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UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS

Dibujo de Ingenieria 2

SEMANA 09: Tolerancias dimensionales Lima – 2016-1

MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

INTRODUCCIÓN La evolución tecnológica generó: Necesidad de piezas más precisas. Creación de normas. Estandarización de las mismas.  En la realidad no es posible conseguir dimensiones exactas.  En la práctica, lo importante es que las piezas cumplan su función, por esto se aceptan variaciones de las dimensiones dentro de un intervalo de TOLERANCIAS.  El propósito de una TOLERANCIA es especificar un margen para las imperfecciones en la construcción de una parte o un componente de una máquina o equipo. MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

Las TOLERANCIAS permiten generar piezas estandarizadas para enlazar unas con otras y generar conjuntos, mecanismos más complejos.

La fabricación en serie de elementos mecánicos se basa en el principio de intercambiabilidad entre elementos con las mismas especificaciones.

TOLERANCIA, ES LA VARIACIÓN QUE SE PERMITE EN LAS DIMENSIONES DE UNA PIEZA CON REFERENCIA A SU MEDIDA NOMINAL.

MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

TIPOS DE TOLERANCIAS TOLERANCIAS DIMENSIONALES: afectan a las medidas de una cota de la pieza. TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS: afectan a la forma y posición de la geometría de la pieza.

MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

TOLERANCIAS DIMENSIONALES

MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

DEFINICIONES Eje es cualquier pieza en forma de cilindro o prismática que debe ser acoplada dentro de otra (en minúsculas). Agujero es el alojamiento del eje (mayúsculas). Dimensión nominal (dN para ejes y DN para agujeros) es el valor teórico que tiene una dimensión, respecto al que se consideran las medidas límites. Dimensión efectiva (de para ejes y De para agujeros) es el valor real de una dimensión, que ha sido determinada midiendo sobre la pieza ya construida. Dimensiones límites son los valores extremos que puede tomar la dimensión efectiva: •Dimensión máxima (dM para ejes y DM para agujeros) •Dimensión mínima (dm para ejes y Dm para agujeros)

MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

Tolerancia dimensional (t para ejes y T para agujeros) es la variación máxima que puede tener la medida de una pieza. t = dM – dm

T = DM –Dm

Línea de referencia o línea cero: es la línea recta que sirve de referencia para las desviaciones o diferencias y que corresponde a la dimensión nominal Diferencia o desviación superior (ds /Ds) es la diferencia algebraica entre la dimensión máxima y la dimensión nominal. ds = dM – dN

Ds = DM –DN

Diferencia o desviación inferior (di / Di) es la diferencia algebraica entre la dimensión mínima y la nominal. di = dm – dN

Di = Dm – DN MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

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. Diferencia fundamental, es la desviación más próxima a la dimensión nominal. Línea de referencia o línea cero: es la línea recta que sirve de referencia para las desviaciones o diferencias y que corresponde a la dimensión nominal

MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

EJEMPLO NUMERICO SOBRE LAS DEFINICIONES AGUJERO

EJE

DN = 50

dN = 50

DM = 50.03

dM = 49.98

Dm = 50.01

dm = 49.95

T = DM – Dm = 0.02

t = dM – dm = 0.03

Ds = DM – DN = 0.03

ds = dM – dN = -0.02

Di = Dm – DN = 0.01

di = dm – dN = -0.05

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REPRESENTACIÓN DE TOLERANCIAS DIMENSIONALES. Las tolerancias dimensionales se pueden representar en los dibujos de varias formas: 1.- CON SU MEDIDA NOMINAL SEGUIDA DE LAS DESVIACIONES LIMITES Las unidades son las mismas que la dimensión nominal. Normalmente serán milímetros. El numero de cifras decimales debe ser el mismo en las dos diferencias, salvo que una de ellas sea nula. Las diferencias superior e inferior pueden ser de valor positivo o negativo.

MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

2.- CON LOS VALORES MAXIMO Y MINIMO a)

Si los valores están limitados en máximo y mínimo es suficiente con poner los valores limite.

b)

Si la medida esta limitada en un sentido único, después de la cifra de cota se debe colocar la indicación de máx. o min.

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3.- CON LA NOTACION NORMALIZADA ISO Los símbolos ISO utilizados para representar las tolerancias dimensionales son: I.

Dimensión nominal ( en milímetros).

II.

Una letra representativa de la posición de la zona de tolerancia (minúscula para ejes, mayúscula para agujeros).

III.

Un numero representativo de la anchura de la zona de tolerancia (Calidad de la tolerancia).

40 f 7 DIMENSIÓN NOMINAL

POSICIÓN DE LA ZONA DE TOLERANCIA

GRADO O CALIDAD DE LA TOLERANCIA

GRADO O CALIDAD DE LAS TOLERANCIAS ( IT ). El número 7 que está después de la letra f representa el Grado o Calidad de Tolerancia (no tiene nada que ver con la calidad de terminado superficial) e influye en forma directa en cuánta tolerancia tendrá una dimensión; es decir, cuántos milésimos (o micrones) podrá variar la medida de una pieza. Se dice micrones de variación porque es la unidad de medida usada en tolerancia (1 milésima o micrón = 0.001 mm). Antes de ver su influencia en la tolerancia, digamos que las calidades de tolerancia son 18 y van desde 01 hasta 16.

MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

RELACIÓN DE LAS CALIDADES DE TOLERANCIA Y SUS USOS MÁS FRECUENTES

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Aunque los constructores puedan escoger las tolerancias que deseen para sus fabricaciones, para la elaboración de piezas que forman ajustes se toman corrientemente las siguientes calidades:

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ULTRAPRECI SIÓN

CALIBRE Y PIEZAS DE GRAN PRECISIÓN

PIEZAS O ELEMENTOS DESTINADOS A AJUSTAR

PIEZAS O ELEMENTOS QUE NO HAN DE AJUSTAR

40 f 7

PARA UNA MISMA COTA NOMINAL: A MAYOR GRADO DE TOLERANCIA, MAYOR TOLERANCIA Y VICEVERSA

8 f 12

330 f 12

PARA UN MISMO GRADO DE TOLERANCIA: A MAYOR COTA NOMINAL ,MAYOR TOLERANCIA Y VICEVERSA

La letra f en la notación 40 f 7 , es la encargada de ubicar el campo de tolerancia con respecto a la medida nominal. Quiere decir que, de acuerdo a qué letra tenga la medida, esto determina cómo estarán ubicadas las tolerancias, y qué medidas máxima y mínima pueden resultar para esa medida nominal.

Indica que es una pieza macho o eje Indica la ubicación del campo de tolerancia respecto de la medida nominal

Indica que es una pieza hembra o agujero

MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

Veamos los siguientes ejemplos: ¿por qué tienen todos el mismo valor de tolerancia?

Sin embargo, al tener diferente letra, van a tener diferente ubicación del campo de tolerancia respecto a la medida nominal.

MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

En el siguiente grafico, vemos cómo cada letra, ya sea mayúscula o minúscula, ubica el campo de tolerancia con respecto a la medida nominal. Las posiciones: p,r,s,t,u,v,x,y,z,za,zb,zc tienen como diferencia fundamental di (+)

Las posiciones: a,b,c,d,e,f,g,h tienen como diferencia fundamental ds (-)

POSICIONES DE LAS TOLERANCIAS ISO PARA EJES

Las posiciones: A,B,C,D,E,F,G,H tienen como diferencia fundamental Di (+)

Las posiciones: P,R,S,T,U,V,X,Y,Z,ZA,ZB,ZC tienen como diferencia fundamental Ds (-)

POSICIONES DE LAS TOLERANCIAS ISO PARA AGUJEROS MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

Luego de esto, y volviendo a los ejemplos planteados (40 f7; 40 r7; 40 h7) , los representamos gráficamente y tendremos:

Podemos observar cómo cambian las medidas máximas y mínimas según dónde esté ubicado el campo de tolerancia. Si bien las letras ubican el campo de la tolerancia, todavía nos falta saber a qué distancia lo ubica. Es decir, sabemos que las letras ubican el campo de tolerancia por abajo, por arriba o sobre la nominal, pero ¿a qué distancia está f, por ejemplo, de la nominal? MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

Una vez ubicada la medida nominal, se busca la letra con la calidad, y se sacan las tolerancias. Por ejemplo, si queremos buscar la tolerancia para 40 f7, realizaremos lo siguiente: Observamos que para la letra f (eje) , la diferencia fundamental es ds (negativa)

HEGCH

De la tabla, cruzamos columna (posición) y fila (cota nominal) ; obteniéndose como ds=-25 micras = -0,025 mm.

Esto quiere decir que para 40 f7 tendremos: ds = -0,025

t = ds - di t = 0,025 = -0,025 – di di = -0,050

ds = dM - dN di = dm - dN

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EJEMPLOS a) 40 F8 •Cota Nominal, DN = 40 mm. •La posición de la Tolerancia es “ F “ ( por ser mayúscula significa agujero ) •Grado de Calidad IT8, de la Tabla, para DN = 40 tenemos T = 39 micras = 0,039 mm

Para obtener la tolerancia para  40 F8, observamos que para la letra F (agujero) , la diferencia fundamental es Di (positiva) Las posiciones: A,B,C,D,E,F,G,H tienen como diferencia fundamental Di (+)

Las posiciones: P,R,S,T,U,V,X,Y,Z,ZA,ZB,ZC tienen como diferencia fundamental Ds (-)

MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

De la tabla, cruzamos columna (posición) y fila (cota nominal) ; obteniéndose como Di = 25 micras = 0,025 mm.

T = Ds - Di T= 0,039 = Ds – 0,025 Ds = 0,064

Las cotas mínima y máxima del agujero serán : Cota mínima: Dm = DN + Di = 40 + 0,025 luego Dm = 40,025 mm Cota máxima: DM = DN + Ds = 40 + 0,064 luego DM = 40,064 mm

b) 40 h9 •Cota Nominal, dN = 40 mm. •La posición de la Tolerancia es “ h” ( por ser minúscula significa eje ) •Grado de Calidad IT9, de la Tabla 1.1, para dN = 40 tenemos t = 0,062 mm

MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

Para obtener la tolerancia para  40 h9, observamos que para la letra h (eje) , la diferencia fundamental es ds (negativa) Las posiciones: p,r,s,t,u,v,x,y,z,za,zb,zc tienen como diferencia fundamental di (+)

Las posiciones: a,b,c,d,e,f,g,h tienen como diferencia fundamental ds (-)

De la tabla, cruzamos columna (posición) y fila (cota nominal) ; obteniéndose como ds = 0 micras = 0 mm.

t = ds - di t= 0,062 = 0 – di di = -0,062

•Las cotas máxima y mínima del eje serán: Cota máxima: dM = dN + ds = 40 + 0,000 luego dM = 40,000 mm Cota mínima: dm = dN + di = 40,000 - 0,062 luego dm = 39,938 m

c) 70 M5 •Cota Nominal, DN = 70 mm. •La posición de la Tolerancia es “ M” ( por ser mayúscula significa agujero ) •Grado de Calidad IT5, de la Tabla 1.1, para DN = 70 tenemos T= 0,013 mm

MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

Para obtener la tolerancia para  70 M5, observamos que para la letra M (agujero) , la diferencia fundamental es Ds

De la tabla anterior obtenemos:   Considerando la nota 2:

 

 

   

DM = 69,994 mm Dm = 69,981 mm

d) 210 j 7 •Cota Nominal, dN = 210 mm. •La posición de la Tolerancia es “ j ” ( por ser minúscula significa eje ) •Grado de Calidad IT7, de la Tabla , para dN = 210 tenemos t = 0,046 mm

MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN

Para obtener la tolerancia para  210 j 7, observamos que para la letra j (eje) , la diferencia fundamental es di

De la tabla anterior obtenemos: Considerando:

 

di

 

t  

ds    d

dM = 210,025 mm dm = 209,979 mm MSc. FRANCISCO MANUEL UGARTE PALACIN