AJUSTE_Y_TOLERANCIA.pptx

ajuste mecanico

1. AJUSTE Y TOLERANCIA ms c . Ing. Marlenis Soteldo UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICERRECTORADO BARQUISIMETO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA SECCIÓN DE PROCESOS DE MANUFACTURA METROLOGÍA

2. AJUSTE Y TOLERANCIA GLOSARIO DE TÉRMINOS Agujero: es cada una de las partes de una pieza constitutiva de un ajuste, que presenta contactos internos (parte que contiene). Ajuste: es el acoplamiento dimensional de dos piezas en la que una pieza encaja sobre la otra . Aprieto ( Apr ): es la diferencia entre la medida del agujero y la del eje (de un ajuste), cuando la medida del eje es mayor que la del agujero. Al acoplar el eje al agujero ha de absorberse una interferencia. Al aprieto se le denomina también juego negativo

3. AJUSTE Y TOLERANCIA Desviación o Diferencia: es la diferencia entre una dimensión y la dimensión nominal. Desviación o Diferencia Fundamental ( f ): es la menor entre la desviación superior y la inferior (para la selección, no tenga en cuenta los signos de las desviaciones). Desviación o Diferencia Inferior ( i ): es la diferencia algebraica entre la medida mínima y la básica Desviación o Diferencia Real o Efectiva ( p ): es la diferencia entre la dimensión real y la básica Desviación o Diferencia Superior ( s ): es la diferencia algebraica entre la medida máxima y la medida básica. . .

4. AJUSTE Y TOLERANCIA Dimensión : Es la cifra que expresa el valor numérico de una longitud o de un ángulo. Dimensión nominal ( dN para ejes, DN para agujeros): es el valor teórico que tiene una dimensión, respecto al que se consideran las medidas limites. Dimensión efectiva:(de para eje, De para agujeros): es el valor real de una dimensión, que ha sido delimitada midiendo sobre la pieza ya construida. Dimensiones limites (máxima, dM para ejes, DM para agujeros; mínima, dm para ejes, Dm para agujeros): son los valores extremos que puede tomar la dimensión efectiva. Dimensiones limites (máxima, dM para ejes, DM para agujeros; mínima, dm para ejes, Dm para agujeros): son los valores extremos que puede tomar la dimensión efectiva .

5. AJUSTE Y TOLERANCIA Eje: es cada una de las partes de una pieza constitutiva de un ajuste, que presenta contactos externos (parte contenida ), elemento macho del acoplamiento. Juego u Holgura. Se denomina juego (J) a la diferencia entre las medidas del agujero y del eje, antes del montaje, cuando ésta es positiva, es decir, cuándo la dimensión real del eje es menor que la del agujero: J = De - de > 0. Juego M á ximo ( JM ) es la diferencia que resulta entre la medida máxima del agujero y la mínima del eje: JM = DM - dm

6. AJUSTE Y TOLERANCIA Juego M ínimo ( Jm ) es la diferencia entre la medida mínima del agujero y la máxima del eje: Jm = Dm – dM . Línea de Referencia o L ínea C ero : es la línea a partir de la cual se miden las desviaciones superior e inferior ; por lo tanto, representa a la dimensión básica .

7. AJUSTE Y TOLERANCIA Tamaño Básico o Dimensión Básica ( db ): es la dimensión que se elige para la fabricación. Esta dimensión puede provenir de un cálculo, una normalización, una imposición física, entre otros, o aconsejada por la experiencia. También se le conoce como dimensión teórica o exacta y es la que aparece en el plano como medida identificativa.

8. AJUSTE Y TOLERANCIA Tolerancia ( Tl ): es la variación máxima permisible en una medida, es decir, es la diferencia entre la medida máxima y la mínima que se aceptan en la dimensión. La referencia para indicar las tolerancias es la dimensión básica . La tolerancia es un concepto propio de la Metrología industrial, que se aplica a la fabricación de piezas en serie. Dada una magnitud significativa y cuantificable propia de un producto industrial (sea alguna de sus dimensiones, resistencia, peso o cualquier otra), el margen de tolerancia es el intervalo de valores en el que debe encontrarse dicha magnitud para que se acepte como válida, lo que determina la aceptación o el rechazo de los componentes fabricados, según sus valores queden dentro o fuera de ese intervalo.

9. AJUSTE Y TOLERANCIA Tolerancias (t para ejes, T para agujeros ): es la variación máxima que puede tener la medida de la pieza. Viene dada por la diferencia entre las medidas limites, y coincide con la diferencia entre las desviaciones superior e inferior Tolerancia Fundamental : es la tolerancia que se determina para cada grupo de dimensiones y para cada calidad de trabajo

10. AJUSTE Y TOLERANCIA Tolerancia Bilateral : ocurre cuando la dimensión de una pieza puede ser mayor o menor que la dimensión básica . Tolerancia U nilateral : ocurre cuando la dimensión de una pieza puede ser sólo mayor o sólo menor que la dimensión básica Zona de la Tolerancia : es la zona cuya amplitud es el valor de la tolerancia

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13. AJUSTE Y TOLERANCIA Las T olerancias D imensionales se pueden representar en los dibujos de varias formas : Con su medida nominal seguida de las desviaciones limites. Con los valores máximo y mínimo . Con la notación normalizada ISO.

14. AJUSTE Y TOLERANCIA Los símbolos ISO utilizados para representar las tolerancia dimensionales tienen tres componentes : Medida Nominal Una letra representativa de la diferencia fundamental en valor y signo (minúscula para eje y mayúscula para agujero), que indica la posición de la zona de tolerancia. Un número representativo de la anchura de la zona de tolerancia (Calidad de Tolerancia)

15. AJUSTE Y TOLERANCIA Ø 30 h 7

16. AJUSTE Y TOLERANCIA Ajuste

17. AJUSTE Y TOLERANCIA Ajuste con Juego o Huelgo

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19. AJUSTE Y TOLERANCIA SISTEMA ISO DE AJUSTE Y TOLERANCIA La ISO (International Organization for Standardization ) ha organizado normas internacionales para ajustes y tolerancias En estas normas, las letras mayúsculas se refieren al agujero y las letras minúsculas al eje. Debido a que la precisión de una pieza está determinada no sólo por la tolerancia , sino también por el tamaño de la pieza (para una misma aplicación, se permiten mayores tolerancias para piezas más grandes), se utiliza el término calidad , el cual es definido a continuación : Calidad Es la mayor o menor amplitud de la tolerancia, que relacionada con la dimensión básica, determina la precisión de la fabricación

20. AJUSTE Y TOLERANCIA 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 .

21. Calidad ( μ m) Grupo de Dimensiones en mm 01 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Mayor de Hasta 3 0.3 0.5 0.8 1.2 2. 3 4 6 10 14 25 40 60 100 140 250* 400* 600* 3 6 0.4 0.6 1 1.5 2.5 4 5 8 12 18 30 48 75 120 180 300 480 750 6 10 0.4 0.6 1 1.5 2.5 4 6 9 15 22 36 58 90 15. 220 360 580 900 10 18 0.5 0.8 1.2 2 3 5 8 11 18 27 43 70 110 180 270 430 700 1100 18 30 0.6 1 1.5 2.5 4 6 9 13 21 33 52 84 130 210 33 520 840 1300 30 50 0.6 1 1.5 2.5 4 7 11 16 25 39 62 100 160 250 390 620 1000 1600 50 80 0.8 1.2 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 190 300 460 740 1200 1900 80 120 1 1.5 2.5 4 6 10 15 22 35 54 87 140 220 350 540 870 1400 2200 120 180 1.2 2 3.5 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 400 630 1000 1600 2500 180 250 2 3 4.5 7 10 14 20 29 46 72 115 185 290 460 720 1150 1850 2900 250 315 2.5 4 6 8 12 16 23 32 52 81 130 210 320 520 810 1300 2100 3200 315 400 3 5 7 9 13 18 25 36 57 89 140 230 360 570 890 1400 2300 3600 400 500 4 6 8 10 15 20 27 40 63 97 155 250 400 630 970 1550 2500 4000

22. AJUSTE Y TOLERANCIA Elección de la Calidad Para elegir la calidad es necesario tener en cuenta que una excesiva precisión aumenta los costos de producción , requiriéndose máquinas más precisas; por otro lado, una baja precisión puede afectar la funcionalidad de las piezas. Es necesario conocer las limitaciones de los procesos de producción, en cuanto a precisión se refiere, y los grados de calidad máximos que permiten el buen funcionamiento de los elementos. Para el empleo de las diversas calidades se definen los siguientes rangos:

23. AJUSTE Y TOLERANCIA Para Agujeros : - Las calidades 01 a 5 se destinan para calibres (instrumentos de medida). - Las calidades 6 a 11 para la industria en general (construcción de máquinas). - Las calidades 11 a 16 para fabricaciones bastas tales como laminados, prensados, estampados, donde la precisión sea poco importante o en piezas que generalmente no ajustan con otras.

24. AJUSTE Y TOLERANCIA Para Ejes : - Las calidades 01 a 4 se destinan para calibres (instrumentos de medida ). - Las calidades 5 a 11 para la industria en general (construcción de máquinas ). - Las calidades 11 a 16 para fabricaciones bastas.

25. AJUSTE Y TOLERANCIA Además , Jiménez da una lista de las calidades que se consiguen con diferentes máquinas herramientas. Debido a que las máquinas modernas son más precisas, los grados de calidad obtenidos con las mencionadas a continuación podrían ser menores: - Con Tornos se consiguen grados de calidad mayores de 7. - Con T aladros se consiguen: calidades de 10 a 12 con broca y con Escariador de 7 a 9. - Con F resas y M andrinos se obtienen normalmente calidades de 8 o mayores, aunque las de gran precisión pueden producir piezas con calidad 6. - Con Rectificadoras se pueden obtener piezas con calidad 5.

26. AJUSTE Y TOLERANCIA Piezas o elementos destinados a ajustar Calidad 4-5-6-7-8-9-10-11 Piezas o elementos que no han de ajustar Calidad 12-13-14-15-16 Amplitudes de Zonas de Tolerancia

27. AJUSTE Y TOLERANCIA La Calidad o Í ndice de Calidad Es un conjunto de tolerancias que se corresponde con un mismo grado de precisión para cualquier grupo de diámetros. Cuanto mayor sea la calidad de la pieza, menor será la tolerancia. De esta forma, las calidades 01 a 3 para ejes y 01 a 4 para agujeros se usan para calibres y piezas de alta precisión. Las calidades 4 a 11 para ejes y 5 a 11 para agujeros, están previstas para piezas que van a estar sometidas a ajustes. Por último , las calidades superiores a 11 se usan para piezas o elementos aislados que no requieren un acabado tan fino.

28. AJUSTE Y TOLERANCIA Posición de la Zona de Tolerancia El sistema ISO de tolerancias define veintiocho posiciones diferentes para las zonas de tolerancia, situadas respecto a la línea cero Se definen mediante letras (mayúsculas para agujeros y minúsculas para eje) según se muestran a continuación:

29. AJUSTE Y TOLERANCIA Agujeros: A, B, C, CD, D, E, EF , F, FG , G, H, J, Js , K, M, N, P, R, S, T, U, V, X, Y, Z, ZA , ZB, ZC . Ejes, A, b, c, cd, d, e, ef , f, fg , g, h, j, js , r, m, n, p, r, t, u, v, x, y, z, za , zb , zc .

30. AJUSTE Y TOLERANCIA En la tablas a continuación se muestran las diferencias fundamentales para ejes expresadas en micras. La diferencia fundamental es igual a la superior “ ds ” para las posiciones a hasta h, y la inferior para las posiciones j hasta zc . La otra diferencia fundamental se puede calcular a través de las relaciones: di = ds – t o ds = di + t

31. AJUSTE Y TOLERANCIA Así mismo se muestran la tabla las diferencias fundamentales para agujeros expresadas en micras. La diferencia fundamental es igual a la inferior “Di” para las posiciones A hasta H, y la superior para las posiciones J hasta ZC . La otra diferencia fundamental se puede calcular a través de las relaciones : Ds = Di + T o Di = Ds - T

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35. AJUSTE Y TOLERANCIA Dado que para cada grupo de diámetros nominales se pueden elegir un número elevado de zonas de tolerancia y de grados de calidad, se recomienda utilizar solamente algunas zonas de tolerancia, llamadas Zonas de Tolerancia P referentes .

36. AJUSTE Y TOLERANCIA ZONA DE TOLERANCIAS PREFERENTES PARA AGUJERO G6 H6 Js6 K6 M6 N6 P6 R6 S6 T6 F7 G7 H7 Js7 K7 M7 N7 P7 R7 S7 T7 F8 H8 Js8 K8 M8 N8 P8 R8 D9 E9 F9 H9 D10 E10 H10 A11 B11 C11 D11 H11

37. AJUSTE Y TOLERANCIA ZONA DE TOLERANCIA PREFERENTES PARA EJE g5 h5 Js5 k5 m5 n5 p5 r5 s5 t5 f6 g6 h6 Js6 k6 m6 n6 p6 r6 s6 t6 f7 h7 js7 k7 m7 n7 p7 r7 s7 t7 u7 d8 e8 f8 h8 d9 e9 h9 d10 a11 b11 c11 h11

38. Ajustes con Juegos Móviles SÍMBOLO ISO Descripción y Aplicación de los Ajustes Preferentes Agujero Base Eje Base Descripción ** Aplicaciones Más Juego H11/c11 C11/h11 Movimiento Grande, amplio ajuste para tolerancias comerciales, o para elementos externos Cojinetes en máquinas agrícolas y domésticas, equipos de minería, topes, pasadores H9/d9 D9/h9 Movimiento libre, no debe emplearse cuando la precisión sea algo esencial, Es adecuado para grandes variaciones de temperatura, velocidades de giro elevadas o presiones elevadas en las piezas macho Cojinetes giratorios donde la velocidad de giro es mayor o igual a 600 rpm, soportes de eje con guías, carretillas, transmisiones y maquinarias agrícolas H8/f7 F8/h7 Movimiento limitado para maquinarias de precisión y para posicionamiento preciso en caso de velocidades moderadas y presión en la pieza macho Montajes deslizantes donde las velocidades es menor de 600 rpm, construcción de máquinas herramientas de precisión, partes automotrices

39. Ajustes con Juegos Móviles Símbolo ISO Descripción y Aplicación de los Ajustes Preferentes Agujero Base Eje Base Descripción ** Aplicación H7/g6 G7/h6 Ajuste Deslizantes: cuando se pretende que las piezas se muevan libremente una respecto a la otra, pero pueden girar entre sí y colocarse con precisión. Collares de Retención, émbolos de frenos de aceite, acoplamiento de platillos desembragable, bridas de centrar para tuberías y válvulas H7/h6 H7/h6 Posicionamiento con juego, proporciona cierto apriete. Es adecuado para posicionar piezas estacionarias, pero pueden montarse y desmontarse fácilmente Engranajes de cambios de velocidades, ejes de contrapunto, mango de volantes de mano, columna guía de taladros radiales, brazo superior de fresadoras Ajuste de Transición H7/k6 K7/h6 Posicionamiento de Transición o Ajuste Intermedio. Posicionamiento de precisión, es un compromiso entre el juego y la interferencia Engranajes en husillo, poleas fijas y volantes en ejes, discos de excéntricas, manivelas para pequeños esfuerzos H7/n6 N7/h6 Posicionamiento de Transición o Ajuste Intermedio. Posicionamiento más preciso en el que se requiere y admite una interferencia mayor Casquillos de Bronce, collares calados sobre ejes, piñones en eje motores, inducidos de dinamos

40. Simbología ISO Descripción y Aplicación de los Ajustes Preferentes Agujero Base Eje Base Descripción ** Aplicaciones Ajustes con Interferencias H7/p6* P7/h6 Posicionamiento con Interferencia: para piezas que requieren rigidez y alineación muy precisa, pero sin requisitos especiales de presión en el agujero H7/s6 S7/h6 Sin Movimiento o Fijos: para piezas de aceros normales o ajustes forzados en secciones pequeñas. Es el ajuste más apretado admisible en piezas de fundición Casquillos de bronce en cajas, cubos de ruedas y bielas, coronas de bronce en ruedas helicoidales y engranajes, acoplamientos en extremos de ejes. Más Interferencia H7/u6 U7/h6 Forzado: para piezas que van a funcionar muy cargadas, para ajustes forzados en las que las fuerzas de apriete requeridos no son factibles en la práctica * Ajuste de Transición para tamaños básicos comprendidos entre 0 y 3 mm. ** Tomada de Mitutoyo , Márgenes y Tolerancias. Impreso por Equipos y Controles Industriales ( eci ), Bogotá D.C..

41. AJUSTE Y TOLERANCIA Ajuste D iferencia entre las medidas antes del montaje de dos piezas que han de acoplar. Puede ser: • Ajuste móvil o con juego , • Ajuste indeterminado • Ajuste fijo o con apriete.

42. AJUSTE Y TOLERANCIA Sistemas de Ajustes Serie sistemática de ajustes que resulta por combinación de determinadas zonas de tolerancia para ejes y agujeros. ISO utiliza dos sistemas de ajuste denominados: Sistema de A gujero Base Sistema de E je B ase .

43. AJUSTE Y TOLERANCIA Sistema de Agujero Base o Agujero Único Es un sistema de ajuste en el que las diferencias fundamentales de todos los agujeros son iguales (agujero único ). ISO elige un agujero cuya diferencia inferior es nula, es decir , la zona de tolerancia está en posición H . La calidad del eje y del agujero es variable

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46. AJUSTE Y TOLERANCIA Sistema de Eje Base o Eje Único Es un sistema de ajuste en el que las diferencias fundamentales de todos los ejes son iguales (eje único). ISO elige un eje cuya diferencia superior es nula, es decir, la zona de tolerancia está en posición h. La calidad del eje y del agujero es variable

47. Sistema de Eje Base o Eje Único

48. AJUSTE Y TOLERANCIA Al fijar los juegos límites de un acoplamiento se deben tener en cuenta los siguientes factores : Estado S uperficial: Una tolerancia muy pequeña pierde todo su valor si las irregularidades son mayores que la tolerancia. Los signos de mecanizado y las indicaciones de tolerancias y ajustes tienen que ser compatibles. Naturaleza del M aterial del que se hacen las piezas. Velocidad de Funcionamiento . Naturaleza , Intensidad , Dirección , Sentido , Variación y Prioridad de los esfuerzos. Engrase . Temperatura de funcionamiento : Este factor es muy importante dado que la temperatura provoca dilataciones y modifica el acoplamiento. Desgaste. Geometría del C onjunto: con el fin de que las tolerancias de forma y posición sean compatibles con las indicaciones de tolerancia del juego

49. AJUSTE Y TOLERANCIA Otros parámetros de Ajuste Paralelismo: a veces en determinados componentes se hace necesaria una gran precisión en el paralelismo que tengan determinadas superficies mecanizadas por lo que se indican en los planos constructivos los límites de paralelismo que deben tener dichas superficies. Perpendicularidad : la perpendicularidad entre una superficie cilíndrica refrentada y su eje axial también puede ser crítica en algunas ocasiones y también requiere procedimientos para su medición y control. Redondez : hay componentes que exigen una redondez muy precisa de sus superficies cilíndricas, porque en algunas máquinas que sean deficientes pueden producir óvalos en vez de circunferencias. Conicidad : Hay superficies cónicas y lo que es necesario controlar es la conicidad que tienen para que esté dentro de los datos previos de los planos. Planitud : es el nivel de horizontalidad que tiene una superficie que haya sido mecanizada previamente. Curvas esféricas; es necesario verificar todo el perfil esférico de una pieza Concentricidad : que deben tener varios diámetros de una pieza que tengan eje común

50. AJUSTE Y TOLERANCIA Considerados los factores anteriores, para determinar los juegos límites se tendrá en cuenta que : Se debe evitar todo exceso de precisión y toda precisión inútil. Por esta razón y para una mayor economía de la fabricación y del control se han seleccionado las Z onas de Tolerancia P referentes dentro de los sistemas ISO de Eje y Agujero únicos. Siempre que se pueda, se debe elegir una zona de tolerancia preferente. Se debe adoptar siempre que sea posible mayor tolerancia para el agujero que para el eje. En ocasiones, los elementos normalizados (por ejemplo rodamientos) tienen predeterminada su tolerancia, por lo que solamente se deberá determinar la del elemento que encaje con ellos (eje o agujero). Se deben elegir las tolerancias de forma que las Calidades del Eje y del Agujero no varíen en más de dos índices. Se debe tener en cuenta la experiencia de ajustes análogos que resulten satisfactorios Montaje de las piezas.

51. AJUSTE Y TOLERANCIA El sistema de agujero base se utiliza preferentemente, debido a que es más fácil modificar las tolerancias de un eje que de un agujero. A veces resulta más ventajoso el eje único (cuando la pieza macho está normalizada, cuando la pieza macho es un árbol que tiene que ajustar con agujeros de diámetros diversos o cuando se utilizan ejes de acero estirado). Para un agujero de una calidad dada, se le asocia un eje de calidad inmediatamente inferior o igual en la escala (por ejemplo H7/n6,N7/h6, H7/h7, entre otros.). En estos tipos de ajuste pueden permutarse entre sí las letras que designan la posición sin que se vea alterado el tipo de ajuste. De esta forma, H7/n6 equivale a N7/h6, H6/g5 equivale a G5/h6, entre otros. Cuanto mayores sean los ajustes, se necesitarán más ayudas para montar y desmontar las piezas. De esta forma, las piezas con aprieto pueden montarse a mano, con mazos o martillos o con prensas. También puede ser necesario calentar una de las piezas, tallar un cono de entrada, entre otros. De la misma forma, el desmontaje puede hacerse a mano con algún tipo de ayuda.

52. AJUSTE Y TOLERANCIA Ejemplos: Un ajuste 60 H7/g6: La cota nominal es de 60 mm El agujero tiene un ajuste H7 con lo cual sus tolerancias serán: 60H7 = 60 0/0,025 donde : Cota Min.= 60 mm; Cota Máx.= 60,025 mm. El eje tiene un ajuste de g6 con lo cual sus tolerancias serán: 60g6 = 60 -0,010/-0,020 donde: Cota Min.= 59,990 mm; Cota Máx.= 59,980 mm