DIBUJO TCNICOPablo Valenzuela Arredondo. 2011

Tolerancias

OBJETIVOSy Concepto de tolerancia y Sistema de tolerancia y ajuste: agujero nico y eje

nico. y Especificacin de tolerancia en el dibujo mecnico: tcita, expresa, simblica.

REPRESENTACIN DE ROSCASy La fabricacin de piezas absolutamente exactas es imposible. y Esto se fundamenta en el hecho de que la fabricacin participan ciertas

deficiencias de las mquinas-herramientas y de las herramientas por ejemplo: y Errores debidos a la falta de precisin de la mquina. y deformaciones debido a las fuerzas de corte, y desgaste de la herramienta, y Errores debido a dilataciones trmicas producto del aumento de temperatura por roce.

y Adicionalmente a esto se encuentra el hecho de que en cada medicin de

comprobacin durante y al final del proceso de fabricacin se hace insegura debido a los errores casuales.

y De all que deban permitirse en la fabricacin de las piezas

errores de fabricacin geomtricos, pero solamente dentro de un margen que no comprometa la funcionalidad y la intercambiabilidad final de esta.

Ejemplo ilustrativo de las diferencias que se presentan entre las especificaciones del plano y la pieza real.

y De aqu se desprende que para una fabricacin econmica el

objetivo no debe ser producir con la menor incerteza que sea posible, sino que con la incerteza necesaria para la funcin que va a cumplir la pieza (por ejemplo intercambiabilidad)

Precisin obtenible por las distintas mquinas-herramientas.Proceso mecanizado [mm] y Cepilladora.............0.100 y Fresadora................0.050 y Torno paralelo..................0.020 y Rectificadora......... 0.005 y Rectificado preciso.....................0.001 y Superacabado...... 0.0005

y As por ejemplo, una partida o lote de ejes de 25, 000 (dimetro nominal)mecanizados en la mquina herramienta torno.

y considerando que las piezas obtenidas por este proceso presentan

diferencias de 20 [ m]las dimensiones reales de los ejes se encontraran comprendidas dentro de una zona de error mostradas en la imagen.

y En resumen en las cotas o dimensiones de toda pieza mecanizada hay que tolerar una desviacin con respecto a la medida nominal que depender principalmente:y y y y

Del proceso particular de mecanizado. De la precisin de la maquina-herramienta a utilizar. De la habilidad del operario para fabricar la pieza. Del proceso de medicin, durante y despus de generar la pieza.

y Por lo tanto al especificar un valor de tolerancia se deber tener en consideracin las variaciones propias en la dimensin nominal que se obtiene del proceso de mecanizado en particular.

Conceptos bsicos de Toleranciay DIMENSION NOMINALy Es la dimensin de referencia, sobre la cual se aplica la

tolerancia.

y TOLERANCIAy Es el valor entorno a la dimensin nominal dentro de la

cual ha de quedar en la prctica cualquier valor de la produccin, sin comprometer la funcionalidad y la intercambiabilidad.

Conceptos bsicos de Toleranciay Los

lmites diferencias,

de

las

tolerancias

se

denominan

y Diferencia superior: Cuando la suma de la diferencia a la

medida nominal da un valor mayor. y Diferencia inferior: Cuando la suma de la diferencia a la medida nominal da un valor menor.

y La tolerancias pueden ser unilaterales si se aplican

sobre o bajo la medida nominal o bilaterales si se aplica a ambos lados.

y TOLERANCIAS MS IMPORTANTES EN EL CAMPO

DE LA MECNICA.

y La tolerancia admisible

se refiere no solo a las dimensiones que debe tener una pieza, sino que tambin a la forma y posicin de las superficies que la limitan. De igual manera que un dimensin particular nunca tendr el valor nominal, en el caso de la forma de una superficies mecanizadas no ser nunca absolutamentey Plana y Cilndrica y Circular

Conceptos bsicosy As por ejemplo como no es posible conseguir una

perpendicularidad o un paralelismo perfecto entre las caras de un cubo, tampoco es posible conseguir una pieza cilndrica cuyas generatrices sean perfectamente paralelas entre s.

y De all que deban admitirse: y Tolerancias dimensionales. y Tolerancias geomtricas de forma y posicin.

Normas relativas a toleranciasy Tolerancias de medidas lineales y angulares no y y y y y y y

toleradas DIN 7168, ISO 2768/NCh 1530. Tolerancias de medidas lineales toleradas DIN 7151/7154/7157/7152. Tolerancias de forma DIN 7182/7184 Tolerancias de posicin DIN 7182/7184 Tolerancias de montaje Tolerancias de ruedas dentadas DIN 3961/3962/3963/3967. Tolerancias de roscas DIN 13, hoja 32. Tolerancias de funcionamiento.

TOLERANCIA DE MEDIDAS LINEALES Y ANGULARES NO TOLERADASy MEDIDA NOMINAL: y Es la dimensin de referencia en la fabricacin. y A la cual se le aplican las diferencias inferior y superior (tambin llamada lnea cero). y MEDIDA REAL: y Valor encontrado en una pieza mediante la medicin de la misma. Este valor esta siempre afectado con una cierta incerteza.

y MEDIDAS LMITE: y Son los valores mximos y mnimos que se especifican en el plano de fabricacin, entre los cuales debe estar la medida real. y DIFERENCIA SUPERIOR: y Es la diferencia algebraica entre la dimensin mxima

y la nominal correspondiente.y Para los Agujerosy

Ds = Mmx Mn ds=mmx - mn

y Para los ejesy

y Donde: y Mmx : dimensin mxima del agujero y Mn: dimensin nominal del agujero. y mmx : dimensin mxima del eje. y mn: dimensin nominal del eje. y DIFERENCIA INFERIOR: y Es la diferencia algebraica entre la dimensin minima y

la nominal correspondiente.y Para los Agujeros y Di = Mmin Mn y Para los ejes y di=mmin - mn

y Donde: y Mmin : dimensin mnima del agujero y mmin : dimensin mnima del eje. y TOLERANCIA: y Es la diferencia entre la medida mxima y mnima.

y A partir de la observacin de la imagen resulta que la

zona de tolerancia que se encuentra limitada por las medidas mnimas y mximas , adems de poseer un valor dimensional, puede poseer distintas posiciones con respecto a la lnea cero.

POSICION DE LA TOLERANCIAy Una vez que se fija la magnitud de la tolerancia

(diferencia mxima con respecto a dimensin nominal). La zona tolerada puede encontrarse:y Sobre la medida nominal y Bajo la medida nominal y O comprendida entorno a la medida nominal

y La imagen siguiente ilustra tales posibilidades.

y Posicin (a); tolerancia (+): y Dimetro mximo = 25.040 mm. y Dimetro mnimo = 25.000 mm. y Posicin (c); tolerancia (): y Dimetro mximo = 25.020 mm. y Dimetro mnimo = 24.980 mm.

y Posicin (b); tolerancia (-): y Dimetro mximo = 25.000 mm. y Dimetro mnimo = 24.960 mm.

POSICION DE LAS TOLERANCIASy Las posiciones de tolerancias en el sistema ISO,

definen las posiciones primitivas o de partida de las tolerancias respecto de la lnea de referencia (o lnea cero) y se indican con letras maysculas par a los agujeros y letras minsculas para los ejes.

y La

designacin de las distintas posiciones de tolerancias para ejes es (letras minsculas): y a,b,c,d,cd,d,e,f,fg,g,h,js,j,k,m,n,p,r,s,t,u,v,x,y,z,za,zb,zc.

y La designacin de las distintas posiciones de tolerancias para agujeros es (letras

maysculas) y A,B,C,CD,D,E, .,H, .,Z,ZA,ZB,ZC

Posicin tolerancias agujeros

Posicin tolerancias ejes

Posicin de los campos de tolerancia con respecto de la lnea de referencia.

Posicin de los campos de tolerancia con respecto de la lnea de referencia.y Las desviaciones de los agujeros entre las posiciones a

hasta G, as como la de los ejes entre las posiciones m hasta zc son positivas. y Las desviaciones de los ejes entre las posiciones a hasta g, as como la de los agujeros entre las posiciones M hasta ZC son negativas. y Las desviaciones H del agujero y h del eje son cero. y Las deviaciones desde A hasta G en agujeros son iguales y de signo contrario a las desviaciones desde a hasta g en los ejes.

y Las desviaciones en los agujeros ente las posiciones p

hasta la ZC son iguales y de signo contrario a la de los ejes entre las mismas posiciones p hasta la zc.

Obtencin del valor de la toleranciay Clc l e la a y Clc l e la

liti a

e la t lera ciae t lera cia

y El siste a ISO a

ta ara el clc l e las z as e t lera cias e i e si es c re i as e tre l s 1 y 500 [ ] la i a e t lera cia i ter aci al. Esta c rres ea a f ci el ta a i al y s i a est a a r la relaci e rica, la i a e t lera cia est ar

y y i[

[ ]

]

y Para las dimensiones comprendidas entre los 50 y

3500[mm] i se obtiene:y

i=0,004 x D + 2,1

y D [mm] y i[ m]

y Ejemplo: y Determine la amplitud de la tolerancia y las diferencias superior e inferior para un agujero de 100 [mm] con calidad H7. y Solucin: y El eje de 100 [mm], se encuentra en el rango de 80 a 100 [mm]. Por lo tanto el dimetro D corresponde a la media geomtrica:

y La unidad de tolerancia corresponde a:

y Para la calidad 7(ver tabla 15.1 A), la amplitud de la

tolerancia es:

y Una forma alternativa y ms directa de obtener la amplitud de la

tolerancia es recurrir a la tabla 15.2 A.

y Una vez obtenida la amplitud de la tolerancia, se procede a

obtener las diferencias inferior y superior de la tolerancia. La relacin que se emplea en este caso es la siguiente:y A) para el agujero: y B) para el eje:

Ds-Di=IT ds-di=IT

y As las tablas A15.2 permite obtener la diferencia superior para ejes. y Y las tablas A15.3 permite obtener la diferencia inferior para el agujero.y Para el ejemplo dado un de eje de 100[mm] le corresponde una diferencia

inferior de 0.

y Ds-Di I y Ds=Di+I y Ds=0+35[ ] y Ds=35[ ] y Dmax=D+Ds=100,000+0,035=100,035 [mm] y Dmax=D+Di=100,000+0,000=100,000 [mm], 35

y1

7 es i

al a 1

Forma de acotado 1y En este

t , la i ensi n nominal y los valores e tolerancia se indican or encima de la lnea de cota; y s vez los valores de tolerancia en n tama o ms e e o e la dimensi n nominal, se anotan al costado derec o y sobre de esta , en la osici n de n s erndice.

Tolerancia bilateral igual variacin

Tolerancia bilateral desigual variacin Tolerancia unilateral con variacin cero en una direccin variacin

Forma de acotado 2y Mediante un cdigo alfa numrico

AJUSTES

y Para que un elemento mecnico funciones correctamente, es necesario que las

distintas piezas que lo forman estn acopladas entre s, en condiciones bien determinadas.

y Por ejemplo, el conjunto representado en la figura adjunta, compuesto por las

piezas que en la misma se sealan, ha de reunir en lo que se refiere al acoplamiento de las piezas entre s, las siguientes condiciones:

y A) que el buje 2 y el 3 estn montados a presin en el soporte 1, es

decir que queden fijos en el soporte. y B) Que el eje 4 gire libremente dentro de los cojinetes 2 y 3, adems sera necesario reglar la posicin de la arandela 5, para regular el juego axial (holgura axial) del eje 4.y Para conseguir la condicin a): Cojinete

que entre a presin en el soporte , es necesario que el dimetro exterior d del cojinete sea ligeramente mayor que el dimetro D del agujero del soporte tal como se ve en la figura adjunta es decir: y d>D y Llamndose aprieto a la diferencia de dimetros. y d-D=aprieto

y Para conseguir la condicin

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