AJUSTES Y TOLERANCIAS

METROLOGÍA AVANZADA

Elaborado por:Henry Aldúbal Pineda U.

CONCEPTO DE AJUSTE.

Para que un elemento mecánico funcione correctamente, es necesario que las distintas piezas que lo forman estén acopladas entre sí, en condiciones bien determinadas. Por ejemplo, el conjunto representado en la figura adjunta, compuesto por las piezas que en la misma se señalan, ha de reunir en lo que se refiere al acoplamiento de las piezas entre sí, las siguientes condiciones:

a) Que el cojinete (2) y el (3) estén montados a presión en el soporte (1), es decir, que queden fijos con el soporte;

b) Que el eje (4) gire libremente dentro de los cojinetes (2) y (3); además sería necesario reglar la posición de la arandela (5), para regular el juego axial (holgura axial) del eje (4).

Para conseguir la condición (a): "cojinete que entre a presión en el soporte", es necesario que el diámetro exterior d del cojinete sea ligeramente mayor que el diámetro D del agujero del soporte, tal como se ve en la figura adjunta, es decir:

d>D

llamándose aprieto a la diferencia de diámetros:

d - D = aprieto

Para conseguir la condición (b): "eje girando libremente en los cojinetes", es necesario que el diámetro exterior del eje (4) sea ligeramente menor que el diámetro interior de los cojinetes (2) y (3). Por lo tanto, tal como se ve en la figura adjunta,

d < D

llamándose juego a la diferencia de diámetros:

D - d = juego

CONSTRUCCIÓN DE LAS PIEZAS DE UN ELEMENTO MECÁNICO.

La experiencia demuestra que no es posible construir una pieza cuyas cotas sean exactamente iguales a las cotas que señala el plano.

. Esta imposibilidad de poder obtener una cota exacta, es debida a las causas siguientes:

• Errores cometidos por el aparato de medida;

• Errores e incertidumbres debidas al operario;

• Errores debidos a deformaciones mecánicas.

• Errores debidos a dilataciones térmicas;

• Errores debidos a la falta de precisión de la máquina.

Errores originados por las distintas máquinas-herramientas

• Máquina mm. • 1. Cepilladora.............................0.100 • 2. Fresadora...............................0.050 • 3. Torno paralelo........................0.020 • 4. Rectificadora..........................0.005 • 5. Rectificado preciso.................0.001 • 6. Superacabado........................0.0005

AJUSTE

DIAMETRO NOMINAL

AJUSTE

Entre otras definiciones, se llama ajuste, a la relación que hay entre dos piezas que van montadas, una dentro de la otra.

Según las dimensiones que tengan, pueden darse dos casos:

A.- Que el eje sea menor que el agujero, con lo cual entrará con mas o menos facilidad. (Juego)

B.- Que el eje, sea mayor que el agujero, por cuya razón no entrará (Interferencia), a menos que realicemos alguna operación (calentar la pieza con agujero, o aplicar una gran presión para forzar éste acoplamiento).

DEFINICIONESEje: Término utilizado para designar cualquier

medida exterior de una pieza, aunque ésta no sea cilíndrica.

Agujero: Término utilizado para designar cualquier medida interior de una pieza aunque ésta no sea cilíndrica.

Tolerancia del ajuste: Suma aritmética de las tolerancias de los dos elementos de un ajuste.

Juego: Diferencia entre las medidas, antes del montaje, del agujero y del eje, cuando esta diferencia es positiva.

Apriete: En un ajuste, es el valor absoluto de la diferencia entre las medidas, antes del montaje, del agujero y del eje, cuando esta diferencia es negativa.

Juego mínimo: Jmin. Es la diferencia entre el Ø mín. del agujero y el Ø máx. del eje.

Apriete mínimo: Amin. Es el valor absoluto de la diferencia negativa entre el diámetro máximo del agujero y el diámetro mínimo del eje, antes del montaje.

Apriete máximo: Amáx. Es el valor absoluto de la diferencia negativa entre el diámetro mínimo del agujero y el máximo del eje, antes del montaje.

TOLERANCIA

• Concepto:• Es la variación, en torno al valor

ideal o esperado, dentro del cual ha de quedar en la práctica cualquier valor de una producción, para que ésta mantenga calidad e intercambiabilidad

CLASIFICACIÓN DE LA TOLERANCIA

• Tolerancia Dimensional Medida de la pieza

• Tolerancia de Forma Configuración geométrica de la pieza

• Tolerancia de Posición Posición de una pieza con respecto a

otra

TOLERANCIA DIMENSIONAL

TÉRMINOS RELACIONADOS CON LA TOLERANCIA DIMENSIONAL

• Dimensión nominal – DNOM

• Dimensión real• Dimensión Límite

Dimensión máxima – DMÁX

Dimensión mínima - DMÍN

• Desviación o diferencia superior – ds

• Desviación o diferencia inferior - di

• Intervalo de Tolerancia - IT

• Campo o Posición de la Tolerancia

• Calidad o Magnitud del Intervalo

TOLERANCIA

(t). Es la diferencia entre la medida máxima y la mínima. Es el error admitido.

Medida nominal. Se asigna a la pieza una medida nominal, la cual sirve de referencia para definir las medidas límites. Normalmente, son números enteros.

Línea cero: línea recta, a partir de la cual se representan las diferencias. Las línea cero es la línea de diferencia cero, y corresponde a la medida nominal.

TOLERANCIA

Diferencia superior: Diferencia algebraica entre la medida máxima y la medida nominal correspondiente.

Diferencia inferior: Diferencia entre la medida mínima y la medida nominal.

Zona de tolerancia: Es la zona comprendida entre las dos líneas que representan los límites de la tolerancia y que están definidas en magnitud (tolerancia) y en posición, con respecto a la línea de referencia.

TOLERANCIA

Medida efectiva (de una pieza): Es la que se obtiene como resultado de una medición. La temperatura de referencia para efectuar las mediciones es de 20 grados, de acuerdo con las normas ISO, DIN, UNE, etc.

Medidas límites: Las dos medidas extremas admisibles de una pieza, entre las cuales debe encontrarse la medida efectiva.

•DMÁX = DNOM + ds

•DMÍN = DNOM + di

•IT = ds - di

IT = DMÁX - DMÍN

TOLERANCIA

DmaxDmin

Tolerancia

TOLERANCIA = D max – D mín

Sistema de tolerancias I.S.O

Unidades de medida.- La unidad de medida para los diámetros de las piezas es el milímetro mm. y la unidad de medida para las tolerancias es el micrómetro (milésima parte del milímetro = μm)

. La temperatura de referencia es la de 20ª Centígrados.

El sistema de tolerancias ISA, no establece una serie de diámetros, solamente los clasifica a efectos de la aplicación de las tolerancias y los ajustes correspondientes. No obstante, tomaremos los diámetros normales que constan en las tablas. En cuanto a los ajustes, no se establecen una serie de ellos exclusivamente, si no que recomienda una selección que son aplicables a la mayoría de los casos.

CASO GENERAL.

Una cota con tolerancia dimensional se indicará con su medida nominal seguida de las desviaciones. La desviación superior se indicará encima de la desviación inferior. Ambas desviaciones se indicarán con su signo correspondiente y en las mismas unidades que la medida nominal.

• INDICACION DE LAS TOLERANCIAS DIMENSIONALES

• TOLERANCIAS SITUADAS SIMETRICAMENTE CON RESPECTO A LA

LINEA CERO.

Si la tolerancia está situada simétricamente con respecto a la línea cero, solamente se anotará una vez el

• valor de las desviaciones, precedida del signo ±..

UNA DE LAS DESVIACIONES ES NULA.

Si una de las desviaciones es nula, ésta se expresará por la cifra 0.

Pueden darse algunos casos particulares:

• MEDIDAS LIMITES. Las medidas límites pueden también indicarse, situando la medida máxima

• encima de la medida mínima.

MEDIDAS LIMITADAS EN UN SENTIDO.

Si la medida está limitada solamente en un sentido, deberá

indicarse a continuación de la misma la palabra “mín.” o “máx.”

TOLERANCIAS DE MEDIDAS ANGULARES.

Las notaciones admitidas para la indicación de lastolerancias de las medidas lineales se aplican

igualmente a las medidas angulares.

NOTACIÓN DE LA TOLERANCIAALFANUMÉRICA – ISO-

Tolerancia

5 : magnitud de la tolerancia

60: dimensión nominal

D nominal

k : posición de la tolerancia

D = 60 k5

VALOR DE LA TOLERANCIA

DmaxDmin

Tolerancia

D = 50 mm

(nominal)

Tolerancia = 0.020 mm = 20m

D = 50 +10m -10m

Dmin = 49.990 mm

Dmax = 50.010 mm

B

CD

FEG H

JK

XZ

M N P R S T U VY

A

DIAMETRO NOMINAL

POSICION DE LA TOLERANCIA EN AGUJEROS

y

k

xz

mn p r s t u v

bc

dfe

g hj

a

DIAMETRO NOMINAL

POSICION DE LA TOLERANCIA EN EJES

POSICION DE LA TOLERANCIA

D nominal

Tolerancia

D = 50 +25m +5m

D nominal

Tolerancia

D = 50 -15m -35m

Dmax = 50.025 mmDmin = 50.005 mm

Dmax = 50.010 mmDmin = 49.990 mm

Dmax = 49.985 mmDmin = 49.965 mm

D nominal

Tolerancia

D = 50 +10m -10m

MAGNITUD DE LA TOLERANCIA

60

D = 60 h5

GRADO : 7

h7

POSICION DE LA TOLERANCIA

60

D = 60 k5

Posición: m

m5

Posición: k

k5

Posición: hPosición: g

Posición: n

D = 60 k5

Desviación superior = ds = 0,015 mm

Desviación inferior = di = 0,002 mm

D = 60 k5ds = 0,015 mm

di = 0,002 mm

60 k5 60+ 0,015+ 0,002 60 k5 + 0,015

+ 0,002

AJUSTES EN UNA BOMBA

240 H7

110 m6

100 m6

215 J7

SISTEMA DE AGUJERO UNICO

DIAMETRO NOMINAL

50H7

50m750k750j750h750g750f7

SISTEMA DE EJE UNICO

DIAMETRO NOMINAL

50N7

50h7

50M7 50J7 50H7 50G7

D = 50,80 h6ds = 0,000 mmdi = - 0,019 mm

50,80 h6 0- 0,019

D nominal = 50,80 mm D máximo = 50,800 mmD mínimo = 50,781 mm

CALIBRES

En los trabajos de fabricación en serie, la comprobación de las medidas y tolerancias de las piezas, no resulta satisfactorio, bajo el punto de vista económico, realizarlo con los aparatos de medida directa, que hasta ahora conocemos (pie de rey o micrómetros).Para su verificación, emplearemos los denominados Calibres Fijos de Tolerancias, llamados también Pasa-No Pasa ( P-NP).

Los calibres A son para comprobar roscas, los B, para la comprobación de superficies lisas.

Existen multitud de formas, según el trabajo a realizar. Cuando la pieza, se halla dimensionalmente dentro de las tolerancias, un extremo se deslizará y el otro no pasará.

Ejercicios resueltos

Acabado superficial (geometría o topografía)

• Rugosidad: es el conjunto de desviaciones de la superficie (perfil) real con respecto a la superficie técnica o media

INDICACIONES DE LOS ESTADOS SUPERFICIALES

Símbolos sin indicaciones:

Símbolos con indicación del criterio principal de la rugosidad, ( Ra )

Símbolos con indicaciones complementarias

Símbolos para la dirección de las estrías

Los símbolos y las inscripciones seguirán el principio general de acotación

A todas las superficies de la pieza se exige el mismo estado de superficie

Indicación simplificada sobre la superficie cuando es una especificación compleja o cuando es espacio es limitado

RUGOSIDAD RUGOSIDAD

Instrumento para la medida de la calidad superficial basado en la amplificación eléctrica de la señal generada por un palpador que traduce las irregularidades del perfil de la sección de la pieza.

Rugosímetro de palpador mecánico