TOLERANCIAS Y AJUSTES.Joan Cedeo C.I. 24327263.Facultad de ingeniera, escuela de Mecanica, Dpto. de Materiales y Procesos de Fabricacin.Universidad de Carabobo, Carabobo, Venezuela.Seccion: 07. Profesor: Luisana V

Resumen La tolerancia de mecanizado la designa el creador de la mquina teniendo en cuenta suscostesy su funcionalidad. Conseguir tolerancias muy pequeas conlleva un coste muy considerable en el mecanizadoy en el tipo de material que se utilice.Para el desarrollo de esta prctica, por parte del profesor se dio una resea de que son las tolerancias y los ajustes y lo que implican dentro del desarrollo de la fabricacin, conformado y diseo de materiales ya elaborados. Una vez hecho esto los alumnos se dividieron en grupos para tomar medidas a una serie de ejes y agujeros y as hacer el desarrollo pertinente de la prctica.

Palabras Claves: medicin, medida, ajuste, rango.

INTRODUCCIN

Ajuste: Cuando una pieza tiene que encajar en otra, previamente deben conocerse las medidas de ambas. Para simplificar, diremos que son agujeros las piezas que contienen y ejes las contenidas. Si la cota inferior de la pieza que contiene es exactamente igual a la cota exterior de la pieza contenida, el ajuste es perfecto.La tolerancia es el margen de medidas lmite que puede tener una pieza. Si tenemos una cota nominal (C), la tolerancia es la diferencia entre una cota mxima (CM) y una cota mnima (Cm):T = CM Cm.[1]Tipos de Ajuste: Mvil: Garantiza siempre un juego entre las piezas conectadas, las cuales son mviles una con respecto a la otra. Es decir, la mxima medida del eje es siempre menor que la mnima medida del agujero, por lo tanto la zona de tolerancia del agujero est por encima de la del eje.

Fijo: Garantiza siempre un apriete entre las piezas conectadas, las cuales, despus de la conexin, se adhieren ms o menos fuertemente entre s. Es decir, la mnima medida del eje es siempre mayor o igual a la mxima medida del agujero, por lo tanto la zona de tolerancia del agujero est completamente por debajo de la del eje. Indeterminado: Ajuste que puede presentar, antes del montaje juego o apriete entre las partes de ajustar, segn las medidas efectivas de las piezas, por lo tanto, no es posible predecir si habr juego o apriete. (Las zonas de tolerancia del agujero y del eje estn a caballo entre s). Para obtener el ajuste normalizado ISO de una pieza, existen dos procedimientos: Sistema Eje Base y Sistema Agujero Base y se requiere del manejo de los siguientes conceptos: Medida Nominal, es la medida bsica de partida en la ejecucin de una pieza. Es la que sirve de referencia para definir las medidas lmites. Medida mxima: es la medida limite mayor que la nominal. Medida mnima: es la medida limite menor que la nominal. Diferencia superior (Ds, ds): diferencia algebraica entre la medida mxima y la nominal. Diferencia inferior (Di, di): diferencia algebraica entre la medida mnima y la nominal. Calidad: es un sistema de tolerancias normalizadas. La calidad es el conjunto de las tolerancias consideradas como correspondientes a un mismo grado de precisin para todas las medidas. Eje base: eje cuya diferencia superior (ds) es igual a cero. Agujero base: agujero cuya diferencia inferior (Di) es igual a cero. Juego mnimo (Jmin): diferencia entre el dimetro mnimo del agujero (Di) y el dimetro mximo del eje (ds). Juego mximo (Jmax): diferencia entre el dimetro mximo del agujero (Ds) y el dimetro mnimo del eje (di). Apriete mnimo (Amin): es el valor absoluto de la diferencia negativa entre el dimetro mximo del agujero (Ds) y el dimetro mnimo del eje (di). Apriete mximo (Amax): es el valor absoluto de la diferencia negativa entre el dimetro mnimo del agujero (Di) y el dimetro mximo del eje (ds). Intervalo de tolerancia (IT): diferencia entre el valor mximo y el valor mnimo de una pieza. Tolerancia de ajuste (TA): diferencia entre el juego mximo y el juego mnimo, o entre el apriete mximo y el mnimo, segn sea el caso. [2]

PIEZAS MACHOS Y PIEZAS HEMBRA:Cuando se produce el acoplamiento o ajuste de una pieza con otra, una de ellas recibe el nombre de macho y la otra recibe el nombre de hembra. Las piezas macho corresponden a las que tienen dimensiones externas tales comoejes,rbol de transmisin, chavetas,estras, etc. Las piezas hembra son las que tienen las dimensiones donde se alojan las piezas macho, tales comoagujeros,ranuras, etc. Tambin guardan una estrecha relacin de ajuste los elementosroscadosy losengranajes.La relacin de holgura que se establece entretroquelesymatricesest sujeta atoleranciasmuy pequeas de fabricacin. Tambin son objetos de tolerancia muy precisa las distancias que hay entre los centros de agujeros que tienen lascajas de velocidadesy reductoras y aquellas que alojan en su senoengranajesu otrosmecanismos. Igualmente requieren a veces tolerancias muy precisas las posiciones angulares de determinados elementos de las mquinas.[3]

OBJETIVOS.

Objetivo general:

Seleccionar el correcto ajuste entre elementos que ensamblan entre s mediante el uso de la norma ISO de ajustes y tolerancias.

Objetivos especficos:

Determinar la tolerancia de fabricacin de piezas. Adquirir destrezas en el uso de las tablas de ajustes y tolerancias de la norma ISO. Identificar los tipos de ajustes.

2. PARTE EXPERIMENTAL

2.1 Lista de materiales y equiposEquipos:

Vernier, Marca: Mitutoyo, Rango: 6, 150mm, Apreciacin: 1/128, 0.05mm. Calculadora.

Materiales: Ejes y agujeros proporcionados en el laboratorio.

2.2 Plan de trabajoProcedimiento: El grupo de alumnos se divide en cuatro grupos, de los cuales dos se van a encargar de tomar la medida de ejes y el resto de los agujeros. Tomar el vernier De una serie de ejes o agujeros, segn sea, se toman tres al azar. A cada eje o agujero, se le van a tomar tres medidas, distintas, luego se saca un promedio y se anota el valor para cada pieza. Luego, al azar se tomar otras tres piezas y as sucesivamente hasta llenar la tabla. Establecer el sistema de referencia a utilizar: Sistema Agujero Base y Sistema Eje Base. Realizar los clculos, de acuerdo al sistema escogido. Utilizar las tablas de ajustes y toleTT6Trancias para obtener el ajuste normalizado ISO.1. RESULTADOS Y DISCUSION

Pieza NAgujeroEje

112.16612.55

211.9312.625

312.1512.55

412.3012.35

512.3812.737

612.6512.21

712.21612.31

812.2012.53

912.6012.46

1012.3712.16

1112.2012.45

1212.1312.05

1312.0012.21

1412.1612.26

1512.2312.25

DM = 12.65mmdM = 12.74mmPara el agujero, y para el eje: Dm= 11.93mmdm = 12.05mm

Para determinar el tipo de ajuste, se recurre a la siguiente condicin:

Mvil: Si dM< DmFijo: Si dm DM

Por tanto el Ajuste que presenta es del tipo Indeterminado.

Las diferencias superior e inferior, para el agujero se pueden calcular utilizando las siguientes ecuaciones:

(1)Donde: Ds: Diferencia SuperiorDM: Medida mximaMnom: Medida nominal

(2)Donde: Di: Diferencia InferiorDm: Medida mnimaMnom: Medida nominal

De igual forma para el eje las diferencias superior e inferior se pueden calcular utilizando las siguientes ecuaciones:

(3)Donde: ds: Diferencia SuperiordM: Medida mximaMnom: Medida nominal

(4)Donde: di: Diferencia Inferiordm: Medida mnimaMnom: Medida nominal

De esta manera se tiene:

Para el agujero:

Para el eje:

Seleccionando como referencia el Sistema Agujero Base:

El juego mximo, el mnimo y medio, el apriete mximo y mnimo, as como la tolerancia del ajuste para el agujero se pueden calcular utilizando las siguientes ecuaciones:

(5)Donde: Jmax: Juego mximoDM: Medida mxima del agujerodm: Medida mnima del eje

(6)Donde: Jmin: Juego mnimoDm: Medida mnima del agujerodM: Medida mxima del eje

(7)Donde: Jmedio: Juego medioJmax: Juego mximoJmin: Juego mnimo

(8)Donde: Amax: Juego mximodM: Medida mxima del ejeDm: Medida mnima del agujero

(9)Donde: Amin: Juego mnimodm: Medida mnima del ejeDM: Medida mxima del agujero

(10)Donde: TA: Tolerancia del ajusteJmax: Juego mximoAmax: Apriete mximo

Conociendo:

a) Tomando como referencia agujero base, se selecciona un agujero con una posicin H:

Entrando al Cuadro 4 (de la gua de Ajustes y tolerancias) con y , se selecciona la calidad para un IT igual o el inmediato superior (este valor de IT no aparece en tabla por lo que se toma el superior)

con una calidad igual a 16.

Con esto obtenemos:

H16 con

b) Un agujero de calidad n debe acoplarse con un eje de calidad n, n 1, y n -2, y adems se verifica que se cumplan las condiciones:

Tabla 1. Condiciones que debe cumplir el eje.ITITeje+ ITagu TAITeje ITaguCumple ambas

161100 + 1100 14101100 1100No

15700 + 1100 1410700 1100No

14400 + 1100 1410430 1100No

No cumple con esta condicin, por lo que no se puede determinar el ajuste ISO por el mtodo de agujero base.

Procedimiento de eje base:

a) Tomando como referencia eje base, se selecciona un eje con una posicin h:

Entrando al Cuadro 4 (de la gua de Ajustes y tolerancias) con y , se selecciona la calidad para un IT igual o el inmediato inferior (este valor de IT no aparece en tabla por lo que se toma el inferior)

con una calidad igual a 15.

Con esto obtenemos:

h15 con

b) Un EJE de calidad n debe acoplarse con un agujero de calidad n, n + 1, y n+2, y adems se verifica que se cumplan las condiciones:Tabla 2. Condiciones que debe cumplir el agujero.ITITeje+ ITagu TAITeje ITaguCumple ambas

15700 + 700 1410700 700Si

16700 + 1100 1410700 1100No

c) Para la calidad que cumple ambas condiciones, se procede a calcular lo siguiente:

Para calidad 15:

Ingresando a tablas se obtiene una calidad js15, Las cercana y nica por lo que no se puede cotejar con otras.

Ds= +350

Di=-350

Nuestro ajuste ISO queda de la siguiente forma:

Anlisis de Resultados: El experimento se llev a cabo de acuerdo al mtodo convencional, Sistema de Agujero base y eje base. Normalmente en el clculo se maneja una seria de alternativas, varias provenientes de cada sistema, permitiendo al usuario decantarse por la que se ajuste a sus requerimientos, en este caso el juego medio, sin embargo. Se observa que para el sistema de agujero base no arroja ninguna alternativa y el sistema de eje base solo uno, limitando las alternativas a una sola medida posible.1. CONCLUSION Las tolerancias son muy importantes en la elaboracin, fabricacin de cualquier material que es utilizado en la Industria ya que permite tener un mnimo grado de diferenciacin, esto permitir variar un poco a la dimensin especificada ya que al momento de estar en la fabricacin existe la posibilidad de que haya variaciones en el material o en los instrumentos. La realizacin de esta prctica contribuyo a afianzar los conocimientos adquiridos en la clase terica sobre la manera de realizar un ajuste ISO utilizando alguno de los sistemas base.Bibliografa

[1] Portal Mecnica con conceptos bsicos aplicados a procesos de fabricacin [citado 7-05-2011]. Disponible en Internet http://www.mecanica.com.es/Tolerancias%20y%20ajuste.htm

[2] PEREIRA F, Juan C. Procesos de Fabricacin por arranque de Viruta. Publicaciones UC Facultad de ingeniera Primera Edicin 2004. Pag (10-13)

[3]Tipos de ajuste de componentes. Autor: Rafael Ramirez.Disponible en internet:http://www.monografias.com/trabajos70/tipos-ajuste-componentes/tipos-ajuste-Componentes.shtml