Planitud versus rectitud en GD&T: cómo cada control de forma cambia una pieza

La planitud y la rectitud se encuentran una al lado de la otra en casi todos los gráficos murales de GD&T, ambas pertenecen a la familia de formas y ninguna necesita un dato. Precisamente por eso se intercambian en los dibujos. En nuestro taller la pregunta suele llegar con una impresión adjunta: se ha reclamado planitud en una cara que sólo necesita ser recta, o se ha reclamado rectitud en una superficie que tiene que sellar contra una junta.

Lo que sigue es la versión funcional de la comparación, escrita desde el lado del banco donde realmente se mecaniza y mide la pieza, en lugar de desde la definición del libro de texto.

La respuesta corta: una línea o una superficie

La rectitud limita qué tan lejos puede viajar una sola línea, ya sea un elemento de línea en una superficie o el eje mediano derivado de un cilindro. La planitud limita hasta qué punto puede desplazarse una superficie entera, en todas direcciones a la vez.

Una forma útil de mantener la relación en la cabeza es la siguiente: la planitud es la rectitud aplicada en toda una superficie. Si una cara es realmente plana, cada línea que puedas dibujar en ella será recta, por lo que la planitud implica rectitud. Lo contrario no se cumple. Una placa torcida puede estar recta a lo largo de cada línea individual que verifique y aun así fallar en la planitud, porque cada una de las líneas es recta pero no coplanares. La planitud es el control más estricto y los dos nunca son intercambiables.

¿Qué controla realmente la rectitud?

La rectitud viene en dos sabores y se comportan de manera muy diferente una vez que la pieza llega a la máquina.

Rectitud de la superficie

La zona de tolerancia son dos líneas paralelas separadas por una distancia t. Cada elemento de línea de la superficie que se encuentre en la dirección a la que se aplica la llamada debe quedar entre ellos. El detalle que se pasa por alto es que la rectitud de la superficie es direccional: una placa mecanizada puede pasar una verificación de rectitud a lo largo de su longitud y aun así estar arqueada a lo ancho, porque la leyenda nunca se vio así. Si es necesario controlar todo el rostro, es la planitud, no la rectitud.

Rectitud del eje

Aplicada a una característica de tamaño, la rectitud controla la línea media derivada de un eje, pasador, perno u orificio. La zona se convierte en un cilindro de diámetro t, y el eje tiene que permanecer dentro de él de un extremo al otro. Esta es la indicación que detecta el pasador doblado que se esconde en un lote y la que permite que un simple dispositivo de paso/no paso reemplace una lenta rutina de inspección.

Debido a que la rectitud del eje se vincula a una característica con una dimensión de tamaño, puede tener un modificador máximo de condición del material. Ese modificador otorga una tolerancia adicional a medida que el tamaño real se aparta de MMC, razón por la cual la leyenda aparece con tanta frecuencia en ejes y sujetadores de gran volumen donde el tiempo de ciclo es importante.

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¿Qué controla realmente la planitud?

La planitud define dos planos paralelos separados por el valor de tolerancia y requiere que cada punto de la superficie indicada se encuentre entre ellos. No hay ningún dato, ni orientación ni ubicación en el control: la zona flota y puede inclinarse libremente. Una cara puede ser perfectamente plana mientras se encuentra a tres grados de su superficie de contacto, y la leyenda de planitud nunca dirá una palabra al respecto.

Esa zona flotante explica la mayor parte de la confusión que vemos. Una indicación de planitud en una cara de sellado sólo garantiza que la cara sea un buen plano. Si también tiene que quedar paralelo a una brida de montaje, la impresión necesita paralelismo con un datum o un control de perfil que capture la forma y la orientación juntas.

Donde la planitud gana su lugar: asientos de juntas, caras de bridas, superficies de apoyo de arandelas, la base de un cuerpo de válvula, mandriles de vacío y contactos de calibre, en cualquier lugar donde el contacto deba ser uniforme o un sello deba mantenerse firme.

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Planitud versus rectitud, uno al lado del otro

Donde los dos se confunden en un dibujo real.

Una leyenda de planitud que hace el trabajo de paralelismo.

Un diseñador quiere que una placa de cubierta se asiente uniformemente, escribe que la planitud es 0,05 y luego se pregunta por qué la placa todavía se balancea sobre la carcasa. La prueba de planitud pasó; el asiento estaba inclinado. La solución es un dato y una llamada de paralelismo, generalmente con una planitud ligeramente más flexible para que los dos controles dividan el presupuesto de tolerancia de manera sensata en lugar de luchar entre sí.

Rectitud comprobada en una sola dirección

Hemos visto piezas firmadas con una regla colocada a lo largo, cuando el arco real estaba a lo ancho. Si el dibujo incluye rectitud de superficie, acuerde por escrito en qué dirección van los elementos de línea o actualice a planicidad cuando la función necesite toda la cara.

Rectitud del eje mistaken for roundness

Un eje puede ser perfectamente redondo en cada sección transversal, mantener su diámetro todo el día y aun así estar doblado como un plátano. El tamaño y la redondez no dicen nada sobre el eje. Sólo la rectitud del eje, o un control de posición o descentramiento detecta esa condición.

Cómo se mantienen estas tolerancias en la producción

Las tolerancias de forma se deciden mucho antes de que el inspector toque la pieza. Viven en la ruta del proceso, el calendario y el orden de las operaciones.

• Para lograr planitud, el planeado deja una cara abombada o convexa característica cuando una pieza delgada se sujeta con fuerza; el pulido y lapeado de superficies lo llevan más lejos; El material fino necesita alivio de tensión y cortes de acabado ligeros.
• Para la rectitud, el torneado y el rectificado sin centros mantienen bien un eje, pero el tratamiento térmico y el enchapado pueden doblarlo después, por lo que el enderezamiento pertenece a la ruta y no al final como operación de rescate.
• Para la inspección, una rejilla de puntos de CMM y un plano óptico pueden legítimamente no coincidir en una superficie ondulada, por lo que es mucho más económico establecer el método antes del primer lote que después.

Las piezas estampadas se comportan de nuevo de manera diferente: una arandela cortada de la tira soporta la tensión residual de la bobina, por lo que la cara del rodamiento debe acuñarse o rectificarse hasta quedar plana en lugar de simplemente perforarse. Mantener ese tipo de deriva bajo control es la misma disciplina detrás Cómo mantenemos la precisión dimensional predecible de una ejecución a otra .

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Lo que preguntamos antes de cotizar una tolerancia de forma

1. ¿La característica tiene que sellar, ubicar o simplemente parecer plana? La respuesta decide qué control pertenece a la impresión.
2. ¿El requisito es unidireccional o de superficie completa? Si la función sólo necesita una línea, la rectitud es la promesa más barata.
3. ¿Qué estructura de referencia utiliza realmente el conjunto? La forma por sí sola rara vez describe cómo se comporta una pieza una vez atornillada.
4. ¿Cómo se verificará la característica: calibre, CMM o placa de superficie? El método de inspección y el valor de tolerancia deben elegirse juntos.
5. ¿Qué puede alcanzar de manera realista el proceso? Alrededor de 0,02 mm es lo habitual al fresar una pieza rígida, mientras que 0,005 mm generalmente se utiliza en el rectificado o lapeado.

Cuando la geometría no está cubierta por una norma publicada, la citamos como sujetador no estándar o componente mecanizado y confirme tanto el control como el método de medición antes de cortar metal.

Ninguno de los controles es difícil una vez que la diferencia es clara. La rectitud vigila una línea, la planitud vigila una superficie y la planitud es simplemente la promesa más difícil. Cuando un dibujo los confunde, la pieza generalmente aún se fabrica, pero se inspecciona con la pregunta equivocada, y de ahí provienen los desechos, las discusiones y los envíos tardíos. Envíenos la impresión junto con la pieza correspondiente y le diremos qué descripción describe realmente lo que necesita el ensamblaje.