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Dibujo industrial
Unidad 1. Fundamentos del dibujo técnico
Presentación de la unidad:
En esta unidad determinarás la localización e interacción de los sistemas de producción mediante diagramas técnicos, simbología y normatividad aplicable, para su integración y simulación de la automatización.
Objetivo de aprendizaje de la unidad
Realizar dibujos técnicos a través de métodos normalizados de proyección y acotamiento para elaborar planos y diagramas de elementos mecánicos.
Desempeños de la unidad
Identifica los tipos de dibujo y su normatividad. Distingue los tipos de líneas. Distingue las vistas, proyecciones, vistas auxiliares y de sección en el dibujo de la pieza. Describe en el dibujo las características propias de elementos mecánicos en 2D y 3D.
Contenido
Unidad 1. Fundamentos del dibujo técnico................................................................................ I
- Introducción al dibujo técnico y normalización............................................................... 1 1.1. Conceptos establecidos.......................................................................................... 1 1.2. Normatividad del dibujo técnico.............................................................................. 9
- Interpretación de planos.............................................................................................. 12 2.1. Tipos de líneas..................................................................................................... 12 2.2. Proyecciones ortogonales de primer ángulo y tercer ángulo................................ 15 2.3. Acotación.............................................................................................................. 19 2.4. Reglas fundamentales para el dimensionamiento................................................ 22 2.5. Especificación de la misma geometría................................................................. 23 2.6. Asignación de tolerancias..................................................................................... 25 2.7. Tipos de ajustes................................................................................................... 27 Referencias bibliográficas...................................................................................................... 30 MII. FRANCISCO JAVIER ALCALÁ HERNÁNDEZ (^) I
1. Introducción al dibujo técnico y normalización
1.1. Conceptos establecidos Diagrama. Es una representación esquemática y gráfica de los elementos a dibujar. Los técnicos y los dibujantes mecánicos no pueden permanecer aislados del dibujo eléctrico y electrónico. Con el incremento continuo en la automatización y el equipo electrónico, es necesario que se han capaces de producirlos o entenderlos, en la figura 1 se muestra un ejemplo de un diagrama. Figura 1. Ejemplo de diagrama. (Uresti, 2019). Además de los dibujos tradicionales de detalle y ensamble, utilizados en la fabricación y armado de los componentes eléctricos el dibujo de los diagramas eléctricos también sirven para mostrar cómo deben conectarse los alambres y para explicar cómo funcionan los circuitos. Aun cuando existen muchos tipos de diagramas eléctricos y electrónicos, solo se presentan los más utilizados, como son: Diagramas de conexiones Estos diagramas, anteriormente conocidos como diagramas de alambrado, solo muestran las conexiones externas de los componentes del sistema eléctrico. Por lo general, para evitar confusiones, se omiten las conexiones internas de los componentes. Como los símbolos eléctricos y electrónicos no tiene significado para las personas en cargadas de las conexiones de los componentes, estos se simbolizan pictóricamente y se indican los puntos de conexión con claridad. No obstante, pueden utilizarse símbolos en los diagramas destinados para profesionales específicamente, aun cuando los componentes se colocan en sus posiciones relativas y se dibujan con las líneas continuas o interrumpidas (ver figura 2).
(Rangel, 2013) Diagrama de bloques. Los diagramas de bloques en el dibujo eléctrico y electrónico se utilizan para simplificar la interpretación de los circuitos. Su evidente simplicidad perite distinguir a simple vista la función y posición relativas de cada componente del circuito (ver figura 4). Los diseñadores emplean los diagramas de bloques en las primeras fases de un proyecto. Obsérvese que un diagrama de bloques solo en las primeras fases de un proyecto. Obsérvese que un diagrama de bloques solo señala la relación entre los componentes y no las conexiones eléctricas. Un diagrama de bloque, como indica su nombre, se compone de una serie de bloques (o casillas), conectados por línea rectas. Las identidades de las unidades respectivas se abreviada en los casos en que es necesario. Cada bloque en el diagrama representa un elemento o subcircuito de un circuito. Por lo general, estos bloques se dibujan como cuadrados, rectángulos o triángulos y son de tamaño, forma y distribuciones uniformes, a pesar del tamaño físico que representen algunos componentes, como las antenas, bocinas y micrófonos, se representan con un símbolo en vez de un bloque. (Jensen, 1991) Figura 4. Diagrama de bloques. (IES Cuenca Marina, 2019). Diagramas lógicos. Representa los elementos lógicos y sus accesorios, sin que necesariamente exprese detalles de construcción o ingeniería. Un símbolo lógico es la representación gráfica de una función lógica. El diseño por computadora ha tenido mucho que ver en el desarrollo continuo de las funciones lógicas que pueden efectuarse mediante los circuitos básicos. Ver figura 5. (Jensen, 1991).
Figura 5. Diagramas lógicos (Peña, 2019) Boceto o croquis. Es un dibujo o esbozo rápido y esquemático.” (Española, 2018). Puesto que un dibujo es un conjunto de instrucciones que debe seguir un operario, tiene que ser exacto, claro, correcto y completo (ver figura 6). Cuando los dibujos se hacen con instrumentos, se dibujos instrumentales o manuales. Cuando se realizan por medio de una computadora, se conocen como dibujos asistidos por computadora; cuando se desarrollan sin instrumentos o sin la ayuda de una computadora, se conocen como bocetos. La habilidad de plasmar ideas y diseños en croquis y de producir dibujos exactos es una parte fundamental de las técnicas del dibujo. (Jensen, 1991).
Figura 7. Plano de ensamblaje. (Quevedo, 2016) También puede contener las cotas generales y distancias entre ejes, datos que nos ayudan al montaje de la máquina. Nunca se dibujarán los detalles constructivos. Planos de subconjuntos Un conjunto que forma a su vez parte de otro conjunto de una máquina se le llama subconjunto (ver figura 8). Un subconjunto puede ser una unidad completa en sí misma, por ejemplo, el embrague de un coche puede ser un subconjunto que forma parte del conjunto motor de un automóvil. Figura 8. Plano de subconjunto. (Del Águila, 2019)
Planos de fabricación y ensamblaje. En este caso como en los anteriores se representarán todas y cada una de las piezas que constituyen un mecanismo, excluyendo del mismo todas aquellas que estén normalizadas, y por tanto, no será preciso fabricarlas en el taller, tales como, tornillos, arandelas, tuercas, cojinetes, etc. Estas figuran en la lista de despiece con sus características. En el plano de despiece hay que indicar todos los detalles para su fabricación. Tales como: dimensiones, signos superficiales y tratamientos especiales, tolerancias, etcétera; para simplificar el dibujo (ver figura 9). Figura 9. Plano de fabricación. (XYZ Engineering, 2017). Planos de detalle. Si el despiece es muy complejo, y deben de intervenir distintos operarios con distintas máquinas, entones recurriremos a planos de detalle. Estos nos proporcionan al igual que el anterior, la información necesaria para su fabricación. Cada plano deberá de contener una sola pieza. Al igual que los planos de despiece deberá contener una exacta descripción de sus formas, dimensiones, indicaciones de material, acabos superficiales, tratamientos especiales, número de piezas, etcétera. (ver figura 10).
Figura 11. Plano de perspectiva explosionada. (Del Águila 2019) 1.2. Normatividad del dibujo técnico Se inicia con un resumen de las reglas generales para la ejecución de dibujos técnicos, así como la presentación de la estructura. Además, se describen las convenciones básicas de líneas, vistas, cortes y secciones, y diferentes tipos de planos de ingeniería, como para la ingeniería mecánica y de la construcción en arquitectura, ingeniería civil, construcción naval, etc. Es aplicable a los manuales y dibujos basados en computadoras, pero no es aplicable a los modelos CAD tridimensionales (Gutiérrez, 2010). Las 12 partes de la norma ISO 128 son:
- ISO 128-1:2003. Dibujos Técnicos – Principios Generales de presentación-Parte 1: Introducción e índice.
- ISO 128-20:1996. Dibujos Técnicos – Principios Generales de presentación-Parte 20: Convenciones básicas para líneas.
- ISO 128-21:1997. Dibujos Técnicos – Principios Generales de presentación-Parte 21: Preparación de líneas por sistemas CAD.
- ISO 128-22:1999. Dibujos Técnicos – Principios Generales de presentación-Parte 22: Convenciones básicas y aplicaciones para líneas principales y líneas de referencia.
- ISO 128-23:1999. Dibujos Técnicos – Principios Generales de presentación-Parte 23: Líneas en los planos de construcción.
- ISO 128-24:1999. Dibujos Técnicos – Principios Generales de presentación-Parte 24: Líneas en dibujos de ingeniería mecánica.
- ISO 128-25:1999. Dibujos Técnicos – Principios Generales de presentación-Parte 25: Líneas en dibujos de construcción naval.
- ISO 128-30:2001. Dibujos Técnicos – Principios Generales de presentación-Parte 30: Convenciones básicas para vistas.
- ISO 128-34:2001. Dibujos Técnicos – Principios Generales de presentación-Parte 34: Vistas en los dibujos de ingeniería mecánica.
- ISO 128-40:2001. Dibujos Técnicos – Principios Generales de presentación-Parte 40: Convenciones básicas para cortes y secciones.
- ISO 128-44:2001. Dibujos Técnicos – Principios Generales de presentación-Parte 44: Secciones sobre dibujos de ingeniería mecánica.
- ISO 128-50:2001. Dibujos Técnicos – Principios Generales de presentación-Parte 50: Convenciones básicas para representar áreas en cortes y secciones.
- ISO/TS 128-71:2010 Documentación técnica de productos – Principios Generales de presentación-Parte 71: Representación simplificada de dibujos de ingeniería mecánica. Norma Mexicana para el Dibujo Técnico La NOM-Z-3-1986 VISTAS Esta Norma establece las vistas o proyecciones ortográficas para la representación de un objeto, observado con respecto a una dirección y un sentido, que deben aplicarse en los dibujos y documentos de acuerdo con los métodos de proyección
ortográfica reconocidos. Vista frontal Superior Lateral - izquierda Lateral - derecha Inferior – Posterior. La NOM-Z-4-1986 LÍNEAS establece las características y especificaciones que deben tener las líneas que se emplean en el trazo de un dibujo técnico con el fin de obtener una representación gráfica clara y que facilite su reproducción. Los tipos de líneas empleados en el dibujo técnico son los siguientes: Línea continua: es aquella que no tiene ninguna interrupción. Línea segmentada: es aquella que está constituida por partes uniformes de líneas tan cortas como lo permita la claridad del dibujo Línea en cadena: es aquella que está constituida por una línea larga y luego una corta, alternando dichos segmentos de línea. Línea en doble: es aquella que está constituida por una parte larga de línea y dos cortas, alternadamente Espesor de línea: está referido al grueso del trazo de la línea. La NOM-Z-5-1986 RAYADOS establece las características del rayado que se usa para identificar las áreas de los cortes o secciones en el dibujo técnico, El rayado se define como el conjunto de trazos separados por intervalos uniformes que marcan el área de una sección o de un corte. En la NOM-Z-25-1986 ACOTACIONES. Se establece las formas en que deben indicarse las acotaciones en los dibujos técnicos. Para la aplicación de esta Norma, consultar las siguientes Normas Oficiales Mexicanas vigentes: NOM-Z-3 DIBUJO TECNICO-VISTAS NOM-Z-4 DIBUJO TECNICO-LINEAS La NOM-Z-6-1986 CORTES Y SECCIONES. Esta Norma Oficial Mexicana establece las características y especificaciones que deben tener las representaciones de cortes y secciones que se emplean en el dibujo técnico para facilitar la comprensión de este. Donde la sección es la superficie situada en el plano de corte que no muestre ningunos otros contornos, corte es la sección para vista seccional situada en el plano de corte, incluyendo otros contornos visibles localizados más allá de dicho plano, cuando se observa en dirección de la vista. La NOM-Z-23-1986 CLASIFICACION DE DIBUJOS SEGÚN SU PRESENTACION establece una clasificación de los dibujos técnicos atendiendo a su presentación o forma y establece la nomenclatura correspondiente. Lo establecido por la presente norma se aplica totalmente en la rama mecánica de la ingeniería y tiene mucha relación, también, con la rama de electricidad, electrónica e ingeniería civil. Normas ANSI. ha establecido varios tamaños estandarizados de papel. Los bloques de títulos incluyen el número de dibujo, título, fecha, corrector de redacción y la escala. Las empresas pueden añadir información, pero aún conservan las normas ANSI. Esto mantiene a los dibujos legibles y ordenados. Las normas de dimensiones cubren las prácticas civiles, mecánicas y arquitectónicas. Los símbolos para el acabado, textura de la superficie y la rugosidad indican la
2. Interpretación de planos
2.1. Tipos de líneas Los tipos de líneas empleados en el dibujo técnico son los siguientes: Línea continua: es aquella que no tiene ninguna interrupción. Línea segmentada: es aquella que está constituida por partes uniformes de líneas tan cortas como lo permita la claridad del dibujo Línea en cadena: es aquella que está constituida por una línea larga y luego una corta, alternando dichos segmentos de línea. Línea en doble: es aquella que está constituida por una parte larga de línea y dos cortas, alternadamente Espesor de línea: está referido al grueso del trazo de la línea. Las líneas que se usan en el trabajo de dibujo con frecuencia se integran al llamado alfabeto de las líneas (ver figura 12). En el tamaño del grosor de líneas se pueden usar solo tres tipos, los cuales son: Gruesas (líneas de marco, líneas de partes visibles, líneas indicadoras de corte o de quiebre corto). Medianas (líneas de partes no visibles). Delgadas (líneas indicadoras de quiebre largo, líneas de sección, líneas de centros o ejes, líneas de cota, líneas de acotación, líneas de vista fantasma). Para dibujos a lápiz todas las líneas excepto las de construcción, deben ser densas negras, y nunca grises, borrosas o indefinidas, a fin de que se puedan reproducir con claridad en las copias. Las líneas delgadas (como las de centros) deben ser tan oscuras como las de parte visible u oculta. El contraste debe obtenerse en el espesor y no en el grado de negrura. Las líneas de construcción siempre deben ser muy tenues, de manera que sean difíciles de distinguir a la distancia de brazo extendido de frente.
Figura 12. Tipos de líneas. (Mercado 2019)
Línea de quiebre largo. Esta línea indica el acortamiento de piezas de sección uniforme de gran longitud. Esta línea se utiliza para representar piezas de una manera resumida sin tener que dibujar toda su longitud, por ser esta la misma sección trasversal. Figura 14. Planos de corte y rotura. (Carabello, 2019) 2.2. Proyecciones ortogonales de primer ángulo y tercer ángulo Las vistas ortogonales se utilizan en el dibujo técnico para describir de manera íntegra y exacta las formas de objetos. Una vista ortográfica es la que se observa al mirar en forma directa un lado o cara de un objeto. Cuando se observa directamente la cara frontal, se distinguen; ancho y altura, dos dimensiones; pero no la tercera dimensión, profundidad. Cada vista ortográfica proporciona dos de las tres dimensiones principales. (Jensen, 1991) La proyección ortográfica es el método que sirve para representar la forma exacta de un objeto por medio de dos o más vistas sobre planos que forman ángulos rectos entre sí, obtenidos por la intersección de las perpendiculares trazadas desde el objeto sobre sus planos (ver figura 14). Figura 14. proyección de vistas. (Del Águila, 2019)
Las seis vistas principales Haciendo una consideración más amplia, se encontrará que el objeto puede ser rodeado por un grupo de seis planos cada uno formado un ángulo recto con los cuatro planos adyacentes como se muestra en la figura 15. Figura 15. Caja de seis vistas. (Dibujo técnico, 2019) En la práctica, rara vez se presenta una ocasión en que se necesiten las seis vistas principales sobre un dibujo; pero sean cuales quiera las que se precisen, deben guardarse sus posiciones relativas, como se indica en la figura 16. Todas estas son vistas principales. Cada una nos indica dos de las tres dimensiones: altura, anchura y profundidad. Figura 16. Posiciones relativas a las seis vistas.
Figura 18. Vista mínimas requeridas. (Del Águila, 2019) Método de obtención de vistas de sección Las vistas seccionales con frecuencia se necesitan para mostrar el interior de una pieza mecánica como una brida o un cojinete. También se usan los dibujos arquitectónicos para mostrar cómo embonan los elementos componentes. Sin embargo, si un objeto tiene formas internas que requerirían el uso de tales líneas en particular si tiene un interior complicado, como el bloque de un motor de automóvil es posible obtener una idea clara de las formas internas al dibujar el objeto visto con recortes convenientes (ver figura 19). Figura 19. Vista de sección. (Del Águila, 2019) Por ejemplo, imagine que se parte un objeto a la mitad, como muestra la figura 7- a). La parte media más cercana al observador se separa, como puede verse en b), y queda expuesta la mitad posterior. Se indica un plano de corte imaginario que podría haber cortado el objeto como una sierra. En c), la mitad posterior del objeto se indica en sus vistas frontal y posterior. El dibujo de dos vistas correspondiente, con la vista de frente de la sección, se muestra en d). La vista superior presenta el objeto entero con el plano de corte visto de canto. La vista frontal corresponde a la mitad posterior del objeto, la que queda después de separar la mitad delantera. La vista seccional se llama sección completa, porque el plano de corte pasó íntegramente a través del objeto.
Trazado de las marcas de sección. Estos trazos (también llamado achurado) se deben dibujar a un ángulo de 45 grados como se muestra figura 20, a menos que exista cierta ventaja al usar un ángulo diferente. Figura 20. Tazado de vistas de sección. (Spencer, 2003) Medias secciones Si el plano de corte pasa solo por la mitad del objeto (ver figura 21 a) y después un cuarto del objeto situado frente del plano de corte se desplaza, b), la sección resultante es una medida sección, c). Por lo tanto, esta representación tiene la ventaja de mostrar en una sola vista formas internas y externas. De modo que su utilidad se limita a objetos simétricos. Las líneas no visibles en general se omiten desde la mitad no seccionada, como se muestra c), a menos que necesiten mayor claridad, o para el acotado de formas interiores. (Spencer, 2003) Figura 21. Trazado de media sección. (Spencer, 2003) 2.3. Acotación Los siguientes términos ayudarán a comprender mejor los conceptos de dimensionamiento y en la figura 22 se muestra la representación de los términos. Dimensión. Valor numérico expresado en unidades de medida apropiadas que se utiliza para el tamaño, ubicación, característica geométrica, o la textura superficial de una parte o de un rasgo.
