GDT Angularidad Paralelismo Perpendicularidad

Definición y principio

Las tolerancias de orientación controlan desviaciones de angularidad, paralelismo y perpendicularidad de una superficie o eje con respecto a un datum especificado, con una zona de tolerancia típica comprendida entre 0,05 mm / 0.002 in y 0,5 mm / 0.02 in según la precisión requerida. Estas tres tolerancias comparten el principio de limitar la variación angular sin controlar dimensiones lineales. La angularidad define la desviación admisible respecto a un ángulo teórico exacto entre un elemento y un datum (por ejemplo, una superficie inclinada a 45°). El paralelismo asegura que una línea o superficie se mantenga equidistante del datum (zona de tolerancia entre dos planos o líneas paralelas). La perpendicularidad exige que el elemento forme 90° exactos con el datum (zona de tolerancia entre dos planos perpendiculares al datum). En los tres casos, la zona de tolerancia puede ser bidimensional (área entre dos líneas) o tridimensional (espacio entre dos planos o dentro de un cilindro, este último aplicable a ejes).

Símbolos y especificación en plano

La especificación de tolerancias de orientación se realiza mediante un marco de control de características de 3 compartimentos según ASME Y14.5 o ISO 1101. El primer compartimento contiene el símbolo geométrico, el segundo la tolerancia numérica (precedida por Ø si la zona es cilíndrica) y el tercero la letra o letras del datum de referencia. Los símbolos normalizados son: angularidad ∠, paralelismo ∥ y perpendicularidad ⊥ (ASME) o ⊤ (ISO). En planos constructivos de piezas como guías de máquinas herramienta, se especifica por ejemplo: ∥ 0,02 A, indicando que la superficie debe ser paralela al datum A dentro de una zona de 0,02 mm / 0.0008 in. La perpendicularidad de un eje a una superficie base se marca como ⊥ Ø 0,05 A, señalando una zona cilíndrica de 0,05 mm / 0.002 in de diámetro. La angularidad de una superficie a 60° respecto a un datum B se indica con ∠ 0,1 B y la cota básica de 60° sin tolerancia dimensional.

Tablas de tolerancias de orientación

Las tablas siguientes muestran tolerancias de paralelismo, perpendicularidad y angularidad para grados de precisión habituales en fabricación mecánica, según ISO 2768-2 clase L (basto), K (medio) y H (fino). Los valores se dan en función de la longitud nominal del elemento controlado.

Tolerancias de paralelismo

Longitud nominal	Clase L (basto)	Clase K (medio)	Clase H (fino)
Hasta 10 mm / 0.39 in	0,2 mm / 0.008 in	0,05 mm / 0.002 in	0,02 mm / 0.0008 in
10 – 30 mm / 0.39 – 1.18 in	0,3 mm / 0.012 in	0,1 mm / 0.004 in	0,03 mm / 0.0012 in
30 – 100 mm / 1.18 – 3.94 in	0,5 mm / 0.02 in	0,2 mm / 0.008 in	0,05 mm / 0.002 in
100 – 300 mm / 3.94 – 11.81 in	0,8 mm / 0.031 in	0,3 mm / 0.012 in	0,1 mm / 0.004 in
300 – 1000 mm / 11.81 – 39.37 in	1,2 mm / 0.047 in	0,5 mm / 0.02 in	0,2 mm / 0.008 in

Tolerancias de perpendicularidad

Longitud nominal	Clase L (basto)	Clase K (medio)	Clase H (fino)
Hasta 10 mm / 0.39 in	0,2 mm / 0.008 in	0,05 mm / 0.002 in	0,02 mm / 0.0008 in
10 – 30 mm / 0.39 – 1.18 in	0,3 mm / 0.012 in	0,1 mm / 0.004 in	0,03 mm / 0.0012 in
30 – 100 mm / 1.18 – 3.94 in	0,5 mm / 0.02 in	0,2 mm / 0.008 in	0,05 mm / 0.002 in
100 – 300 mm / 3.94 – 11.81 in	0,8 mm / 0.031 in	0,3 mm / 0.012 in	0,1 mm / 0.004 in
300 – 1000 mm / 11.81 – 39.37 in	1,2 mm / 0.047 in	0,5 mm / 0.02 in	0,2 mm / 0.008 in

Tolerancias de angularidad

Longitud del lado corto	Clase L (basto)	Clase K (medio)	Clase H (fino)
Hasta 10 mm / 0.39 in	0,3 mm / 0.012 in	0,1 mm / 0.004 in	0,03 mm / 0.0012 in
10 – 30 mm / 0.39 – 1.18 in	0,4 mm / 0.016 in	0,15 mm / 0.006 in	0,05 mm / 0.002 in
30 – 100 mm / 1.18 – 3.94 in	0,6 mm / 0.024 in	0,25 mm / 0.010 in	0,1 mm / 0.004 in
100 – 300 mm / 3.94 – 11.81 in	1,0 mm / 0.039 in	0,4 mm / 0.016 in	0,2 mm / 0.008 in
300 – 1000 mm / 11.81 – 39.37 in	1,5 mm / 0.059 in	0,6 mm / 0.024 in	0,3 mm / 0.012 in

Nota: Para angularidad, la longitud nominal se considera la del lado más corto del ángulo. Los valores aplican cuando no se especifica tolerancia individual en el marco de control.

Ejemplos de aplicación real

La tolerancia de perpendicularidad se emplea típicamente en caras de apoyo de bridas y asientos de rodamientos, donde una desviación de 0,05 mm / 0.002 in en un diámetro de 100 mm / 3.94 in genera vibraciones inadmisibles. En el montaje de columnas de máquina herramienta, la perpendicularidad entre la guía vertical y la bancada se limita a 0,02 mm / 0.0008 in por cada 300 mm / 11.81 in de altura para garantizar precisión de mecanizado. El paralelismo es crítico en guías lineales: una tolerancia de 0,01 mm / 0.0004 in en 500 mm / 19.69 in de recorrido asegura desplazamiento suave sin atascos. La angularidad se controla en superficies de asiento de herramientas de corte inclinadas, como porta-insertos a 45°, requiriendo 0,1 mm / 0.004 in de angularidad respecto al vástago para mantener la geometría de corte.

Comparativa entre normas ISO y ASME

ASME Y14.5 e ISO 1101 comparten la simbología fundamental para orientación, pero presentan divergencias prácticas. En ISO el símbolo de perpendicularidad puede ser ⊤, mientras ASME usa ⊥. ASME permite zona de tolerancia proyectada solo con modificador Ⓟ, ISO recurre a anotaciones adicionales de plano. La angularidad en ISO admite directamente referencias múltiples de datums (plano y eje simultáneos) sin requisitos adicionales, mientras ASME exige una construcción de datum compuesto. El modificador de máxima condición de material (Ⓜ) actúa exclusivamente sobre elementos de tamaño (agujeros, ejes) en ambas normas, pero ISO extiende su uso a superficies derivadas en la revisión 2017. La interpretación del datum primario invariable (superficie plana) y secundario (eje) es equivalente en ambos sistemas.

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Cuál es la tolerancia de perpendicularidad recomendada para un eje de 20 mm de diámetro?

— Para un eje de 20 mm / 0.79 in de diámetro, se recomienda una tolerancia de perpendicularidad de 0,03 mm / 0.0012 in respecto a su cara de apoyo si se requiere precisión elevada (clase H), o 0,1 mm / 0.004 in para aplicaciones de clase media (K).

¿Puede una superficie cumplir paralelismo de 0,1 mm sin cumplir planitud?

— Sí, una superficie con paralelismo de 0,1 mm / 0.004 in puede tener una planitud peor que 0,1 mm / 0.004 in, porque la zona de tolerancia de paralelismo es de dos planos paralelos al datum, dentro de los cuales la superficie real puede ondularse libremente.

¿Cómo se convierte una tolerancia de angularidad de 0,2 mm en grados?

— Con una longitud de lado medida de 100 mm / 3.94 in, una tolerancia de angularidad de 0,2 mm / 0.008 in equivale a una variación angular de aproximadamente 0,11° o 6,9 minutos de arco (tan(θ) ≈ 0,2/100).

¿Qué tolerancia de paralelismo necesita un par de caras de brida separadas 200 mm?

— Para una separación de 200 mm / 7.87 in y precisión media (clase K), la tolerancia de paralelismo es de 0,2 mm / 0.008 in, suficiente para evitar fugas en juntas no metálicas.

¿Se puede sustituir la perpendicularidad por una tolerancia de angularidad de 90°?

— Técnicamente sí, una angularidad de 0,05 mm / 0.002 in con cota básica de 90° produce la misma zona de tolerancia que una perpendicularidad de 0,05 mm / 0.002 in, pero los estándares reservan el símbolo ⊥ para 90° implícito y ∠ para ángulos distintos de 90°.

¿Cómo afecta el modificador de máxima condición material a una perpendicularidad de 0,04 mm?

— Con Ⓜ aplicado a un eje de 15 mm / 0.59 in y tolerancia dimensional ±0,1 mm, la perpendicularidad de 0,04 mm / 0.0016 in puede ampliarse a 0,14 mm / 0.0055 in si el eje se fabrica en su diámetro mínimo de 14,9 mm / 0.587 in, gracias a la holgura adicional.

Fuentes consultadas

• engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/acceleration-d_1393.html
• roymech.org: https://roymech.org/Useful_Tables/Drawing/draw_geom.html