ATRIBUTOS (ESPECIFICACIONES) DE LOS PRODUCTOS MANUFACTURADOS
Atributos Atributos de los productos manufacturados manufacturados Son las propiedades que dan valor a los productos 1. Propiedades mecánicas 2. Propiedades físicas 3. Propiedades químicas 4. Atributos geométricos a) forma y posición relativa b) dimensión c) acabado superficial
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Ejemplo: Verificación de forma de un cilindro de revolución: • Sección circular • Constancia de diámetros • Cocentricidad con el eje • Rectitud de la generatriz
Ejemplo de error de forma Lobulización
Error de Redondez
Cilindro trilobulado
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8:1
Lobulización (diámetro constante)
Ovalización (variación del diámetro)
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MEDIDA EXTERIOR
M
M
MEDIDA INTERIOR M
M
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TOLERANCIAS DIMENSIONALES (Ludema, Caddell, Atkins, p. 47) Consideraciones para su especificación: • Diseño • Manufactura • Ensamble Intercambiabilidad Requisito para la fabricación en serie o masiva • Intercambiabilidad total o al 100% • Intercambiabilidad estadística • Ensamble selectivo
TOLERANCIA Es la diferencia entre los valores máximo y mínimo admisibles de una propiedad medible. La tolerancia dimensional es igual a la diferencia entre la dimensión máxima y la dimensión mínima permisibles. Formas de especificar las tolerancias • Sistema ANSI • Sistema ISO
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Sistema ANSI • Bilateral 1.500 ± 0.010
1.500
+ −
0.003 0.001
• Unilateral 1.500
+
0.005 0.000
1.500
−
+ −
0.000 0.006
• Dimensiones limitantes 1.510 1.500
1.500 - 1.510
Sistema ISO
25
+ −
0,15 0,10
25
+
0,25
Forma abreviada • Para medidas exteriores
35 f7
• Para medidas interiores
45 H8
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DEFINICIONES Medida nominal Es el valor indicado en el dibujo o plano para una cota dada. Dicha medida determina la posición de la línea de referencia. La línea de referencia suele ser designada como línea cero o línea de desviación cero. Tolerancia Es la diferencia que se admite en la fabricación. Está dada por la diferencia entre la medida máxima y la medida mínima que puede tener la pieza.
Cota máxima Es la cota o dimensión máxima permisible que puede tener la pieza. Cota mínima Es la cota o dimensión mínima permisible que puede tener la pieza. Diferencia superior o desviación superior Es la diferencia que hay entre el límite superior de la tolerancia y la línea de referencia. Diferencia inferior o desviación inferior Es la diferencia que hay entre el límite inferior de la tolerancia y la línea de referencia.
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Línea de referencia DS l a n i m o n M
DI
T x a m n i M m M
l a e r M
En el sistema ISO se consideran separadamente: • Amplitud de la tolerancia o calidad de elaboración • Posición de la tolerancia con relación a la línea de referencia. Calidad de elaboración Se establecen 20 calidades designadas por las letras IT (tolerancias ISO)
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Calidades de tolerancia ISO. Comparación de los costros de fabricación. Fuente: G. Niemann
patrones, calibres, altas exigencias 0,1
0
1
2
3
4
5
Tolerancias bastas 6
7
8
9
10
11
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Ajustes usuales
Posición de la tolerancia La posición con respecto a la línea de referencia está determinada por las diferencias de referencia. Éstas se designan por las letras del alfabeto: • Mayúsculas, correspondientes a las dimensiones interiores o agujeros. • Minúsculas, correspondientes a las dimensiones exteriores o ejes.
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Indicación de tolerancias ISO en forma abreviada Se indican: • El valor de la dimensión nominal • La letra que corresponde a la posición de la tolerancia • El número que indica el grado de calidad Ejemplo: 20 H7
(para una dimensión interior)
30 g6
(para una dimensión exterior)
AJUSTES (FITS) Se conoce como ajuste la condición de encaje de dos elementos que deben ser acoplados, como en el caso de un eje y un cojinete de deslizamiento o bocina dentro de cuyo agujero deberá girar dicho eje con determinado grado de exactitud. Al especificar un ajuste pueden presentarse los siguientes tipos: • Con juego (libre) • Con interferencia (apriete) • Indeterminado o de transición
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AJUSTES (FITS) (Farag p. 40) 1) Ajuste con juego (Clearance fits) Permiten deslizamiento o rotación 2) Ajuste con interferencia (Interference fits) Asegura una interferencia (juego negativo) y se especifican para rigidez o alineamiento. 3) Ajuste de transición o indeterminado (Transition fits) Los ensambles pueden tener juego o interferencia y se especifican para ubicación exacta.
Designación de los ajustes en el sistema ISO Para designar un ajuste se indica la medida nominal seguida de la especificación de la medida interior y a continuación, separada por una barra inclinada, la especificación de la medida exterior. Ejemplo:
25 H8 / f7 Esta condición de ajuste permite una adecuada lubricación hidrodinámica como para el caso de una biela conectada al cigüeñal de un automóvil. (Ref: Schey)
Interferencia = Medida exterior - Medida interior (Interference) La interferencia puede ser considerada como un caso de juego negativo
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Ejemplo En el caso de un eje de diámetro E alojado en un agujero de diámetro A, para A > E : Jmáximo = Amáximo - Emínimo Jmínimo = Amínimo - Emáximo Tolerancia del juego = Jmáximo - Jmínimo
Problema 6 Ensamble de un eje en un agujero: • Juego mínimo = 0.002 in • Juego máximo = 0.008 in • Igual tolerancia para el eje y el agujero • Diámetro máximo del agujero = 2.000 in
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Problema 6 TA = T Jmin
2.000
Jmax
TE = T
Jmax = 2 T + Jmin 2 T = Jmax - Jmin = 0.008 - 0.002 = 0.006 0.006 T = ———— = 0.003 in 2
Problema 6 TA = T Jmin
2.000
Jmax
TE = T
Agujero máximo: = 2.000 in Agujero mínimo: 2.000 - 0.003 = 1.997 in Eje mínimo: Eje máximo:
2.000 - 0.008 = 1.992 in 1.992 + 0.003 = 1.995 in
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Sección 5.2
SUPERFICIES La tecnología de las superficies se ocupa de:
• • • •
Las características de las superficies La textura de las superficies La integridad de las superficies La relación entre los procesos de manufactura y las características de la superficies
5.2.1 Características de las superficies (p. 81) 5.2.2 Textura de las superficies (p.82) La textura de la superficie consiste en las desviaciones repetitivas o aleatorias de la superficie nominal de un objeto. La definen cuatro características: • Rugosidad • Ondulación • Orientación • Defectos (fallas)
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Rugosidad superficial
RUGOSIDAD SUPERFICIAL
2000 X
100 X
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y
x Rt
L
Rt = Profundidad de rugosidad, o profundida de aspereza máxima
y
Ra
=
1 L
∫
L
| y | dx
≈
0
∑|y| n x
L
Rugosidad aritmética media
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y
x
Ra
L
RUGOSIDAD SUPERFICIAL
2000 X
L
100 X
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Rugosidad aritmética media [ Ra] Ra
=
1 L
∫
L
| y | dx
≈
0
∑|y| n
L
Rt, Ry Profundidad de rugosidad. Máxima altura del perfil Rp Profundidad de alisamiento. Máxima altura de los picos del perfi l
Rt
Rp
L
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Rz - Profundidad de rugosidad promediada Promedio de alturas de pico a valle R1 + R2 + R3 + R4 + R5 Rz = ——————————————— 5 Z1
Z2
Z3 Z4
Z5
L
Integridad superficial Es afectada por los cambios metalúrgicos o de otra especie que afectan las propiedades del material en la capa alterada. 5.3 EFECTO DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA La capacidad de lograr una cierta tolerancia o superficie es una función del proceso de manufactura. Existe una cierta relación entre la tolerancia dimensional y la rugosidad superficial.
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Las inspecciones se dividen en dos tipos: • Inspección por variables • Inspección por atributos
Ejemplo de inspección por atributos: Calibres pasa - no pasa (go - no go)
INSPECCIÓN POR ATRIBUTOS
Calibres pasa - no pasa (go - no go)
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La inspección determina la calidad del producto en relación con las especificaciones de diseño. El ensayo (prueba) hace referencia a los aspectos funcionales del producto. Los ensayos pueden ser: • Destructivos • No destructivos (NDT: non-destructive testing)
