Tablas_santiagomeza.docx

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Jueves, 29 de noviembre de 2018

Índice general 1.-

Objetivo

3

2.-

Justificación

3

3.-

Desarrollo

4

3.1.-

Alcances de la práctica

5

3.2.-

Equipo de laboratorio

5

3.3.-

Desarrollo de la práctica

6

3.4.-

Resultados

9

4.-

Conclusiones

11

5.-

Referencias bibliográficas

12

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Índice de figuras y gráficos Figura 1.- Representación de tolerancias (Pág. 5)

Figura 2.- Instalaciones de la UPIITA (Pág. 6). Figura 3.- Tabla normalizada con fórmulas (Pág. 7). Figura 4.- Tabla de tolerancias ANSI (Pág. 8). Figura 1.- Tabla de tolerancias ISO (Pág. 8). Figura 6.- Tabla ANSI (Pág. 9).

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1.- Objetivo Aprender a calcular de manera más práctica los ajustes y tolerancias para una máquina de acoplamiento de piezas homologadas para el uso general de la ingeniería.

2.- Justificación Uno de los aspectos más importantes de la normalización de las piezas mecánicas es el de las tolerancias y los ajustes. Sin la determinación de estas características sería imposible fabricar piezas que sean intercambiables. Por lo cual es importante saber que para que una pieza sea intercambiable debe cumplir las siguientes condiciones: 

Todas las piezas de una misma serie deben tener dimensiones iguales dentro de una determinada tolerancia.



El ajuste de las diferentes piezas de la misma serie debe hacerse sin retoque de ninguna clase.



Una pieza rota o desgastada por el uso debe poderse reemplazar rápidamente por otra de la misma clase.

Podemos decir entonces que la Normalización es un conjunto de normas que reglamentan un gran número de fenómenos a fin de ordenarlos. Es por ello que en este trabajo se busca el reconocimiento de la importancia que tienen las tolerancias y los ajustes en la normalización de las piezas mecánicas.

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3.-

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Desarrollo

Para adentrarnos en el desarrollo de esta práctica debemos entender el concepto de norma, la cual podríamos definir como la determinación de reglas que especifican las dimensiones, la composición y las demás características que ha de tener una pieza. Existen instituciones que son las que determinan las normas y los estándares de las dimensiones de las piezas. Estas instituciones están formadas por un grupo de personas de varios países o de uno solo que, en base a su experiencia, cuantifican los límites permisibles. Entre ellas podemos mencionar al Instituto Nacional Americano de Estándares, cuyas siglas son ANSI (American National Standards Institute). Específicamente aplica para ajustes el ANSI B 4.1. También contamos con las Normas Industriales Alemanas, cuyas siglas son DIN (Doutch Industries Norms). De estas aplican las normas DIN 7154 y DIN 7155 para ajustes para agujero único y para eje único, respectivamente. De igual forma, las Normas ISO 2768 (International Organization for Standarization) que aplica para las tolerancias genéricas lineales y angulares. Al aplicar este tipo de normas implica fijar límites a las dimensiones reales que pueden tener las piezas que forman un acoplamiento y, mediante una adecuada elección de estos límites, se logra que los ajustes entre cualquier par de piezas respondan a las exigencias requeridas. Para ello se ocupa la tolerancia, dimensiones nominales, dimensiones efectivas, ajustes, etc, para lo cual procedemos a definir estos conceptos: 

Tolerancia: es la variación que se permite en las dimensiones de una pieza con referencia a su medida nominal.



Dimensión nominal: Es la medida que teóricamente debería tener la dimensión de una pieza, es decir, la indicada por la cota de aquella dimensión. Esta medida se toma como referencia de valor cero para contar las tolerancias por encima o por debajo de ella, y se le da el nombre de Línea de 0 (cero).



Dimensión efectiva: Es la medida de una dimensión real de una pieza ya fabricada.

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

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El grado de ajuste de un encaje se caracteriza por la diferencia entre la dimensión efectiva de la pieza hembra (o agujero) y la dimensión efectiva de la pieza macho (o eje).

Para tener más claros estos conceptos, lo representamos en la siguiente imagen:

Figura 1.- Representación de tolerancias

3.1.-

Alcances de la práctica

Esta práctica se pretende realizar en el software Excel los cálculos de tolerancias ANSI, para poder visualizar los resultados correspondientes a tolerancia, discrepancia, tolerancia de orificio, tolerancia de árbol, diámetro máximo, diámetro mínimo, árbol y agujero.

3.2.-

Equipo de laboratorio

Para esta práctica en particular se hará uso del equipo de cómputo de la sala 7 de la UPIITA, equipo que ya cuenta con el Mircosoft Excel instalado. A través de la interfaz de Matlab, el usuario podrá introducir los datos mostrados en los diagramas con el fin de obtener o verificar un resultado de diseño.

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Figura 2.- Instalaciones de la UPIITA.

3.3.-

Desarrollo de la práctica

Para el desarrollo de la práctica primero definimos el parámetro 𝑑 = 1 𝑝𝑙𝑔 para que se pudiera evaluar los parámetros en la tabla de tolerancias ISO. Una vez definida la constante, ingresamos las siguientes formulas en las casillas correspondientes: 

Holgado: 𝑑=1 2

𝐷𝑖 = 0.0025 ∗ 𝑑 3 1

𝑡𝑜 = 0.0025 ∗ 𝑑 3 1

𝑡𝑎 = 0.0025 ∗ 𝑑 3 

Árbol: 𝑑𝑚𝑎𝑥 = 𝑑 − 𝐷𝑖 𝑑𝑚𝑖𝑛 = 𝑑 − 𝐷𝑖 − 𝑡𝑎



Agujero: 𝐷𝑚𝑎𝑥 = 𝑑 + 𝑡𝑜 𝐷𝑚𝑖𝑛 = 𝑑

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Los datos anteriores solo generalizan algunas operaciones para el cálculo de parámetros, sin embargo en la tabla siguiente se puede observar que varía la constante 0.0025 dependiendo del parámetro.

Figura 3.- Tabla normalizada con formulas

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Una vez llenada la tabla de tolerancia ISO procedemos a llenar la tabla para tolerancia ANSI, siguiendo los mismos pasos, a continuación se muestra la tabla con las formulas correspondientes:

Figura 4.- Tabla de tolerancias ANSI

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3.4.-

Resultados Suelto

Discrepancia Interferencia Tol Orificio Tol Árbol

Dmax Dmin

Dmax Dmin

Árbol Agujero

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0.0074 --0.0022 0.022

0.9926 0.9706

1.0022 1

-0.0074 -0.0294 0.0022 0

Libre

Medio

0.0041 --0.0011 0.011

0.9959 0.9849

1.0011 1

-0.0041 -0.0151 0.0011 0

Exacto

0.0027 --0.0069 0.0069

0 --0.0052 0.0035

Árbol 1 0.9965

0.9973 0.9904

1 1.0037

Agujero 1.0052 1

1.0069 1

-0.0027 -0.0096 0.0069 0

Sin Apretado Holgura ----0 0.00025 0.0052 0.0052 0.0037 0.0052

0 -0.0035 0.0052 0

1.0052 1

0 0.0037 0.0052 0

Figura 2.- Tabla de tolerancias ISO

9

Media Fuerza --0.0005 0.0052 0.0052

Por contracción --0.001 0.0052 0.0052

1.00025 1.00545

1.0005 1.0057

1.0052 1

1.0052 1

0.00025 0.00545 0.0052 0

0.0005 0.0057 0.0052 0

1.001 1.0062

1.0052 1

0.001 0.0062 0.0052 0

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Discrepancia Interferencia Tol Orificio Tol Arbol

Holgado 0.0025 --0.0025 0.0025

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Libre 0.0014 --0.0013 0.0013

Medio 0.0009 --0.0008 0.0008

Estrecho Timbrante 0 ----0 0.0006 0.0006 0.0004 0.0004

Apretado Semiforzado ----0.00025 0.0005 0.0006 0.0006 0.0006 0.0006

Forzado --0.001 0.0006 0.0006

Arbol Dmax Dmin

Dmax Dmin

Arbol Agujero

0.9975 0.995

0.9986 0.9973

0.9991 0.9983

1 0.9996

1 1.0004

1.00025 1.00085

1.0005 1.0011

1.001 1.0016

1.0006 1

1.0006 1

1.0006 1

1.0006 1

0 0.0004 0.0006 0

0.00025 0.00085 0.0006 0

0.0005 0.0011 0.0006 0

0.001 0.0016 0.0006 0

1.0025 1

1.0013 1

1.0008 1

Agujero 1.0006 1

-0.0025 -0.005 0.0025 0

-0.0014 -0.0027 0.0013 0

-0.0009 -0.0017 0.0008 0

0 -0.0004 0.0006 0

Figura 7.- Tabla ANSI

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Conclusiones

La importancia de las tolerancias y ajustes con base en las normativas es algo (como bien se mencionó en clase) que no todo ingeniero conoce o maneja, por lo que su comprensión es de vital importancia en nuestra formación. Esto, nos dará un “plus” en la industria al momento de realizar piezas o planos, o simplemente por el hecho de conocerlos y saberlo interpretar. Lo que pudimos visualizar en esta práctica es que la cantidad de tolerancia que tiene una determinada magnitud depende de 2 factores, de la medida nominal la cual nos dice que a mayor medida, mas tolerancia y viceversa, y el otro factor es la calidad de la tolerancia, a peor calidad, mas tolerancia y viceversa, finalmente podemos concluir que el objetivo de la práctica se cumplió dado que todos los cálculos de tolerancias para ciertos parámetros los logramos computar en el software de Excel para hacer más fácil el cálculo de los mismo e incluso pudimos hacer la comparación de estos mismo parámetros para dos sistemas diferentes como lo fue el ANSI e ISO.

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Referencias bibliográficas

Roberto de Diego. (2018). Ajustes y tolerancias. 29/11/2018, de Roberto de Diego Sitio web: http://polamalu.50webs.com/OF1/mecanica/ajustes.htm

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