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Tema 3

Normalización del Dibujo Técnico

3.1. NECESIDAD Y PROCEDIMIENTO

La normalización responde al establecimiento de una serie de principios aplicables a una determinada ac-tividad del hombre, en este caso el Dibujo Técnico.

El Dibujo Técnico es concebido como un lenguaje gráfico de expresión donde las palabras son sustitui-das por líneas, cifras y símbolos. Este código de comunicación debe ser además universal y preciso, sinambigüedades. Para ello es necesario que las personas que usan este lenguaje (ingenieros, arquitectos ytécnicos en general) conozcan y sigan unas normas claras de representación para que no existan erroresen la posterior interpretación del diseño en su fase de producción. En este sentido, Fontard, estudioso dela normalización francés, define en 1967 el concepto de Norma como “un dato de referencia resultantede un acuerdo colectivo y razonado, con vistas a servir de base de entendimiento para la resolución deproblemas repetitivos”.

La normalización, en un sentido amplio, pretende unificar características y especificaciones de materia-les y productos con la idea de abaratar el precio final, de forma que produzcamos un gran número deunidades de un reducido número de modelos (tuberías de riego, válvulas, cableado eléctrico, etc.). Tam-bién se pretende el disminuir el volumen de “stocks”, maximizando la intercambiabilidad de piezas. Hoyen día la mayoría de los productos industriales y servicios están normalizados, entendiéndose esta nor-malización como una regularización de sus formas, dimensiones, colores, medidas de seguridad, etc. Lanormalización, en resumen, trata de definir, tipificar (homologar) y simplificar materiales, productos, pro-cesos y servicios.

Pero, ¿Cómo surge la Normalización?.

A finales del siglo XIX y principios del siglo XX, como comentamos en el capítulo I, surgen en Alemaniaescuelas de diseño de las que parte el germen de la necesidad de establecer normas para el diseño indus-trial. Durante la I Guerra Mundial se desarrolla la producción en serie para la industria bélica. La inter-cambiabilidad necesaria en este tipo de sistemas productivos potencia la idea de normalizar la representa-ción de los diseños y productos. En 1917 aparecen las primeras Normas Industriales Alemanas denomina-das DIN (Deutsche Industrie Normen), que más tarde y en el seno de la Comisión Alemana de Normas fun-dada en 1926, seguirían llamándose DIN, aunque con otro contenido (Das Ist Norm, Esto es norma).

Paralelamente surgen en Inglaterra y Francia instituciones para la Normalización, concretamente la Bri-tish Standard Institution (1919) y AFNOR (1916) respectivamente.

En Estados Unidos se crean distintas asociaciones de Normalización como ANSI, ASA y ASTM, mientrasque en España se produce una reordenación de las diferentes comisiones que desde 1912 abordaban laNormalización en diversas ramas técnicas para desembocar en la creación del Instituto Nacional de Ra-cionalización y Normalización (IRANOR), dependiente del C.S.I.C. (Consejo Superior de InvestigacionesCientíficas). Actualmente es AENOR (Asociación Española para la Normalización), organismo privado, laque desempeña funciones de normalización y certificación de productos y servicios, concibiéndose como

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un instrumento de mejora de la calidad de los productos españoles. Las normas generadas en esta aso-ciación se denominan normas UNE (Una Norma Española), y son las que básicamente vamos a estudiar,aunque apreciaremos como la mayoría de ellas son transcripciones de la normativa internacional.

Pero, cada día más, la economía mundial presenta una evidente globalización. Después de la II GuerraMundial (1946) se crea la Institución ISO (International Standarization of Organization) con sede en Gi-nebra, cuyo propósito es el establecimiento de una normativa internacional. Existe un criterio claro entodas las Organizaciones Nacionales de Normalización de seguir la tendencia marcada por la normativaISO. Esto incluye a las normas europeas (EN) que tienen vigencia en el ámbito de la Unión Europea.

3.2. CLASIFICACIÓN, ELABORACIÓN Y DESIGNACIÓN DE LAS NORMASLa elaboración de una norma UNE sigue el proceso representado en el esquema de la figura 3.1.

Figura 3.1. Proceso de propuesta y elaboración de una norma UNE. (Fuente: Villar del Fresno y Col., 1989).

Todo comienza con la propuesta de entidades públicas o privadas que creen necesaria la implementaciónde una nueva norma. La Comisión Técnica de Trabajo (C.T.T.) pertinente, formada por fabricantes, pro-ductores y consumidores, usuarios y técnicos, evalúan la oportunidad de la norma y, en caso positivo,inician el proceso de realización y aprobación de la norma UNE. Existen unas 80 Comisiones de Trabajo,entre las cuales podemos citar la de Asuntos Generales, Ciencias Generales, Soldadura, Rodamientos,Construcción, Siderurgia, Máquinas–Herramienta, etc.

La clasificación de las normas puede realizarse atendiendo a su contenido, ámbito de aplicación y ca-rácter, tal y como aparece en la figura 3.2. En nuestro caso nos interesan básicamente las normas queafectan a la materia del Dibujo Técnico, como las referentes a tolerancias, acotación, signos convencio-nales en general, formatos, etc., que veremos en próximos capítulos.

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F. J. Aguilar, F. Agüera, F. Carvajal

Figura 3.2. Propuesta de clasificación de las normas. (Adaptado de Villar del Fresno y Col., 1989).

Una vez redactada la norma se le asigna un código o designación, que en el caso de las normas UNEviene dada por la siguiente nomenclatura:

UNE–1–027–75

Esto significa que se trata de una norma UNE, elaborada por la Comisión Técnica de Trabajo número 1,orden cronológico 27 del año de revisión, año de revisión 1975. Concretamente esta norma se refiere alplegado normalizado de planos. Es frecuente designar las normas obviando el año de revisión, en nues-tro ejemplo simplemente UNE 1027.

3.3. TIPOLOGÍA DE LOS DIBUJOS TÉCNICOSEn la figura 3.3 encontramos la clasificación de Dibujos Técnicos propuesta por el profesor Leiceaga Bal-tar, en la que se atiende a la naturaleza del dibujo, su contenido y los objetivos que persigue el mismo.

Figura 3.3. Clasificación de los dibujos técnicos. (Fuente: Leiceaga Baltar, 1994).

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Fundamentos para el Diseño Gráfico de Maquinaria e Industrias Agrarias

Dentro del concepto de “Dibujo” podemos definir la secuencia de ejecución del mismo pasando por lasfases de esbozo, croquis y dibujo con instrumentos o CAD. En el esbozo dibujamos a mano alzada unaslíneas generales que ayudan al diseñador a la búsqueda de la solución. Una vez que hemos clarificado eldiseño podemos realizar un croquis de la pieza u objeto diseñado, también generalmente a mano alzadao sin mucha precisión en las medidas, aunque indicando sus dimensiones. Finalmente pasamos del cro-quis al dibujo definitivo o de precisión, bien empleando instrumentos clásicos como escuadra, cartabón,compás, etc., bien mediante programas de diseño asistido por ordenador (Figura 3.4.).

Figura 3.4. Dibujo de una pieza industrial. Vistas convencionales y perspectiva.

Otro tipo de dibujos son los gráficos (histogramas, curvas, etc.) y nomogramas o ábacos (aproximacionesgráficas a operaciones matemáticas muy empleados en ingeniería). El esquema sería un dibujo simplifi-cado que ilustra de forma simbólica los componentes de una instalación, mecanismos, etc. (Figura 3.5).

Figura 3.5. Símbolos convencionales generales para tuberías.

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La mayoría de dibujos técnicos necesitan de información complementaria para su perfecta comprensión.Esta información puede traducirse por el listado de las piezas que conforman un mecanismo, indicandoel código, modelo, peso, material, etc. También pueden añadirse leyendas, pliegos de condiciones o des-cripciones sobre presupuestos, cálculos, especificaciones de montaje, normas de seguridad, etc., queacompañan al dibujo técnico.

Figura 3.6. Explosionado de una junta Cardan o Universal representado en perspectiva caballera. (Fuente: Rodríguez de Abajo y Álvarez Bengoa, 1990).

Según su contenido podremos distinguir:

— Dibujos de piezas o de un único objeto dada por las vistas y especificaciones (rugosidad, tolerancias, ...)que creamos necesarias.

— Dibujo Colectivo, donde aparece un objeto genérico que representa mediante una tabla adjunta a uncolectivo de objetos de características semejantes.

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— Dibujo de conjunto, que representa a una máquina en su totalidad. Dependiendo de la finalidad pue-den ser de montaje, instalación o embalaje. En el explosionado se representa el conjunto con todas suspiezas o componentes desplazadas respecto a su posición real (Figura 3.6).

En atención a su finalidad podemos destacar:

— Dibujos de anteproyecto y proyecto. En el primer caso tenemos un dibujo tipo croquis o boceto dondese esbozan las posibles soluciones a un problema técnico. El dibujo de proyecto sería el realizado conla solución adoptada, dibujo definitivo.

— Dibujo de definición, que representa el objeto o producto sin ambigüedades. Forma parte de la docu-mentación del proyecto y tiene carácter contractual entre las partes.

— Dibujo de taller, donde se indica con toda nitidez la instalación, ejecución o fabricación del objeto di-señado.

— Dibujo de recepción, donde se establecen las características del producto cara a su recepción por elcliente.

— Dibujo de verificación, que ilustra sobre cómo se comprueba el buen estado del producto (medidas fun-cionales, acabado superficial, etc.).

— Dibujo de expedición, que explica el almacenaje y transporte del objeto.

— Dibujo de aprovechamiento, que detalla las características de funcionamiento, buen uso y manteni-miento del producto.

3.4. FORMATOS Y ROTULACIÓN

La norma UNE encargada de los formatos normalizados para planos y disposición de los elementos grá-ficos en los mismos es la UNE 1–026–83 (corresponde a la norma ISO 5457/1980). Comprende una serieprincipal, la serie A, y un conjunto de series derivadas. Hay que tener en cuenta que siempre que sea po-sible deberemos emplear los formatos recogidos en la serie A (UNE 1–011 <> ISO 216). Si esta serie nodispone del formato requerido pasaremos a los “formatos alargados especiales”, y si seguimos sin en-contrar el formato idóneo utilizaremos la serie de “formatos alargados excepcionales”. Cualquier formatopuede emplearse en posición vertical u horizontal.

3.4.1. Formatos serie A y formatos alargados

Presentan unas dimensiones expresadas en mm con una relación constante 21/2:1, y se generan a partirdel formato inicial A0 de superficie 1 m2, obteniéndose el inmediatamente inferior subdividiéndolo porla mitad paralelamente al lado más pequeño (Figura 3.7).

Figura 3.7. Generación de los formatos normalizados de la serie principal A.

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La serie de formatos alargados especiales se genera a partir de los A3 y A4 de la serie principal, mante-niendo su lado mayor y multiplicando el menor por 3, por 4 o por 5, mientras que los formatos alargadosexcepcionales se generan de forma similar pero afectan además a los formatos A0, A1 y A2 (Tabla 3.1).

Estos formatos sólo se utilizan en casos muy concretos, normalmente en representaciones donde una delas dimensiones (horizontal o vertical) predomina frente a la otra. Por ejemplo en el caso de la represen-tación de obras lineales en ingeniería civil, tales como perfiles longitudinales de redes de riego, colecto-res de saneamiento, carreteras, así como en tendidos eléctricos aéreos.

SERIE PRINCIPAL AFormato Dimensiones (mm)

A0 841x1189A1 594x841A2 420x594A3 297x420A4 210x297A5 148x210

FORMATO ALARGADO ESPECIALFormato Dimensiones (mm)

A3x3 420x891A3x4 420x1189

A4x3 297x630A4x4 297x841A4x5 297x1051

FORMATO ALARGADO EXCEPCIONALFormato Dimensiones (mm)

A0x2 1189x1682A0x3 1189x2523

A1x3 841x1783A1x4 841x2378

A2x3 594x1261A2x4 594x1682A2x5 594x2102

A3x5 420x1486A3x6 420x1783A3x7 420x2080

A4x6 297x1261A4x7 297x1471A4x8 297x1682A4x9 297x1882

Tabla 3.1. Series de formatos normalizados.

3.4.2. Márgenes, recuadros y cuadro de rotulación

En todos los formatos se deja un margen entre el borde del papel y la zona disponible para dibujar o re-cuadro de dibujo. Los márgenes recomendados son los siguientes:

Formatos A0–A1 " 20 mm

Formatos A2–A4 " 10 mm

En el caso de estar prevista la encuadernación de los planos se suele disponer de un margen en el bordeizquierdo de 25 mm al menos, lo que permite realizar las perforaciones que exige la disposición en cla-sificadores.

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El recuadro rectangular de dibujo se representa mediante línea continua de 0.5 mm de grosor, con unaslínea situadas a la mitad de cada lado que sirven como marcas de centrado. También se utilizan señalesde orientación tal y como aparece en la figura 3.8.

Figura 3.8. Disposición del recuadro de dibujo, márgenes, marcas de centrado y flechas de orientación.

Por último, el cuadro de rotulación, también denominado casillero o carátula, se dibuja en la esquina in-ferior derecha del plano, tanto en horizontal como en vertical. El sentido de la lectura de este casillero esel mismo que el del dibujo.

El cuadro de rotulación presenta dos zonas bien diferenciadas (Figura 3.9):

a) Zona de identificación.

Tiene la misión de identificar al propietario o autor del dibujo, indicar el título o designación del dibujoy el número de identificación.

b) Zona suplementaria.

Aparecen los datos relativos a escala, sistema de representación utilizado (p.ej. europeo o americano), uni-dad de medida (caso de ser distinta del mm), firmas, fecha y lugar de realización, cliente, tolerancias di-mensionales y geométricas, rugosidad, etc.

Figura 3.9. Situación, dimensiones y elementos de los que debe disponer el casillero.

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En la figura 3.10 se presenta un modelo de cuadro de rotulación para dibujo industrial. Ateniéndonos alas normas básicas comentadas podemos dibujar un cuadro de rotulación adaptado a nuestros propios di-bujos (en el capítulo 17 crearemos nuestra propia plantilla de AutoCad manejando el concepto de blo-ques y atributos).

Figura 3.10. Cuadro de rotulación tipo. (Fuente: Félez y Martínez, 1995).

Por otra parte, todos los dibujos de conjunto deben ir acompañados de un listado de piezas que los com-ponen, bien en el mismo dibujo de definición, bien en un formato adicional. La norma UNE 1135-89 re-gula la disposición y contenido de la lista de elementos, mientras que la norma UNE 1023-83 normalizasu presentación y formato. Según la primera norma mencionada, si la lista de elementos es objeto de do-cumento separado, deberá identificarse con el mismo número que el dibujo de procedencia, anteponiendola notación “Lista de elementos” para su correcta interpretación. La lista de elementos se elaborará enuna cuadrícula de filas y columnas con el siguiente listado de contenidos.

— Cantidad o número de piezas idénticas que componen el mecanismo o conjunto.

— Denominación de cada elemento. Es preferible anotar su descripción normalizada, si existe.

— Marca. Número, o letra de referencia de la pieza o elemento en el dibujo de procedencia.

— Referencia. Se utiliza para la denominación de elementos no representados en el dibujo de conjunto,aunque sí en otros dibujos. También para elementos normalizados que no necesitan de su representa-ción gráfica, sino sólo de la norma aplicable.

— Material. Indica el tipo y la calidad del material que va a emplearse en la fabricación de la pieza.

— Otras columnas, en las que puede indicarse información adicional, como peso del elemento, proveedory condiciones de suministro, número de existencias en almacén, observaciones, etc.

La rotulación de la escritura está también normalizada, según norma UNE 1–034–75, de acuerdo con ISO3098/74. Básicamente se permiten una gama de alturas de texto normalizadas según la siguiente serie:

2.5, 3.5, 5, 7, 10, 14 y 20 mm

Si observamos las alturas de texto, son elementos de una progresión geométrica de razón 21/2, igual quelas dimensiones de los formatos de dibujo. Los espesores recomendados para cada altura de texto de laserie mencionada son 0.25, 0.35, 0.5, 0.7, 1, 1.4 y 2 mm. Sólo se permite, como fuentes de letra, la letravertical o la letra cursiva con inclinación de 15º a la derecha.

3.5. LÍNEAS NORMALIZADAS

La norma que regula el empleo de las líneas en un dibujo es la UNE 1–032–82, que corresponde a la ISO128/82. Se establecen 10 tipos de líneas diferentes, según se observa en la tabla 3.2. Cada una de estaslíneas tiene una aplicación concreta, a la cual debemos atenernos.

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El grosor de línea vendrá dado por una progresión geométrica de razón 21/2, como las alturas de texto ydimensiones de los formatos. La serie de grosores entre los que podremos elegir es la siguiente:

0.18 – 0.25 – 0.35 – 0.5 – 0.7 – 1 – 1.4 – 2 mm

De entre estos grosores tendremos que elegir sólo dos para usar en nuestro dibujo, de forma que la rela-ción entre ellos sea al menos 2:1. Se recomienda emplear una línea fina no menor de 0.25 mm, y unalínea gruesa de 0.5 a 0.7 mm en el caso de un formato A4, y 0.7 a 1 mm en el caso de un A3.

La separación mínima entre dos líneas paralelas será como mínimo el valor máximo de entre 0.7 mm oel doble del espesor de la línea gruesa.

Tabla 3.2. Tipología de las líneas normalizadas usadas en dibujo técnico.

Se ha dispuesto la nomenclatura adjunta para identificar cada tipo de línea con el dibujo de la figura3.11, donde puede apreciarse el uso específico de cada grupo.

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Figura 3.11. Aplicaciones de los tipos de líneas enumerados en la tabla 3.2. (Fuente: Leiceaga Baltar, 1994).

3.6. NÚMEROS NORMALESLos números normales surgen por la necesidad que tiene la industria de disponer de una serie de medi-das normalizadas aplicables a magnitudes dimensionales (longitudes, alturas, diámetros, superficies,...),resistencias, pesos, presiones, velocidades, potencias, etc., con la intención de reducir al mínimo el nú-mero de herramientas, dispositivos, calibres y semiproductos, manteniendo una gama o variedad de pro-ductos acabados que satisfagan razonablemente las necesidades del cliente o usuario.

Los objetivos fundamentales de la introducción de los números normales son la unificación de medidasy la facilidad que presentan para su introducción en nomogramas de cálculo o valores tabulados. Imagi-nemos la dificultad que supondría el disponer de cualquier diámetro de tubería para riego, o cualquiersección de cable conductor en los cableados eléctricos.

La normativa que regula los números normales se recoge en las normas UNE 4–003 y 4–004 referentesa “Números Normales” y “Diámetros Normales y otras Medidas Constructivas” respectivamente, basán-dose en la adopción de los números de Renard (1877) para generar cada serie de productos dentro de unadeterminada gama.

La experiencia demuestra que si los valores dimensionales se disponen de forma que el incremento de unvalor en relación al inmediatamente inferior es constante, se satisface eficazmente las necesidades de laindustria. Esto conlleva el uso de series de números (por ejemplo diámetros de cojinetes) cuyos términossiguen una progresión geométrica de razón r y valor inicial la unidad:

a1 = r . a0

a2 = r . a1 = r2 . a0

a3 = r . a2 = r3 . a0

.

.

.

.

an = r.an-1 = rn . a0

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La razón de la progresión geométrica se obtiene a partir de la expresión:

El producto 2n . K designa a la serie normalizada de forma que obtendríamos las siguientes posibilida-des variando n como un número entero y con K=5 (Tabla 3.3).

Desarrollo Nombre Razónn = 0 # 20.5 = 5 serie R5 1.58489n = 1 # 2.5 = 10 serie R10 1.258925n = 2 # 22.5 = 20 serie R20 1.12201n = 3 # 23.5 = 40 serie R40 1.05925n = 4 # 24.5 = 80 serie R80 1.02920

Tabla 3.3. Series de números normales más empleadas.

Obsérvese como conforme el número de la serie es mayor la razón o incremento entre dos valores con-secutivos de la misma es menor. Por ejemplo, las diferencias entre dos valores consecutivos en la serieR80 es del 2.92% aproximadamente, mientras que en la serie R5 es del 58.48%.

Estas series cubren, en general, las necesidades planteadas por las aplicaciones industriales más corrien-tes, aunque para mecánica de alta precisión, con medidas muy próximas dentro de una misma gama, po-demos usar, con caracter excepcional, hasta la serie R320. Por otra parte, la Comisión Electrotécnica In-ternacional ha propuesto la utilización de series para K=6, lo que daría series tipo R6, R12 y R24, aun-que no son demasiado empleadas.

Aunque el primer término de la serie es la unidad, generalmente las empresas presentan catálogos de pro-ductos donde las dimensiones están acotadas, son las denominadas series limitadas, bien acotadas infe-riormente, superiormente, o por ambos extremos:

R10 (10....... ) Serie acotada inferiormente

R10 ( ........45) Serie acotada superiormente

R10 (10 ....31.6) Serie acotada superior e inferiormente

También tenemos la posibilidad de que la serie sea creciente o decreciente.

A partir de las series R5, R10, R20, R40 y R80 podemos obtener lo que se denominan números norma-les de gran dimensión simplemente multiplicando los términos de la serie por 10 o por 100. También po-demos emplear las series derivadas, obtenidas tomando los términos de las series principales con una de-terminada cadencia, por ejemplo de 2 en 2, de 3 en 3, etc. La designación de una serie derivada se rea-lizaría de la siguiente forma:

R10/3: Serie derivada de la R10 de forma que sus términos serían a0, a3, a6, a9, ...

Por último, las series redondeadas son las obtenidas a partir de la principal redondeando los términosde la misma. Se designan según:

Ra20: Serie redondeada procedente de la serie R20

3.6.1. Aplicación práctica de los números normales

Sabemos que un cigüeñal de 40 mm de diámetro se diseña para soportar una potencia de 30 Kw. Quere-mos determinar la serie de diámetros de cojinetes que tendremos que utilizar para la gama de potenciasnormales Ra5 de motores cuya potencia máxima es de 120 Kw aproximadamente, sabiendo que la po-tencia que es capaz de transmitir el cigüeñal es proporcional al cuadrado de su radio.

Para resolver el problema planteado partimos de que la potencia sigue una serie redondeada de númerosnormales R5, es decir, la razón de la progresión geométrica sería:

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luego la gama de potencias correspondiente sería:

30 Kw

30.r = 48 Kw

30.r2 = 75 Kw

30.r3 = 119 Kw (Último término de la serie que está acotada superiormente en 120 Kw)

Según el enunciado del problema, la relación entre el radio del cigüeñal y la potencia transmitida vienedado por la expresión:

siendo R el radio y N la potencia del cigüeñal (valores en mm y Kw respectivamente), y siendo K la cons-tante de proporcionalidad.

Luego el radio del cojinete que soporta al cigüeñal vendrá dado por:

Aplicando esta relación a la serie de potencias normales obtenidas determinamos los siguientes diáme-tros de cojinetes:

40 mm - 50 mm - 64 mm - 80 mm

que siguen una serie redondeada de números normales de razón:

lo que significa que se aproxima a una serie de Renard R10.

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