Capítulo 7: Tolerancias dimensionales y geométricas Tolerancias dimensionales
Debido a la imposibilidad de fabricar piezas con dimensiones exactas, aparece la tolerancia dimensional.
Entendemos como tolerancia la diferencia admisible de medidas que se permiten a partir de un valor nominal. nominal. La unidad unidad emple empleada ada será será la micra micra (μm).
CONCEPTOS BÁSICOS
Eje: elemento que puede ir alojado o introducido en otro, ya sea de forma prismática o cilíndrica.
Agujero: zona capaz de albergar un eje. Medida nominal: valor base para el calculo de tolerancias.
Medida efectiva: dimensión que se obtiene de los procesos de medición de piezas.
Medida máxima (Mmáx o mmáx): valor máximo de la dimensión para considerar la pieza como buena.
Medida mínima (Mmín o mmín): valor mínimo de la dimensión para considerar la pieza como buena.
AJUSTES Entre el eje y el agujero pueden darse diversos tipos de ajustes:
Ajuste con juego: siempre existe holgura entre eje y agujero. −
Juego máximo: Mmáx - mmín
−
Juego mínimo: Mmín – mmáx
Ajuste con aprieto: eje mayor que el agujero. Unión forzada. −
Aprieto máximo: mmáx - Mmín
−
Aprieto mínimo: mmín – Mmáx
Ajuste indeterminado: puede presentar juego o aprieto.
No podemos afirmar la forma de ajuste entre el eje y el agujero. −
Juego máximo: Mmáx – mmín
−
Aprieto máximo: mmáx - Mmín
SISTEMA ISO DE TOLERANCIAS Las tolerancias están normalizadas según un sistema internacional con unos parámetros:
Calidad de la tolerancia: hay 20 calidades, que van desde IT01, IT0, IT1... IT18. (de mejor a peor precisión)
Dentro de una misma calidad el valor de la tolerancia será mayor cuanto mayores sean las dimensiones de las piezas. i es la unidad de tolerancia, D es la media geométrica de los valores extremos de los grupos de diámetros. Esta “i” se multiplicará por una constante que dependerá de la calidad de tolerancia que tengamos. Unidad de tolerancia i = 0'45x(³√D) + (0'001xD)
Calidad Tolerancia
IT5
IT6
IT7
IT8
IT9
IT10
IT11
IT12
IT13
IT14
IT15
IT16
IT17
IT18
7i
10i
16i
25i
40i
64i
100i
1601
250i
400i
640i
1000i
1600i
2500i
Posición de la tolerancia (letra): con ella se especifica la situación de la tolerancia, por encima o por debajo de la línea de referencia (medida nominal).
Las zonas de tolerancia pueden adquirir 27 posiciones identificadas por letras. Letras Mayúsculas para agujeros y minúsculas para ejes.
Ejes: desde la “a” hasta “g” tolerancia por debajo de la medida nominal −
h diferencia superior=0
−
“j” y “js” tolerancia por encima y por debajo de la medida nominal
−
A partir de aquí (k) todas por encima de la medida nominal
Agujeros: desde la “A” hasta “G” tolerancia por encima de la medida nominal
REPRESENTACION DE LAS TOLERANCIAS
De forma numérica :
De forma simbólica:
acotación que indica la medida nominal de la pieza, acompañada de dos números superpuestos con signo positivo y/o negativo, que indican la diferencia superior e inferior de la tolerancia. El signo muestra la posición respecto del diámetro nominal. además del valor de la medida nominal, estará constituida por una letra y un número, indicando la posición de la tolerancia así como su calidad. Si la letra es mayúscula será agujero y si es minúscula, eje
SISTEMAS DE AJUSTE Se han establecido unos sistemas de tolerancias conocidos como sistema agujero base o eje base, siendo el agujero base el más empleado.
Sistema agujero base
La tolerancia del agujero siempre ocupará la posición definida por la letra “H”. La medida mínima que podrá tener el agujero coincidirá con su medida nominal. La diferencia inferior es igual a la de referencia, que será cero. Ds = +Tolerancia Di = 0
Al tener prefijada la tolerancia del agujero, deberemos jugar con la del eje para obtener el ajuste deseado. Obtendremos ajustes con juego de la “a” a la “h”, ajustes con aprieto desde “p” hasta “zc” y ajustes indeterminados en “j”,”k”,”m”,”n” 24H7/k6 : primero se indica la medida nominal, después la tolerancia del agujero, que por el sistema empleado tendrá la letra “H” y finalmente la tolerancia del eje.
Sistema eje base
Este sistema es contrario al anterior, pero con el mismo fundamento. La tolerancia ocupara la posición “h”. La medida máxima del eje coincidirá con su medida nominal. La diferencia superior es igual a la de referencia, que será cero. ds = 0 di = - tolerancia
Al tener prefijada la tolerancia del eje, deberemos jugar con la del agujero para obtener el ajuste deseado. Obtendremos ajustes con juego de la “A” a la “H”, ajustes apretados desde “P” hasta “ZC” y ajustes indeterminados en “J”,”K”,”M”,”N”
24h7/K6 : primero se indica la medida nominal, después la tolerancia del eje, que por el sistema empleado tendrá la letra “h” y finalmente la tolerancia del agujero.
Tolerancias geométricas No solo las dimensiones van a determinar la validez de una pieza. Puede que las medidas estén dentro de tolerancias y sin embargo, la geometría de la pieza no sea la correcta.
Tolerancia geométrica: la zona teórica dentro de la cual debe estar un elemento tal como un eje, un plano, una superficie, etc... Uniendo las tolerancias dimensionales y las geométricas se obtienen piezas con plenas garantías de funcionamiento.
Representación de las tolerancias geométricas
Para designar las tolerancias se emplea un rectángulo dividido en 2 o 3 cuadrados. Cada casilla contendrá una información determinada: −
1º Símbolo de la tolerancia
−
2º Valor numérico de la tolerancia. Si esta delimitada por un círculo o cilindro irá precedida del símbolo Ø
−
3º Las letras que identifiquen el elemento de referencia.
El rectángulo irá unido al elemento de referencia mediante una flecha que podrá adoptar distintas posiciones: −
Sobre el contorno del elemento o prolongación del mismo.
−
Sobre un eje.
−
Como prolongación de la línea de cota.
Tipos de tolerancias geométricas Tolerancias de forma : hacen referencia a superficies o rectas tratadas de manera independiente.
Rectitud : define la zona en la que se podrá encontrar la línea recta designada en el plano. Delimitada por dos rectas separadas por una distancia “t” o un cilindro de diámetro “t”
Planicidad : Hace referencia a un plano delimitado por dos planos paralelos que están a una distancia “t”
Redondez : referente a un circulo, limitado por dos círculos cuya diferencia de radios aporta el valor de la tolerancia “t”
Cilindridad : referido a la forma que posee la superficie lateral del cilindro. Delimitada por dos cilindros concéntricos cuya diferencia nos da la tolerancia “t” Forma de una línea : referido a la forma que poseerá una línea cualquiera. Delimitada por dos líneas tangentes a círculos de diámetro “t” cuyos centros recaen en la línea Forma de una superficie : Similar al anterior pero extensible a una superficie, delimitado por dos superficies envolventes de esferas de diámetro “t”, cuyos centros están en la superficie.
Tolerancias de posición Para determinar la posición relativa de una superficie o una recta será necesario un elemento de referencia.
Las tolerancias de posición se dividen en tres tipos: −
De orientación
−
De situación
−
De oscilación
De orientación:
Paralelismo: controla que la posición de una recta o plano sea paralela a un elemento de referencia.
−
−
Respecto a un plano: la zona de tolerancia esta definida por dos planos a una distancia “t” y paralelos al plano de referencia
Respecto a una recta: la zona tolerada estará limitada por un cilindro de diámetro “t” cuyo eje es paralelo al plano o recta de referencia
Perpendicularidad: referente a la posición perpendicular de una recta o un plano respecto a otro elemento
−
−
Perpendicularidad de un plano respecto a otro plano: la tolerancia será el espacio comprendido entre dos planos paralelos entre si y perpendiculares al de referencia. Su separación marcara la tolerancia “t” Perpendicularidad de una recta respecto a otra recta o un plano: la tolerancia será la englobada por un cilindro de diámetro “t” cuyo eje es perpendicular a la recta o plano de referencia
Inclinación: determina el ángulo de inclinación que poseerá una recta o plano basándonos en un elemento de referencia.
−
−
Inclinación de un plano respecto a otro: la tolerancia será la comprendida entre dos planos a una distancia “t” que presentan un ángulo determinado respecto al plano de referencia Inclinación de una recta respecto a un plano o a una recta: la tolerancia será un cilindro de diámetro “t” cuyo eje tiene un ángulo respecto al plano o línea de referencia
De situación: Posición: la tolerancia queda definida por un cilindro de
diámetro “t” cuyo eje esta situado en la posición teóricamente exacta
Concentricidad: Referida a la posición del centro de una circunferencia respecto a otra de referencia. La tolerancia será la definida por un circulo de diámetro “t” cuyo centro es el de la circunferencia de referencia
Coaxialidad: Referida a la posición del eje de un cilindro respecto a otro. La tolerancia está definida por un cilindro de diámetro “t” cuyo eje coincide con el de referencia
Simetría: Referida a la simetría respecto a un plano, teniendo como margen el espacio existente entre dos planos paralelos al ideal de simetría y separados una distancia “t”
De oscilación
Oscilación circular radial: representa la máxima oscilación que puede presentar una determinada sección al girar una vuelta completa. La tolerancia está limitada por dos círculos concéntricos que pertenecen a planos perpendiculares al eje cuya diferencia de radios es igual a “t”
Oscilación circular axial: se estudiará un determinado contorno de una superficie axial, limitando la oscilación máxima de la sección correspondiente, producida en una vuelta completa por dos círculos paralelos separados la tolerancia “t”
Oscilación total radial: es la máxima oscilación en toda la superficie cilíndrica afectada. La tolerancia será la diferencia de radios existente entre dos cilindros coaxiales, cuyos ejes coinciden con el de referencia
Oscilación total axial: al girar la pieza alrededor del eje de referencia, la máxima variación de toda la superficie afectada será como máximo el espacio comprendido entre dos planos paralelos entre si y perpendiculares al eje de referencia
