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Sistema diédrico

Representa geometrías del espacio sobre un plano reduciendo tres dimensiones a dos mediante una proyección ortogonal. Según el diccionario un diedro es un conjunto formado por dos semiplanos o caras con un borde común llamado arista. Si estos semiplanos se cortan perpendicularmente el diedro es rectángulo. Para generar vistas diedricas uno de los planos debe abatirse (desdoblarse) hasta ser coplanar con el segundo.

Las vistas o proyecciones se denominan alzada (el objeto se ve de frente), en planta (el objeto se ve desde arriba) y de perfil (el objeto se ve desde un lado). Este sistema es universalmente usado en arquitectura e ingeniería dado que las dimensiones paralelas a los planos de proyección se presentan en verdadera forma y tamaño.

Sistemas de representación

En todos los sistemas de representación, la proyección de los objetos se produce sobre las caras de un cubo, dentro del cual se imagina el objeto. Estas proyecciones se realizan mediante rayos proyectantes, que son líneas imaginarias que provienen de un punto exterior al cubo y pasan por todos los puntos del objeto. Al conjunto de todas las intersecciones de los rayos con un plano se le denomina como la proyección del objeto sobre ese plano.

Si el origen de los rayos proyectantes es un punto en el infinito, entonces todos los rayos serán paralelos entre sí, dando lugar a la proyección cilíndrica. Si dichos rayos resultan perpendiculares al plano de proyección la denominamos proyección cilíndrica ortogonal. Finalmente, si los rayos resultan oblicuos (inclinados) respecto al plano se denomina proyección cilíndrica oblicua. Si el origen de los rayos es un punto propio se tiene la proyección central o cónica.

Figura 1. Proyección ortogonal (izquierda), oblicua (centro) y central o cónica (derecha).

Existen dos sistemas de representación. En ambos sistemas las proyecciones (representaciones 2D del objeto) son exactamente las mismas, pero las posiciones de las vistas son opuestas:

Proyección de primer ángulo (Sistema europeo)

Lo que el observador ve se proyecta alejándose de él. El orden es:

Observador Objeto - Plano de proyección

 

Proyección de tercer ángulo (Sistema americano)

Lo que el observador ve se proyecta hacia él. El orden es:

Observador - Plano de proyección - objeto

 

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Los siguientes cuatro puntos son características fundamentales del acotado bajo norma ISO:

  • Las dimensiones se expresan en unidades del sistema internacional (por ejemplo, mm).
  • Las líneas de dimensión no se interrumpen y los valores numéricos se colocan sobre la línea de medida.
  • Los valores numéricos van alineados con la dirección de la cota y se leen de abajo hacia arriba o de izquierda a derecha.
  • Las líneas de extensión tocan los puntos a los cuales se refiere la medida. La diferencia entre las líneas de contorno visible y las líneas de cota es su intensidad.

Acotado en serie (o en cadena)

Cada elemento está acotado con respecto al elemento contiguo. Este sistema de acotado se ha de usar en el caso de que las distancias entre elementos contíguos tengan importancia predominante y por tanto no haya elementos que, por su función o por su importancia constructiva o de control, tengan que tomarse como elementos de referencia. Es evidente que, con este sistema, los errores constructivos se suman y, por consiguiente, se acumulan.

Acotado en paralelo

Todas las cotas de la misma dirección tienen el mismo origen de referencia. Es evidente que se ha de usar este sistema cuando haya un elemento que, por su importancia constructiva o de trazado, pueda tomarse como referencia para todos los demás. Con este sistema no se acumulan los errores constructivos, por ser cada cota independiente de las otras.

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Normas para dibujo técnico

ANSI - American National Standards Institute: crea los estándares de dibujo de ingeniería para Norteamérica (ASME Y14.5).

ISO - International Organization for Standardization: organización mundial que crea estándares de ingeniería.

Para Colombia existe la Norma Técnica Colombiana - NTC:

  • Escalas - NTC 1580.
  • Formato y plegado - NTC 1687.
  • Tamaños de papel - NTC 1001.
  • Rotulado - NTC 1914.

Lo que no se puede olvidar en cuanto a Rotulado

  • Todo el texto del plano debe estar en mayúscula a excepción de referencias de partes cuyas letras minúsculas produzcan una diferenciación entre partes.
  • El plano debe contener una nota donde se indique la unidad de medida.
  • El plano debe incluir items técnicos como la textura de las superficies y tolerancias geométricas.
  • También debe incluir items administrativos como el tamaño de la plancha y las versiones de revisión.

Lo que no se puede olvidar en cuanto a reglas básicas de acotado

  • Las cotas deben situarse en vistas en que el elemento se halle representado con más claridad. En la vista que mejor muestra el contorno o forma del objeto.
  • Las dimensiones (cotas) deben situarse entre las vistas.
  • El espaciado entre las líneas de dimensión (sobre las cuales está la cifra o las divididas por la cifra) es fijo. Es decir, líneas paralelas a igual distancia, la cual va desde 6 mm hasta 8 mm aproximadamente.
  • El espaciado entre una línea de contorno y la primera línea de dimensión (la más cercana) debe ser entre 8 y 10 mm.
  • Las cotas deben dibujarse por fuera de las vistas, siempre que sea posible.
  • Las líneas de centro se usan como líneas de extensión. Es decir, no se interrumpen más allá del dibujo.
  • Las cotas en un dibujo se indican una sola vez. No se deben repetir en otra vista.
  • Tener presente siempre dos tipos de cotas: de localización y de tamaño. Las de localización definen la posición de un punto en la vista. Las de tamaño indican el diámetro de una circunferencia, los lados de un rectángulo, etc.
  • El acotado en serie se emplea cuando la acumulación de tolerancias no es importante. El acotado en paralelo, cuando sí lo es.

Lo que no se puede olvidar en cuanto a las notas generales en un plano

Se ubican en cualquier parte del plano. Hay dos notas que no se pueden olvidar jamás. Son las notas generales que refieren a las unidades de medida de las cotas y la nota del material de la parte. Es decir, en alguna parte del plano deben indicarse las unidades de longitud (metros, pulgadas, etc) y el material del cual se debe fabricar la parte o las partes. Ejemplos de notas generales en un plano son:

  • NOTA: MEDIDAS EN MILÍMETROS.
  • NOTA: MEDIDAS EN PULGADAS.
  • NOTA: MEDIDAS EN mm.
  • NOTA: MEDIDAS EN in.
  • REDONDEOS Y FILETES R10.
  • ELIMINAR BORDES AGUDOS.
  • MATERIAL: ACERO AISI-SAE 1020.
  • TODAS LAS CARAS ACABADAS.

Lo que no se puede olvidar en cuanto a las notas locales en un plano

Estas notas locales usan una línea guía. Ejemplos:

  • 2 x 45°.
  • \( 4 \times \phi 6 \).
  • \( \phi 3 \).
  • CHAFLÁN 2 x 45°.
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Descripción completa de objetos

Si un dibujo ha de ser completo, de tal manera que a partir del mismo se pueda hacer el objeto representado exactamente como lo proyectó el dibujante o el diseñador, debe decir dos historias completas. Las debe decir mediante (1) las vistas, que describen la forma del objeto y (2) las dimensiones y notas, dando tamaños y otra información de taller. El dibujo muestra al objeto en su estado completo y, tanto si las vistas se dibujan a tamaño natural o a escala, las dimensiones (las cotas) deben ser las reales del objeto acabado.

Líneas de centro

Las líneas de centro se emplean para indicar los ejes de simetría y en lugar de las líneas de extensión para localizar agujeros u otras características. Los extremos de las líneas de centro deben extenderse unos 6.35 mm (1/4 in) afuera del agujero o característica.

Contraste

Nótese el fuerte contraste entre las gruesas líneas visibles del dibujo y las delgadas líneas utilizadas en la acotación. Las vistas deben destacarse claramente de las acotaciones.

Líneas de extensión

Las líneas de extensión se "extienden" desde el objeto, con una pequeña separación de 1.5 mm (1/16 in) del mismo, y continúan hasta unos 3.17 mm (1/8 in) más allá de la punta de flecha más alejada.

Líneas de extensión

Líneas indicadoras

Las líneas indicadoras son líneas rectas inclinadas (nunca verticales u horizontales) que se dibujan en ángulos de 30°, 45° y 60° con la horizontal, pero se pueden dibujar a cualquier ángulo conveniente (ver ejemplo en la cota del diámetro \(phi 1.00\) en la imagen anterior ). La parte inclinada de la línea indicadora se debe trazar de tal manera que si se la alargase pasaría por el centro del círculo.

Altura de los números

En todos los casos los números se hacen de 3.17 mm (1/8 in).

Nota general de unidades de medida

Se debe colocar en el plano una nota general indicando las unidades de las dimensiones de las cotas. Esto con el propósito de evitar repetir unidades en cada cota.

Figura 2. Notas generales y cajetín.

Acotación de ángulos

Se les indica en grados o mediante dos dimensiones.

 Acotación de arcos

Los arcos se acotan en las vistas en las que aparecen en su forma real dando el radio. La letra R, para radio, se coloca siempre antes de la cifra.

Redondeos y filetes

Si todos los redondeos o filetes son de tamaño uniforme, se pueden omitir las dimensiones y se puede añadir una nota general en el dibujo como sigue:

TODOS LOS REDONDEOS Y FILETES R0.25

Colocación de cotas de dimensión

Las cotas menores se colocan más cerca del objeto y alineadas en forma de cadena. Es innecesaria una cadena de cotas completa de extremo a extremo. La cota de la dimensión total se coloca siempre más retirada de la vista. Es una mala práctica cruzar líneas de dimensión con líneas de extensión. También es mala práctica colocar una línea de dimensión que coincida con una línea de contorno del dibujo o que se una de extremo a extremo con una línea del mismo. Evítese colocar cotas de dimensión en el interior de una vista, a menos que se consiga con ello alguna ventaja. Como regla general, nunca se debe colocar una cota de dimensión dentro de (sobre) una vista, a menos que con ello se gane algo en claridad o rectitud. Evítese colocar acotaciones de manera que las líneas de extensión crucen innecesariamente las líneas del dibujo.

Colocación de líneas de extensión

Las líneas de extensión se pueden cruzar libremente unas a otras. Nunca se las debe acortar, es decir, siempre se extienden hasta casi tocar el contorno de la vista. En muchos casos, las líneas de extensión deben cruzar a las líneas del dibujo.

Espaciado entre líneas de dimensión

Debe espaciar las líneas de dimensión una distancia mínima de 10 mm (3/8 in) desde el objeto (el contorno de la vista) y separadas entre sí 6.35 mm (1/4 in).

Cotas de localización y de tamaño

Las cotas de localización se utilizan para ubicar formas geométricas con respecto a otras. Las formas rectangulares se localizan de superficie a superficie, mientras que las formas circulares se localizan desde sus líneas de centro. Las acotaciones de localización para los agujeros se deben dar en la vista circular de los agujeros, es decir, en donde estos se observan como una circunferencia en su forma verdadera. Por otro lado, las cotas de tamaño definen las dimensiones de la forma geométrica. Para el caso del rectángulo en la imagen de abajo, son dos, ancho y alto, pero si se trata de una circunferencia, corresponde al diámetro.

Si los agujeros están igualmente espaciados sobre un centro común se debe indicar el diámetro del círculo de centros y en una nota se da el espaciamiento igual. Si los agujeros no están igualmente espaciados, es necesario dar los ángulos que forman las líneas de centro de los agujeros.

Cotas superfluas

Antes de dar cualquier dimensión, preguntarse: ¿la cota se necesita realmente? ¿Es el mejor medio para decir exactamente cómo se debe hacer la parte? Las cotas se deben dar en la forma más simple y directa y nunca se debe dar una dimensión más de una vez en la misma vista o en vistas diferentes. Evítese la duplicación. Si no es posible dar una razón definitiva para una cota, omitirla.

Notas generales

Las notas se deben rotular siempre sobre la hoja en forma horizontal. Hay dos clases de notas. Las notas generales y las notas locales. Las notas generales proporcionan información general sobre el dibujo en su conjunto. Por ejemplo:

  • ACABADO EN TODAS LAS PARTES.
  • REDONDEOS Y FILETES R 0.125.
  • MATAR LOS CANTOS AGUDOS.
  • MATAR ARISTAS AGUDAS.

Las notas generales como éstas deberán rotularse, cuando se disponga de espacio, en la parte inferior de la hoja. En los dibujos de máquinas, la tira del título llevará muchas notas generales, tales como material, número de piezas requeridas, tolerancias generales, etc. Observar la ubicación de las notas generales en un plano en la Figura 2.

Notas locales

Estas es aplican en operaciones específicas a ejecutar y se conectan mediante una línea de guía al punto apropiado del dibujo. Por ejemplo:

  • TALADRAR A 1/4 - 2 AGUJEROS.
  • CHAFLÁN DE 1/8 X 45°.
  • MOLETEADO MEDIANO.

Orificios

Los orificios se especifican en los dibujos mediante símbolos o abreviaturas, pero se prefieren los símbolos. Un avellanado es una cavidad de lados angulares en donde va la cabeza de un tornillo, remache u otro objeto similar de cabeza plana. En ocasiones no se da ni la profundidad ni el espesor restante de la cara plana perforada (es la medida de 0.25 de la siguiente figura). De ser así, esto implica que el rondaneado es la profundidad mínima necesaria para limpiar la superficie al diámetro especificado.

Chaflanes

El proceso de achaflanar, es decir, cortar un fragmento interior o exterior, se hace para facilitar el ensamblaje. Normalmente los chaflanes se dimensionan dando su ángulo y su longitud linear.

 

Cuñas (chavetas) cuadradas

Una cuña es una pieza de acero que se encuentra en una ranura en un eje y extendiéndose en otra ranura en el cubo. La ranura en el eje se refiere a un asiento del cuñero, y la ranura en el cubo o la pieza circundante se refiere a un cuñero. Una cuña se usa para asegurar los engranes, poleas, manivelas, asas y piezas de máquinas similares en los ejes, tal que el movimiento de la pieza se transmite al eje, o el movimiento del eje a la pieza, sin desprendimiento. También la cuña puede actuar con una capacidad de seguridad; su tamaño es generalmente calculado tal que cuando la carga excesiva toma lugar, la cuña se cortará o romperá antes que la pieza o el eje se rompa o se deforme.

Si se poseen las dimensiones de la sección transversal de la cuña y el diámetro del eje se pueden calcular los demás parámetros para el dimensionamiento, tal como se indica a continuación:

$$ C=\text{Tolerancia para cuñas paralelas}=0.005~in=0.12~mm $$

$$ W = \text{ANCHO NOMINAL DE LA CUÑA (PULGADAS O MILÍMETROS)} $$

$$ T = \frac{D-\sqrt{D^2-W^2}}{2} $$

$$ S = D- \frac{H}{2} - T $$

$$ M = D-T+\frac{H}{2}+C $$

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