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TEMA
1. Introducción. El ingeniero y el dibujo técnico Se puede definir la Ingeniería como “el arte de modificar la naturaleza al servicio de la sociedad”. La modificación de la naturaleza presupone primero su conocimiento, investigando las leyes que la rigen y componiendo un lenguaje para su manifestación. El descubrimiento y la enunciación de las leyes de la naturaleza constituyen el objeto de las ciencias físicas. El lenguaje es fruto de las matemáticas. Por ello, en todos los estudios de Ingeniería, tanto la Física como las Matemáticas son fundamentales. Sin embargo, la Ingeniería busca la mejor forma de modificar la naturaleza a través de un conjunto de procedimientos para esa finalidad; o sea, es necesario la aplicación de la Técnica, por lo cual a los ingenieros, de una forma muy certera, se les designa habitualmente como técnicos. El rasgo principal de la Técnica es su condición de llevarse a la práctica. Se puede decir que la Técnica, o es práctica o no tiene sentido su existencia.
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de líneas, números, letras y diversos símbolos. Este lenguaje debe ser entendido por toda la colectividad, con independencia de su ubicación geográfica, y de forma inequívoca, es decir, es universal y exacto exacto. Aunque los dibujos técnicos pueden ser muy variados, éstos pueden clasificarse en función de dos aspectos: 1. Por el tipo de representación. Se basa en la precisión exigida al dibujo. Así, se distingue entre croquis (figura 1) 1), cuando la representación se realiza sin emplear las medidas y normas necesarias para la determinación exacta de lo dibujado, ejecutándose en muchas ocasiones a mano alzada, y dibujo o plano (figura 2) 2), cuando la representación se realiza a escala, con las medidas precisas y empleándose las herramientas normalizadas que sean necesarias para la definición exacta de lo representado.
En diversas ocasiones se suele hablar de ingenieros teóricos, lo cual no deja de ser una cuestión sin sentido. El ingeniero es necesariamente práctico, siendo capaz de planificar y ejecutar un trabajo en el cual el objetivo final es la modificación de la naturaleza. La característica fundamental del ingeniero es su capacidad para elegir y aplicar la técnica adecuada, con el fin de realizar unas obras de ingeniería determinadas. El ingeniero es el encargado de la búsqueda de una solución plausible al problema técnico que se le plantea. Dicha solución deberá ser mostrada con posterioridad a la sociedad o al conjunto de personas interesadas en la misma. Para ello se desarrolla una comunicación entre el técnico y el grupo a quien se dirija. El soporte empleado es el Dibujo Técnico Técnico. Se puede decir que el Dibujo Técnico es el lenguaje mediante el cual el ingeniero o técnico plasma el conjunto de información disponible y lo transmite a los demás. El Dibujo Técnico es un lenguaje gráfico gráfico. En él se tienen representaciones constituidas por un conjunto
Fig. 1. Ejemplo de croquis.
NORMALIZACIÓN DEL DIBUJO TÉCNICO
9
NORMALIZACIÓN
NORMALIZACIÓN
NORMALIZACIÓN
Ø28
15
20
14
98
R4
R180
2
10
R 10 1
R190
30
14
28
18
ø26
ø14
5
R 71 40 68 Fecha Dibujado Comprobado Según normas
Material: Fundición gris N11
Nombre
Firmas
UNE-DIN
ESCUELA DE INGENIERIAS INDUSTRIALES Nº:
Escala
Tolerancias de fabricación: ±0,500
1:1
SOPORTE
Sustituye a: Sustituido por:
Fig. 2. Ejemplo de dibujo o plano.
2. Por el contenido. a) Dibujo general o de conjunto conjunto. En él se representa un grupo de piezas, constituyendo una máquina, una instalación, etc., ensamblado para su funcionamiento (figura 3) 3). Se deben poner de manifiesto todas las piezas, siendo claras sus localizaciones en el conjunto. Para ello, a cada pieza se le asigna un número, denominado marca marca. b) Dibujo de grupo. Consiste en representar una serie de piezas relacionadas del conjunto. c) Dibujo de despiece despiece. Representación de una pieza totalmente aislada. Puede distinguirse entre el dibujo de una pieza en ura 4) bruto (fig (figura 4), con la geometría y dimensiones de la misma sin mecanizar, o el dibujo de la pieza terminada (figura 2) 2), definiéndola completamente para la posterior construcción. Por ello, en la pieza terminada se incluirán, además de las cotas, los signos de mecanizado, las tolerancias y todas las indicaciones que sean necesarias. 10
Tema 1. NORMALIZACIÓN
d) Dibujo explosionado. Representación del conjunto en forma de perspectiva explosionada (figura 5) 5). Muestra las marcas de las piezas y la forma de unión de todas ellas. e) Dibujo de montaje, colectivo y de medidas. Cuando se representan las distintas partes de un conjunto con la información para su ensamblaje, se tiene un plano de montaje (figura 6) 6). El dibujo es colectivo (figura 7) cuando se representa en un mismo plano una serie de partes equivalentes, pero con distintas medidas, designadas mediante cotas paramétricas. En una tabla adjunta al dibujo se indican las magnitudes que pueden darse a dichas cotas paramétricas. Si se representa un conjunto sólo con las medidas principales (para el montaje, dimensiones fundamentales, etc.), se tiene un dibujo de medidas medidas. f ) Esquema. Representación simbólica del diagrama de funcionamiento y de los componentes de un conjunto (figura 8) 8). Se usan en diversos ámbitos, dando lugar a los esquemas hidráulicos, neumáticos, unifilares eléctricos, etc.
N9
5
N7
4 3
M12
5o
N9
M10
ø26
Corte ZX
5 2
ø13
1
ø24
21 15
6
exágono e/c 20
9,6
2
ø26
7 N9 Rasqueteado ø30 Pintado rojo
Pavonado N9
N7
23
Pavonado
Pavonado 8
6
1,5
N7
7
1 x 45 o
5
28
A
22
6
22 8
28 R4
R2
0
ø26
1 x 45
M16
Moleteado en X t = 1
3
4 3
R12
Pavonado
o
4
7 6 5 4 3 2 1
48
Pavonado
63
X
2
Z
2 x 45 o
R27
ø13
ø24
M8
42
ø6
ø13 7
N9
N7
M12
2 exágono e/c 6
Moleteado en X t = 1
Tornillo Arandela Tuerca Eje roscado con chavetero Tuerca Tornillo Soporte
Marca
1 1 1 1 1 1 1
65 gr 5 gr 10 gr 100 gr 80 gr 5 gr 500 gr
Nº de piezas Peso
Denominación y origen
acero F-114 acero F-112 acero F-112 acero F-114 acero F-114 acero F-114 Fundición gris
22 x 63 ø24 x 4 ø24 x 9,6 ø26 x 74 ø38 x 13 ø13 x 28 93 x 50 x 50
Material
Dimensiones
Fecha
6
90 o
ø12
M16
1,5
ø38
ø22
74 1 x 45 o
Dibujado Comprobado Según normas
Nombre
Firmas
UNE-DIN
ESCUELA DE INGENIERIAS INDUSTRIALES Nº:
Escala
13
1:1 1:2
6 12
6
LUNETA
Sustituye a: Sustituido por:
Fig. 3. Ejemplo de dibujo de conjunto, acompañado del despiece de todos sus componentes.
Ø28
15
20
14
98
R4
2
10
R180
A
Pavonado
Visto por A M8 R6
ø16
N9
NORMALIZACIÓN
Rasqueteado N9 N9
24
Pintado rojo
Pintado verde N9
1
R 10 1
R190
30
14
28
18
ø26
ø14
5
R
71 40 68 Fecha
Material: Fundición gris N11
Dibujado Comprobado Según normas
Nombre
Firmas
UNE-DIN
Nº:
Escala
Tolerancias de fabricación: ±0,500
1:1
ESCUELA DE INGENIERIAS INDUSTRIALES
SOPORTE
Sustituye a: Sustituido por:
Fig. 4. Ejemplo de un dibujo de una pieza en bruto.
NORMALIZACIÓN DEL DIBUJO TÉCNICO
11
NORMALIZACIÓN
5
6
2 1
6 5 4 3 2 1
3
Tuerca Arandela Rotor Rodamiento cónico Rodamiento axial Soporte
Marca
4
Fecha Dibujado Comprobado Según normas
Denominación
Nombre
Firmas
UNE-DIN
ESCUELA DE INGENIERIAS INDUSTRIALES Nº:
Escala 1:1
ROTOR
Sustituye a: Sustituido por:
Fig. 5. Ejemplo de dibujo explosionado.
4 3 5
2 35
6
1
7 48
7 6 5 4 3 2 1
Tornillo Arandela Tuerca Eje roscado con chavetero Tuerca Tornillo Soporte
Marca
Denominación y origen
Fecha Dibujado Comprobado Según normas
1 1 1 1 1 1 1
Nombre
Firmas
UNE-DIN
Fig. 6. Ejemplo de dibujo de montaje.
12
Tema 1. NORMALIZACIÓN
Nº de piezas Peso
acero F-1141 acero F-1122 acero F-1122 acero F-1141 acero F-1141 acero F-1141 Fundición gris
22 x 63 ø24 x 4 ø24 x 9,6 ø26 x 74 ø38 x 13 ø13 x 28 93 x 50 x 50
Material
Dimensiones
ESCUELA DE INGENIERIAS INDUSTRIALES Nº:
Escala 1:2
65 gr 5 gr 10 gr 100 gr 80 gr 5 gr 500 gr
LUNETA
Sustituye a: Sustituido por:
Pintado rojo
N9
NORMALIZACIÓN
Pintado verde
Rasqueteado N9 N9
ø16
N9
N9
N9
M10
ø26
Corte ZX
ø13 2
C
ø24
21 15
N9 Rasqueteado ø30 Pintado rojo
MODELO
B
C
A-100
48
50
A-101
50
55
A-102
60
65
A-103
75
80
A-104
80
87
23
42
28
A
X
2
R2
0
B
Visto por A M8 R6
Z
R4
1
Fecha
Nombre
Dibujado Comprobado Según normas
Firmas
UNE-DIN
ESCUELA DE INGENIERIAS INDUSTRIALES Nº:
Escala
5o
1:2
SOPORTE
Sustituye a: Sustituido por:
Fig. 7. Ejemplo de dibujo colectivo.
Fecha Dibujado Comprobado Según normas
Nombre
UNE-DIN
Firmas
ESCUELA DE INGENIERIAS INDUSTRIALES Nº:
Escala
ESQUEMA ELÉCTRICO
Sustituye a: Sustituido por:
Fig. 8. Ejemplo de esquema.
NORMALIZACIÓN DEL DIBUJO TÉCNICO
13
NORMALIZACIÓN
2. Antecedentes de la normalización En la etapa preindustrial, el artesano era a su vez el diseñador de sus piezas, y no necesitaba habitualmente soporte gráfico alguno para su fabricación. Los conocimientos se transmitían por contacto directo entre los aprendices y los maestros sin necesidad de plano alguno, como máximo se hacían dibujos en perspectiva con dimensiones muy generales para uso personal. Por otra parte, no había unificación entre las medidas dimensionales y de pesos entre los diferentes estados, lo que imposibilita la comunicación. Con el desarrollo de la industria en el siglo XIX surge un problema de comunicación técnica, tanto entre diversas empresas como dentro de cada empresa, con lo que se crea un grave problema de intercambiabilidad entre las piezas. Piénsese en la dificultad que originaría un recambio de un simple tornillo cuando éstos se fabricaran como piezas singulares por cada fabricante. Una de las primeras reacciones parte de las técnicas de representación de las piezas. Para evitar problemas de interpretación, los dibujos se detallan hasta extremos tales que éstos podrían ser hoy considerados verdaderas obras de arte, recurriéndose a la reproducción minuciosa de todos los componentes, empleando incluso técnicas de coloreado y sombreados con pincel y utilizando soportes tan singulares como los de seda (para evitar el deterioro por el uso), como si de cuadros de pintura se tratara. La Normalización surge con la Revolución Industrial como una solución frente a la anarquía existente en el mundo industrial. Resalta, como una de las primeras medidas, la adopción del Sistema Métrico Decimal. Las primeras normas industriales surgen a partir del desarrollo del Maquinismo y aparecen en el siglo XIX en Estados Unidos (Seller) y en Inglaterra (Whitworth), tanto por los problemas de comunicación gráfica antes mencionado como por la necesidad de la intercambiabilidad de piezas de distintas series y de diferentes fabricantes dentro de un mismo montaje mecánico. Durante la primera guerra mundial se crea en Alemania el Comité de Normalización para la Construcción de Máquinas, el cual daría lugar al desarrollo de las nor mas DIN. Paralelamente se desarrollan normas en otros países, apareciendo las NF en Francia, ASA y ASTM en Estados Unidos, UNI en Italia, GOST en la URSS, BS en Inglaterra, etc. En 1926 se crea la Federación Internacional de Asociaciones Nacionales de Normalización, que desarrolla las normas ISA (International Standardizing Association) con el concurso de los comités nacionales de Alemania, Francia, Inglaterra, Bélgica y U.S.A., principalmente, asociación que desaparece durante la Segunda Guerra Mundial para renacer y aparecer nuevamente en 1946 como la Organización Internacional de Normalización, la cual viene desarrollando las normas ISO (International Standardizing Organization). 14
Tema 1. NORMALIZACIÓN
Los antecedentes en España pasan por la Oficina para la Unificación de los Materiales creadas para los ferrocarriles en 1925. En 1930 se creó el Comité de Normalización para la Construcción Naval, y en 1946 se crea el Instituto Nacional de Racionalización del Trabajo, el cual establece las normas UNE (iniciales de «una norma española»), cuyo punto de partida fueron las normas DIN alemanas y las internacionales ISO. Actualmente el organismo titular de las normas UNE es AENOR, Asociación Española de Normalización y Certificación, asociación no pública que integra diversos miembros, tanto estatales como de representantes de la industria y particulares. La Administración interviene en AENOR solamente a efectos de financiación parcial de la misma, como complemento a los ingresos que genera la venta de las normas y de otros servicios relacionados con el asunto, como los de homologación y certificación de productos y empresas. Uno de los frutos más importantes de la Unión Europea es el desarrollo de normas comunes a todos los países miembros, por medio del Comité Europeo de Normalización, C.E.N., y de su vertiente eléctrica, C.E.N.E.L.E.C., que emite las normas EN, estando obligados dichos países a adaptar sus normas nacionales a las comunes, hasta el punto que la no adaptación de ciertos productos industriales a dichas normas supone la aparición de “barreras tecnológicas” para el comercio internacional de tales productos. Las normas EN toman como base de partida las normas ISO. Por tanto, actualmente, la normalización europea es común en todos los países, hasta el punto que las nuevas normas internacionales aparecen con un formato conjunto ISO, EN y UNE. Por ello, en este libro están tratadas las tres. Especial mención debemos hacer a las normas alemanas DIN, que a pesar de estar actualmente integradas junto con las EN, aún cubren ámbitos que no han sido tratados por las anteriores y es obligada su referencia en estos casos.
3. Conceptos básicos de la normalización 3.1. Definición de la normalización Según el Comité de Normas alemán, Normalización es la unificación de objetos materiales e inmateriales (conocimientos e instrucciones) para el aprovechamiento de la generalidad y realizada en común por los grupos interesados. Según AENOR, la normalización es una actividad colectiva encaminada a establecer soluciones a situaciones repetitivas. Esa actividad consiste en la elaboración, difusión y aplicación de normas. Entendemos que norma es un documento con una serie de especificaciones técnicas. 3.2. Objeto y fines de la normalización A partir de la definición de normalización, se puede decir que los fines de la misma son:
b) Uniformar los modelos y tipos de materiales, productos, procesos y servicios, reduciendo el número de ellos y garantizando la intercambiabilidad (por ejemplo, todos los motores eléctricos de un tipo determinado tienen iguales sus dimensiones principales, con independencia del fabricante). c) Simplificar los productos mediante la optimización de las formas y de los procesos de fabricación. También se simplifican las instr ucciones que afectan a la transmisión de las características (por ejemplo, en las roscas basta con indicar el diámetro, pues el resto de las características geométricas están reflejadas en la norma correspondiente). Las normas ofrecen un lenguaje común para la comunicación entre empresas, los usuarios y consumidores y la Administración, establecen un equilibrio socioeconómico entre los agentes participantes en los intercambios comerciales y constituyen un patrón de confianza entre los clientes y los proveedores. Retomando la definición propuesta por el Comité de Normas alemán, la normalización es un lenguaje para la comunicación e información sobre objetos materiales así como de conocimientos e instrucciones, realizados por grupos especializados para el conjunto de la sociedad. Los beneficios de la normalización han sido tanto para los fabricantes como para los consumidores y usuarios o la Administración. Como consecuencia de ello se ha conseguido: • Unificación de los productos productos. Por ejemplo, los tornillos son iguales, con independencia del fabricante, lo cual permite la optimización de los diferentes tipos y posibilita la economía de escala y la especialización, con la consiguiente repercusión en los costes. • Fiabilidad y seguridad seguridad. Los productos fabricados según norma son enteramente seguros y fiables, puesto que la norma ha sido realizada con la participación de expertos en ese producto. Asimismo, los cálculos realizados con arreglo a las normas dan lugar a diseños garantizados desde el punto de vista de la seguridad. • Difusión de conocimientos técnicos técnicos. Las normas son un medio poderoso de difusión de los
conocimientos técnicos ya que, en muchas ocasiones, transcienden del contenido academicista para transmitir de pleno los resultados de la experiencia y de la práctica, que de otro modo no alcanzarían más que una difusión limitada. • Universalidad Universalidad. La norma facilita un lenguaje técnico universal gracias a la unificación de los conocimientos, lo cual repercute en la economía de medios en la comunicación, ya que gran parte de la información va implícita en la propia norma. • Garantía al consumidor consumidor.. La norma garantiza el producto final al consumidor, al establecer la condiciones mínimas en que éste llegará al mercado. Actualmente, mediante las normas EN, el fabricante se hace responsable en Europa de los daños o perjuicios originados por los productos defectuosos. Esta condición se está aplicando mundialmente a todos los productos fabricados por empresas certificadas en calidad con arreglo a las normas de la serie ISO 9000. La actividad de la normalización está extendida a los diversos productos o servicios, además de a los procesos de elaboración. Así, se normalizan, por ejemplo, los elementos y los productos (tornillos, tuberías, herramientas, etc.), los materiales (plásticos, papel, etc.), los métodos de ensayo, todo tipo de temas generales (medio ambiente, unidades de medida, calidad del agua, etc.), la gestión medioambiental, la gestión de la calidad, la calidad de los servicios hosteleros, etc.
4. Clasificación de las normas Aunque existen diversos criterios, se pueden considerar las normas en función de su contenido o de su ámbito de aplicación. a) Por el contenido A pesar de existir en España 58 tipos diferentes de asuntos a normalizar, por el contenido se pueden establecer tres clases de normas: • Normas fundamentales fundamentales. Son de aplicación en todos los sectores económicos, como el comercio, la agricultura, la industria, los servicios, etc. Éstas se dividen en: generales: medidas, unidades, Normas generales notaciones, protocolos, etc. Normas técnicas técnicas: dimensiones generales de elementos roscados, tolerancias y ajustes, engranajes, características eléctricas de instalaciones (tales como tensiones normalizadas), etc. • Normas de materiales materiales. Indican propiedades de materiales tales como composiciones, características resistentes, tratamientos físico-químicos, etc. dimensionales. Establecen las caracterís• Normas dimensionales ticas dimensionales de piezas tales como arandelas, resortes, tuberías, bridas, pasadores, etc.
NORMALIZACIÓN DEL DIBUJO TÉCNICO
15
NORMALIZACIÓN
a) Definir de un modo total e inequívoco las características de: • Materiales (por ejemplo, la composición y propiedades de un plástico). • Productos (por ejemplo, las dimensiones y características mecánicas de un tornillo). • Procesos (por ejemplo, las condiciones de asepsia en una industria alimentaria). • Servicios (por ejemplo, la estructura de un departamento de control de calidad homologado o certificado dentro de una fábrica).
NORMALIZACIÓN
b) Por el ámbito de aplicación
5. Las normas UNE
• Normas internacionales Elaboradas en el marco de un organismo de normalización supranacional, agrupando a un determinado número de organismos nacionales de normalización.
Las normas UNE (Una Norma Española) son emitidas por AENOR y elaboradas, dentro de la misma, por los comités técnicos de normalización. Dichos comités están integrados por representantes de los fabricantes, los usuarios, expertos y técnicos.
Aunque son de adscripción voluntaria entre los países, a veces es necesario su cumplimiento para realizar transacciones internacionales. En España, las de mayor difusión son las normas ISO y las EN. Las normas EN tienen su ámbito de aplicación en la Unión Europea, estando coordinadas con las normas ISO, debiendo a su vez las normas nacionales estar armonizadas con las mismas.
Para la elaboración de una norma se siguen las siguientes etapas: a) Trabajos preliminares previos a la toma en consideración de la nueva iniciativa. Consisten en la recopilación de información, la discusión sobre el contenido, etc. b) Elaboración del proyecto de norma. Conjunto de actividades llevadas a cabo por el Comité hasta la aprobación de un documento como proyecto de norma. c) Información pública en el BOE. Anuncio en el BOE de la existencia del proyecto de la norma, con el fin de remitir las observaciones al mismo que se estimen oportunas. d) Elaboración de la propuesta de norma. Recibidas en AENOR las posibles observaciones al proyecto, el Comité procede al análisis de ellas y a la aprobación de la propuesta final de norma. e) Registro, edición y difusión de la norma UNE. Publicación por AENOR, notificación al BOE y promoción de la norma.
Otras normas internacionales representativas, por su campo de actividad, son las IEC, elaboradas por la Comisión Electrotécnica Internacional para el área eléctrica, y las UIT, elaboradas por la Unión Internacional de Telecomunicaciones. AENOR es el organismo nacional de normalización español, miembro de la Organización Internacional de Normalización y de la Comisión Electrotécnica Internacional, a través del cual se canaliza la participación de los agentes de nuestro país en la normalización internacional. • Normas nacionales Elaboradas y sancionadas por un organismo reconocido para el desarrollo de actividades de normalización en el ámbito nacional. En España, ese organismo es AENOR, el cual desarrolla las normas UNE. Aunque las normas nacionales reciben la denominación propia de los comités de cada país, en la Unión Europea tienen cada vez menos entidad ya que están armonizadas con las normas EN, hasta el punto de que en muchas de ellas, el trabajo de los comités se reduce, simplemente, a la traducción de la correspondiente norma europea y a su publicación. • Normas sectoriales Determinados sectores especializados tienen sus propias normas, como la industria petroquímica, la eléctrica, electrónica, etc. Estas normas las realizan las asociaciones sectoriales de empresas al margen de los propios comités nacionales de normalización y suelen tener ámbito internacional, como las normas API, de la industria petroquímica. • Normas de empresa Tienen el carácter de especificaciones e instrucciones internas de las empresas. Éstas son el punto de partida para la preparación de las normas, ya que las empresas tienen una participación muy apreciable en los comités de normalización.
16
Tema 1. NORMALIZACIÓN
La denominación de una norma UNE se hace según la siguiente nomenclatura: U.N.E. mm nn rr (AA) (XR) m m se refiere a la materia de la norma, de las que hay unas 80, siendo algunas de ellas: 1 Asuntos Generales 4 Ciencias Sociales. 7 Ensayos de materiales 14 Soldaduras. 17 Medios de fijación. 18 Rodamientos, etc. nn rr
indica, dentro de cada campo, el orden de la norma. indica el año de la revisión.
(AA) indica la parte de la norma que se trate: (1), (2), (3), etc. Se utiliza en normas extensas. Si solamente contiene una parte, esta sigla no se emplea. Finalmente, puede contener las siglas 1R, 2R, etc, correspondientes a la clave XR XR, indicando que se trata de la primera, segunda revisión etc. Sin embargo, conviene indicar que las normas actuales que se están emitiendo con la denominación UNE-EN, UNE-EN ISO, no siguen la anterior nomenclatura.