INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍADE ADMINISTRACIÓN INDUSTRIAL

IUTA – SEDE NACIONAL ANACOMATERIA: Herramientas y Equipos

HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

Profesor Autor: Larry Lima Jesús Urbaez

C.I. 19.489.688

Anaco, Mayo de 2014

CONTENIDO

Introducción

.- Saberes declarativos:

.- Conceptos de:

- Ajuste- Tolerancia- Juego mecánico- Holgura- Metrología

.- Tipos de ajustes y tolerancia

.- Sistemas de ajustes

.- Sistemas de tolerancia

.- Relación entre los ajustes y las tolerancias

.- Ajustes y tolerancias en herramientas y equipos

Conclusiones

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INTRODUCCIÓN

La industria a nivel mundial está en una evolución constante, la necesidad por

ser competitivo para mantenerse dentro del mercado y de la preferencia de los

clientes se ha convertido en la razón de actuar tanto de empresas grandes como

pequeñas, pero ¿Qué es lo que el cliente de verdad necesita?, bueno en el siguiente

trabajo podremos apreciar como la confianza de los clientes hacia las empresas se ve

reflejada en la calidad de su trabajo, y es por ésta razón que es imprescindible el uso

de un sistema de ajustes y tolerancias para la fabricación de maquinaria, piezas,

herramientas y equipos. No obstante, la mayoría de las empresas están encargadas

solamente de la fabricación parcial de aquello que se convertirá en el producto final

en otra localidad y muchas veces hasta en otro país, es por esto que el uso de sistemas

de ajustes y tolerancias distintos para cada uno de estos elementos converge en

errores de cálculo, de interpretación y en defectos de ensamblaje. He aquí la

importancia de la unificación a nivel mundial de los sistemas antes mencionados.

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HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

.- Saberes declarativos:

Es aquel tipo de conocimiento sobre: hechos, reglas, conceptos, teorías, que

aluden a la información necesaria para conocer una realidad y moverse en ella".

También se pueden llamar "conceptual".

.- Conceptos de:

- Ajuste

Se denomina Ajuste a la relación mecánica existente entre dos piezas que

pertenecen a una máquina o equipo industrial, cuando una de ellas encaja o se acopla

en la otra.

- Tolerancia

Es la inexactitud admisible de fabricación, y la diferencia entre el valor Máximo y

Mínimo concedido para una determinada dimensión.

T = Tolerancia.

Dmax = Diámetro máximo.

D = Diámetro mínimo.

- Juego mecánico

Se denomina juego (J) a la diferencia entre las medidas del agujero y del eje,

antes del montaje, cuando ésta es positiva, es decir, cuando la dimensión real del eje

es menor que la del agujero: J = De - de > 0

- Holgura

Es la diferencia entre el diámetro efectivo del agujero y el efectivo del eje cuando

el primero es mayor que el segundo.

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- Metrología

La Metrología es la ciencia de la medición, y comprende todos los aspectos tanto

teóricos como prácticos referentes a las mediciones

.- Tipos de ajustes y tolerancia

- Tipos de Ajustes

Hay varios tipos de ajuste de componentes, según cómo funcione una pieza

respecto de otra.

Los tipos de ajuste más comunes son los siguientes:

Forzado muy duro

Forzado duro

Forzado medio

Forzado ligero

Deslizante

Giratorio

Holgado medio

Muy holgado

Se entiende por ajuste forzado en los diferentes grados que existen cuando una

pieza se inserta en la otra mediante presión y que durante el funcionamiento futuro en

la máquina, donde esté montada, no tiene que sufrir ninguna movilidad o giro.

Por ajuste deslizante o giratorio se entiende que una pieza se va a mover

cuando esté insertada en la otra de forma suave, sin apenas holgura.

Ajuste holgado es que una pieza se va a mover con respecto a la otra de forma

totalmente libre.

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En el ajuste forzado muy duro el acoplamiento de las piezas se produce por

dilatación o contracción, y las piezas no necesitan ningún seguro contra la

rotación de una con respecto a la otra.

En el ajuste forzado duro las piezas son montadas o desmontadas a presión

pero necesitan un seguro contra giro, chaveta por ejemplo, que no permita el

giro de una con respecto a la otra.

En el ajuste forzado medio, las piezas se montan y desmontan con gran

esfuerzo, y necesitan un seguro contra giro y deslizamiento.

En el ajuste forzado ligero las piezas se montan y desmontan sin gran

esfuerzo, con mazos de madera, por ejemplo y necesitan seguro contra giro y

deslizamiento.

Los ajustes de piezas deslizantes tienen que tener una buena lubricación y su

deslizamiento o giro tiene que ser con presión o fuerza manual.

Las piezas con ajuste giratorio necesitan estar bien lubricadas y pueden girar

con cierta holgura.

Las piezas con ajuste holgado son piezas móviles que giran libremente y

pueden estar o no lubricadas.

Las piezas con ajustes muy holgados son piezas móviles con mucha tolerancia

que tienen mucho juego y giran libremente.

.- Sistemas de ajustes

Los sistemas de ajuste se utilizan para reducir y simplificar la

enorme variedad de ajustes posibles.

A. Sistema de agujero base o agujero único

El sistema del agujero base o agujero único es un sistema de

ajuste en el que las diferencias fundamentales de todos los

agujeros son iguales (agujero único). El sistema ISO elige un

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agujero cuya diferencia inferior es nula, es decir, la zona de

tolerancia está en posición H. De esta forma los diferentes

ajustes (juegos y aprietos) se obtienen a partir de un agujero con

la zona de tolerancia en posición H y un eje con posición

variable en función del tipo de ajuste. La calidad del agujero

también puede ser variable.

               

      B.    Sistema de eje base o eje único

El sistema de eje base o eje único es un sistema de ajuste en

el que las diferencias fundamentales de todos los ejes son

iguales. El sistema ISO elige un eje cuya diferencia superior es

nula, es decir, la zona de tolerancia está en posición h. De esta

forma los diferentes ajustes (juegos o aprietos) se obtienen a

partir de un eje con la zona de tolerancia de posición h y un

agujero con posición variable en función del tipo de ajuste. La

calidad del eje también puede ser variable.

               

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        C.    Sistema mixto

Se denomina sistema mixto a 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 recurrir a este sistema cuando por algún

motivo no se puedan utilizar ni los sistemas de agujero ni los

sistemas de eje base.

.- Sistemas de tolerancia

Es el resultado de estudios, realizados a nivel internacional, para unificar los

existentes en diversos países y así posibilitar el intercambio. Se ha pretendido hacerlo

sencillo y suficiente para las aplicaciones y necesidades de la industria mecánica. Los

conceptos que componen el sistema son:

Temperatura de referencia

La temperatura de medición adoptada es de 20ºC.

Unidades de medida

La unidad de dimensiones en el sistema ISO es el milímetro (mm) y la unidad de

tolerancias y diferencias es la milésima o micra (μ) también (μm).

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La estructura del sistema de tolerancias ISO está basada en la posición de la zona de

tolerancia respecto a la línea cero o de referencia y el valor de la tolerancia se hace

depender de la magnitud de la medida nominal (figura 1). Las posiciones

consideradas se designan por letras mayúsculas para agujeros y minúsculas para ejes

en la figura se muestran las establecidas.

Figura 1

Las magnitudes de las tolerancias se hacen depender para un mismo grupo de

medidas nominales de una escala con 18 escalones denominada calidad IT y

designada por los números 01, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 y 16.

Los valores de las tolerancias IT son función de la magnitud de los diámetros. De esta

forma la designación de una tolerancia se realiza con letras y números,

correspondiendo las primeras a la posición de la tolerancia y su magnitud por las

cifras IT, ejemplo 40 H7 con límites correspondientes a 40,000 y 40,025.

(Universidad politécnica de Madrid, 2008)

Las Normas ISO 286 establecen:

Un sistema de tolerancias.

Un sistema de ajustes.

Un sistema de calibres límites para la verificación y control de piezas.

Las ventajas que se obtienen al implementar el sistema ISO son las siguientes:

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Intercambiabilidad.- Característica de un sistema de fabricación en el que todas las

piezas obtenidas responden a los requisitos fijados de antemano.

Economía de materias primas: menor cantidad de rechazos.

Aumento de la productividad.

Economía de mano de obra correctiva: se evitan los retoques y ajustes manuales en

las superficies de asiento.

Facilidad de montaje: no hay dificultades por estar la pieza dentro de la tolerancia.

Puede sistematizarse y/o automatizarse la operación.

.- Relación entre los ajustes y las tolerancias

La fabricación de piezas en serie en la actualidad nos ha llevado a una serie de

normas y reglas que seguir para hacer eficiente y correcto estos procesos, cuando

fabricamos una pieza por ejemplo, necesitamos magnitudes significativas y

cuantificables propias del producto industrial (sea alguna de sus dimensiones,

resistencia, peso o cualquier otra), por lo que se le asignan tolerancias de mediciones

que son todas esas medidas máximas a las que una pieza se le puede permitir estar

fabricada.

Ya que tenemos la idea de las tolerancias en la fabricación de de piezas, nos

dirijamos a los ajustes, estos son la relación que existe entre dos piezas que

pertenecen a una misma máquina o equipo industrial, cuando de una depende la otra o

en una de ellas encaja en la otra.

Es de suma importancia la correlación del ajuste y la tolerancia, un eje y un

cople por ejemplo, si uno de ellos tiene una medida nominal por encima de esa

tolerancia, las dos piezas simplemente no ajustaran y será imposible encajarlas. Por

ello la existencia de normas aplicables en función de diámetros del eje y del orificio.

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.- Ajustes y tolerancias en herramientas y equipos

Al producir piezas en serie es necesario verificar que tienen la calidad

adecuada de forma que no se deban descartar componentes al final del proceso debido

a que no encajan al ensamblar las máquinas. Es por ello que las empresas

instrumentan departamentos de control de calidad que realizan mediciones y

verificaciones de las herramientas y equipos, para garantizar que la calidad pieza es la

adecuada o detener la producción en caso de encontrar fallos en el proceso. Antes de

iniciar la producción en serie la máquina-herramienta recibe una calibración adecuada

según la operación de mecanizado a ejecutar. Luego de realizada la primera pieza

recibe un riguroso control de todos los parámetros de calidad involucrados. Si el

resultado es positivo, el control de calidad del proceso pasa a ser realizado por el

operario de la máquina, para lo cual debe disponer de los instrumentos de medición,

galgas y calibres que sean necesarios.

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CONCLUSIÓN

Las tolerancias son muy importantes en la elaboración, fabricación de

cualquier material que es utilizado en la Industria ya que permite tener un mínimo

grado de diferenciación, esto permitirá variar un poco a la dimensión especificada ya

que al momento de estar en la fabricación existe la posibilidad de que haya

variaciones en el material o en los instrumentos ya que en ocasiones las maquinas se

calientan demasiado o simplemente exista un desgaste en las herramientas estas son

causas de las tolerancias que se producen.

A) Tolerancia. Es la cantidad total que le es permitido variar a una dimensión

especificada, donde es la diferencia entre los límites superior e inferior especificados.

B) Ajuste. Es el juego o apriete que, como consecuencia de las medidas

establecidas y toleradas admitidas, existen entre las partes en contacto.

Diferencias entre tolerancia y ajuste. La tolerancia es un límite que permite las

dimensiones de algún objeto y el ajuste es la consecuencia de la tolerancia admitida y

establecida.

Los sistemas de ajustes y tolerancias al igual que todo sistema estandarizados

proveen facilidad de trabajo, de comunicación, eficiencia y calidad de los productos a

las empresas en las que están implementados, pero esto no basta, por más

normalizados que estén los procesos de una industria, la verdadera uniformidad se

dará solamente cuando se hay unificado el uso de un solo sistema a nivel global para

así de esta manera asegurar la intercambiabilidad de cualquier pieza, de cualquier

empresa del mundo.

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