La tolerancia general no llega a una rosca dibujada de la forma habitual

Ahora podemos decirlo con claridad, cosa que no pudimos la última vez que este sitio escribió sobre el cuadro de rotulación. Una página anterior de este sitio decía que la anulación se había difundido ampliamente, pero que no la habíamos confirmado en la fuente. Ya lo hemos hecho, y por partida doble. La ficha del catálogo de ISO para la ISO 2768-2:1989 indica como estado anulada, como etapa 95.99, y nombra la ISO 22081:2021 como el documento que la revisó. Y el prólogo de la propia ISO 22081 dice: «esta primera edición anula y sustituye a la ISO 2768-2:1989, que ha sido revisada técnicamente». Aquella página anterior ha sido corregida.

Solo desapareció la mitad de la ISO 2768

Esta es la parte que hace confusas las lecturas sobre el cambio. La ISO 2768 tenía dos partes y solo se anuló la segunda.

• Parte 1, tolerancias para dimensiones lineales y angulares, cuatro clases, tres páginas. Estado publicada, revisada y confirmada por última vez en 2022, etapa 90.92, pendiente de revisión. La ficha de ISO añade que «se prevé que sea sustituida por la ISO 2768 en los próximos meses», un proyecto en desarrollo. Eso es todo lo que sabemos y todo lo que diremos.
• Parte 2, tolerancias geométricas, tres clases, ocho páginas. Estado anulada, revisada por la ISO 22081:2021.

Así que la conocida cadena ISO 2768-mK tiene ahora una mitad viva y una mitad muerta. La m sigue apuntando a un documento publicado. La K apunta a uno anulado. En una pieza que ya está en producción esto no cambia nada, porque el plano indica qué documento rige y esa indicación no caduca. En un plano que está a punto de liberar, conviene saber qué letra es cuál.

Hay otra diferencia en los dos resúmenes. La parte 2 dice que «se aplica principalmente a elementos producidos por arranque de material», y la parte 1 se aplica a piezas «producidas por arranque de metal o conformadas a partir de chapa». La ISO 22081 no incluye ninguna restricción así en su campo de aplicación. Es una regla sobre cómo escribir una especificación general, no una tabla de valores para piezas fresadas.

Qué sustituyó a las tres letras

Regla C: la especificación geométrica general debe indicarse con una especificación de perfil de superficie. Una sola característica, y la norma lo dice dos veces. La frase bajo la tabla 1 lo repite entre paréntesis: la característica «solo puede ser el perfil de superficie», aunque puede usarse junto a ella cualquier elemento de especificación de la ISO 5459 y la ISO 1101, siempre que no contradiga las reglas dadas aquí.

El único ejemplo de la tabla 1 es un recuadro que dice perfil de superficie, 0,12, A, B, C. Y la figura 1 muestra el conjunto en un cuadro de rotulación:

Póngalo junto a ISO 2768-mK y la forma del cambio se hace visible sin leer una palabra de teoría. La indicación antigua es una cadena de dos letras y no nombra ninguna referencia. La nueva ocupa cuatro líneas, lleva números reales y exige un sistema de referencias de tres planos. Con el esquema antiguo, las letras seleccionaban una fila en la tabla de otro. Con el nuevo, el valor lo escribe usted.

Ese último punto merece su propia frase, porque es en el que la gente tropieza. La ISO 22081 no contiene valores de tolerancia. La tabla 1 es una tabla de cómo indicar, no de cuánto. La norma dice que los valores «pueden definirse como valores únicos o valores variables», que los valores variables pueden depender de las dimensiones del elemento o de la distancia del elemento al sistema de referencias, y que cuando varían deben definirse reglas inequívocas para obtenerlos de una tabla del juego de planos o de otro documento. La figura 2 es un ejemplo que se limita a decir «véase la tabla 1 del documento 123456». La norma antigua le daba tres clases. Esta le da un espacio en blanco y unas reglas para rellenarlo.

La regla D, y la excepción que incluye las roscas

La regla D dice que la especificación geométrica general se aplica a cada elemento integral de forma independiente, con cuatro excepciones. Leídas como lista, parecen iguales. Leídas por lo que hacen, se dividen en dos.

1. un elemento integral especificado mediante una especificación de tamaño, individual o general
2. un elemento integral o su elemento derivado especificado mediante una especificación geométrica individual
3. un elemento de referencia usado en el sistema de referencias definido en la sección de referencias de la especificación geométrica general
4. un elemento integral indicado con representación simplificada y no incluido en el modelo CAD, por ejemplo aristas, redondeos o roscas

Las dos primeras son de precedencia, no de exclusión. Dicen que, allí donde ya haya especificado un elemento de forma individual, prevalece su especificación individual. Nada se cae por las rendijas. La tercera y la cuarta son las que de verdad dejan un elemento fuera de la tolerancia general, y la cuarta es la que afecta a los elementos de fijación.

Fíjese bien en la condición, porque son dos condiciones unidas por una y. El elemento tiene que estar indicado con representación simplificada y no incluido en el modelo CAD. Una rosca dibujada como se dibujan normalmente las roscas, con un círculo y un círculo interrumpido o con dos líneas junto a la caña, sin hélice en el modelo, cumple ambas. Así que en la inmensa mayoría de los planos reales la especificación geométrica general no llega a la rosca en absoluto. Si quiere controlar algo en esa rosca, lo especifica.

Es una regla con la que el mundo de los elementos de fijación ya vive, desde el otro lado. La rosca tiene su propio sistema de tolerancias, con clases como 6g y 6H, y ese sistema no interactúa con una tolerancia general de perfil en las superficies que la rodean (qué controla realmente una clase de rosca). La ISO 22081 hace explícita la separación en lugar de dejar que se deduzca.

Por qué diecisiete agujeros roscados recibieron su propia indicación

Volvamos al plano que inició todo esto. El campo de aplicación de la ISO 22081 es estrecho de una manera que es fácil pasar por alto:

Un elemento integral se define en el apartado 3.3 como un elemento geométrico perteneciente a la superficie real de la pieza o a un modelo de superficie. Una superficie. Algo que se puede tocar con un palpador.

El eje de un agujero no es una superficie. Esa inferencia es nuestra, no una frase de la norma, y la norma remite a la ISO 17450-1 para las definiciones formales, que no hemos leído. Pero si la especificación geométrica general solo llega a las superficies, entonces la posición del eje de un agujero no es algo que pueda controlar, y un diseñador que quiera que se mantenga la ubicación de un agujero roscado no tiene más opción que escribir una tolerancia de posición individual con referencias asociadas. Que es exactamente lo que apareció en aquel plano, diecisiete veces.

Así que las dos cosas que parecían una afectación europea son la misma. Las distancias perdieron su más y su menos porque la ubicación no es un tamaño, y los roscados recibieron indicaciones de posición y referencias porque la ubicación tiene que especificarse individualmente o no queda especificada en absoluto. El montón de referencias nuevas no es relleno. Es el sistema de referencias al que la especificación general está obligada a remitir, y hace el trabajo que las antiguas clases H, K y L hacían sin él.

Hay una segunda norma que llega al mismo punto desde el lado de la medición. Dice que una distancia entre dos elementos derivados, que es de lo que está hecho un patrón de agujeros, no es un tamaño en absoluto, y que una tolerancia de más y menos sobre ella es ambigua en una pieza real. Misma conclusión, distinto camino: la ubicación de un eje no es algo que una cota ordinaria pueda fijar.

No juzgamos el plano en sí. No lo tenemos, y una regla puede invocarse correctamente y aun así aplicarse mal. Lo que sí podemos decir es que el marco en el que trabaja el proveedor es real, vigente y publicado.

Las dos advertencias que la norma hace a sus propios usuarios

El apartado 4.1 empieza diciendo a los diseñadores lo que les cuestan las especificaciones generales. Los riesgos que nombra son «pasar por alto requisitos funcionales importantes» y «seleccionar tolerancias innecesariamente estrechas respecto al requisito funcional». Después devuelve la carga a donde corresponde: es responsabilidad del diseñador asegurarse de que «toda la pieza, es decir, todos los elementos geométricos, esté especificada de forma completa e inequívoca».

Es el mismo argumento que este sitio planteó sobre la antigua cadena del cuadro de rotulación desde el punto de vista de compras, y es bueno encontrarlo en las propias palabras de la norma. Una tolerancia general es una declaración sobre todo lo que usted no consideró que mereciera una tolerancia individual, y se aplicará a toda la pieza.

Una línea más que conviene llevarse. La nota 2 bajo la regla D dice que las especificaciones geométricas generales son conformes con el principio de independencia y el principio del elemento. Independencia significa que una desviación de tamaño y una desviación de forma se comprueban por separado salvo que algo indique lo contrario, y por eso el ejemplo de la figura 1 vuelve a poner a mano el modificador del requisito de envolvente en los tamaños lineales. Si quiere que tamaño y forma estén acoplados en este plano, tiene que pedirlo.

Qué sacar en limpio

• La ISO 2768-2:1989 está anulada, etapa 95.99, revisada por la ISO 22081:2021. Confirmado en el catálogo de ISO y en el prólogo de la propia sustituta
• La ISO 2768-1:1989 sigue publicada, confirmada en 2022, etapa 90.92, pendiente de revisión, con una sustituta en desarrollo. Así que la mitad de una indicación ISO 2768-mK está viva y la otra no
• La nueva especificación geométrica general es una tolerancia de perfil de superficie respecto a un sistema de referencias. Una sola característica, y el sistema de referencias forma parte de la indicación
• La ISO 22081 no contiene clases ni valores de tolerancia. El número lo pone usted, en el plano o en un documento referenciado
• Solo se aplica a elementos integrales. Superficies y elementos dimensionales. No a elementos derivados, no a líneas integrales
• La regla D excluye las roscas indicadas con representación simplificada y no incluidas en el modelo CAD, lo que describe casi todas las roscas de casi todos los planos
• Un patrón de agujeros roscados necesita por tanto su propia tolerancia de posición y sus propias referencias. La tolerancia general no puede situar un eje

El mecanizador de aquel hilo preguntaba si solo él no estaba al tanto. No era el único, y aquello de lo que no estaba al tanto tiene número de documento. Lo incómodo es que el cambio lleva treinta y un años gestándose y vive en una norma de catorce páginas que no dice casi nada sobre lo estrecho que debe ser nada.

Este artículo trata el paso 6: documentación. El orden completo es sustrato, rosca, cabeza, accionamiento, acabado y documentación. El artículo inglés Specifying a screw explica por qué alterarlo genera retrabajo.

Preguntas frecuentes

¿Sigue siendo válida la ISO 2768-2?

No. ISO indica su estado como anulada, en la etapa 95.99, y nombra la ISO 22081:2021 como el documento que la revisó. La ISO 22081 dice lo mismo desde el otro lado: su prólogo indica que la primera edición anula y sustituye a la ISO 2768-2:1989. Un plano ya liberado conforme a la ISO 2768-2 sigue significando lo que decía, porque el plano nombra el documento que rige.

¿También está anulada la ISO 2768-1?

No. Está publicada, se revisó y confirmó por última vez en 2022 y se encuentra en la etapa 90.92, pendiente de revisión. La ficha de ISO dice que se prevé que sea sustituida en los próximos meses por una norma numerada ISO 2768, y ese proyecto está en desarrollo. No hemos leído el borrador y no decimos nada sobre él.

¿Qué sustituyó a las clases H, K y L?

Una tolerancia de perfil de superficie referida a un sistema de referencias, escrita en el cuadro de rotulación o junto a él. La regla C de la ISO 22081 establece que la especificación geométrica general debe indicarse con una especificación de perfil de superficie, y la nota bajo la tabla 1 añade que la característica solo puede ser el perfil de superficie.

¿Me dice la ISO 22081 qué tolerancia usar?

No. La norma da reglas para indicar e interpretar una especificación general, no valores. Los valores de tolerancia pueden ser únicos o variables; los variables pueden depender del tamaño del elemento o de su distancia al sistema de referencias, y cuando varían la norma espera reglas inequívocas para obtenerlos de una tabla del juego de planos o de otro documento referenciado.

¿Se aplica la tolerancia general a las roscas?

No a una rosca indicada con representación simplificada y no incluida en el modelo CAD, que es la cuarta excepción de la regla D y describe cómo se dibujan las roscas en la mayoría de los planos. Deben cumplirse las dos condiciones. Todo lo que necesite controlar en la rosca tiene que especificarse individualmente.

¿Por qué un plano conforme a la ISO 22081 tiene tantas referencias?

Porque la especificación geométrica general es una tolerancia de perfil, y una tolerancia de perfil remite a un sistema de referencias. El ejemplo de la figura 1 muestra tres letras de referencia. Con la ISO 2768-2, las clases geométricas generales no necesitaban ninguna referencia, así que un plano que pasa al nuevo documento adquiere un sistema de referencias que antes no tenía que declarar.

¿Puede una tolerancia general controlar la posición de un agujero roscado?

Según nuestra lectura, no. La ISO 22081 solo se aplica a elementos integrales y explícitamente no a elementos derivados, y el apartado 3.3 define un elemento integral como uno que pertenece a la superficie real de la pieza. Un eje no es una superficie. La norma no formula esta consecuencia y remite a la ISO 17450-1 para las definiciones formales, que no hemos leído, así que considere la conclusión como nuestra.

¿Qué papel tiene aquí el principio de independencia?

La nota 2 bajo la regla D indica que las especificaciones geométricas generales son conformes con el principio de independencia y el principio del elemento. En el ejemplo desarrollado de la figura 1, los tamaños lineales llevan explícitamente el modificador del requisito de envolvente, que es lo esperable si la independencia es el comportamiento por defecto y el diseñador quiere acoplar tamaño y forma en esos elementos.

¿Qué norma define modificadores como CZ y UZ?

Esta no. La ISO 22081 dice que, aparte de la característica, pueden usarse elementos de especificación de la ISO 5459 y la ISO 1101. No hemos leído ninguna de las dos, y esta página no explica ningún modificador de ellas.

Referencias

• ISO 22081:2021, Geometrical product specifications (GPS), geometrical tolerancing, general geometrical specifications and general size specifications. Prólogo, introducción, apartados 1 a 5.2, tabla 1, figuras 1 y 2
• ISO 2768-2:1989, la parte geométrica anulada, ficha de catálogo con estado, etapa y revisión
• ISO 2768-1:1989, la parte dimensional publicada, ficha de catálogo con estado, fecha de revisión y etapa
• r/Metrology, donde un plano lleno de indicaciones de posición y referencias dio lugar a la pregunta

La ISO 22081:2021 se leyó en la vista previa pública de iTeh, que llega hasta la página impresa 4 y abarca el índice, el prólogo, la introducción, el campo de aplicación, las referencias normativas, los términos, el apartado 4 completo y los apartados 5.1 y 5.2. El apartado 5.3 sobre sistemas de referencias, el apartado 6 sobre especificaciones generales de tamaño, la tabla 2 y los tres anexos quedan fuera de la vista previa, y nada de ellos se cita ni se caracteriza aquí. Los datos de catálogo de las tres normas se leyeron en las propias páginas de ISO en un navegador: la ISO 22081:2021 es una primera edición, febrero de 2021, catorce páginas, ISO/TC 213, ICS 17.040.40, etapa 90.93, confirmada en 2026; la ISO 2768-2:1989 está anulada en la etapa 95.99, ocho páginas, revisada por la ISO 22081:2021; la ISO 2768-1:1989 está publicada en la etapa 90.92, tres páginas, confirmada en 2022, con una sustituta en desarrollo. Lo siguiente es cálculo o lectura nuestra y no afirmaciones de ninguno de estos documentos: la observación de que las dos primeras excepciones de la regla D son de precedencia y no de exclusión, la comparación de una indicación de dos letras según la ISO 2768 con la indicación de cuatro líneas de la figura 1, la comparación del número de páginas y, sobre todo, la conclusión de que la especificación geométrica general no puede controlar la posición del eje de un agujero, que se deriva de que el campo de aplicación excluye los elementos derivados y de que el apartado 3.3 define un elemento integral como perteneciente a la superficie real, pero que la norma no formula con esas palabras. La ISO 17450-1, donde están las definiciones formales de elementos integrales y derivados, no se ha leído. Las clases y valores de tolerancia de la ISO 2768-2 no se reproducen aquí; ese documento no se leyó, y su descripción procede del resumen publicado por ISO. Los modificadores por los que se preguntaba en el hilo del foro pertenecen a la ISO 1101 y la ISO 5458, que no hemos leído, y ninguno se explica en esta página. Tampoco evaluamos el plano del hilo, que no hemos visto, ni nombramos empresa alguna. Leímos la publicación, no sus respuestas. La figura 1, la figura 2, la tabla 1 y la redacción de la regla D se comprobaron con imágenes renderizadas de las páginas impresas y no con texto extraído. Esta página corrige otra anterior: la página sobre el cuadro de rotulación con la ISO 2768 decía antes que la anulación de la parte 2 se había difundido ampliamente pero no estaba confirmada, y esa redacción se ha sustituido.