1. ut7. tolerancias. ajustes

7/14/2019 1. UT7. TOLERANCIAS. AJUSTES

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UNIDAD DE TRABAJO 7

TOLERANCIAS DE MEDIDA Y AJUSTES

7.1. TOLERANCIAS DE MEDIDA

7.1.1. Intro du cc in

Para garantizar la utilidad de las piezas fabricadas se requiere que stas sean

intercambiables, es decir, que cualquier pieza se pude montar en lugar de otra

semejante sin necesidad de ningn retoque y sin que vare por ello el buen

funcionamiento de la mquina.

Esto se consigue con la eleccin conveniente de las tolerancias de fabricacin.

Debido a la necesidad de las piezas intercambiables, se establecieron

internacionalmente los sistemas y norm as de tolerancias, lo que revoluciono la

fabricacin en serie y la agilizacin de los procesos de produccin.

7.1.2. Concep tos fund amentales

Con las normas internacionales ISO (Organ izacin Intern acional de Normalizacin)

se establecen todos los smbolos y definiciones en las medidas de tolerancia y ajuste.

Para poder estudiar de forma sencilla el concepto de tolerancia, se deben tener claros

los conceptos de eje u agujero.

Fig.1. Eje y agujero


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Eje y Agujero

Se llama ej ea cualquier cilindro o pieza prismtica que deba acoplarse en interior de

otro elemento.

Se llama agujeroa cualquier alojamiento cilndrico o prismtico.

Medi da real o efecti va del d imetro

Se llama medida real o efectiva, aquella que medida de una pieza que coincide

exactamente con la medida nominal.

Fig.2. Medida efectiva

Medi da Nom inal del dimetro

Se llama media nominal es aquella medida que se indica en el plano de la piezaa fabricar.

Fig.3. Medida nominal y tolerancias; a) Tolerancias dimensionales; b) tolerancias geomtricas, de posicin

y de forma.

Medi a Mxima y Mnima d el d imetr o

Se llama medida mxima ( a la distancia entre la medida nominal y el lmite detolerancia superior.


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Se llama medida mnima a la distancia entre la medida nominal y el lmite detolerancia inferior.

7.1.3. Toleranc ia o Zonas de Tolerancias

La tolerancia o zona de tolerancias (T) es el margen de error admisible en la

fabricacin de una pieza respecto de la medida nominal y su forma geomtrica. Se

indica numricamente o simblicamente

T

Diferencia Superior

Se llama diferencia superior a la diferencia entre la medida mxima y la nomina

Diferencia Inferio r

Se llama diferencia inferior ( a la diferencia entre la medida mxima y la nomina

As la zona de tolerancia tambin se pude calcular como la recta de las diferencias

T

Cada una de dichas diferencias ser positiva cuando la medida correspondiente sea

mayor que la nominal y negativa cuando sea menor.

Fig.4. Conceptos fundamentales concernientes a las tolerancias.


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7.1.4. Lnea de referenci a o Lnea ce ro

Se llama lnea de referencia o lnea cero ( a la que corresponde a la medidanominal. A ella se refieren todas las dems lneas.

La situacin de la zona de tolerancia con respecto a la lnea de referencia depende

del signo que tengan las diferencias superior e inferior. Si ambas tienen signo positivo,

la zona de tolerancia estar por encima de la lnea de referencia y, si ambas tienen

signo negativo, la zona de tolerancia se situar por debajo.

Fig.5. Situacin de la zona de tolerancia segn el signo de las diferencias superior o inferior. Con ambos

valores positivos (izquierda); con ambos valores negativos (centro); y con un valor positivo y otro negativo

(derecha).

7.2. AJUSTES


En la fabricacin en serie es necesaria la Intercambiabilidad de las piezas (fig.8), esdecir, que todas las piezas iguales que se fabriquen sirvan de repuesto en cualquier

lugar que se coloquen del mundo.

Acoplamiento o ajuste

Se denomina acoplamiento o ajuste a la unin entre dos piezas, eje y agujero.

En funcin de las dimensiones que tengan el eje y el agujero el acoplamiento de

ambos podr realizarse fcilmente, sin esfuerzo, o requerir un esfuerzo ms o menos

grande.


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Juego

Existe un juego cuando el dimetro del agujero es mayor que el dimetro del eje.

El Juego mximo ( ) es la diferencia entre la medida mxima del agujero y lamedida mnima del eje.

El Juego mnimo ( es la diferencia entre la medida mnima del agujero y lamedida mxima del eje.

Fig.6. Representacin grfica de un acoplamiento con juego.

Apriete

Existe un apriete cuando el dimetro del agujero es menor que el dimetro del eje.

El Apriete mximo es la diferencia entre la medida mxima del eje y lamedida mnima del agujero.

El Apriete mnimo es la diferencia entre la medida mnima del eje y la medidamxima del agujero.


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Fig.7. Representacin grfica de un acoplamiento con apriete.

7.2.2. Tolerancia de un ajuste de un eje y un agujero

Hasta hora un eje y un agujero los hemos considerado de forma aislada, sin embargo

cuando tenemos que acoplarlos nos interesa determinar las tolerancia del ajuste TA

La tolerancia de un ajuste es la suma de la tolerancia del agujero Ta y de la

tolerancia deleje TeTA = Ta + Te

7.2.3. Tipo s de ajuste

De acuerdo con el concepto de ajuste, y como consecuencia de las diferencias de

medida, se determinan tres tipos (fig. 8): el ajuste mvil, el fijo y el indeterminado.

Fig.8. Tipos de ajuste. a) Fijo; b) mvil; c) indeterminado.


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Ajus te mvi l

Si en un acoplamiento existe juego, incluso cuando el eje tiene la medida mxima y el

agujero la medida mnima, entonces se dice que el ajuste es mvil.

El ajuste mvil es aqul en el que existe juego.

En los ajustes mviles o con juego, la tolerancia del ajuste es igual a la diferencia entre

juego mximo y el mnimo (fig. 9).

TA =

Fig.9. Representacin grfica de un ajuste mvil

Ajus te f ijo

Al contrario que los ajustes mviles, si en un acoplamiento en que el eje tiene la

medida mnima y el agujero la mxima se produce apriete, el acoplamiento se

denomina ajuste fijo. El ajuste fijo es aqul en el que siempre existe apriete.

En los ajustes fijos o con apriete la tolerancia del ajuste TA es igual a la diferencia

entre el apriete mximo y el mnimo (fig.10).

TA =

Fig. 10. Representacin grfica de un ajuste fijo.


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Ajus te indeterminado

El ajuste indeterminado es un ajuste intermedio entre el fijo y el mvil. Es aquel segn

las tolerancias que tengan el eje y el agujero, puede ser fijo o mvil.

En los ajustes indeterminados la tolerancia del ajuste es igual a la suma del juegomximo y el apriete mximo (fig. 11).

TA =

Fig.11. Representacin grfica de un ajuste indeterminado.

7.3. Sistem a ISO de Toleranci as y Ajus tes


El sistema de tolerancias y ajustes ISO es el resultado de estudios, realizados a nivel

internacional, para unificar los sistemas existentes en otros pases y as facilitar el

intercambio.

El sistema ISO es de fcil utilizacin y reporta importante ventajas, como:

- Reduccin del nmero de utillajes para la fabricacin y comprobacin de

piezas.

- Evita los trabajos posteriores de ajuste o ensamblaje de piezas terminadas, lo

que facilita el montaje y desmontaje de stas y la fabricacin de grandes

cantidades de piezas de recambio.

- Simplifica los trabajos de verificacin y control de la calidad de las piezas y

mquinas.

Las normas que rigen en dicho sistema son las siguientes:

- Temperatura de medicin establecida es de 20 oC- La unidad de medida es el milmetro (mm).


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- La unidad de la tolerancia es la milsima de milmetro o la micra ().- La medidas nominales de 1 a 500 mm, distribuidas en dos grupos: una zona

principal y otra intermedia.

Cmo se puede ver en la (tabla 1), Nos dar la distribucin de la medida nominal de

los valores lmites de cada zona.

Tabla 1. Distribucin de las medidas nominales en el sistema ISO.

7.3.2. Calidad de Tolerancia

El sistema ISO establece, para las medidas nominales comprendidas entre 1 a 500mm, 20 calidades de tolerancia diferentes, designadas en orden ascendente en

funcin de su amplitud (tabla 2)

Las siglas IT provienen de las iniciales de ISO Tolerancia

20 calidades de tolerancia

N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

IT 01 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18


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Tabla 2. Serie de tolerancias fundamentales ISO 6, DIN 7151

Unidad de tolerancia

La zona de tolerancia de cada calidad se ha establecido en funcin de la unidad de

tolerancia ( ) mediante la expresin:

Unidad de tolerancia viene expresada en(micras) Media geomtrica de los valores extremos de cada uno de los grupos de dimetros,viene expresada en mm

Donde toma los valores de las medias minales segn ISO de entre 10 a 18; 18 a30; 30 a 50; 50 a 80; segn tablas etc.

Formacin de las cal idades de tolerancia

El conjunto de tolerancias, dentro de una calidad, se denomina serie de tolerancias

fundamentales (tabla 2.) Dichas series, tal como se indica la (tabla 3), estn

escalonadas desde la calidad 5 mediante el producto de la unidad de tolerancia

( ) por un mltiplo.

Tabla 3. Amplitud de las zonas de tolerancia


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Fig. 12. Representacin grfica de la amplitud de la zona de tolerancia

Tabla 4. Aplicacin de las calidades.

7.3.3. Pos icin de la zona de Toleran cia segn las no rm as ISO

Con la aplicacin de las calidades no que determinada de forma concreta la dimensin

del dimetro de la pieza, ya que la tolerancia puede estar por encima o por debajo de

la lnea de referencia. Por lo tanto, es preciso explicar la posicin de la tolerancia

(fig. 13).


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Fig. 13. Especificaciones de la posicin de la tolerancia

Posicin de la tolerancia

La posicin de la tolerancia est determinada por una de las diferencias, superior o

inferior que se denomina diferencia de referencia (fig. 14)

Fig. 14. Especificacin de la diferencia de referencia

Distanc ia a la zona de tolerancia

La separacin de una de las diferencias superior o inferior respecto a la lnea dereferencia se denomina distancia a la zona de tolerancia.

Las normas ISO establecen 27 posiciones de la zona de tolerancia (fig.15), que

nombran con letras maysculas cuando se refieren a medidas interiores (agujeros) y

letras minsculas para medidas exteriores (ejes).


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Fig. 15. Representacin grfica de las posiciones de las tolerancias en el sistema ISO, a) Posiciones para

ejes; b) Posiciones para agujeros.

Posicion es de la zona de tolerancia para los ejes (medidas exteriores)

Como se observa en la figura 15a, las posiciones a, b, c, cd , e, ef, f, fg, g, estarn en

una zona negativa o diferencia superior negativa

Las posiciones m, n, p, r, s, t, u , v, x, y, z, za, zb, zc, estarn en una zona positiva o

diferencia inferior positiva

La posicin h tiene una diferencia superior igual a cero y la diferencia inferiornegativa.

La posicin j tiene una diferencia superior e inferior a ambos lados de la lnea de

referencia

La posicinjscoincide la zona de tolerancia con la lnea de referencia.

La posicin k vara segn calidad ya que la posicin k1 corresponde a las calidades

de menores de 3 y mayores de 8 inclusive. La posicin k2corresponde a las calidades

de 4 a 7

Posicion es de la zona de tolerancia para los agujeros ( medidas interiores)


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Como se observa en la figura 15b, las posiciones A; B ; C; CD; E; EF; F; FG; G;

estarn en una zona positiva o diferencia inferior positiva

Las posiciones M; N; P; R; R; S; T; U; V; X; Y; Z; ZA; ZB ; ZC;estarn en una zona

negativa o diferencia superior negativa

La posicin H tiene una diferencia inferior igual a cero y la diferencia superior

positiva

La posicin J tiene una diferencia superior e inferior a ambos lados de la lnea de

referencia.

La posicin JScoincide la zona de tolerancia con la lnea de referencia.

La posicin K vara segn calidad ya que la posicin K1 corresponde a las calidadesde menores de 3 y mayores de 8 inclusive. La posicin K2corresponde a las calidades

de 4 a 7

7.3.4. Design acin de las Toleran cias

Una vez que hemos estudiado la clasificacin de las tolerancias por calidades y su

posicin respecto de la lnea de referencia, vamos a ver cmo se indican.

Fig. 16. Plano de un pin helicoidal donde pueden apreciarse tolerancias numricas y simblicas.

De form a numri ca

La tolerancia de un eje est compuesta por dos valores numricos, situados uno

encima de otro mm o

(micras). Dichos valores son las diferenciassuperior e inferior ;tolerancia del eje Te =

De forma simblica

La tolerancia est compuesta por una letra y un nmero, 50 e8. La letra minscula e

(eje) indica la situacin o posicin de la zona de tolerancia con respecto a la lnea de


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referencia. El nmero 8 indica calidad de tolerancia IT o la amplitud de la zona de

tolerancia. Es diferente para cada grupo de medidas nominales.

La calidad de tolerancia IT sirve para determinar la precisin de fabricacin. Para

determinar la amplitud de la zona de tolerancia podemos utilizar las (tablas 2, 5, 6)

situadas al final de la unidad.

Representacin de la tolerancia de un eje 50 e8

Medida nominal 50, para una calidad IT8 y la letra e nos indica que es un eje, que

segn la posicin de tolerancia (fig. 19) las diferencias son negativas cuyos valores

vienen dados en la (tabla 5).

Te

7.3.5. Sistem as de ajus te

Si elegimos convenientemente las posiciones para el eje y el agujero, se puede

realizar un conjunto de ajustes, con diversos juegos y aprietes. De forma general,existen dos sistemas para clasificar los ajustes, el sistema de eje nico y el sistema

de agujero nico.

Sistemas de ajuste de eje nico o eje base

En el sistema de eje nico o eje base para todas las clases de ajustes, la medida

mxima del eje coincide con la media nominal, es decir la diferencia superior es cero.

Por tanto la tolerancia del eje estar siempre representada por la letra h.

Si se vara la situacin de la zona de tolerancia y la calidad de los agujeros,obtendremos los ajustes necesarios (fig. 17).

Fig. 17. Representacin grfica del sistema de ajuste con eje base.

Si se acoplan al eje base agujeros con posiciones:

- A, B, C, CD, D, E, EF, F FG, G, H, se obtienen los ajustes mviles.

- P, R, S, T, U, V, X, Y; Z, ZA; ZC, se obtienen los ajustes fijos.


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- J, K, M, N, se obtienen ajustes indeterminados.

Se pueden realizar en total 27 acoplamientos para cada una de las 20 calidades de

tolerancia IT establecidas.

Designacin d el ajuste co n eje base

Para designar un ajuste con eje base se indica la medida nominal seguida de la

tolerancia del agujero y, a continuacin la tolerancia del eje con la letra hy su calidad;

por ejemplo: 65 G7 h6.

Sistemas de ajuste de agujero nico o agujero base

En el sistema de agujero nico o agujero base para todas las clases de ajustes, la

medida mnima del agujero coincide con la media nominal, es decir la diferenciainferior es cero. Por tanto la tolerancia del agujero estar siempre representada por

la letra H.

Si se vara la situacin de la zona de tolerancia y la calidad de los ejes, obtendremos

los ajustes necesarios (fig. 18).

Fig. 18. Representacin grfica del sistema de ajuste con agujero base

Si se acoplan al eje base agujeros con posiciones:

- a, b, c, cd, d, ef, f, fg , g, h, se obtienen los ajustes mviles.

- p, r, s , t, u, v, x, y , z, za, zb, zc, se obtienen los ajustes fijos.

- j, k, m, n, se obtienen ajustes indeterminados.

Designacin del ajuste con agujero base

Para designar un ajuste con agujero base se indica la medida nominal seguida de la

tolerancia del agujero con la letra H y su calidad, a continuacin la tolerancia del eje;

por ejemplo: 40 H6 r5.


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7.3.6. A justes recom endados

Con el empleo de los sistemas de eje base y agujero base, el nmero de ajustes

posibles, y los costes de la fabricacin han sido reducidos, pero todava sondemasiado elevados.

Con el fin de paliar estas dificultades y favorecer su intercambio, se recomienda el uso

reducido de ajustes dados en las tablas siguientes.

La norma DIN aconseja una serie de ajustes para el sistema de agujero nico(DIN

7154), que se basa en la norma ISO y que se puede observar en la tabla 5.

Los ajustes para el sistema de eje nico(DIN 7155) se detallan en la tabla 6.

El sistema ISO no fija ninguna clase de ajustes especiales; nicamente recomienda,

para el sistema de eje base y agujero base, una serie de ajustes que se pueden

aplicar en casi todos los usos de fabricacin mecnica y se detalla en la tabla 7.

La serie I es fundamental y preferente, sirve para una seleccin de ajustes para una

medida nominal 50 mm, contiene 6 campos de tolerancia para piezas y otros 6 para

medias exteriores. Las series II y III son complementarias de la anterior y forman un

grupo de ajustes que cubre las mayoras de las aplicaciones del taller. En la tabla 8 se

representa.

En la tabla 9 se detallan los ajustes que se recomiendan para ciertas aplicaciones

industriales.


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Tabla5. Ajustes ISO para agujero nico (hoja 1)


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Tabla 5: Ajustes ISO para eje nico (hoja 2)


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Tabla 6. Ajuste ISO para eje nico (hoja 1)


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Tabla 6. Hoja. Ajuste ISO para eje nico (hoja 2)


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Tabla 7. Ajustes ISO recomendados


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Tabla 9. Aplicaciones recomendadas de los ajuste


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