INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICOSANTIAGO MARIOEXTENSIN-MATURIN

AJUSTE Y TOLERANCIA

Asesora:Ing. Franya Contreras

Maturn, Abril 2015

Tolerancias DimensionalesPara poder clasificar y valorar la calidad de las piezas diseadas para productos industriales se han introducido tolerancias dimensionales. Mediante estas se establece un lmite superior y otro inferior, dentro de los cuales tienen que estar las piezas buenas. Segn este criterio, todas las dimensiones deseadas, llamadas tambin dimensiones nominales, tienen que ir acompaadas de unos lmites que les definen un campo de tolerancia. Muchas cotas de los planos, llevan estos lmites explcitos, a continuacin del valor nominal.Todas aquellas cotas que no estn acompaadas de lmites dimensionales explcitos tendrn que cumplir las exigencias de las normas de Tolerancias generales que se definen en el campo del diseo. Despus del proceso de medicin, siguiendo el significado de las tolerancias dimensionales las piezas industriales se pueden clasificar en dos grupos: Buenas y Malas. Al primer grupo pertenecen aquellas piezas cuyas dimensiones quedan dentro del campo de tolerancia.Las del segundo grupo se pueden subdividir en Malas por Exceso de material y Malas por Defecto de material. En tecnologas de fabricacin por arranque de material las piezas de la primera subdivisin podran mejorar, mientras que las de la segunda subdivisin en general son irrecuperables. Tolerancias GeomtricasLas tolerancias geomtricas se especifican para aquellas piezas que han de cumplir funciones importantes en un conjunto, de las que depende la fiabilidad del producto. Estas tolerancias pueden controlar formas individuales o definir relaciones entre distintas formas. Es usual la siguiente clasificacin de estas tolerancias: Formas primitivas: rectitud, planicidad, redondez, cilindricidad. Formas Complejas: perfil, superficie. Orientacin: paralelismo, perpendicularidad, inclinacin. Ubicacin: cocentricidad, posicin. Oscilacin: circular radial, axial o total.Valorar el cumplimiento de estas exigencias, complementarias a las tolerancias dimensionales, requiere medios metrolgicos y mtodos de medicin complejos. Simbologa para la tolerancia GeomtricaLa siguiente tabla presenta los smbolos utilizados para la indicacin de las tolerancias geomtricas segn UNE 1121.

Principio de IntercambiabilidadEs un principio aplicado a la produccin en serie de piezas o componentes, que establece que los mismos deben ser fabricados dentro del campo de las tolerancias mximas y mnimas indicadas en los planos constructivos de las piezas. En ese caso las piezas pueden ser utilizadas de forma indistinta en el montaje de las maquinas sin necesidad de ajustes posteriores.La intercambiabilidad es critica cuando se desean conseguir acoplamientos con ajustes deslizantes muy suaves y ajustados porque las tolerancias de fabricacin son muy pquelas y se exigen mecanizados de precisin.La mayor ventaja de la intercambiabilidad se obtiene cuando una maquina sufre una averia y es necesario sustituir las piezas daadas por unas nuevas, estas piezas nuevas se llaman recambios, y si estn construidas de acuerdo al principio de la intercambiabilidad, con las tolerancais adecuadas, se ensamblaran bien y no habr ningn problema. Factores que afectan la toleranciaCuando una pieza de maquina tiene una tolerancia o una dimensin sospechosa, es de gran ayuda conocer los factores que determinan una tolerancia. Estos factores son el uso final de la parte, el costo de la produccin, los mtodos de manufactura y la experiencia del pasado. Uso final: las tolerancias de una pieza estn basadas en el uso o la funcin de la pieza. Algunas piezas requieren tolerancias muy pequeas para que funcionen correctamente. Por ejemplo el motor de un automvil no funcionaria bien si ciertas piezas no fuesen hechas con tolerancias bien estrechas. Contrariamente, hay muchas partes que funcionan bien aunque las tolerancias sean bastante amplias. Las tolerancias se establecen para asegurarse que la pieza funcione como debe ser. Costo: Las tolerancias deben ser establecidas con el costo de produccin en mente. Una pieza con tolerancias muy estrechas cuesta mucho ms que la misma pieza con tolerancias ms grandes. Requerir tolerancias estrechas para asegurarse que las partes encajen bien entre s, resultara muy costoso. Contrariamente, si las tolerancias son muy flojas, el conjunto no funcionara bien. Consecuentemente, las tolerancias deben ser prcticas, teniendo en mente el aspecto fsico a la misma vez que el econmico. Mtodo de Produccin: Todas las operaciones de manufactura tienen muchas variables. La materia prima puede no ser siempre la misma. Las herramientas de filo se gastan en el proceso de cortar el material, los moldes se gastan con los vaciados, las herramientas y las terrajas varan con los cambios de temperatura del ambiente. Todos estos factores y muchos ms, hacen que las dimensiones de la parte cambien durante el proceso. Las tolerancias deben ser prcticas, y permitir algunas variaciones en la manufactura. Experiencia: Las tolerancias deben estar basadas en la experiencia. Usuarios prefieren partes con tolerancias estrechas, y estn dispuestos a pagar para obtenerlas, porque estas son ms fciles de montar y duran mucho ms. Por otra parte, la experiencia indica que hay que abrir las tolerancias para bajar el costo de la manufactura. De cualquier manera, hay que usar la experiencia para juzgar si los valores usados ahora corresponden a los de las piezas originales.

Designacin del TamaoEn teora, es imposible producir una pieza a un tamao exacto, porque cada pieza, si se mide con precisin, se observara que es de un tamao ligeramente diferente, sin embargo, para propsitos de anlisis e interpretacin, se tiene que reconocer un nmero de tamaos distintos de cada dimensin: tamao real, tamao nominal, tamao especificado y tamao de diseo. Tamao real: es el tamao medido de una pieza individual. Tamao nominal: es la designacin del tamao utilizado para propsitos de identificacin general. Se utiliza cuando se hace referencia a una pieza en una lista de partes de un dibujo de ensamblaje, en una especificacin o en otro documento similar. Tamao especificado: Esta es la designacin de tamao especificada en el dibujo, donde el tamao est asociado a una tolerancia. El tamao especificado, por lo general, es idntico al tamao de diseo o, si no hay un margen implicado, al tamao bsico. Tamao de diseo: es el tamao en relacin con el cual se asigna la tolerancia a esa dimensin. En teora es el tamao en el que se basa el diseo del detalle individual, por consiguiente es el tamao que debe ser especificado en el dibujo.

Normas del Sistema mtrico de tolerancia y ajusteEl Comit Internacional de Normalizacin ISO, constituido por numerosos pases, estudi y fij el mtodo racional para la aplicacin de las tolerancias dimensionales en la fabricacin de piezas lisas.En dicho estudio se puede considerar: a) Una serie de grupos dimensionales. b) Una serie de tolerancias fundamentales. c) Una serie de desviaciones fundamentales.a) Grupos Dimensionales: Las medidas nominales se han reagrupado en una serie de grupos dimensionales con el fin de: Reducir el nmero de herramientas, calibres y dems elementos constructivos utilizados en la fabricacin. Evitar el clculo de tolerancias y desviaciones para cada medida nominal

Segn lo anterior, a las diferentes medidas nominales comprendidas dentro de un grupo dimensional se les aplican las mismas tolerancias y desviaciones fundamentales.b) Tolerancias FundamentalesTolerancia Fundamental (IT). En el sistema de tolerancias y ajustes, una cualquiera de las tolerancias de este sistema. Grado de tolerancia. En el sistema de tolerancias y ajustes, conjunto de tolerancias consideradas como corresponde a un mismo grado de precisin para todas las medidas nominales. Se han previsto 20 grados de tolerancia, designados por las siglas IT 01, IT 0, IT 1, ..., IT 18, representativos de la amplitud de la tolerancia, desde la ms fina hasta la ms basta, cuyos valores numricos estn calculados para cada grupo de medidas nominales, constituyendo las tolerancias fundamentales del sistema. Segn se observa en la tabla de tolerancias fundamentales, para una determinada medida nominal, la magnitud de la tolerancia fundamental aumenta al hacerlo tambin el grado de tolerancia, es decir, disminuye la precisin; a su vez, para un determinado grado de tolerancia, la magnitud de la tolerancia fundamental aumenta al hacerlo tambin la medida nominal. La amplitud de la tolerancia aplicable a una dimensin, que por razones de fabricacin ha de ser la mayor posible, depender del uso o servicio que vaya a prestar la pieza a fabricar, a cuyo efecto se establecen los 20 grados de tolerancia. Como gua orientativa se establece la siguiente clasificacin: Los grados de tolerancia IT01 a IT4 para ejes y los grados de tolerancia IT01 a IT5 para agujeros, estn destinados a piezas de la mecnica de precisin (calibres, mecanismos de relojera, etc.). Los grados de tolerancia IT5 a IT12 para ejes y los grados de tolerancia IT6 a IT12 para agujeros, estn destinados a piezas de la mecnica general que han de ajustar. Los grados de tolerancia superiores a IT12, tanto para ejes como para agujeros, estn destinados para piezas o elementos aislados y que no requieren, por tanto, de una exactitud dimensional tan precisa.

c) Posiciones de las ToleranciasEl sistema de tolerancias normalizadas ISO establece una serie de posiciones de la tolerancia con respecto a la lnea cero, fijadas por medio de frmulas empricas dependientes de la medida nominal. Para poder satisfacer las necesidades corrientes de ajustes, se ha previsto para cada grupo dimensional toda una gama de desviaciones, las cuales definen la posicin de las tolerancias con respecto a la lnea cero. Las notaciones para las desviaciones son las siguientes: ES: desviacin superior del agujero. EI: desviacin inferior del agujero. Es: desviacin superior del eje. Ei: desviacin inferior del eje. Desviacin Fundamental. Desviacin elegida para definir la posicin de la tolerancia con respecto a la lnea cero. Se adopta como desviacin fundamental, la ms prxima a dicha lnea. Cada posicin de la tolerancia viene simbolizada por una letra (a veces dos), minsculas para los ejes y maysculas para los agujeros. Posiciones para los EJES. En el caso de ejes, las zonas de tolerancia situadas por debajo de la lnea cero se indican con las letras a, b, c, cd, d, e, ef, f, fg, g, h. La distancia de estas zonas de tolerancia a la lnea cero va disminuyendo desde la posicin a hasta la h. Por su parte, las zonas de tolerancia situadas por encima de la lnea cero se indican con las letras k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc. La distancia de estas zonas de tolerancia a la lnea cero va aumentando desde la posicin k hasta la zc.

Las zonas de tolerancia situadas por encima y por debajo de la lnea cero se indican con la letra j, posicin asimtrica de la tolerancia con respecto a la lnea cero, y js para la posicin simtrica de la tolerancia con respecto a la lnea cero. Para cada smbolo literal que define la posicin de la zona de tolerancia, el valor absoluto y el signo de la desviacin fundamental (desviacin superior es para las posiciones a h y desviacin inferior ei para las posiciones j zc) se determinan mediante frmulas empricas, cuyos resultados se pueden consultar en la siguiente tabla. La otra desviacin se deduce de la desviacin fundamental (ver tabla) sumando o restando el valor absoluto de la tolerancia IT por medio de las relaciones algebraicas siguientes: ei=es-IT es=ei+IT Observacin: excepto para las posiciones j, js y k, los valores de las desviaciones fundamentales son independientes de la calidad de la tolerancia elegida y corresponden a la posicin ms prxima a la lnea cero.

Posiciones para los agujeros. En el caso de los agujeros, las zonas de tolerancia situadas por encima de la lnea cero se indican con las letras A, B, C, CD, D, E, EF, F, FG, G, H. La distancia de estas zonas de tolerancia a la lnea cero va disminuyendo desde la posicin A hasta la H. Por su parte, las zonas de tolerancia situadas por debajo de la lnea cero se indican con las letras K, M, N, P, R, S, T, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC. La distancia de estas zonas de tolerancia a la lnea cero va aumentando desde la posicin J hasta la ZC. Las zonas de tolerancia situadas por encima y por debajo de la lnea cero se indican con la letra J, posicin asimtrica de la tolerancia con respecto a la lnea cero, y Js para la posicin simtrica de la tolerancia con respecto a la lnea cero. Para cada smbolo literal que define la posicin de la zona de tolerancia, el valor absoluto y el signo de la desviacin fundamental (desviacin inferior EI para las posiciones A H y desviacin superior ES para las posiciones J ZC) se determinan mediante frmulas empricas, cuyos resultados se pueden consultar en las siguientes tablas. La otra desviacin se deduce de la desviacin fundamental (ver tablas) sumando o restando el valor absoluto de la tolerancia IT por medio de las relaciones algebraicas siguientes: EI=ES-IT ES=EI+IT Observacin: Las posiciones de las tolerancias de los agujeros son simtricas respecto a la lnea cero con las posiciones homnimas de los ejes; existen, sin embargo, algunas excepciones.

AjusteEs la relacin resultante de la diferencia, antes de ensamblar, entre las medidas de dos elementos, agujero y eje respectivamente, destinados a ser ensamblados. Se entiende que ambos elementos tienen la misma medida nominal. Por otra parte, la forma del eje y agujero se interpreta de forma genrica y puede ser diferente a la cilndrica. JuegoDiferencia entre las medidas, antes de ensamblar, del agujero y del eje, cuando esta diferencia es positiva, es decir, cuando la medida del eje es inferior a la del agujero. Juego mnimo: diferencia positiva entre la medida mnima de agujero (MMin) y la mxima de eje (mmax).Juego mximo: en ajuste con juego o indeterminado, diferencia positiva entre la medida mxima del agujero y la mnima del eje. AprieteDiferencia de las medidas, antes de ensamblar, del agujero y del eje, cuando esta diferencia es negativa, es decir, cuando la medida del eje es superior a la del agujero.Aprieto mnimo: diferencia negativa, antes de ensamblar, entre la medida mxima del agujero y la mnima del eje.Aprieto mximo: en un ajusto con aprieto o en un ajuste incierto, diferencia negativa, antes de ensamblar, entre la medida mnima del agujero y la mxima del eje. Sistemas de AjusteConjunto de ajustes entre ejes y agujeros que pertenecen a un sistema de tolerancias. Dado que existe gran cantidad de combinaciones de posiciones de la zona de tolerancia para seleccionar un ajuste, se han definido dos sistemas de ajustes preferentes: a) Sistema de ajuste de eje nico

Conjunto de ajustes en el que los diferentes juegos o aprietos son obtenidos variando la posicin de la zona de tolerancia en el agujero y dejando fija la posicin de tolerancia en el eje. En el sistema eje nico se toma la posicin h como la posicin nica del eje. En esta posicin la medida mxima del eje es igual a la nominal, luego la desviacin superior del eje (es) es nula.b) Sistema de ajuste de agujero nico. Conjunto de ajustes en el que los diferentes juegos o aprietos son obtenidos por variando la posicin de la zona de tolerancia en el eje y dejando fija la posicin de tolerancia en el agujero. En el sistema agujero nico se toma la posicin H como la posicin nica del agujero. En esta posicin la medida mnima del agujero es igual a la nominal, luego la desviacin inferior (EI) es nula.