborar en una cuadrcula de filas y columnas con el siguiente listado de contenidos. Cantidad o nmero de piezas idnticas que componen el mecanismo o conjunto. Denominacin de cada elemento. Es preferible anotar su descripcin normalizada, si existe. Marca. Nmero, o letra de referencia de la pieza o elemento en el dibujo de procedencia. Referencia. Se utiliza para la denominacin de elementos no representados en el dibujo de conjunto, aunque s en otros dibujos. Tambin para elementos normalizados que no necesitan de su representacin grfica, sino slo de la norma aplicable. Material. Indica el tipo y la calidad del material que va a emplearse en la fabricacin de la pieza. Otras columnas, en las que puede indicarse informacin adicional, como peso del elemento, proveedor y condiciones de suministro, nmero de existencias en almacn, observaciones, etc. La rotulacin de la escritura est tambin normalizada, segn norma UNE 103475, de acuerdo con ISO 3098/74. Bsicamente se permiten una gama de alturas de texto normalizadas segn la siguiente serie: 2.5, 3.5, 5, 7, 10, 14 y 20 mm Si observamos las alturas de texto, son elementos de una progresin geomtrica de razn 21/2, igual que las dimensiones de los formatos de dibujo. Los espesores recomendados para cada altura de texto de la serie mencionada son 0.25, 0.35, 0.5, 0.7, 1, 1.4 y 2 mm. Slo se permite, como fuentes de letra, la letra vertical o la letra cursiva con inclinacin de 15 a la derecha.

3.5. LNEAS NORMALIZADASLa norma que regula el empleo de las lneas en un dibujo es la UNE 103282, que corresponde a la ISO 128/82. Se establecen 10 tipos de lneas diferentes, segn se observa en la tabla 3.2. Cada una de estas lneas tiene una aplicacin concreta, a la cual debemos atenernos.61

F. J. Aguilar, F. Agera, F. Carvajal

El grosor de lnea vendr dado por una progresin geomtrica de razn 21/2, como las alturas de texto y dimensiones de los formatos. La serie de grosores entre los que podremos elegir es la siguiente: 0.18 0.25 0.35 0.5 0.7 1 1.4 2 mm De entre estos grosores tendremos que elegir slo dos para usar en nuestro dibujo, de forma que la relacin entre ellos sea al menos 2:1. Se recomienda emplear una lnea fina no menor de 0.25 mm, y una lnea gruesa de 0.5 a 0.7 mm en el caso de un formato A4, y 0.7 a 1 mm en el caso de un A3. La separacin mnima entre dos lneas paralelas ser como mnimo el valor mximo de entre 0.7 mm o el doble del espesor de la lnea gruesa.

Tabla 3.2.

Tipologa de las lneas normalizadas usadas en dibujo tcnico.

Se ha dispuesto la nomenclatura adjunta para identificar cada tipo de lnea con el dibujo de la figura 3.11, donde puede apreciarse el uso especfico de cada grupo.62

Fundamentos para el Diseo Grfico de Maquinaria e Industrias Agrarias

Figura 3.11.

Aplicaciones de los tipos de lneas enumerados en la tabla 3.2. (Fuente: Leiceaga Baltar, 1994).

3.6. NMEROS NORMALESLos nmeros normales surgen por la necesidad que tiene la industria de disponer de una serie de medidas normalizadas aplicables a magnitudes dimensionales (longitudes, alturas, dimetros, superficies,...), resistencias, pesos, presiones, velocidades, potencias, etc., con la intencin de reducir al mnimo el nmero de herramientas, dispositivos, calibres y semiproductos, manteniendo una gama o variedad de productos acabados que satisfagan razonablemente las necesidades del cliente o usuario. Los objetivos fundamentales de la introduccin de los nmeros normales son la unificacin de medidas y la facilidad que presentan para su introduccin en nomogramas de clculo o valores tabulados. Imaginemos la dificultad que supondra el disponer de cualquier dimetro de tubera para riego, o cualquier seccin de cable conductor en los cableados elctricos. La normativa que regula los nmeros normales se recoge en las normas UNE 4003 y 4004 referentes a Nmeros Normales y Dimetros Normales y otras Medidas Constructivas respectivamente, basndose en la adopcin de los nmeros de Renard (1877) para generar cada serie de productos dentro de una determinada gama. La experiencia demuestra que si los valores dimensionales se disponen de forma que el incremento de un valor en relacin al inmediatamente inferior es constante, se satisface eficazmente las necesidades de la industria. Esto conlleva el uso de series de nmeros (por ejemplo dimetros de cojinetes) cuyos trminos siguen una progresin geomtrica de razn r y valor inicial la unidad: a1 = r . a0 a2 = r . a1 = r2 . a0 a3 = r . a2 = r3 . a0 . . . . an = r.an-1 = rn . a063

F. J. Aguilar, F. Agera, F. Carvajal

La razn de la progresin geomtrica se obtiene a partir de la expresin:

El producto 2n . K designa a la serie normalizada de forma que obtendramos las siguientes posibilidades variando n como un nmero entero y con K=5 (Tabla 3.3).Desarrollo n = 0 # 20.5 = 5 n = 1 # 2.5 = 10 n = 2 # 22.5 = 20 n = 3 # 23.5 = 40 n = 4 # 24.5 = 80 Nombre serie R5 serie R10 serie R20 serie R40 serie R80 Series de nmeros normales ms empleadas. Razn 1.58489 1.258925 1.12201 1.05925 1.02920

Tabla 3.3.

Obsrvese como conforme el nmero de la serie es mayor la razn o incremento entre dos valores consecutivos de la misma es menor. Por ejemplo, las diferencias entre dos valores consecutivos en la serie R80 es del 2.92% aproximadamente, mientras que en la serie R5 es del 58.48%. Estas series cubren, en general, las necesidades planteadas por las aplicaciones industriales ms corrientes, aunque para mecnica de alta precisin, con medidas muy prximas dentro de una misma gama, podemos usar, con caracter excepcional, hasta la serie R320. Por otra parte, la Comisin Electrotcnica Internacional ha propuesto la utilizacin de series para K=6, lo que dara series tipo R6, R12 y R24, aunque no son demasiado empleadas. Aunque el primer trmino de la serie es la unidad, generalmente las empresas presentan catlogos de productos donde las dimensiones estn acotadas, son las denominadas series limitadas, bien acotadas inferiormente, superiormente, o por ambos extremos: R10 (10....... ) Serie acotada inferiormente

R10 ( ........45) Serie acotada superiormente R10 (10 ....31.6) Serie acotada superior e inferiormente Tambin tenemos la posibilidad de que la serie sea creciente o decreciente. A partir de las series R5, R10, R20, R40 y R80 podemos obtener lo que se denominan nmeros normales de gran dimensin simplemente multiplicando los trminos de la serie por 10 o por 100. Tambin podemos emplear las series derivadas, obtenidas tomando los trminos de las series principales con una determinada cadencia, por ejemplo de 2 en 2, de 3 en 3, etc. La designacin de una serie derivada se realizara de la siguiente forma: R10/3: Serie derivada de la R10 de forma que sus trminos seran a0, a3, a6, a9, ... Por ltimo, las series redondeadas son las obtenidas a partir de la principal redondeando los trminos de la misma. Se designan segn: Ra20: Serie redondeada procedente de la serie R20

3.6.1. Aplicacin prctica de los nmeros normalesSabemos que un cigeal de 40 mm de dimetro se disea para soportar una potencia de 30 Kw. Queremos determinar la serie de dimetros de cojinetes que tendremos que utilizar para la gama de potencias normales Ra5 de motores cuya potencia mxima es de 120 Kw aproximadamente, sabiendo que la potencia que es capaz de transmitir el cigeal es proporcional al cuadrado de su radio. Para resolver el problema planteado partimos de que la potencia sigue una serie redondeada de nmeros normales R5, es decir, la razn de la progresin geomtrica sera:64

Fundamentos para el Diseo Grfico de Maquinaria e Industrias Agrarias

luego la gama de potencias correspondiente sera: 30 Kw 30.r = 48 Kw 30.r2 = 75 Kw 30.r3 = 119 Kw (ltimo trmino de la serie que est acotada superiormente en 120 Kw) Segn el enunciado del problema, la relacin entre el radio del cigeal y la potencia transmitida viene dado por la expresin:

siendo R el radio y N la potencia del cigeal (valores en mm y Kw respectivamente), y siendo K la constante de proporcionalidad. Luego el radio del cojinete que soporta al cigeal vendr dado por:

Aplicando esta relacin a la serie de potencias normales obtenidas determinamos los siguientes dimetros de cojinetes: 40 mm - 50 mm - 64 mm - 80 mm que siguen una serie redondeada de nmeros normales de razn:

lo que significa que se aproxima a una serie de Renard R10.

65