Medida NominalPara conocer la forma en que se indica una tolerancia o un ajuste, se debe tener conocimientos bsicos de dibujo tcnico. Por ejemplo, en las siguientes figuras, se representa un eje, conocido tambin como pieza macho, rbol o flecha, y un agujero, tambin denominado pieza hembra o barreno.

La forma en que se indica la medida se llama acotacin o, simplemente, cota. Observe cmo la acotacin para el agujero es interior y para el eje es exterior.Si intentramos que el eje de la figura anterior penetre en el agujero, tendramos dos casos:11. Que el eje fuera ms chico o el agujero ms grande. En este caso, el eje pasara con facilidad.2. Que el eje fuera ms grande o el eje ms chico. En este caso, el eje no pasara.Observemos los dos casos siguientes:

Si esto se presenta en dos piezas, qu pasara si tuviramos que pasar por el mismo agujero 100 ejes?Lo ms probable es que algunas piezas entren y otras no. Esto se debe a que no existe una pieza que se fabrique con idnticas medidas, es decir, no todas las piezas tienen la misma medida. Para evitar esto se aplica una norma o regla que asegure que todas las piezas pasen o no pasen, segn lo que se requiera. Esto se determina tomando como referencia la magnitud que el diseador necesite. A dicha referencia se la llama Medida Nominal.En los dos casos anteriores, la medida o dimensin nominal, tanto para el eje como para el agujero, es de 20 mm.Medida Nominal = 20 mmQu es la Tolerancia?Comenzaremos el desarrollo del tema de las Tolerancias planteando una pregunta:Cmo podemos lograr la intercambiabilidad?La intercambiabilidad en la fabricacin podramos lograrla, tcnicamente, acabando todas las piezas a unas medidas matemticamente exactas y escogidas de tal forma que, entre las partes a encajar, hubiese una diferencia de dimensiones correspondiente a las condiciones de ajuste requeridas.Sin embargo, esto es inaplicable en la prctica. Por qu? porque es materialmente imposible construir una pieza cuyas dimensiones sean matemticamente exactas o iguales a un valor prefijado.Por lo tanto, la intercambiabilidad debe lograrse por otro camino: se deben fijar unos lmites a las dimensiones reales que pueden tener las piezas que forman un acoplamiento y, mediante una adecuada eleccin de estos lmites, se logra que los ajustes entre cualquier par de piezas respondan a las exigencias requeridas.Qu es la Tolerancia?La tolerancia est comprendida entre dos lmites: Lmite inferior: indica la medida mnima que puede tener la dimensin. Lmite superior: indica la medida mxima que puede tener la dimensin.Para el estudio de las tolerancias, el lmite inferior se puede representar por las letras Li y el lmite superior, por las letras Ls. Veamos, ahora, otros conceptos:Dimensin NominalEs la medida que tericamente debera tener la dimensin de una pieza, es decir, la indicada por la cota de aquella dimensin. Esta medida se toma como referencia de valor cero para contar las tolerancias por encima o por debajo de ella, y se le da el nombre de Lnea de 0 (cero).Dimensin EfectivaEs la medida de una dimensin real de una pieza ya fabricada.Observmoslo en la siguiente figura:

El grado de ajuste de un encaje se caracteriza por la diferencia entre la dimensin efectiva de la pieza hembra (o agujero) y la dimensin efectiva de la pieza macho (o eje).Si quisiramos que los 100 ejes entraran en el mismo agujero, estableceramos por norma que el agujero se fabricara con 10 milsimas de milmetro ms grande que la medida nominal, y que los ejes se rectificaran con 10 milsimas de milmetro ms chicos. Esto se representa de la siguiente manera:

Lo que estamos haciendo, es permitir una variacin en la medida nominal para asegurar que los ejes pasen. Es decir, estamos dando una tolerancia.

Cuando las tolerancias se dan a medidas acotadas en milmetros, se recomienda hacerlas en milsimas de milmetros (mm). Esta medida se conoce como micra y se representa con el siguiente signo:Micra = = 0.001 mmLas tolerancias se acostumbra escribirlas delante de la medida nominal. En el caso de los agujeros se escribe arriba y, si son ejes, abajo. Se pueden indicar con nmeros enteros o con decimales. Por ejemplo:Veamos algunos conceptos ms.Si tomamos una de las supuestas 100 piezas y la medimos con un micrmetro, lo que obtenemos, es la Medida Real, que podra ser:MeM = 19.995 mmLa diferencia entre la medida nominal y la real se conoce como Diferencia Real.Diferencia Real Medida Nominal Medida Real20 mm - 19.995 mm = 0.005 mmCuando la tolerancia solo tiene un valor, se la conoce como Tolerancia Unilateral, y el otro valor se considera cero. A veces, este valor cero, no se pone. En estos ejemplos que vimos, es una tolerancia unilateral y se puede indicar as: Si sumamos o restamos las tolerancias a la medida nominal, obtenemos las Medidas Lmite, que son dos para cada acotacin: Medida Mxima y Medida Mnima.

Observemos cmo obtener las medidas mxima y mnima para un agujero y para un eje:

La diferencia entre la medida mxima y la medida mnima es el Campo de Tolerancia o, simplemente la Tolerancia.Vemoslo ms en detalle. Si tenemos las siguientes medidas para un agujero y para un eje:

La diferencia entre la medida mxima y la medida mnima de ambos, en este caso sera:

Tolerancia = 10 = 0.010 mm

Observemos el cuadro con las calidades de tolerancia y sus usos ms frecuentes: Finalmente, podemos decir que, aunque los constructores puedan escoger las tolerancias que deseen para sus fabricaciones, para la elaboracin de piezas que forman ajustes se toman corrientemente las siguientes calidades:

Ejes o piezas macho: Calidades 5 a 11Agujeros o piezas Hembra: Calidades 6 a 11A continuacin, explicaremos cmo influye este nmero llamado Calidad de Tolerancia. Para ello, analizaremos algunos ejemplos en la Tabla A de Tolerancias.

CALIDAD O GRADO DE ACABADO.Los nmeros en la denominacin de las tolerancias indican la Calidad o Grado de Acabado. En los sistemas de normas se consideran 18 calidades de trabajo, como podemos ver en la siguiente tabla:

En la tabla podemos ver varios valores que se encuentran encerrados con color. Veamos cmo analizarlos.Antes de comenzar con el anlisis de los ejemplos, debemos decir que los valores de calidad que van del 0.1 al 16 indicarn la cantidad de micrones de tolerancia que tiene una pieza. Adems, estos valores, a medida que suben, significa que la calidad disminuye. Es decir, por ejemplo, 12 es peor calidad que 3.Ahora s, comencemos con el anlisis.Observemos, primeramente, los cuadros en color gris. Para las medidas nominales que estn entre 30mm hasta 50 mm, elegimos 47 mm. Y esta medida con calidad 7 vemos que tiene 25 micrones de tolerancia. En cambio, si 47 mm tuviera calidad 5, entonces su tolerancia sera de 11 micrones. Y, finalmente, si 47 mm tuviera calidad 10, tendra 100 micrones de tolerancia.

AcabadoEs unprocesode fabricacin empleado en lamanufacturacuya finalidad es obtener una superficie con caractersticas adecuadas para la aplicacin particular delproductoque se est manufacturando; esto incluye mas no es limitado a la cosmtica de producto. En algunos casos el proceso de acabado puede tener la finalidad adicional de lograr que el producto entre en especificaciones dimensionales.Antiguamente, el acabado se comprenda solamente como un proceso secundario en un sentido literal, ya que en la mayora de los casos slo tena que ver con la apariencia del objeto u artesana en cuestin, idea que en muchos casos persiste y se incluye en laestticay cosmtica del producto.En laactualidad, los acabados se entienden como una etapa de manufactura de primera lnea, considerando los requerimientos actuales de losproductos. Estos requerimientos pueden ser: Esttica: el ms obvio, que tiene un gran impacto sicolgico en el usuario respecto a lacalidaddel producto. Liberacin ointroduccinde esfuerzos mecnicos: las superficies manufacturadas pueden presentar esfuerzos debido aprocesosde arranque de viruta, en donde la superficie se encuentra deformada y endurecida por la deformacin plstica a causa de lasherramientasde corte, causando esfuerzos en la zona superficial que pueden reducir laresistenciao inclusive fragilizar el material. Los acabados con remocin de material pueden eliminar estos esfuerzos. Eliminar puntos de iniciacin de fracturas y aumentar la resistencia a la fatiga: una operacin de acabado puede eliminar micro fisuras en la superficie. Nivel delimpiezay esterilidad. Una superficie sin irregularidades es poco propicia para albergar suciedad, contaminantes o colonias debacterias. Propiedades mecnicas de su superficie Proteccin contra la corrosin Rugosidad Tolerancias dimensionales de alta precisin.Caractersticas de las superficiesUna vista microscpica de la superficie de una pieza revela sus irregularidades e imperfecciones. Los rasgos de una superficie comn se ilustran en la seccin transversal magnificada de la superficie de una pieza metlica. Ver figura 1.1. Aunque aqu elanlisisse concentra en las superficies metlicas, los comentarios vertidos aqu se aplican a las cermicas y polmeros, con modificaciones debidas a las diferencias en laestructurade estosmateriales. El cuerpo de la pieza, conocida como sustrato, tiene una estructura granular que depende del procesamiento previo del metal; por ejemplo, la estructura del sustrato del metal se ve afectada por su composicinqumica, el proceso de fundicin que se us originalmente para el metal, y cualesquieraoperacionesde deformacin y tratamientos trmicos llevados a cabo sobre el material de fundicin.Elexteriorde la pieza es una superficie cuyatopografaes todo menos recta y tersa.En la seccin transversal magnificada, la superficie tiene rugosidad, ondulaciones y defectos. Aunque aqu no se observan, tambin tiene un patrn odireccinque resulta del proceso mecnico que la produjo. Todos estos rasgos geomtricos quedan incluidos en el trmino textura de la superficie.Justo por debajo de la superficie se encuentra una capa de metal cuya estructura difiere de la del sus trato. Se denomina capa alterada, y es una manifestacin de lasaccionesque se mencionaron al hablar de la superficie, durante la creacin de sta y etapas posteriores. Los procesos de manufactura involucran energa, por lo general en cantidades importantes, que opera sobre la pieza, contra su superficie. La capa alterada puede resultar del endurecimiento portrabajo(energamecnica),calor(energa trmica), tratamiento qumico, o incluso energa elctrica. El metal de esta capa resulta afectado por 1ft aplicacin de energa, y su micro estructura se altera en consecuencia. Esta capa alterada cae dentro del alcance de la integridad de la superficie, que tiene que ver con la definicin, la especificacin y elcontrolde las capas de la superficie de un material (metales, los ms comunes), en la manufactura y eldesempeoposterior en el uso. El alcance de la integridad de la superficie por lo general se interpreta para incluir la textura de la superficie, as como la capa alterada ubicada bajo ella.Adems, la mayora de las superficies metlicas estn cubiertas por una capa de xido, si se da eltiemposuficiente para que se forme despus del procesamiento. Elaluminioforma en su superficie una capa delgada, densa y dura de Al2O3 (que sirve para proteger al sustrato de lacorrosin), y el fierro forma xidos de varias composiciones qumicas sobre su superficie (el xido, que virtualmente no da ninguna proteccin). Tambin es probable que en la superficie de la pieza haya humedad, mugre,aceite,gasesadsorbidos, y otros contaminantes. .

fig. 1.1 Seccin transversal de una superficie metlica comn.Textura de las superficiesLa textura de la superficie consiste en las desviaciones repetitivas o aleatorias de la superficie nominal de un objeto; la definen cuatro caractersticas: rugosidad, ondulacin, orientacin y defectos o fallas, como se observa en la figura 1.2

fig. 1.2 Rasgos de la textura de una superficie.Larugosidadse refiere a las desviaciones pequeas, espaciadas finamente, de la superficie nominal y que estn determinadas por las caractersticas del material y el proceso que form la superficie.Laondulacinse define como las desviaciones de espaciamiento mucho mayor; ocurren debido a la deflexin del trabajo, vibraciones, tratamiento trmicas, y factores similares. La rugosidad est sobre impuesta a la ondulacin.Laorientacines la direccin predominante o patrn de la textura de la superficie. Est determinada por elmtodode manufactura utilizado para crear a la superficie, por lo general apartirde laaccinde una herramienta de corte. En la figura 1.3 se ilustran la mayora de las orientaciones posibles que pu.ede haber en una superficie, junto con el smbolo que utiliza el diseador para especificarlas.

Fig. 1.3 Orientaciones posibles de una superficie.Los defectosson irregularidades que ocurren en forma ocasional en la superficie; incluyen: grietas, ralladuras, inclusiones y otros defectos similares. Aunque algunos de los defectos se relacionan con la textura de la superficie tambin afectan su integridad.Rugosidad de la SuperficieLa rugosidad de una superficie es una caracterstica mensurable, con base en las desviaciones de la rugosidad segn se defini antes. El acabado de la superficie es un trmino ms subjetivo que denota la suavidad y calidad general de una superficie. En el habla popular, es frecuente utilizar el acabado superficial o de la superficie como sinnimo de su rugosidad.La calidad de la rugosidad superficial se maneja por las siguientesnormas:UNE 82301:1986Rugosidad superficial. Parmetros, susvaloresy las reglas generales para la determinacin de las especificaciones (ISO468: 1982),UNE-EN ISO 4287:1998 Especificacin geomtrica de productos (GPS). Calidad superficial: Mtodo del perfil. Trminos, definiciones y parmetros delestadosuperficial (ISO 4287:1997),yUNE 1037:1983.Indicaciones de los estados superficiales en losdibujos(ISO 1302: 1978)La medida que se emplea ms comnmente para la textura de una superficie, es su rugosidad. Respecto a la figura 1.4, la rugosidad de la superficie se define como el promedio de las desviaciones verticales a partir de la superficie nominal, en una longitud especificada de la superficie. Por lo general se utiliza un promedio aritmtico (AA), con base enlos valoresabsolutos de las desviaciones, y estevalorde la rugosidad se conoce con el nombre derugosidad promedio.

Fig. 1.4 Desviaciones de la superficie nominal.En forma de ecuacin es

Donde R =media aritmtica de la rugosidad, m (in); y es la desviacin vertical a partir de la superficie nominal (convertida a valor absoluto), m (in); y Lm es la distancia especificada en la que se miden las desviaciones de la superficie. Quiz sea ms fcil de entender una aproximacin de la ecuacin (5.1), dada por

Donde Ra tiene el mismo significado queantes; yison las desviaciones verticales convertidas a valor absoluto e identificadas por el subndicei,m (in) ynes el nmero de desviaciones incluidas en Lm.Se ha dicho que las unidades en estasecuacionesson m (in). stas son las unidades de uso ms comn para expresar la rugosidad de una superficie.Hoy da, el AA es el mtodo de promedios que se emplea ms para expresar la rugosidad de una superficie. Una alternativa, que en ocasiones se utiliza enEstados Unidos, es el promedio segn laraz media cuadrtica(RMS), que es la raz cuadrada de la media de las desviaciones elevadas al cuadrado sobre la longitud demedicin. Los valores RMS de la rugosidad de la superficie casi siempre sern mayores que los AA, debido a que las desviaciones grandes pesan ms en los clculos del valor RMS.La rugosidad de la superficie tiene la mismaclasede deficiencias que cualquier medida que se use para evaluar un atributo fsico complejo. Por ejemplo, falla para tomar en cuenta las orientaciones del patrn superficial; as, la rugosidad de la superficie vara en forma significativa, enfuncinde la direccin en que se mida.Otra deficiencia es que la ondulacin queda incluida en elclculode Ra.Para evitar este problema se emplea un parmetro denominado longitud de corte,que se usa como unfiltroque separa la ondulacin de una superficie medida de las desviaciones de la rugosidad. En realidad, la longitud de corte es una distancia muestral a lo largo de la superficie. Una distancia muestral ms corta que el ancho de la ondulacin eliminar las desviaciones verticales asociadas con sta y slo incluir aquellas que se relacionan con la rugosidad. En la prctica, la longitud de corte ms comn es 0.8 mm (0.030 in). La longitud de medicin Lm, se establece normalmente como de cinco veces la longitud de corte.Las limitaciones de la rugosidad de la superficie han motivado la creacin de medidas adicionales que describan en forma ms completa la topografa de una superficie dada. Estas mediciones incluyensalidasgrficastridimensionales de la superficie, como se describe en la referencia.Medicin de la RugosidadComparadores visotctiles

Fig. 1.5Elementos para evaluar el acabado superficial de piezas por comparacin visual y tctil con superficies de diferentes acabados obtenidas por el mismo proceso de fabricacin.Rugosmetro de palpador mecnico

Fig. 1.6Instrumento para la medida de la calidad superficial basado en la amplificacin elctrica de la seal generada por un palpador que traduce las irregularidades del perfil de la seccin de la pieza.

Fig. 1.7 RugosmetroSmbolos para la textura de la superficieLos diseadores especifican la textura de la superficie en un plano deingeniera, por medio desmboloscomo los que se ven en la figura 1.8, 1.9, 1.10 y 1.11. El smbolo que designa los parmetros de la textura de una superficie es unamarcade revisin (se parece al smbolo de la raz cuadrada), con acotaciones para la rugosidad promedio, ondulacin, corte, orientaciones y espaciamiento mximo de la rugosidad. Los smbolos para las orientaciones estn tomados de la figura 1.3.

Fig. 1.8 Smbolos para la textura de la superficie en los planos de ingeniera: a) el smbolo, yb)smbolo conleyendasde identificacin. Los valores deR,estn dados en micropulgadas; las unidades para otras mediciones se dan en pulgadas. Los diseadores no siempre especifican todos los parmetros en los planos de ingeniera.

Fig. 1.9 smbolos sin indicaciones.

Fig. 1.10 Smbolos con indicacin del criterio principal de la rugosidad, (Ra).

Fig. 1.11 Smbolos con indicaciones complementarias.(Estados Superficiales.Universidadde Castilla-la Mancha)Indicaciones en los dibujosLos smbolos y las indicaciones deben orientarse de tal forma que se puedan leer desde la base o desde la derecha deldibujo. Si no pudiera colocarse de esta forma y el smbolo no llevara ninguna indicacin, salvo la rugosidad, puede representarse en cualquier posicin, excepto la indicacin de la rugosidad que debe tener la orientacin correcta (ver figura 1.12).

Fig. 1.12Siel estadosuperficial fuera igual para todas las superficies debe indicarse con una nota cerca del dibujo y del cajetn a continuacin de la marca de la pieza como semuestraen la figura 1.13.Fig. 1.13Clases de Rugosidad

CALCULOS DE TIEMPOS INVERTIDO EN EL MECANIZADO:Existen normas que establecen la determinacin del tiempo de trabajo; a partir de los clculos correspondiente podemos determinar los tiempos a emplear, y con este o estos datos poder planificar actividades, organizar nuestro trabajo (en recursos: tiempo, dinero, espacio, material, maquinas, etc.), y adems presupuestar dicha actividad. El tiempo principal (tn) puede obtenerse mediante clculo: (formula 1)

A partir de esta sencilla formula podemos calcular los tiempos de mecanizado de distintas operaciones de trabajo utilizadas en taller tcnico, y con distintas maquinas herramientas (taladros, tornos, fresadoras etc.)

CALCULOS DE TIEMPO DE MECANIZADO EN EL TORNOCILINDRADO, FRENTEADO MANDRINADO O TORNEADO INTERIOR, MOLETEADO, TORNEADO CONICO,TALADRADO, ROSCADO:

La velocidad de corte es la velocidad lineal de la periferia de la pieza que est en contacto con la herramienta. A partir de la determinacin de la velocidad de corte se puede determinar las revoluciones por minuto que tendr el cabezal del torno, segn la siguiente frmula (2):

Vc =la velocidad de corte, n =la velocidad de rotacin de la pieza Dc =el dimetro de la pieza. (d) De la frmula (2) de velocidad de corte Vc despejamos y obtenemos:Para calcular las rpm es necesario obtener la Vc de las siguientes tablas