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TEMA Nº 3: TOLERANCIAS Y AJUSTES.

3.1 INTERCAMBIABILIDAD Y FUNCIONABILIDAD. 3.2 TOLERANCIAS DIMENSIONALES (normas aplicables) - TOLERANCIAS PARA DIMENSIONES SIN INDICACION DE TOLERANCIA - TOLERANCIAS PARA DIMENSIONES CON INDICACION DE TOLERANCIA

3.3 TOLERANCIAS GEOMETRICAS (normas aplicables). 3.4 SISTEMA ISO DE TOLERANCIAS. 3.5 SISTEMA ISO DE AJUSTES. 3.6 TOLERANCIAS EN DIBUJOS DE CONJUNTOS . 3.7 LA INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS AJUSTES. 3.8 APLICACIONES. 1

Fig. 1 Aplicación de tolerancias dimensionales y geométricas

2

3

3.1 INTERCAMBIABILIDAD Y FUNCIONABILIDAD Intercambiabilidad: La fabricación de máquinas en serie, precisa que las piezas de que se componen construidas conjunta o independientemente, puedan montarse sin necesidad de un trabajo previo de acondicionamiento, al igual que las piezas desgastadas o deterioradas para que puedan sustituirse por otras de fabricación en serie, considerando que esta sustitución pueda efectuarse lejos de su lugar de fabricación. Esta característica de las piezas que componen los mecanismos se denomina “intercambiabilidad”. Funcionabilidad: A su vez, para que un mecanismo funcione correctamente, es necesario que las distintas piezas que lo forman estén acopladas entre sí, en condiciones bien determinadas. Esta característica se denomina “funcionalidad”.

Lo ideal sería la fabricación de piezas exactamente iguales, pero esto resulta imposible de conseguir, por lo que se obliga a tolerar inexactitudes dimensionales, geométricas y superficiales comprendidas entre límites admisibles para que las piezas construidas sirvan como si se hubiesen fabricado expresamente para el mecanismo en el que se montan (intercambiabilidad) y, a su vez, puedan asegurar un correcto funcionamiento del mismo (funcionalidad). Estas inexactitudes admisibles se denominan tolerancias, y pueden ser:

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tolerancias dimensionales, tolerancias geométricas y tolerancias del acabado superficial.

TOLERANCIAS

¿Por qué no podemos conseguir una dimensión exacta en fabricación? Las variaciones dimensionales pueden ser debidas a un gran número de factores: •

Juegos de las herramientas o máquinas herramientas.

•

Errores de los instrumentos de medida o de los operarios que miden.

•

La dilatación de los cuerpos como consecuencia de las temperaturas que adquieren las piezas en su fabricación.

•

Deformaciones producidas por las tensiones internas de las piezas.

•

Vibraciones

En algunas ocasiones, las discrepancias entre las medidas reales y las teóricas o nominales no tienen importancia; son los casos de cotas auxiliares o no funcionales, pero en otras ocasiones hacen que las piezas sean inservibles; en este segundo caso las cotas son funcionales.

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TOLERANCIAS Especificaciones Geométricas de Producto GPS Tolerancias dimensionales

Tolerancias generales

Tolerancias especificadas

Tolerancias geométricas (macro-geometría )

Forma

Rugosidad

Orientación

Ondulación

Lineales Situación

Angulares Alabeo (oscilación)

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Tolerancias acabado superficial (micro-geometría)

3.2 TOLERANCIAS DIMENSIONALES - NORMAS UNE-EN 22768-1:1993 (ISO 2768-1 : 1989)

ISO 286-1:2010

Especificaciones geométricas de producto (GPS). Sistema de codificación ISO para las tolerancias en dimensiones lineales. Parte 1: Base de desviaciones, tolerancias y ajustes.

ISO 286-2:2010

Especificación geométrica de productos (GPS). Sistema de codificación ISO para las tolerancias en dimensiones lineales. Parte 2: Tablas de las clases de tolerancia normalizadas y de las desviaciones límite para agujeros y ejes.

COVENIN 2812 : 1991 (obsoleta) 7

Tolerancias generales. Tolerancias para dimensiones lineales y angulares sin indicación individual de tolerancia.

Tolerancias para piezas lisas hasta 500 mm. Sistema ISO.

3.3 TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS -NORMAS UNE-EN 22768-2-1993 (ISO 2768-2 : 1989)

Tolerancias generales. Tolerancias para cotas geométricas sin indicación individual de tolerancia.

UNE-EN-ISO 1101-2013 (ISO 1101:2012)

Especificación geométrica de productos Tolerancia geométrica. Tolerancias de orientación, localización y alabeo

UNE-EN –ISO 5458-1998

Especificación geométrica de productos. Tolerancias geométricas. Tolerancias de posición.

ISO – 5459: 2011

Especificación geométrica de productos (GPS).Tolerancia geométrica. Referencias especificas y sistemas de referencias especificas

ISO 8062-3 : 2007 8

(GPS). forma,

Especificación geométrica de producto (GPS). Tolerancias dimensionales y geométricas para piezas moldeadas. Parte 3: Tolerancias dimensionales y geométricas generales y sobremedidas de mecanizado para piezas moldeadas.

Terminología básica para las tolerancias I -Tolerancia de una característica (dimensional, geométrica o de calidad superficial ): rango de variabilidad admisible indicado para el valor y geometría nominales, dentro del cual debe encontrarse el valor medido de esa característica. Ese rango se debe especificar en los dibujos de detalle. -Tolerancia de una condición funcional o de montaje: Rango de juegos, positivos y/o negativos asociados a un dibujo de grupo, que expresan los límites entre los que una determinada condición aún cumple satisfactoriamente las exigencias funcionales y/o las de montaje. -Intercambiabilidad: Propiedad que adquieren las piezas y componentes cuando llevan indicación de las desviaciones de sus características, en virtud de la cual puede garantizarse que las condiciones de montaje y funcionalidad permanecen siempre dentro de un rango de variación admisible, aún cuando no hayan sido fabricadas en el mismo país, por la misma empresa y en el mismo espacio temporal. - Fabricación masiva o en serie: Producción de series de piezas, componentes o subconjuntos definidos con la misma documentación técnica de producto, cuyo número de unidades fabricadas es lo suficientemente alto como para poder disponer de herramientas, equipos, máquinas y sistemas de fabricación y verificación específicos. 9

Terminología básica para las tolerancias II -Tolerancias dimensionales: Tienen por objeto definir la variabilidad admitida a una característica de tamaño de un elemento, o bien el ángulo o la separación entre dos elementos geométricos que puedan relacionarse. - Tolerancias geométricas: expresan la variabilidad admitida a cada característica geométrica de un elemento de una pieza, para poder evaluar separadamente cada uno de los errores geométricos que influyen sobre la condición funcional. - Zona de tolerancia: Región del espacio, constituida por una superficie ideal o por un volumen ideal, que es representativa del rango de valores dentro de los cuales debe encontrarse el elemento real objeto de la tolerancia.

- Especificación geométrica de producto (GPS): conjunto de actividades realizadas de modo concurrente por un equipo multidisciplinar integrado por todas las áreas que intervienen en el proceso de diseño y desarrollo de producto, con el objetivo de definir las tolerancias admisibles cuando interactúan las exigencias de funcionamiento, las limitaciones de fabricación y control, el costo, y la calidad. - Asignación de Tolerancias: Proceso de reparto o distribución de la tolerancia de la condición funcional entre los elementos funcionales que intervienen en esa condición

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TOLERANCIAS GENERALES Todos los elementos de un componente tienen una dimensión y una forma geométrica. La función a desempeñar por el elemento exige que los defectos dimensionales y los defectos relativos a las características geométricas tengan un limite, que si se supera perjudica la función. La norma ISO 2768-1:1989, (UNE- EN 22768-1:1993) Tolerancias para dimensiones lineales y angulares sin indicación individual de tolerancia establece las tolerancias para dimensiones lineales y angulares sin indicación especial de tolerancias y simplifica los diseños técnicos, especificando la tolerancia a aplicar según cuatro clases de fabricación: f

fina

m

media

c

grosera (basta)

v

muy grosera (muy basta)

La indicación de las tolerancias generales se hace en el cajetín del dibujo, o en sus inmediaciones, debiendo figurar: ISO 2768 – m, donde a) ISO 2768 - tolerancia general;

b) m - clase de tolerancia, conforme a esta parte de la norma ISO 2768. 11

TOLERANCIAS DIMENSIONALES GENERALES (Norma UNE - EN 22768-1:1993 equivalente a ISO 2768-1:1989) Tolerancias para dimensiones lineales, excepto aristas matadas

Tolerancias para dimensiones lineales de aristas matadas (radios exteriores y alturas de chaflán)

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TOLERANCIAS DIMENSIONALES GENERALES (continuación)

Tolerancias para dimensiones angulares

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Interpretación de la tolerancia general dimensional ISO 2768 m

Fig. 2 Pasador, sin especificación de tolerancias generales

Fig. 3 Pasador con las tolerancias dimensionales generales especificadas

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TOLERANCIAS GENERALES GEOMÉTRICAS (Norma UNE - EN 22768-2:1993 equivalente a ISO 2768-2:1989) UNE-EN 22768-2-1993 (ISO 2768-2 : 1989)

Tolerancias generales. Tolerancias para cotas geométricas sin indicación individual de tolerancia.

Rectitud y planitud

Redondez (oscilación circular [radial, axial, sup. Revolución])

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TOLERANCIAS GENERALES GEOMÉTRICAS

Perpendicularidad

Simetría

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Interpretación tolerancia general geométrica ISO 2768 K

Fig. 4 Pasador, sin especificación de tolerancias geométricas generales 17

Fig. 5 Pasador, con especificación de tolerancias geométricas generales

Relación entre tolerancias dimensionales y geométricas

Las tolerancias dimensionales : - controlan medidas o dimensiones de una pieza - no controlan ni la forma, ni la posición, ni la orientación que tengan los elementos a los que se aplica la tolerancia dimensional Las tolerancias geométricas: - controlan la forma, posición u orientación a los elementos que se aplican, pero no sus dimensiones

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INDICACION DE TOLERANCIA GENERAL EN LOS PLANOS

Ejemplo de indicación de tolerancia general ISO 2768 –vL - v: tolerancia dimensional de clase v - L; tolerancia geométrica de clase L

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TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS

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TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS

Las Tolerancias Geométricas permiten definir las características de Forma, Orientación y Situación que deben conseguirse en las piezas para que cumplan con su Funcionalidad. Estas tolerancias pueden hacer referencia al control de formas individuales o bien definir relaciones entre diferentes partes del componente. Constituyen toda una filosofía de comunicación mediante símbolos estandarizados a través de los cuales el diseñador puede expresar y dar a conocer cuál es la función de la pieza. -

Las tolerancias Geométricas deben aplicarse, como el resto de requerimientos, cuando sean estrictamente necesarias. La decisión de aplicarlas o de no aplicarlas depende del Diseñador, de su experiencia y conocimiento de las prestaciones para las que se diseña la pieza, de la función que debe realizar.

-

Esta decisión no es sencilla, puesto que: •Si se aplican tolerancias que no son necesarias se está encareciendo el costo sin aportar ningún tipo de valor •Si NO se aplican las tolerancias en caso de ser necesarias, se corre el riesgo de incumplir con la funcionalidad prevista o bien impedir o dificultar el montaje.

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TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS 1101:2013 equivalente a ISO 1101:2012)

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(Norma UNE –

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24

25

•

•

Las Tolerancias Dimensionales y las Tolerancias Geométricas son independientes, pero a veces es necesario establecer entre ellas una serie de dependencias que permitan cumplir con ciertos requerimientos de montaje o requerimientos funcionales. La utilización de estas relaciones no está muy extendida, pero es necesario tener en cuenta su concepto y conocer su aplicabilidad En muchas ocasiones, el montaje de las piezas depende de la relación entre la desviación geométrica y entre la desviación dimensional de los elementos a ajustar. La relación entre Tolerancias Dimensionales y Tolerancias Geométricas se basa en tres Condiciones .

CONDICIONES: • Condición de Máximo Material (CMM): Implica que la dimensión está en el límite de modo que la cantidad de material sea la máxima posible. • Condición de mínimo Material (CmM): Implica que la dimensión está en el límite de modo que la cantidad de material sea la mínima posible. • Condición de Medida Virtual de un elemento en Condición de Máximo Material o en Condición de mínimo Material: Se combina la dimensión en Condición de Máximo Material o Mínimo Material con la Tolerancia Geométrica, de modo que: -Si es un elemento externo (macho): La Condición de medida virtual de máximo material es el resultado de sumar la medida en CMM y la Tolerancia Geométrica. La Condición de medida virtual de mínimo Material resulta de restar a la medida en CmM el valor de la Tolerancia Geométrica. - Si es un elemento interno (hembra): La Condición de Medida virtual de Máximo Material es el resultado de restar a la medida en CMM el valor de la Tolerancia Geométrica La Condición de Medida Virtual de mínimo Material resulta de sumar a la medida en CmM el valor de la Tolerancia Geométrica. 26

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TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS (Norma UNE –EN –ISO 1101 : 2013)

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TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS (Norma UNE –EN –ISO 1101 : 2013)

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Aplicación 1: Interpretar la simbología que aparece en la figura

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Aplicación 2: Interpretar la simbología que aparece en la figura

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Sistema ISO de tolerancias Términos y definiciones Norma aplicable: ISO 286-1: 2010 Especificaciones geométricas de producto (GPS). Sistema de codificación ISO para las tolerancias en dimensiones lineales. Parte 1: Base de desviaciones, tolerancias y ajustes. ISO BS- EN _286-1-2010 Sistema ISO de tolerancias, teoria.pdf

La Norma ISO 286 establece el sistema ISO para las tolerancias a utilizar en las dimensiones lineales de elementos geométricos de los siguientes tipos: a) cilindro; b) dos superficies opuestas paralelas. Fig. 6 Ilustración de la terminología (agujero)

Terminología 1- Intervalo de tolerancia 2- Signos convencionales para desviaciones a Dimensión nominal N b Límite superior de la medida c Límite inferior de la medida d Desviación (límite) superior e Desviación (límite) inferior f Tolerancia

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Línea cero

N

Definiciones

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Definiciones - Línea de referencia o línea cero: es la línea recta, a partir de la cual se representan las diferencias o desviaciones. Corresponde a la dimensión nominal. - Desviación superior (Es, es): diferencia algebraica entre la medida máxima y la medida nominal - Desviación inferior (Ei, ei): diferencia algebraica entre la medida mínima y la medida nominal correspondiente. - Zona de tolerancia: es la comprendida entre las dos líneas que representan los límites de la tolerancia y que está definida en magnitud y posición respecto a la línea de referencia. Se representa de forma esquemática. - Unidades: La unidad para cálculo de las tolerancias dimensionales es la micra o micrometro μm). En los dibujos deben indicarse en la misma unidad de medida que las cotas. -Tolerancia dimensional (t/T): Tienen por objeto especificar la variabilidad admitida a una característica de tamaño de un elemento, o bien al ángulo o la separación entre dos elementos geométricos que puedan relacionarse. 43

agujeros

ejes

Características del sistema ISO de tolerancias 1. Grupos de dimensiones nominales “N” y la unidad fundamental de tolerancia “i”; “I”. 1.1 Medidas nominales: “N” Las medidas nominales se han agrupado en una serie de grupos dimensionales con el fin de: - Reducir el número de herramientas, calibres y demás elementos constructivos utilizados en la fabricación.

- Evitar el cálculo de tolerancias y desviaciones para cada medida nominal

a) dimensiones N ≤ 500 mm b) dimensiones 500 < N ≤ 3150 mm c) dimensiones 3150 < N ≤ 10000 mm (no esta desarrollada la norma)

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Grupos de dimensiones nominales (ISO 286-1:2010 )

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1.2 La unidad fundamental de tolerancia “i”; “I” La tolerancia de una dimensión es:

T = k·i (μm) T = k·I (μm)

para N ≤ 500 para 500 < N ≤ 3180

donde: k – numero adimensional. Sus valores expresan la dependencia de la tolerancia de las condiciones de funcionamiento y fabricación i – unidad fundamental de tolerancia ISO y expresa la dependencia de la tolerancia del diámetro de la pieza

- Para dimensiones nominales hasta 500 mm de IT5 hasta IT18

i  0,453 D  0,001D siendo

D  D1  D2

μm

Base de cálculo para Tolerancias Fundamentales IT

D1 y D2 medidas nominales extremas del subgrupo considerado

- Para dimensiones nominales > 500 mm hasta 3150 mm I  0,42 D  2,1 μm 46

D  D1  D2

CALIDAD DE LA TOLERANCIA TOLERANCIAS FUNDAMENTALES IT 2. Clases de calidad - Para dimensiones a ≤ 500 mm Se han previsto 20 clases de calidad (grados de tolerancias), designados por las siglas IT01, IT0, IT1, IT2, IT3, …IT18, representativos de la calidad de la tolerancia, desde la más fina hasta la más basta, cuyos valores numéricos están calculados para para cada grupo de diámetros nominales, constituyendo las tolerancias fundamentales del sistema. Como guía orientativa se establece la siguiente clasificación: •

Los grados de tolerancia IT01 a IT4 para ejes y los grados de tolerancia IT01 a IT5 para agujeros, están destinados a piezas de la mecánica de precisión (calibres, mecanismos de relojería, etc.).

•

Los grados de tolerancia IT5 a IT11 para ejes y los grados de tolerancia IT6 a IT12 para agujeros, están destinados a piezas de la mecánica general que han de ajustar.

•

Los grados de tolerancia superiores a IT11, tanto para ejes como para agujeros, están destinados para piezas o elementos aislados y que no requieren, por tanto, de una dimensión tan precisa.

-

Para dimensiones 500 < a ≤3150 mm Se han previsto 18 clases de calidad designadas con las siglas IT1, IT2, IT3 …IT18

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Valores del coeficiente k

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Clase de calidad

Valor de k

IT N ≤ 500 mm

5

7

IT5 = 7i

6

10

IT6 = 10i

7

16

IT7 = 16i

8

25

IT8 = 25i

9

40

IT9 = 40i

10

64

IT10 = 64i

11

100

IT11 = 100i

12

160

IT12 = 160i

13

250

IT13 = 250i

14

400

IT14 = 400i

15

640

IT15 = 640i

16

1000

IT16 = 1000i

17

1600

IT17 = 1600i

18

2500

IT18 = 2500i

ISO 2861 - 2010

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Formulas para el cálculo de tolerancias fundamentales IT para dimensiones nominales N ≤ 500 mm

IT 01 = 0,3 + 0,008D IT 0 = 0,5 + 0,012D IT1 = 0,8 + 0,020D IT 2 = IT1* φ IT 3 = IT2* φ IT 4 = IT3* φ

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D  D1  D2

CALIDAD DE LA TOLERANCIA – COSTO DE FABRICACIÓN

COSTO

TOLERANCIA

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CALIDAD TOLRANCIA-PROCESO MECANIZADO

CALIDADES USUALES INDICADAS PARA LOS PRINCIPALES POCESOS DE MECANIZADO

IT (calidad) OXICORTE SERRADO LIJADO-CEPILLADO TALADRADO FRESADO

TALADRADO+ESCA. ESCAREADO BROCHADO TORNEADO RECTIFICADO AFINADO SUPERFIC. SUPERDEFINICIÓN

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3. Posiciones de las zonas de tolerancias La norma ISO 286-1:2010 prevé 28 posiciones para el campo de tolerancia referente a la línea 0 y tienen como símbolos letras. Para el el agujero: • De “A” a “H” la zona de tolerancia está por encima de la línea cero siendo la diferencia fundamental la diferencia inferior “EI”. En “H” la EI = 0. • De “K” a “ZC” la zona de tolerancia está por debajo de la línea cero siendo la diferencia fundamental la diferencia superior “ES”. No se utilizan las letras I; L; O; Q; W

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Para el eje: • De “a” a “h” la zona de tolerancia está por debajo de la línea cero siendo la diferencia fundamental la diferencia superior “es”. En “h” la es = 0. • De “k” a la “zc” la zona de tolerancia está por encima de la línea cero siendo su diferencia fundamental la diferencia inferior “ei”. No se utilizan las letras i; l; o; q; w

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ZONAS DE TOLERANCIAS PREFERENCIALES

ISO 286-1:2010 Especificaciones geométricas de producto (GPS). Sistema de codificación ISO para las tolerancias en dimensiones lineales. Parte 1: Base de desviaciones, tolerancias y ajustes, especifica las zonas de tolerancias preferenciales Zonas de tolerancias preferenciales para agujeros

Zonas de tolerancias preferenciales para ejes

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DESVIACIONES FUNDAMENTALES EN AGUJEROS (diferencias fundamentales)

58

DESVIACIONES FUNDAMENTALES EN EJES (diferencias fundamentales)

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4. La temperatura durante el control dimensional -La temperatura de referencia para las mediciones de precisión es de 20° C

-Dicha temperatura viene definida en la norma UNE-EN ISO 1:2003 Especificación geométrica de productos (GPS). Temperatura normalizada de referencia para la especificación geométrica y verificación de productos. (ISO 1:2002).

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5. Los ajustes y la simbología de los ajustes

Ajuste: es la relación mecánica existente entre dos o más piezas que pertenecen a un mecanismo, una máquina, o equipo industrial, cuando una o varias de ellas encajan o se acoplan entre si. Ambos elementos (el agujero y el eje) tienen la misma medida nominal. Tipos de ajustes

Hay tres tipos de ajustes según la posición relativa en las zonas de tolerancia del eje y del agujero: Ajuste con juego (Ajuste móvil). Ajuste con apriete (Ajuste fijo). Ajuste indeterminado.

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5.1 AJUSTE CON JUEGO Es el tipo de ajuste que asegura siempre un juego entre las piezas que componen el ajuste, siendo móvil una respecto a la otra.

La zona de tolerancia del agujero está situada completamente por encima de la zona de tolerancia del eje.

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Dmáx.

N

dmáx

Ejemplos:

dmin

Dmín

Este tipo de ajuste se utilizará siempre que las piezas que lo componen tengan que deslizarse o girar una dentro de la otra. Para la buena elección del mismo, es necesario tener en cuenta la precisión de guía del eje, el estado de las superficies de ajuste, la clase de lubricante y la temperatura que adquirirá en el funcionamiento.

5.2 AJUSTE CON APRIETO O PRENSADO Es el tipo de ajuste que asegura siempre un aprieto entre las piezas que componen el ajuste. La zona de tolerancia del agujero está situada completamente por debajo de la zona de tolerancia del eje.

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dmáx

dmin

Dmáx.

Ejemplos:

Dmín

Este tipo de ajuste se elegirá para piezas que sea necesario asegurarse que han de quedar unidas entre sí, pudiendo necesitar o no seguro contra el giro y deslizamiento. Para la adopción acertada de este ajuste es necesario tener en cuenta principalmente: el aprieto que ha de tener el ajuste, el espesor de las paredes, ver si el eje es hueco o no, resistencia del material empleado y estado de las superficies de ajuste.

DIFERENCIA DE LA TEMPERATURA EL MONTAJE DE LOS AJUSTES PRENSADOS

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5.3 AJUSTE INCIERTO (INDETERMINADO)

Es el tipo de ajuste que puede dar lugar a juego o aprieto entre las piezas que componen el ajuste.

Este tipo de ajuste se elige para piezas que sea necesario determinar bien su posición y que requieren efectuar montajes y desmontajes con relativa frecuencia: piñones intercambiables, poleas en sus ejes, etc. Para una elección de este ajuste es necesario tener en cuenta, principalmente, la frecuencia del montaje y desmontaje.

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Ejemplos:

5.4 SISTEMA ISO DE AJUSTES Se denomina sistema de ajuste a una serie sistemática de ajustes que es el resultado de la combinación de determinadas zonas de tolerancia para ejes y agujeros. Los sistemas de ajuste se utilizan para reducir y simplificar la enorme variedad de ajustes posibles.

Tipos de sistemas de ajustes - Sistema de ajuste de agujero único (agujero base) - Sistema de ajuste de eje único (eje base). - Sistema de ajuste mixto

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5.4.1 SISTEMA DE AJUSTE DE AGUJERO ÚNICO

Sistema de ajuste de agujero único o agujero base: Los diferentes juegos y aprietos se obtienen asociando a un agujero con tolerancia constante, ejes con diferentes tolerancias. El agujero base es el agujero de diferencia superior positiva y diferencia inferior nula (posición zona de tolerancia H).

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5.4.2 SISTEMA DE AJUSTES DE EJE ÚNICO Sistema de ajuste de eje único o eje base: Los diferentes juegos y aprietes se obtienen asociando a un eje con tolerancia constante, agujeros con diferentes tolerancias. El eje base es el eje de diferencia superior nula y diferencia inferior negativa (posición zona de tolerancia h). Se recomienda a utilizan en: • mecánica de precisión (piezas pequeñas) • ejes largos (por poca rigididad no se pueden ejecutar con mucha precisión) • ejes calibrados (no necesitan otro maquinado)

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5.4.3 SISTEMAS DE AJUSTES MIXTO

Sistema mixto: • Es un sistema de ajuste en el que las posiciones del agujero y del eje no son ni la H ni la h. • Únicamente se debe utilizar este sistema cuando por algún motivo no se pueden utilizar ni los sistemas de agujero único ni de eje único.

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APLICACIÓN: Calcular los ajuste que se forman en un mecanismo de tipo biela - manivela. (figura)

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AJUSTES PREFERENCIALES RECOMENDADOS POR LA NORMA ISO 286-1:2010

Ajustes en el sistema de agujero único

Ajustes en el sistema de eje único

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CRITERIOS PARA FIJAR LOS AJUSTES Para determinar los ajustes límites se tendrá en cuenta que: • • • •

Se debe evitar todo exceso de precisión. Se debe adoptar siempre que sea posible mayor tolerancia para el agujero que para el eje. Se deben elegir las tolerancias de forma que las calidades del eje y del agujero no varíen en más de un índice, en caso excepcionales se admite dos indices. Se debe tener en cuenta la experiencia en ajustes análogos.

Montaje de las piezas: Al fijar los ajustes límites de un acoplamiento se deben tener en cuenta: • Estado superficial. (Una tolerancia muy pequeña pierde todo su valor si las irregularidades son mayores que la tolerancia. Los signos de mecanizado y las indicaciones de tolerancias y ajustes tienen que ser compatibles) • Naturaleza del material. • Velocidad de funcionamiento. • Naturaleza, intensidad, dirección, sentido, variación y prioridad de los esfuerzos. • Engrase. • Desgaste. • Temperatura de funcionamiento. Este factor es muy importante dado que la temperatura provoca dilataciones y modifica el acoplamiento. • Geometría del conjunto. 72

RECOMENDACIONES PARA FIJAR LOS AJUSTES

•

El sistema de agujero base se utiliza preferentemente. Es más fácil modificar las tolerancias de un eje que de un agujero.

•

A veces resulta más ventajoso el sistema eje único (cuando la pieza eje está normalizada, cuando la pieza macho es un eje que tiene que ajustar con agujeros de diámetros diversos, o cuando se utilizan ejes de acero estirado).

•

Para un agujero de una calidad dada, se le asocia un eje de calidad inmediatamente inferior o igual en la escala (por ejemplo H7/n6, N7/h6, H7/h7, etc.). En estos tipos de ajuste pueden permutarse entre sí las letras que designan la posición sin que se vea alterado el tipo de ajuste. De esta forma, H7/n6 equivale a N7/h6, H6/g5 equivale a G5/h6, etc.

•

Cuanto mayores sean los aprietes, se necesitarán más ayudas para montar y desmontar las piezas. De esta forma, las piezas con aprieto pueden montarse a mano, con mazos o martillos o con prensas. También puede ser necesario calentar una de las piezas, tallar un cono de entrada, etc.

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ANOTACIÓN DE TOLERANCIAS DE COTAS LINEALES y ANGULARES Las normas ISO 129-1: 2004; ISO 286: 2010 y ISO 14405 -1:2010 la forma de indicación de la tolerancias en los dibujos. INSCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DE UNA COTA LINEAL

- Mediante símbolos ISO

- Mediante sus desviaciones admisibles

- Mediante sus medidas límites

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Especifican

- Anotación con condición de envolvente E

E

E eje

agujero

Cuando se debe utilizar la condición de envolvente?

?

Se utiliza cuando hay que garantizar una exigencia del ensamblado.

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Exigencias de envolvente para un cilindro

a1

a2

a3

39,85  ai  39,95 la pieza esta « BIEN » cuando la dimensión del eje no sobrepasa su envolvente

39,95

39,95

40  E

Para un cilindro, la envolvente esta definida de un agujero perfecto donde el diámetro es igual al diámetro máximo del eje.

a1

a2

a3

39,85  ai  39,95 la pieza esta « MAL » ella sobrepasó su envolvente

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Exigencias de envolvente para un agujero

40  E

Para un agujero, la envolvente esta definida por un cilindro perfecto donde el diámetro es igual al diámetro mínimo del agujero.

c1

c3

40  ci  40,05 la pieza esta « BIEN » cuando ella no sobrepasa su envolvente

c2

c3



c2



c1

40  ci  40,05 la pieza esta « MAL » ella sobrepasó su condicion de envolvente

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Ejemplo de indicación de un ajuste ISO

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TOLERANCIAS DE COTAS ANGULARES ISO 129-1:2004 Dibujos Técnicos. Tolerancias de cotas lineales y angulares INSCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DE UNA COTA ANGULAR.

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VERIFICACION DE LA TOLERANCIA - Las tolerancias son necesarias al construir una pieza, para asegurar una calidad mínima de fabricación. - Una vez realizada la pieza, se debes comprobar que sus dimensiones cumplen las

tolerancias especificadas. El departamento de calidad debe establecer el procedimiento de control de calidad, seleccionando los instrumentos de medida que permitan verificar las dimensiones. Existen dos formas de verificar las tolerancias dimensionales: Medición indirecta: se utilizan varios métodos e instrumentos, el más común es el de las galgas ó calibres fijos. Medición directa: se usan generalmente micrómetros.

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VERIFICACIÓN DE LAS PIEZAS QUE FORMAN AJUSTES Calibres PASA – NO PASA Calibres tipo tampón

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Calibres tipo herradura

Tolerancias recomendadas para ajuste de chaveras

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84

APLICACIONES

1.En la figura se representan las tolerancias de un ensamblaje de eje con chaveta.

a). Establecer el tipo de ajuste producido entre chaveta-eje y chaveta-alojamiento y especificar el juego o aprieto máximo y mínimo generados en los dos casos. b) Determinar el ajuste eje-alojamiento, siguiendo la notación normalizada ISO, si el agujero del alojamiento presenta una tolerancia de calidad 9 y el montaje se efectúa con un juego mínimo de 60 μm y un juego máximo de 180 μm siguiendo el sistema de agujero base.

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1.

Alojamiento

2.

Eje

3.

Chaveta

5-EJE CONDUCIDO 4-SEMIACOPLAMIENTO CONDUCIDO

2.APLICACIÓN

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Partiendo de la figura se pide: a. Determinar el ajuste ISO entre el eje conductor y el semiacoplamiento conductor que garanticen un juego mínimo de 40 micras y un juego máximo de 220 micras para un diámetro nominal de 50 mm, utilizando el sistema de agujero base b. Determinar las dimensiones extremas del ancho del diente de 3-DIENTE DE ARRASTRE arrastre y de su alojamiento sabiendo que tienen un ajuste 25 D9 / f8. Determinar también los valores máximo y mínimo de dicho 2-SEMIACOPLAMIENTO ajuste c. Determinar el ajuste ISO entre el eje conductor y el semiacoplamiento conductor que 1-EJE CONDUCTOR garanticen un juego mínimo de 40 micras y un juego máximo de 210 micras para un diámetro nominal de 50 mm empleando el sistema de eje base.

3. En el montaje de un rodamiento en su eje (diámetro de 40 mm.) se establece un apriete que oscila entre mínimo 9 y máximo 50 μm. Proponer las tolerancias a aplicar, siguiendo la técnica del agujero único, la notación normalizada ISO y considerando calidades IT5, IT6, IT7 o IT8.

4. En el caso del montaje del rodamiento en un árbol (con diámetro de 20 mm.) se establecerá con un apriete que debe oscilar entre mínimo 9 y máximo 31 μm. Proponer las tolerancias a aplicar, siguiendo la técnica del agujero único, la notación normalizada ISO y considerando calidades IT5, IT6 o IT7.

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4. Interpretar cada una de las tolerancias dimensionales y geométricas indicadas en el siguiente plano.

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5. Interpretar cada una de las tolerancias dimensionales y geométricas indicadas en el siguiente plano.

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