Diseño de Estaciones de Geometría a Ensamblajes por Soldadura

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INSTITUTO POLITECNICO 
NACIONAL 
 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA 
 MECANICA Y ELECTRICA 
 UNIDAD AZCAPOTZALCO 
 
 
DISEÑO DE ESTACIONES DE GEOMETRIA A ENSAMBLES 
UNIDOS POR SOLDADURA. 
 
 
PRESENTADO POR: 
 PEREZ SANTIAGO OMAR 
SANCHEZ YAÑEZ VICENTE 
 
 
 QUE PARA OBTENER EL GRADO DE 
INGENIEROS MECANICOS 
 
OPCION TESIS COLECTIVA 
 
 
AZCAPOTZALCO, DISTRITO FEDERAL 2008 
 
DISEÑO DE ESTACIONES DE GEOMÉTRIA 
A ENSAMBLES UNIDOS POR SOLDADURA 
 
 
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DISEÑO DE ESTACIONES DE GEOMÉTRIA A ENSAMBLES 
UNIDOS POR SOLDADURA. 
INDICE: 
1. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………12 
1. 1 INTRODUCCIÓN……………………………………………………………......12 
 
CAPITULO I 
1. GENERALIDADES……………………………………………………………14 
1. 1 DISEÑO PARA MANUFACTURA Y PROCESOS DE ENSAMBLE……….14 
1. 2 MANO DE OBRA DIRECTA……………………………………………………16 
1. 3 MANO DE OBRA INDIRECTA…………………………………………………17 
1. 4 PRODUCCIÓN EN LÍNEA DE FLUJO………………………………………..18 
 
CAPITULO II 
2. DISPOSITIVOS SUJETADORES………………………………………...21 
2. 1 PROPÓSITO Y FUNCIÓN DE LOS MEDIOS SUJETADORES 
DE PIEZAS…………………………………………………………………...............21 
2. 2 MÉTODO DE POSICIONAMIENTO…………………………………………..23 
2. 2. 1 Método de localización 3-2-1……………………………………….24 
2. 2. 2 Localización radial……………………………………………………28 
2. 2. 3 Pernos de diamante………………………………………………….29 
2. 2. 4 Principios de los pernos localizadores……………………………..30 
2. 2. 5 Localización en V para pernos localizadores. …………………….32 
2. 2. 6 Colocación en cavidades…………………………………...............33 
2. 3 FUERZAS DE LA HERRAMIENTA……………………………………………34 
2. 3. 1 Fuerzas sujetadoras………………………………………………….34 
2. 3. 2 Elementos de sujeción……………………………………………….35 
 
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2. 4 ELEMENTOS Y TIPO DE DISEÑO DE SUJETADORES PARA 
PORTAPIEZAS………………………………………………………………….........37 
2. 4. 1 Medios de accionamiento……………………………………………37 
2. 4. 2 Sujeción de la pieza rígida contra la elástica…………….. ………38 
2. 5 DISEÑO DE HERRAMENTALES PARA PRINCIPIOS DE UNIÓN………..38 
2. 5. 1 Herramientas para la unión física. ………………………………….39 
2. 5. 2 Diseño de sujetadores de piezas para soldar……………………..39 
2. 5. 3 Sujetadores para la soldadura por gas……………………………..40 
2. 5. 4 Sujetadores para la soldadura por arco…………………………....41 
2. 5. 5 Soldadura por resistencia……………………………………………42 
2. 5. 5. 1 Soldadura por puntos…………………………………………42 
2. 5. 5. 2 Soldadura de proyecciones o salientes…………………….42 
2. 5. 5. 3 Soldadura por costura………………………………………..43 
2. 5. 5. 4 Soldadura pulsatoria………………………………………….43 
2. 5. 5. 5 Soldadura a tope………………………………………………43 
2. 5. 5. 6 Soldadura a tope recalcada………………………………….43 
2. 5. 5. 7 Función de los electrodos……………………………………43 
2. 5. 6 Sujetadores para soldadura por resistencia……………………….44 
2. 5. 6. 1 Consideraciones generales en el diseño de 
 sujetadores……………………………………………………46 
2. 5. 6. 2 Consideraciones para el diseño de pisadores o 
 apretadores……………………………………………………47 
 
CAPITULO III 
3 SISTEMA DE PUNTOS DE REFERENCIA RPS (Reference Point 
Sistem)……………………………………………………………………………….48 
3. 1 VALORES INDICATIVOS PARA APOYOS DE RPS………………………..49 
3. 2 REGLA DEL 3-2-1……………………………………………………………….50 
3. 3 DENOMINACIÓN Y REPRESENTACIÓN EN LOS PLANOS……………...52 
 
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3. 3. 1 Denominación RPS…………………………………………………..52 
3. 3. 2 Representación en el plano………………………………………….53 
3. 3. 2. 1 Modo de proceder para conjuntos (CONJ) con piezas 
 de construcción sin plano independiente…………………..53 
3. 4 ACOTACIÓN Y TOLERANCIAS……………………………………………….54 
3. 4. 1 Generalidades…………………………………………………………54 
3. 4. 2 Sistemas de referencia para piezas de construcción de reticlos 
 paralelos……………………………………………………………….55 
3. 5 SISTEMAS DE REFERENCIA ROTADOS PARA PIEZAS DE 
CONSTRUCCIÓN…………………………………………………………………….57 
3. 6 APICACIÓN CONSECUENTE…………………………………………………59 
3. 6. 1 Generalidades…………………………………………………………59 
3. 7 DETERMINACIÓN DE PUNTOS DE REFERENCIA………………………..60 
3. 8 EJEMPLO DE APLICACIÓN Y DISEÑO DE UNA ESTACIÓN DE 
ENSAMBLE……………………………………………………………………………60 
3. 8. 1 Analizando los planos de las piezas………………………………..61 
3. 8. 1. 1 Pieza 1 No 805.314, Refuerzo de esquina.………………..63 
3. 8. 1. 2 Pieza 2 No 805.320.D, Pieza unión…………………………79 
3. 8. 1. 3 Pieza 3 No 805.320.A, Talonera………………………….. ..91 
3. 9 PLAN DE AJUSTE……………………………………………………………..106 
 
CAPITULO IV 
4 CONCEPTOS DE LA TECNOLOGIA DE SOLDADURA………...108 
4. 1 LA FÍSICA DE LA SOLDADURA……………………………………………..112 
4. 2 SOLDADURA DE PUNTOS POR RESISTENCIA………………………….114 
4. 3 SOLDADURA CON OXÍGENO Y GAS COMBUSTIBLE…………………..119 
4. 3. 1 Soldadura con oxiacetileno………………………………………...120 
4. 4 PROCESO GMAW…………………………………………………………….122 
4. 4. 1 Equipo de soldeo……………………………………………………122 
 
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4. 4. 2 Transferencia………………………………………………………..123 
4. 4. 3 Influencia de la transferencia del metal…………………………..124 
4. 5 LA SEGURIDAD RELACIONADA CON EL DISEÑO DE 
HARRAMIENTAS……………………………………………………………………125 
 
CAPITULO V 
5 MATERIALES PARA HERRAMIENTAS DE SUJECIÓN………...129 
5. 1 PROPIEDADES FÍSICAS……………………………………………………..129 
5. 1. 1 Dureza………………………………………………………………..129 
5. 1. 2 Resistencia a la tracción……………………………………………130 
5. 1. 3 Resistencia a la compresión……………………………………….130 
5. 1. 4 Resistencia al corte…………………………………………………131 
5. 1. 5 Limite de fluencia o elasticidad…………………………………….131 
5. 1. 6 Modulo de elasticidad (doblado)…………………………………..132 
5. 1. 7 Modulo de elasticidad (torción)…………………………………….132 
5. 1. 8 Impacto……………………………………………………………….132 
5. 1. 9 Fatiga…………………………………………………………………133 
5. 2 ACEROS PARA HERRAMIENTAS Y TROQUELES………………………133 
5. 2. 1 Elección de los aceros de herramientas………………………….135 
5. 2. 2 Penetración del temple……………………………………………..135 
5. 2. 3 Dureza en caliente…………………………………………………..136 
5. 2. 4 Maquinabilidad………………………………………………………136 
5. 2. 5 Resistencia a la descarburación…………………………………..137 
5. 3 ACEROS HERRAMIENTA DE TEMPLE AL AGUA (grupo W)…………...137 
5. 4 ACEROS HERRAMIENTA PARA TRABAJOS DE CHOQUE (grupo S)...138 
5. 5 ACEROS PARA TRABAJOS EN FRÍO…………………………………….. 139 
5. 6 ACEROS PARA TRABAJOS EN CALIENTE……………………………….140 
5. 7 ACEROS RÁPIDOS…………………………………………………………...140 
5. 8 ACEROS PARA USOS ESPECIALES………………………………………141 
 
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5. 9 TRATAMIENTO TÉRMICO DE LOS ACEROS DE HERRAMIENTAS…..141 
5. 9. 1 Tratamiento de los materiales ferrosos…………………………...142 
5. 9. 1. 1 Normalización………………………………………………..142 
5. 9. 1. 2 Esferoidización……………………………………………….143 
5. 9. 1. 3 Relevado de tenciones……………………………………...143 
5. 9. 1. 4 Recocido……………………………………………………...143 
5. 9. 1. 5 Temple………………………………………………………..144 
5. 9. 1. 6 Revenido……………………………………………………...145 
5. 9. 1. 7 Cementación…………………………………………………145 
5. 9. 2 Tratamiento de los materiales no ferrosos……………………….147 
5. 10 ROTURA DE LAS HERRAMIENTAS………………………………………148 
5. 11 ASPEREZA DE LAS SUPERFICIES……………………………………….149 
5. 11. 1 Definición……………………………………………………………149 
5. 11. 2 Método de fabricación y relación de costo……………………...150 
5. 12 AJUSTES Y TOLERANCIAS………………………………………………..151 
5. 12. 1 Definiciones………………………………………………………...151 
 
BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………….....152 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INDICE DE TABLAS 
Tabla 1.1 Pautas para el diseño…………………………………………………….16 
Tabla 3.1 Valores indicativos para Agujeros y Cantos…………………………...49 
Tabla 3.2 Tabla de datos de pieza………………………………………………….56 
Tabla 3.3 Datos del sistema rotado………………………………………………...58 
Tabla 3.4 Datos del ensamble………………………………………………………62 
Tabla 3.5 Cuadrode cotas de la pieza 1…………………………………………..65 
Tabla 3.6 Cuadro de cotas de la pieza 2…………………………………………..80 
Tabla 3.7 Cuadro de cotas de la pieza 3…………………………………………..92 
Tabla 4.1 Densidad de energía de diferentes procesos de soldadura………..113 
Tabla 4.2 Temperatura de fusión de algunos metales………………………….114 
Tabla 4.3 Propiedades del material usado para electrodos en la soldadura con 
 oxiacetileno……………………………………………………………...117 
Tabla 4.4 Gases usados en la soldadura y corte con oxigeno y gas combustible, 
 con temperatura de flama y calores de combustión………………..119 
Tabla 4.5 Características de los gases puros y mezclados……………………124 
Tabla 5.1 Tratamiento del temple y revenido de las herramientas para 
 prensas…………………………………………………………………..146 
 
INDICE DE FIGURAS 
Figura 1.1 Procesos de manufactura………………………………………………20 
Figura 2.1 Una pieza en el espacio y sus grados de libertad…………………...24 
Figura 2.2 Los doce grados de libertad en un prisma……………………………25 
Figura 2.3 Tres pernos detienen cinco grados de libertad………………………25 
Figura 2.4 Cinco pernos detienen ocho grados de libertad……………………..26 
Figura 2.5 Seis pernos detienen nueve grados de libertad……………………...27 
Figura 2.6 Localización radial con pernos localizadores………………………...28 
Figura 2.7 Localización radial por pernos externos………………………………30 
Figura 2.8 Ampliación y proyección del error……………………………………..32 
 
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Figura 2.9 Los doce grados de libertad en una pieza cilíndrica………………...32 
Figura 2.10 Los siete grados de libertad detenidos por el localizador en V con 
 perno de tope…………………………………………………………...32 
Figura 2.11 Componentes de fijación……………………………………………...36 
Figura 2.12 Bridas articuladas………………………………………………………36 
Figura 2.13 Métodos de soldadura por resistencia (Assembly and fastener 
 engineering)…………………………………………………………..42 
Figura 2.14 Puntas de electrodos típicas estándar y sus operaciones (Machine 
 desing)………………………………………………………………….44 
Figura 2.15 Salientes localizadoras………………………………………………..46 
Figura 2.16 Bloques de montaje……………………………………………………46 
Figura 2.17 Instalación de grapas ajustadoras con el sujetador soportando a la 
 pieza directamente por debajo de las grapas……………………. .47 
Figura 3.1 Bloqueo de una pieza…………………………………………………...51 
Figura 3.2 Representación con fijación en Z……………………………………...54 
Figura 3.3 Representacion en dibujo de RPS de pieza………………………….56 
Figura 3.4 Sistema de referencia rotado…………………………………………..58 
Figura 3.5 Ensamble a desarrollar…………………………………………………60 
Figura 3.6 Dibujo del ensamble No 802.207.B……………………………………62 
Figura 3.7 Pieza 1, Refuerzo de esquina………………………………………….64 
Figura 3.8 Dibujo del perno localizador……………………………………………66 
Figura 3.9 Restricción de los ejes X y Y por pernos……………………………..67 
Figura 3.10 Pieza 2, Pieza unión…………………………………………………...79 
Figura 3.11 Pieza 3, Talonera………………………………………………………91 
Figura 3.12 Modelo del dispositivo con piezas (Isométrico)…………………...102 
Figura 3.13 Modelo del dispositivo con piezas (Vista superior)……………….103 
Figura 3.14 Dibujo de ensamble No. 802.207.B (Isométrico)…………………104 
Figura 3.15 Ubicación de los dispositivos localizadores (Isométrico)………...104 
Figura 3.16 Ajuste por calzas……………………………………………………..106 
 
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Figura 4.1 Procesos de soldadura………………………………………………..110 
Figura 4.2 Soldadura de puntos por fusión………………………………………115 
Figura 4.3 (a) Pasos en un ciclo de soldadura de puntos, (b) Grafica de la 
 fuerza de presión y la corriente durante el Ciclo…………………..116 
Figura 4.4 Pistola portátil de soldadura por puntos……………………………..119 
Figura 4.5 Una operación típica de soldadura con oxiacetileno……………….120 
Figura 4.6 Flama neutra en un soplete de oxiacetileno indicando las 
 temperaturas obtenidas……………………………………………….121 
Figura 4.7 Equipo de soldadura GMAW………………………………………….123 
Figura 4.8 Transferencia GMAW………………………………………………….123 
Figura 5.1 Características de las asperezas básicas de la superficie………..150 
Figura 5.2 Especificación típica de la aspereza, ondulación y defectos……...150 
 
INDICE DE PLANOS 
PLANOS DE ELEMENTOS DE REFERENCIA. PIEZA 1 No 805.314 
Refuerzo de esquina………………………………………………………………..68 
Plano 3.1 Perno localizador RPS1 Hxy RPS3 Fz………………………………...69 
Plano 3.2 Elemento 1 del perno RPS1 Hxy RPS2 Fz……………………………70 
Plano 3.3 Elemento 2 del perno RPS1 Hxy RPS2 Fz……………………………71 
Plano 3.4 Elemento 3 del perno RPS1 Hxy RPS2 Fz……………………………72 
Plano 3.5 Perno localizador RPS2 Hy……………………………………………..73 
Plano 3.6 Elemento 1 del perno RPS2 Hy………………………………………...74 
Plano 3.7 Elemento 2 del perno RPS2 Hy………………………………………...75 
Plano 3.8 Asentamiento RPS4 Fz………………………………………………….76 
Plano 3.9 Asentamiento RPS5 Fz………………………………………………….77 
Plano 3.10 Asentamiento RPS6 fz…………………………………………………78 
 
PLANOS DE ELEMENTOS DE REFERENCIA. PIEZA 2 No 805.320.D 
Pieza Unión………………………………….........................................................81 
 
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Plano 3.11 Perno localizador RPS1 Hxy…………………………………………..82 
Plano 3.12 Elemento 1 del perno RPS1 Hxy……………………………………...83 
Plano 3.13 Elemento 2 del perno RPS1 Hxy……………………………………...84 
Plano 3.14 Elemento 3 del perno RPS1 Hxy……………………………………...85 
Plano 3.15 Perno localizador RPS2 Hy RPS4 Fz……………………………...…86 
Plano 3.16 Elemento 1 del perno RPS2 Hy RPS4 Fz…………………………....87 
Plano 3.17 Elemento 2 del perno RPS2 Hy RPS4 Fz……………………………88 
Plano 3.18 Perno localizador RPS3 Fz…………………………………………….89 
Plano 3.19 Asentamiento RPS5 Fz………………………………………………...90 
 
PLANOS DE ELEMENTOS DE REFERENCIA. PIEZA 3 No 805.309.A 
Talonera……………………………………………………………………………….93 
Plano 3.20 Perno localizador RPS1 Hxy RPS2 Fz……………………………….94 
Plano 3.21 Elemento 1 del perno RPS1 Hxy RPS2 Fz…………………………..95 
Plano 3.22 Elemento 2 del perno RPS1 Hxy RPS2 Fz…………………………..96 
Plano 3.23 Elemento 3 del perno RPS1 Hxy RPS2 Fz…………………………..97 
Plano 3.24 Perno localizador RPS3 Hy RPS4 Fz………………………………...98 
Plano 3.25 Asentamiento RPS5 Fz………………………………………………...99 
Plano 3.26 Asentamiento RPS6 Fz……………………………………………….100 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISEÑO DE ESTACIONES DE GEOMÉTRIA 
A ENSAMBLES UNIDOS POR SOLDADURA 
 
 
 11
DISEÑO DE ESTACIONES DE GEOMETRIA A ENSAMBLES 
UNIDOS POR SOLDADURA. 
 
OBJETIVO: Proyectar la manera de diseñar estaciones de geometría y 
soldadura a ensambles y subensambles de varias piezas, mostrar la forma en 
que se localizan los elementos en las operaciones mediante el sistema de 
posicionamiento de piezas por puntos de referencia. Esto con la finalidad de 
que el producto final cumpla con las dimensiones requeridas y evitar la suma 
de tolerancias. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A ENSAMBLES UNIDOS POR SOLDADURA 
 
 
 12
1 INTRODUCCIÓN 
1. 1 INTRODUCCIÓN. 
En la industria actual la mayoría de productos pasan por procesos de 
transformación u operaciones de ensamble que cambia de artículos simples a 
productos de mayor valor, se agrega valor a la materia original, cambiando su 
forma, propiedades o al combinarlos con otros materiales. Se requiere conjuntar 
productos independientes ensamblados para lograr un producto final que 
cumpla ciertas características. 
Los procesos de manufactura pueden dividirse en dos tipos básicos: 
1) operaciones de proceso. 
2) operaciones de ensamble. 
Una operación de proceso transforma un material de trabajo de una 
etapa a otra más avanzada, que lo sitúa cerca del estado final deseado para el 
producto. Esto le agrega valor al cambiar la geometría, las propiedades o la 
apariencia del material inicial. Por lo general, las operaciones de proceso se 
ejecutan sobre partes discretasde trabajo, pero algunas de ellas se aplican 
también a artículos ensamblados. 
Una operación de ensamble une dos o más componentes para crear una 
nueva entidad llamada ensamble, subensamble o cualquier otra manera que se 
refiera al proceso de unir (por ejemplo a un ensamble soldado se le llama 
conjunto soldado). Ensamble es la acción de unir dos o más elementos 
combinando formas y geometrías para formar una pieza o ensamblaje. Esta 
pieza resultante debe cubrir con ciertas características, que dependiendo del 
propósito, pueden ser geometría, formas, dimensiones, acabados superficiales, 
propiedades mecánicas entre otras. 
En esta obra nos enfocaremos a estudiar variables que afectan 
operaciones de ensamble, y plasmar el camino para satisfacer exigencias 
hechas a un ensamble, muchas de las cuales pueden y deben ser controladas 
en la operación de unión, por ejemplo dimensiones finales y formas geométricas 
 
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A ENSAMBLES UNIDOS POR SOLDADURA 
 
 
 13
son determinadas en la fase anterior a la unión por el correcto posicionamiento 
de las piezas en los dispositivos. 
En general todos los procesos de unión y ensamble de elementos 
requieren controlar dimensiones finales, pero en un proceso real de unión 
existen muchas variables que afectan como son: dimensiones y acabados 
superficiales de las piezas individuales, posicionamiento de los elementos en 
las estaciones de trabajo, suma de tolerancias y método de unión. Estas 
afectan las características geométricas finales del ensamble siendo 
prácticamente imposible garantizar, operación tras operación, estabilidad 
dimensional de los productos. 
Surge la problemática de cómo diseñar estaciones de ensamble de 
elementos que sean eficientes, productivas, practicas, seguras y confiables. 
En la presente obra estableceremos la forma de diseñar dispositivos de 
unión y ensamble, que posicionen y den geometría al ensamble de chapas 
metálicas, abarcando posicionamiento de las piezas en el dispositivo, 
establecimiento de tolerancias a piezas individuales y tolerancias de ensamble, 
concepto de medidas de función, plan de ajuste en dispositivos, selección de 
elementos, estudio de los diferentes tipos de soldadura, explicación del sistema 
de puntos de referencia, crear medios de control y recomendaciones generales 
en el trabajo con laminas y perfiles metálicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISEÑO DE ESTACIONES DE GEOMÉTRIA 
A ENSAMBLES UNIDOS POR SOLDADURA 
 
 
 14
CAPITULO I 
1 GENERALIDADES. 
1. 1 DISEÑO PARA MANUFACTURA Y PROCESOS DE ENSAMBLE. 
El ingeniero de diseño selecciona el material con base en los requerimientos 
funcionales. Una vez seleccionado el material, la elección de los procesos 
posibles se delimita considerablemente. El proceso seleccionado debe 
satisfacer las dimensiones, tolerancias y acabado superficial ya establecidos, 
además de cumplir con el volumen y la velocidad requerida de producción. Es 
conveniente que el proceso use en forma eficiente los materiales y reduzca el 
desperdicio. Deben elegirse procesos de manera que el producto se realice en 
una mínima cantidad de pasos. Cuando sea posible el proceso debe ser lo 
suficientemente flexible para absorber cambios en el diseño de ingeniería. 
Debe considerase la seguridad de los trabajadores en la selección de un 
proceso. Esto tiene sentido en el aspecto económico y es una ley (acta de 
seguridad y salud ocupacional). 
 
Pauta Interpretación y ventajas 
Minimizar la cantidad de 
componentes 
• Costos de ensambles reducidos. 
• Desensamble más rápido en 
mantenimiento y servicio. 
• Con frecuencia es más fácil la 
automatización con una cuenta de 
partes reducida. 
• Menos partes por adquirir, reducción en 
los costos de pedidos. 
Utilizar componentes estándar 
comercialmente disponibles. 
• Menores esfuerzos de diseño. 
• Evita el diseño de componentes con 
ingeniería personalizada. 
 
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 15
Usar partes comunes a partir 
de la línea de productos. 
• Permite el desarrollo de celdas de 
manufactura. 
Diseñar para facilitar la 
fabricación de partes. 
• Usar procesos de formas netas y casi 
netas cuando sea posible. 
• Evitar una aspereza de superficies 
mayor que la necesaria porque podría 
requerirse un procesamiento adicional. 
Diseñar el producto para que 
no puedan cometerse 
equivocaciones durante el 
ensamble. 
• El ensamble debe ser inequívoco. 
• Componentes diseñados para que sólo 
puedan ensamblarse de un modo. 
• En ocasiones deben agregarse 
características geométricas especiales a 
los componentes. 
Diseñar para facilitar el 
ensamble. 
 
• Incluye características tales como 
biselado y ahusamiento en partes que 
coinciden. 
• Usar una parte base a la que se 
agregan otros componentes. 
• Diseñar un ensamble para la adición de 
componentes desde una dirección, 
• Minimizar la cantidad de sujetadores. 
Usar un diseño modular. 
• Cada subensamble debe constar de 
cinco a quince partes. 
• Un mantenimiento y servicio en campo 
más fáciles. 
• Facilita el ensamble automatizado (y 
manual). 
• Reduce el tiempo de ensamble. 
 
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 16
Formar partes y productos 
para facilitar el empaque. 
• .Compatible con el equipo de empaque 
automatizado. 
• Facilita el envío al cliente. 
• Puede usar cartones estándar para 
empaque. 
Eliminar o reducir el ajuste. 
• Muchos productos ensamblados 
requieren un ajuste. 
• El diseño de productos debe minimizar 
la cantidad de ajustes necesarios, dado 
que consumen tiempo en el ensamble. 
Tabla 1.1 Pautas para el diseño 
 
1. 2 MANO DE OBRA DIRECTA. 
Los costos de la mano de obra directa se determinan por tres factores: el 
proceso de manufactura en si, el diseño de la pieza o el producto y la 
productividad de los empleados que operan el proceso o ejecutan el trabajo. En 
general, cuanto más complejo sea el diseño, más estrictas serán las tolerancias 
dimensiónales y mayores los requisitos de acabado y cuanto menor sea el 
empleo de herramientas, mayor será el contenido de mano de obra directa. 
El número de operaciones de manufactura requeridas para terminar una 
pieza es, quizá, la determinante individual más grande en el costo de la mano 
de obra directa. Cada operación incluye "tomar y colocar" y "retirar y poner a un 
lado" un material o una pieza y, por lo general, se necesita inspección adicional 
por el operario. Asimismo, conforme aumenta el número de operaciones, crecen 
los costos indirectos. Hay mas probabilidades de errores dimensiónales 
acumulativos debido a los cambios en los puntos y superficies de colocación. 
Se requiere mas preparación de herramientas o aparatos, aumentan el 
desperdicio y el "retrabajo", se necesita tomar tiempos, conteos, papeleo y la 
programación del taller se vuelve más compleja. 
 
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 17
Entre los procesos con bajo contenido de mano de obra se cuentan el 
troquelado y estiramiento de metales, fundiciones en moldes de presión, 
moldeo por inyección, maquinado con maquinas automáticas de un solo husillo 
o de husillos múltiples, taladrado con control numérico por computadora y 
maquinado especial, procesamiento y empaque, en los cuales el trabajo 
secundario puede estar limitado a una o dos operaciones. Las maquinas 
semiautomáticas y automáticas de estos tipos también dan la oportunidad de 
asignar un solo operario a varias maquinas, además de que puede efectuar 
operaciones secundarias durante el tiempo de funcionamiento de la máquina. 
Todo esto puede reducir en forma importante el costo unitario de la mano de 
obra directa. Por el contrario los procesos como maquinados convencionales, 
colados en moldes de precisión y ensamblaje mecánico que incluyan ajuste ycalibración, tienen mayor contenido de mano de obra directa. 
 
1. 3 MANO DE OBRA INDIRECTA. 
Es la mano de obra para preparación, inspección, manejo de materiales, afilado 
y reparación de herramientas, así como también el mantenimiento de maquinas 
y equipo, suele ser importante al evaluar el costo de métodos y diseños alternos 
para producción. Las ventajas de la forja a alta presión se pueden contrarrestar 
en forma parcial con la mano de obra indirecta adicional requerida para el 
mantenimiento en buenas condiciones de los troqueles y prensas. La 
preparación es un aspecto importante con bajos volúmenes de producción. Por 
ejemplo, puede ser más económico utilizar un método con menos tiempo de 
preparación, aunque aumente el costo de mano de obra directa por unidad. 
Considérese una pieza hecha con máquina para hacer tornillos con producción 
anual de 200 unidades. Con ese volumen, esa pieza se podría producir en 
forma más económica con un torno de torreta (torno revolver) que en una 
máquina automática para hacer tornillos. Lo que importa es el costo total de la 
unidad. 
 
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 18
1. 4 PRODUCCIÓN EN LÍNEA DE FLUJO. 
La producción en línea de flujo implica múltiples piezas de equipo o estaciones 
de trabajo dispuestas en secuencia, a través de las cuales se mueven 
físicamente las unidades de trabajo para completar el producto. El equipo y las 
estaciones de trabajo están diseñados para procesar el producto con la mayor 
eficiencia. La disposición recibe el nombre de disposición del producto, y las 
estaciones de trabajo se disponen a lo largo de una línea, o dentro de una serie 
de segmentos conectados. El trabajo generalmente se mueve entre las 
estaciones por transportadores mecanizados. En cada estación se termina una 
pequeña cantidad de trabajo sobre cada unidad o producto. 
El ejemplo más familiar de producción en línea de flujo es la línea de 
ensamble de productos, tales como los automóviles y algunos aparatos 
domésticos. En el caso fundamental de producción en línea de flujo no hay 
variación en los productos hechos en la línea. Todos los productos son 
idénticos y la línea se dedica a la producción de un solo modelo. 
Para comercializar exitosamente un producto determinado es útil 
introducir variaciones en el aspecto y los modelos para que los clientes puedan 
elegir la mercancía exacta que más les atraiga. Desde el punto de vista de 
producción, las diferencias en el aspecto representan un caso de variedad 
suave de productos. El término línea de producción de modelos mixtos se aplica 
a las situaciones donde existe una variedad suave en los productos 
manufacturados en la línea. El ensamble moderno de automóviles es un 
ejemplo, en el cual los carros que salen de la línea de ensamble tienen una 
variedad de opciones y accesorios que representan modelos diferentes y, en 
muchos casos, marcas diferentes para el mismo diseño básico de automóvil. 
Este modelo se presenta a continuación: 
1. Definir qué se va a producir y si la planta y el personal está capacitado 
para eso. 
2. Establecer familias de partes entre los productos o componentes. 
 
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 19
3. Determinar el volumen a producir en el corto plazo (el primer año). 
4. Pronosticar el volumen a producir a 10 años plazo. 
5. Analizar con profundidad las capacidades del personal, sus contratos y 
un futuro jefe del proyecto. 
6. Analizar ofertas de equipos y sistemas, elegir con ayuda pagada la mejor 
opción. 
7. Hacer una evaluación general del proyecto, incluyendo los costos. Los 
sistemas pueden costar de uno a veinte o más millones de dólares. 
8. Mandar a pedir (comprar) el sistema. 
9. Anticipar la puesta en marcha, tanto dentro como fuera de la planta, 
hablando con proveedores y distribuidores. 
10. Desarrollar las rutinas del sistema, establecer mantenciones, preparar el 
área de instalación y visitar al constructor del sistema, con el fin de 
chequearlo y mostrarlo a sus futuros operarios. 
11. Instalar el sistema. 
12. Realizar post auditorias o revisiones periódicas, tanto con el constructor 
como con los operarios, con el fin de comprobar si los planes originales 
se están cumpliendo a cabalidad. 
El segundo tipo básico de operaciones de manufactura es el ensamble 
(figura 1), en el cual dos o más partes separadas se unen para formar una 
nueva entidad, los componentes de ésta quedan unidos en forma permanente o 
semi-permanente. Los procesos de unión permanente incluyen: la soldadura 
térmica, la soldadura fuerte, la soldadura blanda y el pegado con adhesivos. 
Estos procesos forman una unión entre componentes que no puede deshacerse 
fácilmente. Los métodos de ensamble mecánico aseguran dos o más partes en 
una unión que puede desarmarse cuando convenga; el uso de tornillos, pernos, 
tuercas y demás sujetadores roscados son métodos tradicionales importantes 
dentro de esta categoría. El remachado, los ajustes a presión y los encajes de 
 
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A ENSAMBLES UNIDOS POR SOLDADURA 
 
 
 20
expansión son otras técnicas de ensamble mecánico que forman uniones 
permanentes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.1 Procesos de manufactura 
Procesos de 
manufactura 
Operaciones de 
procesamiento 
Operaciones de 
ensamble 
Procesos de 
formado 
Proceso de 
mejora de 
propiedades 
Operaciones de 
procesamiento 
de superficie 
Procesos de 
unión 
permanente 
Ensamble 
mecánico 
Fundición, 
moldeado, 
etcétera
Procesado de 
partículas
Procesos de 
deformación 
Remoción de 
material 
Tratamientos 
térmicos 
Limpieza y 
tratamiento de 
superficies
Soldadura 
térmica 
Soldado fuerte y 
soldado blando 
Pegado con 
adhesivos 
Sujetadores 
roscados 
Métodos de 
unión 
permanente
Recubrimiento 
y procesos de 
deposición 
 
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 21
CAPITULO II 
2 DISPOSITIVOS SUJETADORES. 
El termino portapiezas abarca todos los dispositivos que sujetan, aprietan o 
restringen los movimientos de una pieza o piezas en el medio de trabajo, para 
trabajar en él de una manera preescrita, firme, localizada y realizar una 
operación o trabajo. La sujeción puede ser hecha por medios mecánicos, 
eléctricos, neumáticos o hidráulicos. 
 
2. 1 PROPÓSITO Y FUNCIÓN DE LOS MEDIOS SUJETADORES DE PIEZAS. 
Un dispositivo de ensamble debe posicionar o situar una pieza de trabajo en 
una relación definida con otras piezas y la herramienta deberá soportar las 
fuerzas resultantes de la operación mientras mantiene la precisa localización en 
el medio. 
Un dispositivo de sujeción consta de varios elementos, cada uno 
realizando cierta función especifica. Los elementos localizadores sitúan la 
pieza, asentamientos en superficie de piezas para evitar flexión, pisadores o 
sujetadores que restringen movimientos y atrapan a la pieza, la estructura 
soporta las fuerzas. Los elementos pueden tener actuación manual, mecánica, 
hidráulica o neumática. Todas las funciones deben ser ejecutadas con la 
firmeza de sujeción requerida, exactitud de colocación, rapidez en la liberación 
o sustitución del ensamble y con un alto grado de seguridad para el operario y 
equipo. 
El diseño o selección de un portapiezas estará gobernado por muchos 
factores, siendo el primero las características físicas de las piezas. El 
portapiezas debe ser lo suficientemente fuerte para soportar las fuerzas de 
sujeción por el tiempo de operación deseado. El material del portapiezas y 
forma de accionamiento de los sujetadores deberá ser cuidadosamente 
seleccionado con referencia al numero de piezas a producir por turno, durante 
que periodo y características físicas de las piezas. La forma y posición de los 
 
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 22
asentamientos y pisadores estarán sujetas a la accesibilidad a zonas requeridas 
por los elementos de soldadura necesarios. 
El portapiezas establece la localización de las piezas relativa al medio de 
trabajo. Si la operación debe ser realizada en una localización precisa sobre las 
piezas, la localización entre las piezas y el portapiezas debe ser igualmente 
precisa. El grado de precisión requerido en el portapiezas excederá, de 
ordinario, al de las piezas a causa del error acumulativo. 
La resistencia y forma de las piezas determinara el número de 
asentamientos y puntos de referencia que debe incluir. Si las dimensiones de 
las piezas involucradas fueran excesivas el portapiezas deberá soportar el área 
afectada para evitar algún tipo de deformación o distorsión. 
Los requerimientos de la producción influirán grandemente en el diseño 
del portapiezas. Si se tuviese que hacer un gran numero de piezas, el costo de 
un dispositivo de sujeción podría ser sobrepasado por el ahorro, debido al 
aumento en la producción horaria, hecho posible por el dispositivo elaborado, 
puesto que el costo del dispositivo de sujeción será prorrateado contra el gran 
número de piezas. Las grandes cantidades y volúmenes de producción pueden 
justificar, por tanto, la elaboración de un dispositivo costoso. En forma inversa si 
solo se tienen que ensamblar 100 o 200 piezas. La operación se realizara, por 
lo general, con un equipo sencillo y ningún dispositivo será justificado. Los 
programas de producción pueden limitar el tiempo disponible para la adquisición 
del dispositivo de sujeción, esto obligando al diseñador a apurar la construcción 
del mismo. 
El diseño o selección del portapiezas debe ser siempre dictado por los 
requerimientos de seguridad. Un portapiezas no solo debe localizar 
precisamente las piezas y sujetarlas sino que también tiene que soportar ciclos 
repetitivos de operación durante las jornadas laborales. El dispositivo debe ser 
diseñado también para proteger al operador contra su propia negligencia. 
 
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 23
Donde sea posible, deberá imponerse una defensa entre el operador y la 
herramienta. 
Un portapiezas debe ser diseñado para recibir las piezas en una sola 
posición. Si una pieza pudiese ser sujeta en más de una posición es posible y 
probable que un porcentaje de las piezas fuese sujetado y ensamblado en 
forma incorrecta, para prevenir esto, los portapiezas deberán ser hechos a 
prueba de errores. 
Es aconsejable utilizar portapiezas estándar y componentes disponibles 
comercialmente siempre que sea posible. No sólo pueden ser compradas estas 
partes por menos del costo de hechura, sino que son, de ordinario, de 
resistencia adecuada y de exactitud dimensional proporcionada. 
Hay muchos dispositivos de sujeción utilizados en la industria que no se 
emplean para operaciones de ensamblaje. Los dispositivos de sujeción pueden 
ser utilizados para el maquinado, inspección de piezas, logística de materiales, 
etc. 
 
2. 2 MÉTODO DE POSICIONAMIENTO. 
Para asegurar una operación afortunada de un dispositivo de sujeción, la pieza 
debe ser situada en forma precisa para establecer una relación definida entre la 
herramienta de corte y algunos puntos o superficies de la pieza. Esta relación 
se establece por localizadores en el dispositivo sujetador por medio de los 
cuales la pieza puede ser posicionada y limitada para prevenir su movimiento 
de la posición deseada. El dispositivo sujetador presentara, entonces, las 
piezas al medio de ensamble en la relación requerida. El dispositivo de 
localización debe ser diseñado para que de tal forma que cada pieza suelta 
sucesiva, cuando se coloque y sujete, ocupara la misma posición en el 
dispositivo. Se han ideado varios métodos para restringir con efectividad el 
movimiento de las piezas. El diseño de localización seleccionado para un 
dispositivo portapiezas dependerá de la naturaleza de la pieza, de los 
 
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 24
requerimientos de la operación de ensamble y de otras condiciones inherentes 
al dispositivo sujetador. 
 
2. 2. 1 Método de localización 3-2-1. 
Una pieza en el espacio, libre de moverse en cualquier dirección, se diseña 
alrededor de tres planos mutuamente perpendiculares y puede decirse que 
tiene doce modos o grados de libertad. Se puede mover en cualquiera de dos 
direcciones opuestas a lo largo de tres ejes mutuamente perpendiculares, y 
puede girar en cualquiera de dos direcciones opuestas alrededor de cada eje, 
hacia la izquierda o hacia la derecha (figura 2.1). Cada dirección de movimiento 
es considerada un grado de libertad. Los doce grados de libertad según se 
aplican a un prisma rectangular se muestran en la figura 2.2 (A). La figura 2.2 
(B) muestra tres vistas del prisma en proyección ortográfica, con los doce 
grados de libertad indicados en sus respectivas posiciones. 
 
 
Figura 2.1 Una pieza en el espacio y sus grados de libertad. 
 
Para localizar una pieza en forma precisa debe ser confinada o 
restringida contra movimiento en cualquiera de los doce grados de libertad, 
excepto los denominados por la operación. Cuando se satisface esta condición, 
la pieza esta precisa y positivamente confinada en el dispositivo sujetador. 
 
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 25
 
Figura 2.2 Los doce grados de libertad en un prisma. 
 
Una pieza puede ser positivamente situada por medio de seis puntos, 
colocados de manera que restrinjan colectivamente a la pieza en nueve de sus 
grados de libertad. Esto se conoce como el método de localización 3-2-1. 
 
 
Figura 2.3 Tres pernos detienen cinco grados de libertad. 
 
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 26
La figura 2.3 muestra una pieza soportada por tres puntos A, B y C. 
Estos puntos determinan el ángulo y posición de la pieza dentro del plano 
formado por “X” y “Y”. Con esto han sido restringidos 5 grados de libertad. 
En la figura 2.4, dos puntos adicionales D y E, con cuyas caras forman 
un plano paralelo a los ejes X y Z previenen la rotación del prisma cerca del eje 
Z. 
Finalmente con la adición del punto F como se muestra en la figura 2.5 
se restringe la libertad. En esta forma, por medio de seis puntos de localización, 
tres en una base plana, dos en un plano vertical, y uno en un plano 
perpendicular a los dos primeros, se restringen nueve grados de libertad. 
 
 
 
Figura 2.4 Cinco pernos detienen ocho grados de libertad. 
 
 
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 27
 
Figura 2.5 Seis pernos detienen nueve grados de libertad. 
 
Quedan tres grados de libertad sin restricción. La adición de tres puntos 
más, uno por cada grado de libertad remanente, completaría la restricción de 
movimientos de la pieza, pero entonces la pieza estaría encerrada 
completamente, esto no es práctico puesto que evitaría la carga y reemplazo de 
la pieza dentro del dispositivo sujetador. Los tres grados de libertad remanentes 
pueden ser restringidas por medio de dispositivos o pisadores, los cuales sirven 
también para restringir las fuerzas resultantes por la operación realizada en las 
piezas. 
El dispositivo de sujeción debe ser diseñado para sujetar la pieza con 
seguridad y soportarla para resistir las fuerzas generadas por la operación. Si la 
operación o proceso al que se van a someter las piezas incluye fuerzas 
considerables, las piezas de trabajo podrían deformarse. De ahí que los 
elementos localizadores deban ser diseñados para proporcionar también un 
 
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 28
soporte adecuado a las piezas de trabajo contra las fuerzas que actúan sobre la 
misma. 
 
2. 2. 2 Localización radial.Cuando las piezas contienen agujeros precisos que sean perpendiculares a una 
superficie de localización, puede lograrse una localización adecuada con la 
colocación adecuada de pernos localizadores. Los pernos de hacen y colocan 
para ajustar en los agujeros de la pieza de trabajo como se muestra en la figura 
2.6. 
 
Figura 2.6 Localización radial con pernos interiores. 
 
Este es el método de mayor utilización para la localización de laminas en 
dispositivos, las piezas contienen generalmente punzonados que sirven de 
referencia en las operaciones, generalmente son necesarios dos por pieza, 
aunque en algunos casos son necesarios más de dos. 
 
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 29
Por ejemplo un punzonado circular al ser localizado por medio de un 
perno circular ajustado apoya “Z” y no deja a la pieza desplazarse en los ejes 
restantes, ahora adicionando un punzonado coliso y un asentamiento en “Z” se 
logra sujetar la lámina eficazmente. 
 
2. 2. 3 Pernos de diamante. 
Es posible colocar con precisión una pieza por medio de dos pernos redondos, 
pero deben dejarse holgura para las variaciones encontradas en el tamaño de 
los agujeros y colocaciones. Por ejemplo, la distancia entre agujeros A y B 
(figura 2.6) variará hasta el punto de la tolerancia X. En forma parecida la 
distancia entre los pernos A y B en el dispositivo tiene una tolerancia Y. Para 
una colocación precisa debe haber una holgura entre el perno A y el punzonado 
A de unas cuantas centésimas de mm. Pero si el perno B es un cilindro 
completo, al igual que el A, la holgura entre le perno B y el agujero B debe ser 
al menos tan grande como las sumas de las tolerancias X y Y. Esto es 
necesario para que los pernos penetren en los agujeros que tengan la 
tolerancia de X. Ocurren casos extremos cuando tanto las dimensiones de los 
centros entre agujeros como la de los centros entre pernos están en las 
condiciones máximas o mínimas. Como resultado, habrá una gran holgura entre 
el agujero y el perno en B y en la dirección Y. 
Para lograr una colocación radial mas precisa, B puede ser un perno con 
el extremo en forma de diamante, o puede localizar en un punzonado coliso, 
como se muestra en la inserción de la figura 2.6. Este tipo de localización 
permite variaciones dimensionales en eje X pero en Y restringe el 
desplazamiento. El movimiento radial mínimo de la pieza de trabajo ocurre 
cuando el diámetro de la parte cilíndrica del perno es más pequeño que el 
diámetro del agujero debido a la holgura necesaria para que pueda deslizarse el 
tamaño mínimo del agujero en el perno. 
 
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 30
La combinación de un perno localizador ajustando en un agujero y un 
localizador radial puede utilizarse también cuando las piezas contengan sólo un 
agujero. La figura 2.7 muestra una pieza de trabajo colocada de esta manera. 
La colocación principal se asegura por asentamientos en Z y el perno A. La 
libertad radial es restringida por dos restricciones que confinan la periferia de la 
pieza. 
 
Figura 2.7 Colocación radial por pernos externos. 
 
La regla básica para la colocación radial es que deberán ser colocados lo 
más lejos que sea posible del eje de rotación para reducir las desviaciones de la 
colocación verdadera. 
 
2. 2. 4 Principios de los pernos localizadores. 
Se aplican tres principios básicos al uso de pernos localizadores o 
posicionadores. 
 
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 31
1. El principio de puntos localizadores mínimos. No deberán emplearse más 
puntos de los necesarios para asegurar una localización en cualquier 
plano. El principio 3-2-1 determina el número mínimo requerido. Pueden 
utilizarse más, pero los puntos adicionales deben usarse sólo si sirven 
para un propósito útil, y debe tenerse cuidado de que no impidan la 
función localizadora. 
2. El principio de posición extrema. Los puntos localizadores deberán ser 
seleccionados tan separados como sea posible sobre cualquier 
superficie de la pieza de trabajo. Así, para un desplazamiento dado 
desde cualquier punto al otro, la desviación resultante disminuirá según 
aumente la distancia entre los puntos. 
3. El principio de planos mutuamente perpendiculares. Los puntos 
localizadores más satisfactorios son aquellos que están en planos 
mutuamente perpendiculares. Otras disposiciones son posibles pero no 
deseables. De la localización desde otras superficies distintas de las 
perpendiculares resultan dos desventajas: 
a) la consecuente acción de cuña que tiende a levantar la pieza de 
trabajo; 
b) el desplazamiento del punto localizador o una partícula (viruta, 
suciedad, proyecciones, etc.) adherida que introduzca un error 
correspondiente mayor. En la figura 2.8 el error introducido T se 
proyecta hasta llegar a ser el error resultante. El factor de 
proyección F es cero cuando las superficies de localización son 
perpendiculares y aumenta según el ángulo entre ellas se vuelve 
más agudo. 
 
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 32
 
Figura 2.8 Ampliación y proyección del error. 
 
2. 2. 5 Localizadores en V para piezas cilíndricas. 
Un cilindro, igual que el prisma, tiene también doce grados de libertad. El 
cilindro de la figura 2.9 es libre de moverse en dos direcciones opuestas a lo 
largo de cada eje, y de girar tanto a la izquierda como a la derecha alrededor de 
cada eje. Para colocar en forma precisa una pieza de trabajo cilíndrica, se debe 
confinar en su movimiento en cada uno de sus doce grados de libertad. 
 
Figura 2.9 Los doce grados de liber- Figura 2.10 Los siete grados de libertad 
 tad de una pieza cilíndrica. detenidos por el localizador en 
 V con perno de tope. 
 
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 33
La figura 2.10 muestra un cilindro colocado en la intersección de dos 
planos perpendiculares. El plano base es paralelo a los ejes X y Y. El plano 
horizontal restringe el movimiento en las libertades de rotación alrededor del eje 
Y y la libertad hacia abajo a lo largo del eje Z. el plano vertical restringe las dos 
libertades de rotación alrededor del eje Z y el movimiento hacia la izquierda a lo 
largo del eje Y. El perno en forma de tope final restringe una libertad, esto es, el 
movimiento hacia delante a lo largo del eje X. esto corresponde al método 
básico 3-2-1 de localización. El cilindro puede moverse hacia atrás a lo largo 
del eje X, hacia la derecha a lo largo del eje Y, y hacia arriba a lo largo del eje 
Z; además, es libre de girar hacia la izquierda y hacia la derecha alrededor del 
eje X. 
La rotación alrededor el eje X puede ser restringida por fricción de apriete 
aplicada contra la V formada por los dos planos. Esto no posiciona en una 
forma angular definida en cuanto al eje X y, por lo tanto, no puede ser 
considerada como una localización verdadera. 
 
2. 2. 6 Colocación de cavidades. 
Este método se caracteriza por el empleo de cavidades en el dispositivo 
portapiezas dentro de las cuales se colocan y posicionan las piezas de trabajo. 
Si la cavidad es del mismo tamaño y forma que la pieza este será un método 
efectivo de colocación. 
EL tipo de alojamientos en cavidades posee algunas desventajas. Puesto 
que la pieza esta completamente rodeada, es difícil, con frecuencia levantarla 
de su lugar. Esto es particularmente cierto cuando no sobresale parte alguna 
de la pieza fuera de la cavidad para permitir un buen asidero para su descarga. 
El dispositivo portapiezas puede, en algunos casos, ser volcado o invertido, y 
sacudir la pieza para que salga. Cuando la pieza tiende a pegarse, debe 
incorporarse un dispositivoeyector en el portapiezas. Esto, sin embargo 
introduce un elemento tiempo adicional dentro de la operación. 
 
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 34
2. 3 FUERZAS DE LA HERRAMIENTA. 
Un entendimiento claro de la dirección y magnitud de la fuerza de corte puede 
eliminar la necesidad de restringir los doce grados de libertad de las piezas de 
trabajo. Sin embargo en un dispositivo de ensamble se deben restringir todos 
los posibles desplazamientos que puedan afectar el ensamble. 
Por ejemplo en el ensamble soldado por puntos de resistencia, las piezas 
involucradas podrían ser semirestringidas dentro del dispositivo, debido a que el 
proceso de soldadura por puntos no ejerce fuerzas abruptas que afecten de 
manera notable la posición de las piezas. 
Se podrían localizar las piezas por medio de los punzonados circulares, 
el punzonado coliso y el tope. De esta forma sus movimientos en el plano X y Y 
estarían limitados, pero se correría el riesgo que por una mala colocación de los 
puntos la piezas se levante o salga de su posición dando como resultado un 
ensamble malo. 
Debido a esto se deben contemplar todas las posibles fuerzas que 
pudieran resultar de las operaciones a efectuar, para poder contenerlas y evitar 
movimiento relativo entre las piezas. 
EL análisis completo de las fuerzas de la herramienta en una operación 
propuesta descubrirá cuales son los grados de libertad en que hay que poner 
más atención. Con bastante frecuencia las fuerzas involucradas son de tal 
magnitud y dirección que una pieza de trabajo puede ser desalojada o movida 
desde su posición requerida. Si los elementos de colocación de un dispositivo 
no pueden asegurar una restricción adecuada, puede ser necesario sujetar las 
piezas contra ellos. 
 
2. 3. 1 Fuerzas sujetadoras. 
Para sujetar una pieza contra un posicionador se emplean diversos elementos. 
Puede ser la aplicación más común cuando una mordaza móvil (pisador) ejerce 
presión sobre una mordaza fija (asentamiento). Las fuerzas sujetadoras 
 
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 35
aplicadas contra la pieza de trabajo contrarrestan las fuerzas resultantes de las 
operaciones. Habiendo realizado esto, una fuerza posterior es innecesaria y 
puede ser perjudicial. 
Las características físicas de las piezas de trabajo influyen mucho en la 
presión de sujeción. Las excesiva presión y una superficie dura puede abollar y 
deformar la superficie de las piezas. 
La dirección y magnitud de la presión sujetadora debe ser consistente 
con el propósito de la operación. La presión de sujeción nunca deberá ser tan 
grande que cambie cualquier dimensión o características físicas de la pieza de 
trabajo. 
 
2. 3. 2 Elementos de sujeción. 
Muchos proveedores ofrecen cierto número de elementos tales como 
abrazaderas, pernos, soportes, conexiones articuladas, levas y clamps. Estos 
componentes son disponibles comercialmente en variedad de formas y 
tamaños. Son comparativamente de bajo precio y como regla han estado 
sometidos a una larga historia de pruebas y uso por la industria. Son 
dispositivos confiables y el diseñador deberá utilizarlos a menos que 
requerimientos especiales aconsejen el empleo de un equipo especial. 
Todos estos dispositivos, cuando se hacen y utilizan en forma apropiada, 
son autocerrables y no pueden ser aflojados por las fuerzas de trabajo. 
Los sujetadores articulados y los tornillos de acción rápida (Fig. 2.12) 
permiten un rápido acercamiento de contacto con la pieza de trabajo, y 
entonces ejercen una gran fuerza de sujeción durante la carrera final de apriete. 
Estos elementos pueden ser combinados con bases y elementos localizadores 
para formar portapiezas compactos los cuales pueden ser accionados y 
retirados rápidamente. Todos estos elementos básicos sujetadores de piezas 
multiplican la fuerza actuante en una gran fuerza sujetadora. La fuerza 
 
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 36
sujetadora se mantiene, aun cuando no se ejerza subsecuentemente una fuerza 
actuadora. 
 
 
Figura 2.11 Componentes de fijación 
 
 
Figura 2.12 Bridas articuladas. 
 
 
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 37
Hay excepciones donde se ejerce una fuerza sujetadora solo en tanto se 
aplica una fuerza actuadora (empujadores de pistón accionados por aire o 
fuerza hidráulica directamente). En tales casos puede ser conveniente procurar 
que el dispositivo se accione y más aun se detenga automáticamente si la 
presión ejercida sobre las piezas desciende por debajo de un valor 
predeterminado. 
 
2. 4 ELEMENTOS Y TIPO DE DISEÑO DE SUJETADORES PARA 
PORTAPIEZAS. 
Los portapiezas pueden ser divididos, generalmente, en dos grupos 
dependiendo de la forma y superficie de la pieza de trabajo a sujetar. 
El primer grupo incluye portapiezas que están rodeadas por superficies 
planas e irregulares sobre las cuales actúan las fuerzas sujetadoras. 
El segundo grupo incluye portapiezas sujetadores que están colocados 
y/o sujetos en referencia a superficies redondas. La pieza como un todo no 
necesita ser redonda, con tal que las fuerzas sujetadoras actúen sobre o en, y 
que la colocacion sea realizada sobre o en, la superficie redonda. 
 
2. 4. 1 Medios de accionamiento. 
Los portapiezas de ambos tipos pueden ser accionados manualmente o por 
medios mecánicos, hidráulicos y neumáticos. La fuerza puede ser aplicada 
directamente a las piezas de trabajo, o puede ser transmitida a través de 
palancas, articulaciones, levas, cuñas o tornillos para obtener una sujeción 
fuerte y segura. En la transmisión, son aplicables los principios mecánicos de 
multiplicación de fuerza, las leyes de fricción y la resistencia y deformación de 
los materiales. 
 
 
 
 
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 38
2. 4. 2 Sujeción de la pieza rígida contra la elástica. 
Los portapiezas sujetadores pueden ser rígidos o elásticos. Debido a que no 
son cuerpos y materiales absolutamente rígidos, la rigidez significara que los 
elementos de sujeción sean preestablecidos a una posición fija. 
En un dispositivo sujetador para piezas planas o irregulares, el 
mantenimiento de tolerancias precisas sobre dimensiones se determina 
primordialmente por los medios de colocación y posicionamiento utilizados en el 
dispositivo y a un grado muy pequeño por los elementos sujetadores. 
 
2. 5 DISEÑO DE HERRAMENTALES PARA PROCESOS DE UNIÓN. 
Los procesos de unión se dividen, por lo general, en dos clases: mecánicos y 
físicos. La unión mecánica no implica, de ordinario, cambios en la composición 
del material de la pieza. Los bordes de las piezas que se estén uniendo 
permanecen distintos. La unión física implica un cambio en la composición de 
los bordes coincidentes, los cuales pierden su identidad dando lugar a una 
masa homogénea. Dos piezas de madera clavadas juntas están unidas 
mecánicamente. Las mismas dos piezas de madera podrían unirse físicamente 
por medio de un adhesivo. Este penetraría dentro de los poros de la madera 
alguna distancia, y los bordes de la pieza no existirían mas como entidades 
verdaderas sino que se habrían convertido en una mezcla de madera 
pegamento. 
El proceso de unión puede requerir herramientas para sujetar las piezas 
en posición correcta durante el proceso. Otra función de las herramientas es 
ayudar a controlar el proceso de unión. Con bastante frecuencia, las piezas 
pueden unirse tanto mecánica como físicamente. Así, dos piezas pueden 
sujetarse con pernos roscados para asegurar el alineamiento durante la unión 
subsiguiente con soldadura. Algunas veces, puede considerarse la unión 
mecánica como el método de herramental empleado para la unión física final. 
 
 
DISEÑO DE ESTACIONES DE GEOMÉTRIA 
A ENSAMBLES UNIDOS POR SOLDADURA39
2. 5. 1 Herramientas para la unión física. 
Los procesos de unión física no pueden realizarse, en general, sin 
herramientas, porque las elevadas temperaturas requeridas hacen de ordinario 
imposible el manejo manual. Las herramientas deben sujetar a la pieza en 
posición correcta durante la unión y deben ayudar a controlar el proceso de 
unión, proporcionando un soporte adecuado. Las herramientas empleadas para 
los procesos en caliente, no solo deben soportar la temperatura implicada, sino 
que, en muchos casos, deben acelerar o retardar el flujo de calor. Los 
dispositivos en caliente es posible diseñarlos para que sus dimensiones 
expandidas por el calor permanezcan funcionales. 
 
2. 5. 2 Diseño de sujetadores de piezas para soldar. 
La función de los dispositivos de sujeción para procesos de soldadura es la de 
mantener a las mismas en posición apropiada tanto antes como después de la 
soldadura. Muchas veces un sujetador mantendrá la posición apropiada de la 
pieza durante la soldadura, pero la pieza se distorsionara después de quitarla 
del sujetador. Un buen diseño de sujetadores determinara por si mismo la 
confiabilidad del producto. Los principales objetivos en el diseño de sujetadores, 
algunos básicos y otros especiales son: 
1. Mantener a las piezas en posición para la soldadura. 
2. Proporcionar un control apropiado del calor en la zona a soldar. 
3. Proveer una sujeción adecuada para reducir la distorsión. 
4. Proveer canales y salidas para la atmósfera en la soldadura. 
5. Proporcionar espacio para el material de relleno. 
6. Proveer facilidad de operación, accesibilidad y eficiencia. 
Otros factores que también tendrán influencia definitiva sobre el diseño 
del sujetador son: 
1. Costo de la herramienta. 
2. Tamaño y precios de los lotes de producción. 
 
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 40
3. Adaptabilidad del equipo de soldar disponible para hacer el proceso de 
soldadura. 
4. Complejidad de la soldadura. 
5. Proceso de unión a emplear. 
6. Condiciones en que se realizara la soldadura. 
7. Tolerancias dimensionales. 
8. Materiales a soldar. 
9. Número y tamaño de piezas a unir. 
10. Coeficiente de expansión y conductibilidad térmica tanto de la pieza 
como de los materiales de la herramienta. 
El diseñador de la herramienta debe estar familiarizado con los procesos 
de soldadura por gas, arco y resistencia. Cada uno de estos procesos requerirá 
variaciones individuales de los factores de diseño implicados. Por ejemplo, la 
disipación de calor no es un factor crítico en algunos procesos de soldadura. 
 
2. 5. 3 Sujetadores para la soldadura por gas. 
EL diseño general de los sujetadores para soldadura por gas deben tomar en 
consideración las condiciones de calentamiento y de enfriamiento. Se requiere 
un mínimo de perdida de calor en el área de la soldadura. Si la pérdida de calor 
fuese demasiado rápida, la soldadura podría producir grietas causadas por el 
enfriamiento demasiado rápido. La perdida de calor por los materiales, 
particularmente aluminio y cobre, debe ser cuidadosamente controlada. Para 
hacer esto, no deberán colocarse grandes masas sujetadores cerca de la línea 
de soldar. Sin embargo si el soporte del sujetador esta demasiado lejos de la 
línea de soldar, la parte se puede distorsionar. El área de contacto y las bridas 
deberán ser del tamaño mínimo consistente con la carga transmitida a través 
del punto de contacto. Al soldar cobre y aluminio, la superficie mínima de 
contacto permite con frecuencia, una perdida de calor excesiva, e impide hacer 
buenas soldaduras. Esto hace necesario soldar las piezas sujetas por medio de 
 
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 41
puntos provisionales en los lugares más distantes de los puntos de contacto de 
sujeción, haciendo el resto de la operación de soldar fuera de los sujetadores. 
Con este método, puede resultar demasiada distorsión, y requerirse la 
relevación subsiguiente de tensiones en la pieza. 
La selección del material para sujetadores para soldadura por gas se rige 
por estos factores: 
1. Tolerancias de la impresión de la pieza. 
2. Resistencia térmica del material. 
3. Cualidades de transferencia térmica. 
4. La rigidez del sujetador requerida para asegurar la exactitud de 
alineamiento de la pieza 
El material del sujetador no deberá afectarse en la zona de soldadura y 
deberá evitar una rápida disipación de calor en el área soldada. Algunos de los 
materiales para sujetadores comúnmente empleados son: hierro fundido, acero 
al carbono y acero inoxidable. 
 
2. 5. 4 Sujetadores para soldadura por arco. 
La soldadura por arco concentra más calor en la línea de la soldadura que la 
soldadura por gas. Los sujetadores para este proceso deben proporcionar 
soporte, alineamiento y limitación de las piezas, así como también permitir la 
disipación de calor. 
Algunas de las más importantes consideraciones de diseño para los 
sujetadores en la soldadura por arco son: 
1. El sujetador debe ejercer suficiente fuerza para evitar que las partes se 
muevan de su alineamiento durante el proceso de soldadura, y esta 
fuerza debe aplicarse en el punto adecuado. 
2. Todos los elementos del dispositivo deben favorecer a la disipación de 
calor de la línea de soldadura. 
 
 
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 42
2. 5. 5 Soldadura por resistencia. 
Uno de los procesos más sencillos y económicos para unir dos o mas partes de 
metal es la soldadura por resistencia. En esta clase de soldadura, la fusión se 
produce por el calor generado en la unión de las piezas al pasar gran cantidad 
de corriente eléctrica a través de resistencias y por la aplicación de presión. 
 
2. 5. 5. 1 Soldadura por puntos. La soldadura por puntos, comparado con el 
remachado puede ser considerablemente más rápido y menos costosa puesto 
que no hay necesidad de taladrar agujeros e insertar remaches. La figura 2.13 
muestra las uniones típicas por soldadura de puntos y formas de electrodos, las 
cuales pueden ser hechas con máquinas soldadoras estándar. 
EL tamaño de la punta del electrodo soldador afecta directamente al 
tamaño y resistencia al corte de la soldadura. 
 
 
Figura 2.13 Métodos de soldadura por resistencia. 
(Assembly and fastener engineerig). 
 
2. 5. 5. 2 Soldadura de proyecciones o salientes (Fig. 2.13). En la soldadura 
de proyecciones, los salientes o proyecciones se forman sobre una o ambas 
piezas para la localización del calor. Las piezas abolladas se colocan entre los 
 
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 43
electrodos sencillos de gran área. La soldadura de proyecciones proporciona un 
aumento de la resistencia con reducido mantenimiento de electrodos. 
 
2. 5. 5. 3 Soldadura por costura (Fig. 2.13). En la soldadura por costura el 
material a soldar pasa entre dos electrodos de discos giratorios. Según se 
conecta y desconecta la corriente se produce una costura hermética y continua. 
 
2. 5. 5. 4 Soldadura pulsatoria (Fig. 2.13). En la soldadura pulsatoria, la 
corriente se aplica repetidamente para hacer una soldadura sencilla mientras se 
aplica presión. Este proceso efectuara una soldadura mejor para materiales 
gruesos. 
 
2. 5. 5. 5 Soldadura a tope (Fig. 2.13). En la soldadura a tope, el trabajo se 
sujeta con matrices, se conecta la corriente, y se juntan las dos uniones por 
medio de un control por levas para establecer un arco y la unión a tope, luego 
se efectúa la discontinuación de la corriente de soldadura. 
 
2. 5. 5. 6 Soldadura a tope recalcada (Fig. 2.13). La soldadura a tope 
recalcada difiere de la soldadura a tope sencilla en que se aplica presión 
continuamente a través de las matrices sujetadoras después de que la corriente 
es aplicada para que el calor sea desarrollado completamentepartiendo del 
efecto de resistencia de la corriente. 
 
2. 5. 5. 7 Función de los electrodos. En la soldadura por resistencia las piezas 
se colocan entre los electrodos, los cuales ejercen una fuerte presión, conducen 
la corriente dentro de los materiales a soldar y disipan el calor de la superficie 
exterior de las piezas. Siempre que sea posible, las puntas de los electrodos 
deben ser refrigeradas por agua. La figura 2.14 muestra puntas de electrodos 
típicas estándar. El diseño de electrodos de soldar y el material de que están 
 
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 44
hechos, es de gran importancia. Para aumentar su duración, el diseño debe 
proporcionar suficiente resistencia con la conducción de calor y enfriamientos 
adecuados. 
 
Figura 2.14 Puntas de electrodo típicas estándar y sus operaciones. 
(Machine desing). 
 
2. 5. 6 Sujetadores para la soldadura por resistencia. 
Existen dos tipos de sujetadores para soldadura por resistencia. El primer tipo 
es un sujetador para soldadura en una máquina estándar, teniendo un solo 
electrodo. El segundo tipo es un sujetador y máquina diseñados como una sola 
unidad, de ordinario para obtener una alta velocidad de producción. 
A los sujetadores para soldadura por resistencia se aplica ciertas 
condiciones de diseño: 
1. Mantener todos los materiales magnéticos fuera de la garganta de la 
máquina de soldar, especialmente materiales ferrosos. 
2. Aislar todos los pernos calibradores, posicionadores, pernos divisores, 
etc. 
3. Proteger todas las correderas, cojinetes pernos divisores, tornillos de 
ajuste, y cualquier dispositivo posicionador de precisión del arco. 
 
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 45
4. Dar consideración a la facilidad de operación y seguridad del operario. 
5. Proporcionar suficiente agua de enfriamiento para prevenir el 
sobrecalentamiento. 
6. Recordar que las partes estacionarias del sujetador y el trabajo son 
afectados por el campo magnético de la máquina. Las partes sujetadoras 
de la pieza y los mangos de las bridas de materiales no magnéticos, no 
serán calentados, distorsionados, o afectados de otra forma por el campo 
magnético. 
Hay otras consideraciones que afectarán el diseño de los sujetadores y 
máquina de soldadura por resistencia, si pudiera necesitarse una producción 
elevada. 
1. La garganta del sujetador es la abertura rodeada por los brazos o rodillas 
superior e inferior que contienen a los electrodos y la base de la máquina 
que encierra al transformador. La abertura es un campo magnético 
intenso dentro de la cual cualquier material magnético será afectado. En 
algunos casos se ha sabido de materiales que han sido realmente 
fundidos. La perdida de energía debida a calentamiento sin intención del 
material del sujetador, disminuirá la corriente de soldadura y bajara la 
eficiencia de la misma. Algunas veces puede utilizarse con ventaja esta 
perdida de energía, por ejemplo, si la corriente estuviese quemando las 
partes a soldar, la adición de un material magnético en la garganta 
aumentara la impedancia, haciendo descender la corriente máxima, 
deteniendo el quemado de las partes. 
2. La garganta de la maquina deberá ser tan pequeña como sea posible 
para el trabajo en particular. 
3. Los electrodos de soldar deberán ser reemplazables fácil y rápidamente. 
El agua para el enfriamiento deberá circular tan cerca de las puntas 
como sea posible. Se proporcionara un ajuste para el desgaste de los 
electrodos. Si estos tienden a pegarse, pueden especificarse pernos 
 
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 46
expulsores o separadores. Los miembros transportadores de corriente 
deberán correr tan cerca de los electrodos como sea posible, teniendo un 
mínimo de conexiones o uniones, y ser del área transversal adecuada. 
4. Proporcionar ajustes para el desgaste de los electrodos. 
5. Comprobar la aplicación de la presión de soldar. 
6. Tener pernos expulsores o separadores si hubiese tendencia del 
electrodo a pegarse a la cara soldada. Estos pueden ser accionados por 
palancas o por medio de aire. 
 
2. 5. 6. 1 Consideraciones generales en el diseño de sujetadores. Los 
sujetadores sencillos pueden tener las piezas colocadas visualmente con líneas 
trazadas como guía. Esto es bastante parecido a la colocación de piezas para 
la soldadura por gas. Para producciones más altas, es necesario un método de 
colocación más rápido. Pueden incorporarse en el sujetador superficies 
localizadoras o puntos de referencia para establecer con precisión la posición 
del borde de la pieza a soldar (figura 2.15). 
 
 
 Figura 2.15 Salientes localizadoras. Figura 2.16 Bloques de montaje. 
 
En algunos casos puede utilizarse pernos localizadores en formas 
circulares o diamantadas para ejercer solo en algunas coordenadas. En otros 
casos bloques de montaje en lugar de salientes localizadoras (figura 2.16). 
 
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 47
2. 5. 6. 2 Consideraciones para el 
diseño de pisadores o apretadores. 
Los medios pisadores o bridas 
empleadas como sujetadores deben 
mantener a las piezas en su posición 
apropiada y prevenir su movimiento 
debido al calentamiento y enfriamiento 
alternado. La presión de ajuste no 
deberá deformar a las piezas que se 
tenga que unir. Las bridas o grapas 
sujetadoras deben ser soportadas por 
debajo de la pieza (figura 2.17). Debido 
al calor involucrado, la flexión por la 
fuerza de ajuste podría quedar en la 
pieza. 
Se recomienda que los sujetadores sean de acción rápida y 
accionamiento mecánico, hidráulico, neumático, o eléctrico para lograr un 
tiempo de carga y descarga rápido. Las bridas en C pueden utilizarse para bajo 
volumen de producción. Los sistemas de ajuste por accionamiento automático 
pueden actuar directamente o trabajar a través de sistemas de palancas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.17 Instalación de grapas 
ajustadoras con el sujetador 
soportando a la pieza 
directamente por debajo de las 
grapas. 
 
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 48
CAPITULO III 
3 SISTEMA DE PUNTOS DE REFERENCIA RPS 
(Reference Point System). 
Ahora vamos a utilizar el sistema de RPS para posicionar nuestras piezas y 
diseñar nuestra estación. Este sistema tiene como finalidad la unificación 
consecuente del posicionamiento y acotación de las piezas en los procesos de 
fabricación. Asegurando las mismas referencias en las medidas en todas las 
fases de fabricación. 
El acotado de las piezas y ensambles se efectúa por medio de un 
sistema global de coordenadas cuyo origen se establece por la posición de 
trabajo: 
• X - a lo largo del ensamble 
• Y - para el ancho 
• Z - la altura 
Partiendo desde los ejes se tienden líneas reticulares de ejes paralelos 
que penetran teóricamente al ensamble. Estas líneas reticulares sirven para 
hallar todos los puntos en posición de ensamble. 
El sistema de puntos de referencia se basa en un sistema de referencia 
para piezas de construcción. El origen de este sistema se define por la 
intersección de los tres ejes de coordenadas. 
Al ensamblar varias piezas, se debe establecer tolerancias entre ellas, 
después de hacer un ensamble se describe el conjunto mediante un sistema de 
referencia para conjunto piezas de construcción. 
Este sistema se forma mediante: 
• El aprovechamiento de uno de los sistemas de referencia existente en 
alguna pieza anterior o la formación de un nuevo sistema a partir de los 
puntos de referencia existentes en las piezas anteriores. 
• La determinación del nuevo sistema de referencia se debe orientar hacia 
la función o posición del conjunto. 
 
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 49
3. 1 VALORES INDICATIVOS CARACTERÍSTICOSPARA APOYOS DE RPS. 
 
Denominación Medida Nominal Tolerancia Representación Grafica 
g
j
j
ta
po
na
bl
es
 
Agujeros 
circular 
Hasta 5.9 mm. 
 
 
6.0 - 16 mm. 
+0.1 mm. 
 
 
+0.2 mm. 
 
 
Su
pe
rf
ic
ie
s 
Cuadrado 
10 
+1.0 mm. 
 
15 
20 
25 
Rectángulo 
 6 x 20 
+1.0 mm. 
 
10 x 20 
15 x 20 
Circulo 
Ø 15 
+1.0 mm. 
 
Ø 20 
Ø 25 
C
an
to
s Longitud 
arista "a" 
10 
+1.0 mm. 
 
20 
25 
 
Tabla 3.1 Valores indicativos para Agujeros y Cantos 
 
 
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 50
Los agujeros de sujeción utilizados para posicionar las piezas requieren contar 
con una gran precisión debido a que son utilizados en diferentes operaciones y 
deberán conservar sus dimensiones. 
Normalmente se deben aplicar los valores indicativos según la tabla 3.1. 
En caso de agujeros en superficies RPS debe quedar superficie suficiente y la 
dimensión de la superficie de apoyo asegurada. 
Las medidas indicadas son las proyecciones sobre la pieza de 
construcción, paralelas a los ejes. 
 
3. 2 LA REGLA DEL 3-2-1 
Todos los cuerpos rígidos tienen, en un espacio tridimensional, seis grados de 
libertad tres de traslación paralelos a los ejes de un sistema de referencia y tres 
de rotación con respecto a los ejes. 
Para poder colocar correctamente una pieza no simétrica a la rotación, 
se deberá bloquear la pieza en las seis direcciones de movimiento. La regla 3-
2-1 prevé una fijación clara con el siguiente reparto de posiciones principales: 
Por ejemplo: 
• 3 Fijaciones en sentido Z. 
• 2 Fijaciones en sentido Y. 
• 1 Fijación en sentido X. 
La realización de esta norma se muestra claramente en la figura 3.1. 
Las tres fijaciones en Z limitan tres grados de libertad, la traslación en 
sentido Z y la rotación alrededor de los ejes X e Y. El pasador en el agujero 
circular impide la traslación paralela a los ejes en sentido X e Y, y el pasador en 
el agujero coliso impide la rotación en el eje Z. 
 
 
 
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 51
 
Figura 3.1 Bloqueo de una pieza 
 
Esta regla es valida también para cualquier otra pieza rígida, aunque en 
el montaje se alcance un grado de complejidad mucha más elevado. En un 
sistema de cuerpos rígidos, cuyos elementos están unidos entre si por 
articulaciones o guías, es necesario impedir más de 6 grados de libertad, 
mediante apoyos principales complementarios. 
Para piezas de construcción no rígidas, se debe definir puntos de apoyo 
complementarios para alojar la pieza de construcción de acuerdo con los puntos 
de vista RPS. 
RPS1 debe ser el punto que impide la mayoría de los grados de libertad. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 52
3. 3 DENOMINACIÓN Y REPRESENTACIÓN EN LOS PLANOS 
3. 3. 1 Denominación RPS 
Todos los puntos RPS deberán figurar en el plano de la pieza. 
La denominación se subdivide en: 
• Puntos de fijación principales = Letras mayúsculas. 
 > H = agujero. 
 > F = superficie. 
 > T = punto teórico (definido como punto medio 
 mediante dos puntos de apoyo). 
• Tipos de fijación > Agujeros de fijación/pasadores = letra caract. H, h. 
 > Superficies/cantos/bola/punta = letra caract. F, f. 
 > Punto teórico = letra caract. T, t. 
• Sentidos de fijación = Letras minúsculas. 
 > x, y, z para sistemas de referencia de las piezas 
 de construcción de retículo paralelo. 
 > a, b, c para sistemas de referencia de las piezas 
 de construcción rotada. 
Ejemplo de denominación: 
 RPS1 Hxy Fz 
 Sentido de fijación. 
 Letra característica sujeción principal. 
 Sentido de fijación. 
 Letra característica sujeción principal agujero. 
 Denominación con numeración. 
 
 RPS3 Fz 
 Sentido de fijación. 
 Letra característica sujeción principal. 
 Denominación con numeración. 
 
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 RPS5 f z 
 Sentido de fijación. 
 Letra característica punto de apoyo superficie. 
 Denominación con numeración 
 
3. 3. 2 Representación en el plano. 
La representación en el plano se efectúa de acuerdo con las directivas vigentes 
para planos. 
Las superficies RPS se deberán representar mediante rayado. 
Si aun no existe plano de la pieza, se deberá utilizar la hoja de medidas. 
Cuando exista el plano de la pieza, se pasan las indicaciones de la hoja de 
medidas RPS directamente al plano o bien en la tabla de datos. 
 
3. 3. 2. 1 Modo de proceder para conjuntos (CONJ) con piezas de 
construcción sin plano independiente. Los puntos RPS para piezas sin plano 
(o. Z.) se deberán señalar mediante indicación de la posición o de la pieza. 
Para la pieza 1 existe un plano, las piezas 2 y 3 no tienen plano. 
RPS 1 Hxy 
RPS 1 Hxy para pos. 3 
 
 
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 54
 
 
Figura 3.2 Representación con fijación en Z 
 
3. 4 ACOTACIÓN Y TOLERANCIAS. 
3. 4. 1 Generalidades. 
La acotación de las medidas y tolerancias se puede efectuar directamente en el 
plano o en la tabla de datos. El acotado de las piezas de construcción se 
efectúa generalmente basado en el sistema de referencia. Las medidas de 
forma y funcionales con tolerancias se deben referir al origen del sistema de 
referencia. 
Ejemplo: Dentro de un grupo de agujeros, se acotan los taladros entre si. 
La posición del grupo de agujeros se acota con respecto a los planos de 
referencia. 
Los puntos principales se sitúan con respecto al sistema de coordenadas 
del vehiculo y al sistema de referencia, sin tolerancia en el sentido que fijan. 
 
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 55
 El origen del sistema de referencia se indica en el plano y en la tabla. Si 
un punto determina la fijación en dos o tres direcciones, se deberá separar la 
tolerancia de posición del agujero y de la superficie. En este caso se deberá 
indicar la superficie un renglón más abajo en la tabla de valores. En el campo 
de tolerancia de posición del agujero se representa cero en las direcciones que 
fija el agujero y un guión en la dirección que fija la superficie. En el campo de 
tolerancia de posición de la superficie se representa cero en la dirección que fija 
la superficie, tal como se indica en la fig. 3.3. 
Las tolerancias de los puntos de apoyo se deberán determinar de acuerdos con 
las necesidades. 
 
3. 4. 2 Sistemas de referencia para piezas de construcción de retículos 
paralelos. 
El origen del sistema de referencia se establece mediante una traslación sin 
tolerancias en el retículo global del vehiculo, fig. 3.3. 
 
 
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