Apunte Tolerancias

AJUSTES Y TOLERANCIAS

Verónica S. González. M.

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TOLERANCIA Las tolerancias son las variaciones permisibles en la forma, el tamaño o la situación específica de los detalles individuales de la pieza que se muestra en un dibujo. La forma y el tamaño finales a los cuales se debe dejar el material, se define en el dibujo por el empleo de diferentes formas y dimensiones geométricas. El dibujo implica una forma perfecta, pero debido a que no se puede producir esta forma perfecta, se deben permitir variaciones en el tamaño en las formas geométricas y en la posición de los elementos de diseño, pero se debe restringir la cantidad de variación si se desea mantener una calidad especifica en el producto final. Así, las tolerancias son las cantidades precisas de variación que se pueden permitir y se deben especificar, cuando sea necesario, en los detalles del dibujo. Teóricamente esto se logra muy fácilmente, con solo expresar la variación permisible en cada dimensión básica, pero la experiencia ha demostrado que las especificaciones en las tolerancias no son tan sencillas, ya sea en la presentación en los dibujos o en la interpretación. El dibujo de ingeniería se ha definido como el medio de comunicación de los propósitos de fabricación con sus características básicas, exactas y precisas. No debe quedar nada a la imaginación o al juicio del que va a utilizar el dibujo y bajo ninguna circunstancia este debe modificar o suponer ninguna información. El dibujo debe describir el producto final completa y exactamente como lo ha diseñado el proyectista. El dibujo es un tipo de lenguaje, por lo cual debe tener un diccionario reconocido y autorizado y o método normalizado con el fin de que se pueda ejecutar y leer con precisión invariable. Al igual que sucede en la mayoría de las normas, se han desarrollado normas nacionales de dibujo.

LÍMITES Y AJUSTES. Como se mencionó anteriormente, el operario no puede confiar en producir una pieza con el tamaño exacto con las dimensiones dadas en el dibujo, de modo que se debe tolerar una cierta cantidad de variación en cada dimensión. Por ejemplo: una variación dada en la forma +-.004" significa que la pieza fabricada pude tener una dimensión cualquiera comprendida entre 1496" y 1504" y que la tolerancia permitida en esta dimensión es .008”. Las dimensiones máximas y mínimas permisibles (1504" y 1496" respectivamente) se conocen como los límites. Debido a que una mayor exactitud en las dimensiones produce mayores costos y por tanto la economía de la fabricación no permite que todas las dimensiones deban tener la misma exactitud se debe emplear un sistema de acotado. Verónica S. González. M.

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La mayor parte de las piezas solo requieren unas pocas dimensiones exactas. El método común utilizado en el dibujo mecánico consiste en expresar en forma decimal las dimensiones que requieren una exactitud mayor de 1/64 pul y en forma fraccional las dimensiones en las cuales no es importante la exactitud con el fin de que el funcionamiento entre las partes de un montaje sea correcto y se puedan fabricar piezas intercambiables es necesario permitir una cierta cantidad de tolerancia en cada una de las partes que deban acoplarse y una cierta cantidad de discrepancia entre ellas. Se deben comprender las siguientes definiciones, para calcular las dimensiones límites y los ajustes. a) Dimensión Nominal: es la designación que se emplea para la identificación general. b) Dimensión básica: es la dimensión teórica a partir de la cual se toman los límites de dimensión, aplicando la discrepancia y la tolerancia. c) Límites: son las dimensiones máxima y mínima permisibles para una dimensión específica. d) Tolerancia: es la variación permisible total en su medida, la tolerancia es la diferencia entre los límites. e) Sistema de tolerancia unilateral: es un sistema en el cual la tolerancia se da únicamente en un sentido; mas para el agujero y menos por el eje. f)

Ajuste: es el término que suele servir para designar lo apretado o suelto que puede resultar de la aplicación de una combinación específica de juegos y tolerancias en el diseño de partes que se ensamblan. El ajuste puede ser un ajuste de claro, de interferencia o de transición. g) Discrepancia: es una diferencia intencional entre las dimensiones de piezas que deben acoplarse. Es el juego mínimo (dispositiva) o la interferencia máxima (discrepancia negativa) entre piezas. h) Ajuste con juego: es el ajuste entre dos piezas que tienen unos limites tales que siempre resulta un juego en el montaje. i)

Ajuste con interferencia: es el ajuste entre dos piezas que tienen unos limites tales que siempre resulta una interferencia en el montaje.

j)

Ajuste de transición: es el ajuste entre dos piezas que tienen unos limites tales que existen un traslape parcial o total, de modo que puede resultar un juego o una interferencia en el montaje.

k) Sistema de agujero único: es el sistema en el cual él limite mínimo de cada agujero es básico el ajuste deseado se obtiene variando la discrepancia del eje y las tolerancias de las dos piezas. Verónica S. González. M.

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l)

Sistema de eje único: es un sistema en el cual el límite máximo de cada eje es básico. El ajuste deseado se obtiene variando la discrepancia del agujero y la tolerancia de las dos piezas.

DIMENSIONES QUE REQUIEREN TOLERANCIAS Todas las dimensiones que se indican en el dibujo admiten tolerancias, con excepción de: • • •

Dimensiones básicas o de referencias, donde los límites están controlados por otras dimensiones limitadas. Las dimensiones que se designan con las letras PR (posición real) y las dimensiones que se controlan mediante el uso de notas de tolerancias u otros medios en el dibujo. La dimensión máxima y mínima, donde la tolerancia se incluye dentro de los límites.

MÉTODOS PARA EXPRESAR LAS TOLERANCIAS Las tolerancias se pueden indicar en los dibujos por medio de los siguientes métodos: 1. Notas de tolerancia generales, aplicables a todas las dimensiones no limitadas del dibujo. 2. Tolerancias o límites individuales, aplicables directamente a las dimensiones específicas. 3. Tolerancias geométricas, en forma de notas generales específicas. 4. Tolerancias implícitas para diferentes clases de trabajo, basadas en otras normas de organización.

SELECCIÓN DE LOS MÉTODOS PARA EXPRESAR LAS TOLERANCIAS. Este se basa en varios factores, tales como las exigencias de funcionalidad de las piezas, los métodos probables de fabricación e inspección y la cantidad de piezas que se va a hacer. Se sugiere el siguiente procedimiento: 1. Se fija una tolerancia en forma de nota, para aplicarla a las dimensiones generales de la pieza, y conforme con las exigencias de funcionalidad. 2. Se colocan notas de tolerancia posicional para la localización de los agujeros, pasadores, ranuras y detalles análogos.

Verónica S. González. M.

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3. Cuando sea apropiado se ubican los términos REF, básico o dato a las dimensiones a las cuales no se han dado las tolerancias. 4. Se ubican tolerancias individuales a las dimensiones que requieren mayor exactitud que la proporcionada por la nota general de tolerancia. 5. Cuando sé a necesario se cambia el orden de las dimensiones para evitar tolerancias acumulativas y para facilitar el maquinado y la medición.

TOLERANCIA INDIVIDUAL Y LÍMITES Cuando se necesita o se desea limitar o darle tolerancia a una dimensión individual, se recomienda uno de los siguientes métodos: •

Método A: Especifíquense directamente en los dos límites. Las ventajas de este método consisten en que comunican al mecánico información esencial (los limites permisibles superior e inferior) en la forma más simple y con menor probabilidad de interpretar erróneamente, evitando el uso de signos matemáticos.

•

Método B: Especifíquense un limite de la dimensión con una tolerancia únicamente en un sentido. Cuando se usa este método él limite expresado debe ser el primero alcanzado en el proceso de maquinado, de lo cual se sigue que todos los agujeros o detalles internos llevarán una tolerancia más y todos los ejes y detalles externos una tolerancia menos.

•

Método C: Se especifica un límite con una tolerancia, únicamente en un sentido. La tolerancia en el otro sentido se expresa como cero.

•

Método D: Se especifica la dimensión deseada con las tolerancias dispuestas arriba y debajo de ella, las cuales no tienen que ser necesariamente iguales, sin embargo, los límites de las tolerancias o ambos, se colocan en columna debiendo quedar los puntos decimales en línea vertical.

Ejemplos de los métodos para indicar tolerancia

Método A

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Método B

Método C

Método D

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AJUSTES DISPOSICIÓN DEL AJUSTE Ajuste es la relación mecánica existente entre dos piezas cuando una de ellas encaja en la otra; el ajuste resulta con juego cuando las piezas encajadas pueden moverse con mayor o menor facilidad, y con aprieto cuando las piezas encajadas quedan sin posibilidad de movimiento relativo entre ellas. El juego máximo entre las piezas ajustadas corresponde a la diferencia entre la medida máxima interior de la pieza exterior y la medida mínima exterior de la pieza interior: el aprieto máximo corresponde a la diferencia entre la medida máxima exterior de la pieza interior y la medida mínima interior de la pieza exterior. La tolerancia del ajuste es la oscilación máxima del juego o aprieto de las piezas a encajar.

Sistemas de ajuste Agujero único (medida interior) es el sistema en el cual el agujero o medida interior, para una calidad determinada y un grupo de diámetros o medidas exteriores, independientemente del tipo de ajuste, tiene idénticas diferencias limites, siendo la tolerancia mínima igual a cero, y la máxima positiva.

Eje único (medida exterior) es el sistema en el cual el eje o medida exterior, para una calidad determinada y un grupo de agujeros o medidas interiores, independientemente del tipo de ajuste, tiene idénticas diferencias limites, siendo la tolerancia máxima igual a cero y la mínima negativa.

Verónica S. González. M.

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CONSIGNACIÓN Y SELECCIÓN DE LOS AJUSTES La consignación de un ajuste puede ser numeral, por ejemplo, el ajuste en un agujero de diámetro 100 +35 con un eje de diámetro 100 +13 –9, o bien ajuste de diámetro H7- j6; en el primer caso las tolerancias o desviaciones del ajuste se deducen de las tolerancias de las piezas ( 0 en el agujero y +13 en el eje, aprieto –13, o +35 en el agujero y –9 en el eje, holgura +44) Para conocer las tolerancias de los ajustes se consultarán diferentes tablas. Para conseguir un ajuste con asiento definido (juego o aprieto) las piezas que lo forman reunirán las condiciones precisas de estado superficial y de tolerancias adecuadas. El número de ajustes que se pueden establecer para conseguir un asiento determinado, es muy elevado. Unificando criterios para la aplicación de los ajustes, a la vez que se reducen los medios de fabricación para conseguirlos, se han seleccionado. Ejemplo de método para indicar ajustes

Verónica S. González. M.

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AJUSTES RECOMENDADOS

AJUSTES

TABLA 1

ESPECIFICACION DE LOS ASIENTOS

Grado del ajuste

PRECISIÓN

FINO

ESMERADO

POCO ESMERADO

SISTEMA Agujero único Eje único Agujero Eje Eje Agujero

H6

H7

H8

H 11

p5

P6

n5

N6

k5

K6

j5

J6

h5

H6

g5

G6

s6

S7

r6

R7

n6

N7

k6

K7

j6

h6

J7

Clase

Forzado muy duro

H7

g6

G7

Giratorio

f7

F8

Holgado medio

e8

E8

j9

J8

h9

h9

H8 E8

d9

D8

h 11

H11

Deslizante

E 11

Giratorio

C 11

Holgado

A 11

Muy holgado

c 11

h 11

En piezas lubricadas, su juego es apreciable.

En piezas lubricadas, su juego es más apreciable. En piezas lubricadas, el juego es muy Más holgado apreciable. Piezas que se han de montar y desmontar con Forzado ligero facilidad. Piezas que deben montarse sin esfuerzo y que Deslizante deben desplazarse en su funcionamiento. Piezas móviles con juego desde perceptible a Giratorio amplio. Piezas móviles con juego muy amplio. Holgado

e9

d 11

Características

Piezas montadas por dilatación o contracción no necesitan seguro contra giro. Piezas montadas o desmontadas a presión Forzado duro necesitan seguro contra giro. Piezas que han de montarse o desmontarse con Forzado medio gran esfuerzo; seguro para giro y deslizamientos. Montaje y desmontaje sin gran esfuerzo; Forzado ligero necesitan seguro contra giro y deslizamiento. Piezas lubricadas que se montan y desmontan Deslizante sin gran trabajo, a mano. En piezas lubricadas el giro y deslizamientos Giratorio puede efectuarse a mano. Forzado muy Montaje por dilatación o contracción, no necesita duro seguro giro. Forzado muy Montaje por, dilatación o contracción; no duro necesita seguro contra giro. Forzado Montado o desmontado a presión: necesita duro seguro contra giro. Montado y desmontado con gran esfuerzo Forzado (mediante martillo de plomo); necesita seguro medio contra giro y deslizamiento. Montado y desmontado sin gran esfuerzo Forzado ligero (mediante mazo de madera); necesita seguro contra giro y desplazamiento. En piezas lubricadas, deslizamiento a mano. Deslizante

h6

a11

Verónica S. González. M.

h5

ASIENTO

Montaje fácil de gran tolerancia y con pequeño juego Piezas móviles con gran tolerancia y juego no excesivo. Piezas móviles con gran Tolerancia y juego. Piezas móviles con gran tolerancia y mucho juego.

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BIBLIOGRAFÍA 1. Manual de normas chilenas oficiales tomo 1: Normas Generales

Instituto Nacional de Normalización.

2. Maquinas Prontuario

N. Larburu.

3. Dibujo de Ingeniería

Jensen.

Verónica S. González. M.

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