Trabajo de investigación

Temas

I n t e r c a m b i a b i l i d a d

N o r m a s d e a j u s t e s y

t o l e r a n c i a s

1 | P á g i n a

Índice

O b j e t i v o ................................................................................................................................3

I n t r o d u c c i ó n ................................................................................................................3

I n t e r c a m b i a b i l i d a d .........................................................................................4

N o r m a s d e a j u s t e s y t o l e r a n c i a s .....................................5

I S O . - S i s t e m a s d e t o l e r a n c i a p a r a l o s l í m i t e s y a j u s t e s .....................................................................................................................................8

G r a d o I n t e r n a c i o n a l d e l a T o l e r a n c i a ( I T ) ..........................8

N o r m a s i n t e r n a c i o n a l e s p a r a a j u s t e s y t o l e r a n c i a s ...................................................................................................................10

I d e a e l e m e n t a l s o b r e n o r m a l i z a c i ó n ......................10

N o r m a s i n t e r n a c i o n a l e s p a r a a j u s t e s y t o l e r a n c i a s ...................................................................................................................11

S i s t e m a I S O d e t o l e r a n c i a s y a j u s t e s ................11

S i s t e m a e s t á n d a r d e t o l e r a n c i a s y a j u s t e s.............................................................................................................................................................12

H e r r a m i e n t a s p a r a e l c á l c u l o d e a j u s t e s .....14

C o n c l u s i o n e s ............................................................................................................16

B i o g r a f í a s ......................................................................................................................18

2 | P á g i n a

O b j e t i v o

Calcular y determinar al ajuste o tolerancia de un elemento de máquina y

representarlo en base a las normas internacionales.

I n t r o d u c c i ó n

Para el proyectista es fácil especificar una cierta dimensión, 65mm o 2 ½

pulgada, por ejemplo, pero para el operario o para la máquina que fabrica la pieza

correspondiente es muy difícil obtener exactamente dicha dimensión, o sea 65.0000

mm, o bien 2.50000 pulgadas. En general, cuanto más se aproximan estas

dimensiones prácticas al valor exacto, que recibe el nombre de medida o tamaño

nominal, más costoso será la fabricación.

Si el proyectista no sabe nada acerca de la variabilidad natural de un proceso de

fabricación, es que no está capacitado para especificar la mejor tolerancia, Ya

hemos visto algo de como varia la resistencia de un material de una misma

especificación. Análogamente, una pieza de 65 mm sale de la maquina con una

dimensión mayor o menor de 65 mm, pudiendo ser la diferencia menor que una

millonésima de milímetro o mayor que varias centésimas de milímetro.

¿Cuánto puede diferir? Esta pregunta se puede contestar estadísticamente si se

dispone de suficiente información sobre el proceso. Sin los métodos estadísticos no

se puede obtener una respuesta satisfactoria. Por esta razón, los proyectistas de

elementos de máquinas deben conocer el análisis estadístico aplicado a los

procesos de fabricación.

3 | P á g i n a

I n t e r c a m b i a b i l i d a d

Los juegos y tolerancias son necesarios en la práctica cuando tengan que ser

producidas muchas partes o piezas apareadas. Si solo se pretendiera hacer una de

las conexiones de yugo u horquilla se obtendrían buenos resultados en una fábrica

pequeña describiendo el ajuste al operario y permitiéndole libertad de acción en lo

restante o sea dejándolo en su juicio. Pero si hay que fabricar muchas piezas, la

manufactura intercambiable que es el factor básico de nuestra técnica de

producción de masa es esencial desde el punto de vista económico.

En un sistema de fabricación de piezas completamente intercambiables el

operario que dispone de una caja de horquillas otra de extremos de varillas y otra de

pernos debe poder acoplar satisfactoriamente un perno cualquiera en cualquier

varilla u horquilla. Cuando las condiciones impuestas por la ingeniería requieran

ajustes de más precisión que los obtenibles económicamente siguiendo un plan de

absoluta intercambiabilidad se recurre al sistema de intercambiabilidad selectiva .En

este caso las piezas fabricadas se clasifican en dos o más grupos de medidas.

Entonces como hay dos grupos los pernos mayores se ensamblaran en lo agujeros

mayores y en los pernos menores en los agujeros menores.

Con este sistema se consiguen ajustes más precisos y más económicos que si

los mismos ajustes se hubiesen obtenido mediante la adopción de menores juegos y

tolerancias pero entonces hay que hacer una inspección al 100% de la producción.

La razón es que el coste de la obtención de pequeñas tolerancias puede

aumentar muy rápidamente. También será a veces más barato la fabricación con

rechazo de algunas piezas que adoptan los medios necesarios para la producción

de todas las piezas dentro de las tolerancias

Si se adopta el sistema de intercambiabilidad selectiva no deben perderse de

vista el problema de que es obligado dar satisfacción al usuario.

4 | P á g i n a

N o r m a s d e a j u s t e s y t o l e r a n c i a s

Son muchos los sistemas de tolerancia y juegos existentes. Algunas compañías

adoptan sus propias normas. En Norteamérica La American Standards Association

(Asociación Americana de Estándares), ASA standard B 4.1-1955 ha clasificado los

ajustes de rotación libre y deslizante como sigue:

RC 1.- Ajustes deslizantes apretados.

Para situaciones exactas de piezas que deban montarse sin juego perceptible.

RC 2.- Ajustes deslizantes.

Estos permiten el movimiento y el giro fácil de las piezas, pero no tienen por fin

que marchen libremente. Con un pequeño cambio de temperatura en las

dimensiones mayores el ajuste puede agarrotarse.

RC 3.- Ajustes de rotación libre de precisión.

Para conjuntos de precisión que funcionan a baja velocidad, carga ligera y

pequeño cambio de temperatura.

RC 4.- Ajustes de rotación apretada.

Para cosos de situación exacta y mínimo juego pero con valores moderados de

velocidad superficial, presión sobre muñón y aumento de temperatura.

RC5 y RC6.- Ajustes de rotación media o semi libre.

Adecuados para velocidades de rotación más elevadas y más fuerte presión

sobre el muñón.

RC 7.- Ajustes de rotación libre.

Adecuados para grandes variaciones de temperaturas y cuando sean admisibles

amplias tolerancias o donde no se precise gran exactitud.

RC8 y RC9.- Ajustes de rotación floja.

Utilizables con materiales tales como ejes y tubos comerciales laminados en frio.

5 | P á g i n a

6 | P á g i n a

[1] TABLA 1.A - AJUSTES DE ROTACIÓN Y DESLIZANTES

7 | P á g i n a

[1] TABLA 1.B - AJUSTES DE ROTACIÓN Y DESLIZANTES

I S O . - S i s t e m a s d e t o l e r a n c i a p a r a l o s l í m i t e s y a j u s t e s

Esta norma puede ser descrita como ISO 286:1988. Este estándar está siendo

descrito en EE.UU. como ANSI (ANSI B4.2-1978). Estándar Nacional Americano

(ANSI B4.2-1978) describe la norma ISO métricas de ajustes y límites para la

máquina de acoplamiento las piezas homologadas para el uso general de la

ingeniería. Este estándar se utiliza como una norma internacional para las

tolerancias de dimensiones lineales. Este sistema es la norma ISO idéntica a la

norma europea (EN 20286:1993) y define un sistema de tolerancias, desviaciones y

ajustes reconocido internacionalmente. 

G r a d o I n t e r n a c i o n a l d e l a T o l e r a n c i a ( I T )

Grado de IT es un grupo de tolerancias. Cada una de las tolerancias de este

sistema está marcado "IT" con el grado de exactitud adjunto (IT01, IT0, IT1... IT18).

Grados de TI referencia ISO 286. La magnitud de la zona de tolerancia es la

variación en el tamaño de la pieza. Los grupos de TI de tolerancias tales que las

tolerancias para un número determinado de TI tienen el mismo nivel relativo de

exactitud, sino que varían dependiendo de la talla básica.

Una parrilla más pequeña de TI número ofrece una zona de tolerancia más

pequeña. El fundamental IT desviación de base agujero se designa con "H", el eje

designado por "h".

Símbolos Tolerancia: El símbolo de la tolerancia se establece mediante la

combinación del número de grado de TI y la letra posición para la tolerancia. Capital

de la letra como "H" para el agujero y letra minúscula como "h" para el eje. 

8 | P á g i n a

Mostrando parte interna de TI símbolo:

Mostrando la parte externa con IT símbolo:

9 | P á g i n a

N o r m a s i n t e r n a c i o n a l e s p a r a a j u s t e s y t o l e r a n c i a s

El primer sistema internacional de ajuste fue creado por la ISA, que es una

asociación internacional de normalización (International Federation of the

Standardiazing Associations). El posterior desarrollo de las normas

internacionales tuvo lugar entre las dos guerras mundiales a través de una

asociación de normas, la ISO, que abarca a todos los países industriales del

mundo (International Organisation for Standardization). Así están normalizados

por ISO entre muchas otras las siguientes materias; números normalizados,

temperaturas de referencia de los instrumentos de medida y de las piezas,

roscas métricas, uniones de árboles por chavetas, placas de metal duro, conos

de herramientas, colores para señales ópticas. Las normas ISO para tolerancias

y ajustes corresponden a las normas DIN 7157.

I d e a e l e m e n t a l s o b r e n o r m a l i z a c i ó n

Con objeto de que todos los fabricantes y operarios de una misma nación y a

ser posible de todas las naciones del mundo hablen un mismo idioma en lo que a

comprensión de dibujos y planos se refiere, en cuanto a la fabricación de

materiales de todas clases en todas las ramas de la industria y en cuento a las

medidas de elementos de máquinas, etc., se lanzó la idea de unificar normas de

concepción, fabricación y representación, que ahorrase tiempo y energía a todos

y borrase la anarquía existente en la industria, similar a la que había en el

comercio antes de la implantación del Sistema Métrico Decimal.

Por ello cada nación tiene interés extraordinario en establecer e imponer

normas de unificación para la representación de signos convencionales de

dibujos, materiales, medidas, etc.

La ventaja de la normalización:

a) Reducción del número de elementos simples usados en mecánica.

b) Simplificación de la designación de estos elementos.

c) Unificación de sus reglas de construcción.

10 | P á g i n a

La normalización es ventajosa no solamente para la empresa individual, sino

también para la totalidad de la industria, del comercio y de la economía nacional

en general.

N o r m a s i n t e r n a c i o n a l e s p a r a a j u s t e s y t o l e r a n c i a s

En la fabricación individual las piezas de máquina que han de encajar entre si

se ajustan, por lo general individualmente.

En la fabricación en serie este procedimiento resultaría antieconómico. Las

piezas tienen que poderse montar, y en caso necesario poderse recambiar, sin

trabajo alguno posterior, independientemente de dónde y por quien haya sido

fabricadas. Esta intercambiabilidad es solamente posible cuando existan unas

directrices unificadoras (normas) para ajustes. De este modo surgieron a lo largo

de tiempo las normas de ajuste de taller, después las normas de ajuste DIN (para

Alemania) y finalmente de ajuste internacionales.

El primer sistema internacional de ajustes fue credo por la ISO que es una

asociación de normas internacional. Este sistema de ajustes sustituyó en

Alemania al sistema de normas de ajuste DIN.

El posterior desarrollo de las normas internacional tuvo lugar entre las dos

guerras mundiales a través de una asociación de normas la ISO, que abarca a

todos los países industriales del mundo ( International Organization for

Standarization ). Así están normalizados por ISO entre otras las siguientes

materias: Numero normalizados, temperaturas de referencia de los instrumentos

de medida y de las piezas, roscas métricas, uniones de árboles de chavetas,

placas de corte de metal duro, conos de herramientas, colores para seriales

ópticas, etc.

S i s t e m a I S O d e t o l e r a n c i a s y a j u s t e s

El sistema ISO de Tolerancias y Ajustes se emplea en la mayoría de los

países industrializados adictos al sistema métrico. En este sistema a cada pieza

se le asigna una media nominal, entonces los límites superior e inferior entre los

que puede variar la dimensión real se definen por su desviación respecto a la

11 | P á g i n a

nominal, cuyo valor y asigno se obtienen restando esta de cada limite en

cuestión. La diferencia entre los límites, de medida de cada pieza recibe el

nombre de campo de tolerancia, que es un valor absoluto desprovisto de signo.

El sistema ISO admite tres clases de ajuste

Ajuste con huelgo.

Ajuste incierto (el conjunto puede representar huelgo o apriete).

Ajuste con apriete o interferencia.

Puede emplearse un sistema basado en el eje o un sistema basado en el

agujero. Para una medida nominal dada, puede especificarse toda una gama de

campos de tolerancia y desviaciones respecto a la línea de desviación nula,

llamada línea cero. El campo de tolerancia es función de la media y se designa

mediante un número simbólico, llamado grado o calidad de tolerancia. La

posición de campo de tolerancia con relación a la línea cero se representa

mediante una letra o dos; mayúscula para los agujeros y minúscula para los ejes.

Así la especificación de un agujero y eje con una medida nominal de 45 mm.

Podría ser 45 H8/g7.

S i s t e m a e s t á n d a r d e t o l e r a n c i a s y a j u s t e s

En todo el mundo hay en uso muchos estándares de tolerancia y ajustes, por

ejemplo en Reino Unido se manejan dos:

BS 1916: 1953 Tolerancias y ajustes (unidades inglesas) .

BS 4500: 1969 Tolerancias y ajustes (unidades métricas) .

Los BS 4500 se basan en el trabajo de la ISO y son adecuados para usarlos

en toda clase de trabajos, desde instrumentos de precisión hasta equipos para la

industria pesada. En BS 4500 proporciona las especificaciones de tolerancias

dentro de los sistemas basados en agujeros o en eje para tamaños particulares

de piezas y tipo de trabajo.

Las tablas que se manejan suministran veintiocho tipos de ejes, designados

por letras minúsculas a, b, c, d, e, etc., y veintiocho tipos de agujeros, designados

mediante letras mayúsculas A, B, C, D, E, etc. El grado de tolerancia para cada

tipo de eje o de agujero viene designado por los números 0, 1, 2,..., 6 dando así

18 grados de tolerancia en total.

12 | P á g i n a

La letra indica la posición de la tolerancia con respecto al tamaño básico se le

llama desviación fundamental, y el numero indica la magnitud de la tolerancia

fundamental. Un eje queda totalmente definido por su tamaño básico, letra y

número, por ejemplo 75 mm h6. En forma análoga, un agujero queda

completamente definido mediante su tamaño básico, letra y número, por ejemplo

75 mm H7. La forma en que se especifica un ajuste de juego de precisión

empleando la combinación de agujero y eje es 75 mm H7/h6.

La tabla 10.1 muestra la forma en que la ISO organizó un sistema de dieciocho

calidades designadas por: IT 01, IT 0, IT 1, IT 2, IT 3,…, IT 16, cuyos valores de

tolerancia se indican para 13 grupos de dimensiones básicas, hasta un valor de

500 mm. De los datos se puede notar que la tolerancia depende tanto de la

calidad como de la dimensión básica.

Tabla 10.1 Tolerancias fundamentales en micrómetros (µm) (tolerancias ISO,

menos de 500 mm)

13 | P á g i n a

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:

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. (universidad

nacional de mar del plata, 2013)

14 | P á g i n a

C o n c l u s i o n e s

José Alfredo Jimenez Mares.- Es de gran importancia conocer los parámetros de

los ajustes y tolerancias y basarnos a las normas establecidas para tener una buena

eficacia en nuestro diseño y/o sistema, tomar en cuenta la intercambiabilidad para

así mejorar la calidad de la pieza de acuerdo a la necesidad del diseñador.

Emanuel Duarte Juárez.- Es muy importante estos temas en el diseño ya que

gracias a estos puntos el producto a diseñar estaría completo y/o satisfactorio.

Luis Freddy Barocio Fernández.- Es importante conocer los juegos y tolerancias

para la elaboración de las piezas para que todo quede a la perfección y así prevenir

alguna falla. Y por otro lado para cuando una pieza falle sea fácil de remplazar por

que todo va inspeccionado al 100% para que no halla falla, por eso se tiene que

respetar las normas de seguridad.

Omar Yair Rincón Ramírez.- Las tolerancias y ajustes son de suma importancia

debido a que no se debe sobrepasar las medidas establecida y normalizadas para

optimizar el uso de los prototipos o partes de alguna maquinaria, mecanismo, etc.

Brandon Cernas Cevallos.- 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

15 | P á g i n a

B i o g r a f í a s

[1] MORING FAIRESVIRGIL.TOLERANCIAS Y JUEGOS.”DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS “(pg. 100-112).EDITORIAL LIMUSIA.

[2] http://www.cobanengineering.com/Tolerancias/Sistema_de_la_Tolerancia.asp

[3]http://www.monografias.com/trabajos98/sistema-ajustes-y-tolerancias/sistema-ajustes-y-tolerancias.shtml#ixzz3jwjFT7zw

[4] http://www.sites.upiicsa.ipn.mx/polilibros/portal/polilibros/p_terminados/procman-Aguilar-Oros/UMD/Unidad5/Contenido/5.b.htm

[5] http://www.utp.edu.co/~lvanegas/disI/Cap10

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