Estandarización, intercambiabilidad y metrología dimensional
El propósito de este libro es aportar a los programas de Mecánica y Manufactura un documento de referencia sobre los conceptos fundamentales y la filosofía de los principios de intercambiabilidad, estandarización y metrología ya tradicionales. Estos conceptos han hecho posible no solamente la masifi...
- Autores:
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Salazar Marín, Edgar Alonso
Romero Piedrahita, Carlos Alberto
Calle Trujillo , Gabriel
- Tipo de recurso:
- Book
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Pereira
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UTP
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- OAI Identifier:
- oai:repositorio.utp.edu.co:11059/14097
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/11059/14097
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- Palabra clave:
- 620 - Ingeniería y operaciones afines
Ingenieria de manufactura
Metrología dimensional
Confiabilidad - Ingenieria
Tolerancia - Ingenieria
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Estandarización
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El propósito de este libro es aportar a los programas de Mecánica y Manufactura un documento de referencia sobre los conceptos fundamentales y la filosofía de los principios de intercambiabilidad, estandarización y metrología ya tradicionales. Estos conceptos han hecho posible no solamente la masificación y diversificación de la producción de bienes de capital, el incremento de la productividad, la confiabilidad y la mantenibilidad, sino que también se han constituido como valores tecnológicos culturales y pilares del desarrollo productivo; particularmente en sectores como el metalmecánico, el de fabricación de partes y componentes para la industria automotriz y del transporte en general. Es deseable que todos los atributos de calidad de los componentes mecánicos, las unidades de ensamble y módulos (dimensiones, acabados superficiales, desviaciones dimensionales y geométricas, y grados de exactitud, entre otros), que componen los mecanismos, los equipos y los sistemas, sean diseñados para la manufactura y que se utilicen con conocimiento las herramientas de modelado y simulación disponibles para asegurar los atributos de funcionalidad, fiabilidad y calidad. Hoy, cuando más allá de la producción en masa se ha evolucionado a la manufactura esbelta, los sistemas de producción dependen mucho de la visión global sobre el conjunto completo de actividades y tareas acompasadas para manufacturar productos, equipos y sistemas: enfoque de mercado, diseño de producto, ingeniería detallada, coordinación de la cadena de suministro, operaciones y procesos de fábrica, así como ventas, servicio y reciclaje de producto terminado. La producción debe ser funcional, diversificada, fiable y en ella debe considerarse, en todas las etapas, la participación de personal desde el piso de taller de la empresa hasta las oficinas ejecutivas. |
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A. D. NIKIFOROV. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Escuela Superior, Moscú, 2000. pp. 500. V. I. ANUJIN. Допуски и посадки. Выбор и расчет, указание на чертежах Spbstu. San Petersburgo. 2001 P.F. DUNAEV; O.P LELIKOV, Конструирование узлов и деталей машин, Escuela Superior. Moscú, 2008, p.p. 496. P. I. ORLOV, Ingeniería del diseño, 2nd ed., tomos 1, 2 y 3, Moscú: Mir, 1985 K.P. Zhukov, Yu. E. Gurevich. Атлас конструкций механизмов, узлов и деталей машинStankin. Moscú. 2000, pp. 458. E. OBERG, F. D. JONES, H. L. HORTON, et al., Machinery’s Handbook: A Reference Book for the Mechanical Engineer, Designer, Manufacturing Engineer, Draftsman, Toolmaker, and Machinist. 27th Ed., New York: Industrial Press Inc, 2004 D. N. RESHETOV. Atlas de elementos de máquinas y mecanismos, Barcelona, España: Ediciones CEAC, S. A., 1971 A. CHEVALIER and J. BOHAN, Tecnología del diseño y fabricación de piezas metálicas, México: Limusa, 1998. B. A. WILSON. Design Dimensioning and Tolerancing, 3rd Ed., Chicago, IL: Goodheart-Willcox Company, Inc., 2001 J. D. CASTAÑEDA ANDRADE, Innovación de la gestión de manufactura de la Pyme metalmecánica productora de bienes capital. Santiago de Cali, Colombia: Vicerrectoría de Investigaciones y Desarrollo Tecnológico – Universidad Autónoma de Occidente, 2006 M. A. CURTIS, Planeación de Procesos. México, México: Limusa, 1996 N. SINGH and T. D. SINGH, System Approach to Computer-Integrated Design and Manufacturing. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 1996 J. M. JURAN, F. M. GRYNA and R. S. BINGHAM, Planificación y análisis de la calidad, 2da Ed., Barcelona, España: Reverté, 1974 CUMMINS. (2019, Jan.). Cummins: A century of challenging the impossible. Farmers Guardian. [Online]. Avaible: https://www.fginsight.com/news/sponsored/cummins-a-century-of-challenging-the-impossible-77835 C. E. GRANADOS, Introducción a la historia de la metrología, Madrid, España: Universidad Politécnica de Madrid, 2007 R. F. PACHÓN-VEIRA, y F. MANZANO-AGUGLIARO, «Metrología en las civilizaciones de Mesopotamia, Egipto, Fenicia, Israel, Grecia, Cartago, Roma y otras culturas de la antigüedad» in XIV Congr. Int. de Ingeniería Gráfica, Santander, INGEGRAF, 2002, pp. 1-13. M. GLÄSER and M. KOCHSIEK, Handbook of Metrology, Hoboken, NJ: Editorial Wiley, 2010 N. V. RAGHAVENDRA and L. KRISHNAMURTHY, Engineering Metrology and Measurements. Oxford, Reino Unido: OUP India, 2010. METAS & METRÓLOGOS ASOCIADOS, «Indicadores de Desempeño para la Gestión Metrológica,» La guía Metas, (ene.), pp. 1-13 A. ESCAMILLA-ESQUIVEL, Metrología y sus aplicaciones. 2da Ed., México: Grupo Editorial Patria, 2014. J. I. GÓMEZ-GÓMEZ y J. ROMERO-VERGARA, Dimensionado y tolerado geométrico de piezas mecánicas: un texto basado en las normas ISO, Medellín, Colombia: Universidad Nacional de Colombia, 2010 J. I. GÓMEZ-GÓMEZ, J. ROMERO-VERGARA y W. SUAZA, «Dimensionado y tolerado geométrico en las normas técnicas colombianas,» Dyna, Vol. 69, Nro. 137, pp. 35-44, 2002 J. R. ZELENY-VÁSQUEZ, C. GONZÁLEZ-GONZÁLEZ, Metrología dimensional. México: McGraw-Hill, 1999. A. GINJAUME y F. TORRE, Realización de proyectos y piezas en las máquinas herramienta: libro de prácticas. Madrid: Thomson, Editorial Paraninfo, 2005 F. DÍAZ DEL CASTILLO RODRÍGUEZ. (2010). Metrología Dimensional [Online]. Avable: http://olimpia.cuautitlan2.unam. mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/mat_mec/m2/METROLOGIA.pdf. P. HOLTEWERTA, T. BAUERNHANSLA, «Interchangeable Product Designs for the Increase of Capacity Flexibility in Production Systems,» in 26th CIRP Design Conf. 50, Procedia CIRP, 2016, pp. 252-257 K. KISZKA, «Some Elements of Modern ISO Approach to GPS in UE Training Project for the Specification and Verification of Product Geometry,» Mach. Dyn. Res., Vol. 40, Nro. 4, pp. 89- 101, 2016. K. GEETHA, «Tolerance allocation and scheduling for complex assembly,» Int. J. Appl. Eng. Res, Vol. 10, Nro. 55, 2015, Jan., pp. 4000-4003. J. GUO, Z. LIU, B. LI, et al., «Optimal tolerance allocation for precision machine tools in consideration of measurement and adjustment processes in assembly,» Int. J. Adv. Manuf. Technol. Nro. 80, 2015, pp. 1625-1640 J. GUO, J, J. HONG, Z. Yang, et al., «Tolerance analysis method for rotating machinery,» in 12th CIRP Conf. Comp. Aid. Toler., Procedia CIRP, 10, 2013 pp. 77-83 S. XU and J. KEYSER, «Statistical geometric computation on tolerances for dimensioning,» in SPM 2015 Computer-Aided Design, Texas, DL: CAD, 2016, pp. 193-201 V. ALCÁCER and V. CRUZ-MACHADO, «Scanning the Industry 4.0: A Literature Review on Technologies for Manufacturing Systems,» Eng. Sc. Tech. an Int. J., Vol. 22, Nro. 3, 2019, Jun., pp. 899-919 G. ERBOZ, «How to define industry 4.0: The main pillars of industry 4.0,» in 7th Int. Conf. on Manag. Nitra, Slovakia: ICoM 2017, 2017, pp. 1-8 E. HOFMANN and M. RÜSCH, «Industry 4.0 and the current status as well as future prospects on logistics,» Comput. Ind., Vol. 89, Aug., 2017, pp. 23-34 Y. LU, «Industry 4.0: A survey on technologies, applications and open research issues,» J. Ind. Inf. Integr., Vol. 6, Jun., pp. 1-10. S. TAMURA. (Jan, 2013). Visiting the Old, Learning the New: The role of technical standards revisited Taylorism and standardization. Is. Fac. Jap. Econ. 2013 [online]. Available: https://www.rieti.go.jp/en/columns/s13_0002.html F. SCAPOLO, P. CHURCHILL, V. VIAUD, et al. (2015). How will standards facilitate new production systems in the context of EU innovation and competitiveness in 2025? JRC Foresight Study. European Union. Belgium. [online]. Available: https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/ JRC93699/jrc_27ap15_2rep_web.pdf C. CLARKE C, Automotive Production Systems and Standardization: From Ford to the Case of Mercedes-Benz. Heidelberg, Germany: Physica Verlag, 2005. A. KUSIAK, «Fundamentals of smart manufacturing: A multi-thread perspective,» Ann. Rev. in Con., Vol. 47, 2019, pp. 214-220. F. TAO, Q. Qi, A. LIU, et al., «Data-driven smart manufacturing. Department of Mechanical and Industrial Engineering,» J. of Manuf. Syst., to be published. K. VACHARANUKUL and D. MEKID, «In-process dimensional inspection sensors,» Measurement, Vol. 38, Nro. 3, Oct., 2005, pp. 204-218. J. KASSIM, R. RAMLI and A. H. AZMAN, «A Review on Geometrical Tolerance Applications in The Automotive Industry,» J. of Eng., 2018. H. G. LEMU, «Current status and challenges of using geometric tolerance information in intelligent manufacturing systems,» Adv. Manuf., Vol. 2, 2014, pp. 13-21 ISO system of limits and fits — Part 1: Bases of tolerances, deviations and fits, ISO 286-1, 1988 ISO system of limits and fits — Part 2: Tables of standard tolerance grades and limit deviations for holes and shafts, ISO 286-2, 1988 Selection of tolerance zones for general purposes, ISO 1829, 1975. ISO system of limits and fits — Part II: Inspection of plain workpieces, ISO/R 1938, 1971 |
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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 dehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessSalazar Marín, Edgar AlonsoRomero Piedrahita, Carlos AlbertoCalle Trujillo , Gabriel2022-05-13T15:17:48Z2022-05-13T15:17:48Z2020978-958-722-437-5https://hdl.handle.net/11059/14097978-958-722-639-3https://doi.org/10.22517/9789587226393Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio institucional Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeEl propósito de este libro es aportar a los programas de Mecánica y Manufactura un documento de referencia sobre los conceptos fundamentales y la filosofía de los principios de intercambiabilidad, estandarización y metrología ya tradicionales. Estos conceptos han hecho posible no solamente la masificación y diversificación de la producción de bienes de capital, el incremento de la productividad, la confiabilidad y la mantenibilidad, sino que también se han constituido como valores tecnológicos culturales y pilares del desarrollo productivo; particularmente en sectores como el metalmecánico, el de fabricación de partes y componentes para la industria automotriz y del transporte en general. Es deseable que todos los atributos de calidad de los componentes mecánicos, las unidades de ensamble y módulos (dimensiones, acabados superficiales, desviaciones dimensionales y geométricas, y grados de exactitud, entre otros), que componen los mecanismos, los equipos y los sistemas, sean diseñados para la manufactura y que se utilicen con conocimiento las herramientas de modelado y simulación disponibles para asegurar los atributos de funcionalidad, fiabilidad y calidad. Hoy, cuando más allá de la producción en masa se ha evolucionado a la manufactura esbelta, los sistemas de producción dependen mucho de la visión global sobre el conjunto completo de actividades y tareas acompasadas para manufacturar productos, equipos y sistemas: enfoque de mercado, diseño de producto, ingeniería detallada, coordinación de la cadena de suministro, operaciones y procesos de fábrica, así como ventas, servicio y reciclaje de producto terminado. La producción debe ser funcional, diversificada, fiable y en ella debe considerarse, en todas las etapas, la participación de personal desde el piso de taller de la empresa hasta las oficinas ejecutivas.CONTENIDO INTRODUCCIÓN............................................................................................11 CAPÍTULO 1 CONCEPTO DE INTERCAMBIABILIDAD Y TIPOS DE INTERCAMBIABILIDAD...............................................................................21 1.2 Consideraciones durante la explotación de las piezas................................. 24 1.3 Intercambiabilidad de las uniones cilíndricas lisas ..................................... 26 1.4 Intercambiabilidad de las uniones lisas no cilíndricas y cadenas dimensionales......................................................................................................... 46 1.5 Desviaciones de forma, orientación, posición y superficie de los elementos de las piezas............................................................................................................. 50 1.6 Principio de selección de las tolerancias y los ajustes ................................. 52 1.7 Representación convencional de las tolerancias y ajustes........................... 63 1.8 Reserva garantizada de la capacidad de trabajo de las máquinas y de otros productos (coeficiente de seguridad) .................................................................. 65 1.9 Prácticas propuestas ........................................................................................ 71 CAPÍTULO 2 LOS SISTEMAS DE ESTANDARIZACIÓN ....................................................76 2.1 Generalidades, desarrollo y estandarización................................................ 76 2.2 Fundamentos metodológicos y científico-técnicos de los sistemas de estandarización. Clasificación Internacional de Normas (ICS)....................... 80 2.3 Ejemplo de normas empleadas en la mecánica............................................ 85 2.4 Sistema nacional de normalización (estandarización) colombiano.......... 89 2.5 Estandarización de las series paramétricas de las máquinas...................... 91 2.6 Ejemplo de la estandarización de los productos y de las unidades ensamble por los parámetros geométricos........................................................................... 99 2.7 Objetos de la estandarización integral en la industria manufacturera ...102 2.8 Prácticas propuestas ......................................................................................105 CAPÍTULO 3 CALIDAD DE LAS MÁQUINAS ...................................................................108 3.1 Indicadores estadísticos de la calidad de la producción y de las máquinas...............................................................................................................112 3.2 Métodos estadísticos aplicados a la fijación de límites y tolerancias.......119 3.3 Prácticas propuestas ......................................................................................132 CAPÍTULO 4 METROLOGÍA DIMENSIONAL...................................................................135 4.1Generalidades..................................................................................................135 4.1.1 Breve historia de la metrología ........................................................ 136 4.2 Sistema Internacional de Unidades. Múltiplos y submúltiplos................139 4.3 Medios de medición, trazabilidad................................................................142 4.4 Principales parámetros de los medios de medición. Definiciones..........145 4.5 Patrones. Escalas lineales y angulares..........................................................154 4.6 Medios de medición universales..................................................................158 4.7 Medición sin contacto ...................................................................................173 4.8 Metrología automatizada y sus relaciones con la ingeniería inversa.......175 4.9 Prácticas propuestas ......................................................................................181 CAPÍTULO 5 NORMALIZACIÓN Y CONTROL DE LAS DESVIACIONES DE FORMA Y POSICIÓN......................................................................................................189 5.1 Generalidades.................................................................................................189 5.2 Sistema de Normalización de forma y disposición de las superficies de las piezas......................................................................................................................197 5.2.1 Desviaciones y tolerancias de forma................................................ 197 5.2.2 Desviaciones de la forma de las superficies cilíndricas................... 199 5.2.3Desviaciones de forma de superficies planas.................................... 202 5.3 Representación de las desviaciones de forma, posición y superficie.......206 5.4 Selección de las tolerancias de forma y de ubicación................................213 5.5 Asignación de tolerancias en las piezas tipo de las máquinas..................221 5.6 Asignación de tolerancias en las piezas-tipo de las máquinas desde la tradición y la práctica en el diseño de las máquinas........................................223 5.7 Estándar ISO 2768-2:1989: tolerancias geométricas para características sin indicaciones particulares de tolerancias............................................................226 5.8 Rugosidad superficial ....................................................................................229 5.9 Normalización de los parámetros de rugosidad de las superficies..........234 5.10 Representación de la rugosidad .................................................................237 5.11 Medida de la rugosidad...............................................................................239 5.12 Ejemplos de planos tecnológicos de piezas comunes en las transmisiones de potencia ............................................................................................................240 5.13 Sistemas GD&T y GPS para la normalización de las desviaciones de forma y posición de las superficies de las piezas..........................................................251 5.14 Prácticas propuestas....................................................................................266 CONCLUSIONES...........................................................................................271 REFERENCIAS...............................................................................................273282 Páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraPereiraColección Textos académicosA. D. NIKIFOROV. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Escuela Superior, Moscú, 2000. pp. 500.V. I. ANUJIN. Допуски и посадки. Выбор и расчет, указание на чертежах Spbstu. San Petersburgo. 2001P.F. DUNAEV; O.P LELIKOV, Конструирование узлов и деталей машин, Escuela Superior. Moscú, 2008, p.p. 496.P. I. ORLOV, Ingeniería del diseño, 2nd ed., tomos 1, 2 y 3, Moscú: Mir, 1985K.P. Zhukov, Yu. E. Gurevich. Атлас конструкций механизмов, узлов и деталей машинStankin. Moscú. 2000, pp. 458.E. OBERG, F. D. JONES, H. L. HORTON, et al., Machinery’s Handbook: A Reference Book for the Mechanical Engineer, Designer, Manufacturing Engineer, Draftsman, Toolmaker, and Machinist. 27th Ed., New York: Industrial Press Inc, 2004D. N. RESHETOV. Atlas de elementos de máquinas y mecanismos, Barcelona, España: Ediciones CEAC, S. A., 1971A. CHEVALIER and J. BOHAN, Tecnología del diseño y fabricación de piezas metálicas, México: Limusa, 1998.B. A. WILSON. 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La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 deopen.accesshttps://dspace7-utp.metabuscador.orgRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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