tolerancias en ensambles mecánicos

8/17/2019 Tolerancias en ensambles mecánicos

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UNIVERSIDADTECNOLÓGICA DE LA

MIXTECA

INSTITUTO DE ELECTRÓNICA Y MECATRÓNICA

TOLERANCIAS DIMENSIONALES

Dr. Manuel Arias Montiel


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Definiciones Las tolerancias son las variaciones permisibles en la forma,

el tamaño o la localización específica de los detallesindividuales de una pieza que se muestra en un dibujo.

Las tolerancias son las cantidades precisas de variaciónque se pueden permitir y se deben especificar en losdibujos de detalle.

El dibujo debe describir el producto final completa yexactamente como lo ha diseñado el proyectista.


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Definiciones Dimensión efectiva. Es la que se obtiene mediante

medición de la pieza. La obtención de esta dimensióninvolucra cierta incertidumbre que se minimiza con unamayor exactitud de los instrumentos.

Dimensiones límites. Son las dimensiones extremas entrelas que puede estar la dimensión efectiva de la pieza.

Dimensión mínima. Es la menor de las dimensiones límite. Dimensión máxima. Es la mayor de las dimensiones límite.


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Definiciones Intervalo de tolerancia. Es la diferencia entre las

dimensiones máxima y mínima.

Intervalo de tolerancia = dimensión máxima – dimensión mínima

Dimensión nominal. Es la dimensión que se toma comoreferencia. No debe tener un valor arbitrario, conviene

que sea un número normal.


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Definiciones

Desviaciones. Son las cifras que indican qué tan alejadasestán las dimensiones límite de la dimensión nominal.

Se llama desviación superior a la diferencia entre la dimensiónmáxima y la dimensión nominal.

La desviación inferior la constituye la diferencia entre la

dimensión mínima y la dimensión nominal.

dimensión nominal

signo

signo

desviación superior

desviación inferior


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Métodos para expresar las tolerancias

Las tolerancias se pueden indicar en los dibujos por lossiguientes métodos:

Notas de tolerancia general, aplicables a todas las dimensiones nolimitada del dibujo. Tolerancias o límites individuales, aplicables directamente a las

dimensiones específicas.

Tolerancias geométricas en forma de notas generales. Tolerancias implícitas para diferentes clases de trabajo, basadas en

otras normas de organización.


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Métodos para expresar las tolerancias Fíjese una tolerancia en forma de nota general para aplicarla a

las dimensiones generales de la pieza, haciéndola tan grandecomo sea posible y conforme a las exigencias de funcionalidad.

Adiciónense notas de tolerancia posicional para la localizaciónde los barrenos, pasadores, ranuras y demás detalles.

Adiciónense tolerancias individuales a las dimensiones querequieren mayor exactitud que la proporcionada por la notageneral de tolerancias.


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Notas de tolerancias general Simplifican el dibujo. Ejemplos:

A menos que se especifique lo contrario, las tolerancias paraacabados deben ser ±0.005.

A menos que se especifique lo contrario, las tolerancias paradimensiones de acabado deben ser las siguientes:Medida Toleranciahasta 3 ±0.005de 3 a 12 ±0.010de 12 a 14 ±0.015más de 24 ±0.020


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Notas de tolerancias general Tolerancias en dimensiones fraccionales para acabados:

Medida Tolerancia

hasta 6 ±1/64

más de 6 ±1/32

Tolerancia en espesores en fundición en bruto ±12%

Tolerancia angular ±1/2°


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Tolerancias individuales y límites Método A. Especifíquense directamente los dos límites.

Ambos límites se deben expresar con el mismo númerode cifras decimales.

Cuando la dimensión define un detalle interno o undetalle externo, la primera dimensión alcanzada en elproceso de maquinado debe indicarse sobre la línea decota.

En otros casos, se recomienda dar primero el límitesuperior.


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Tolerancias individuales y límites Método B. Especifíquese un límite de la dimensión conuna tolerancia únicamente en un sentido.

El límite expresado debe ser el primero alcanzado en el

proceso de maquinado. En los barrenos o detallesinternos llevará una tolerancia más y en los ejes odetalles externos, una tolerancia menos.

El límite y la tolerancia se deben expresar con el mismonúmero de decimales.


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Tolerancias individuales y límites Método C. Especifíquese un límite con una tolerancia,únicamente en un sentido.

La tolerancia en el otro sentido se expresa como cero.

Los métodos B y C son los preferidos para expresartolerancias de ajustes, donde la dimensión específicarepresenta la primera condición alcanzada en el proceso

de maquinado.


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Tolerancias individuales y límites Método D. Especifíquese la dimensión deseada, con lastolerancias dispuestas arriba y debajo de ella, las cuales

no tienen que ser necesariamente iguales.

Sin embargo, los límites, las tolerancias o ambos, secolocan en columna, debiendo quedar los puntosdecimales en línea vertical.


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Sistema ISO de tolerancias Los valores de las dimensiones nominales se hanagrupado en 13 escalones que van desde ≤ 3 mm hasta

400 mm (también comprende valores mayores a 500mm hasta 3150 mm, que aquí no se presentan).

Con el objeto de satisfacer las distintas necesidades deprecisión para cada escalón de dimensiones nominales, sehan previsto 18 valores distintos de intervalos detolerancia, llamados intervalos de tolerancia fundamentales.


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Sistema ISO de tolerancias Al grado de precisión necesario se le llama calidad y se

representa mediante un número.

En la tabla se indican las 18 calidades que en función dela dimensión nominal dan el correspondiente intervalode tolerancia.

Existen muchos factores que afectan la precisión quepuede esperarse de un proceso de fabricación oparticularmente de una máquina-herramienta.


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La calidad y los procesos defabricación

Máquina Calidad

Torno revólver clásico 7

Torno revólver 9-8

Torno semiautomático 8-7

Torno vertical 8-7

Torno semiautomático monohusillo 9-7

Torno automático multihusillos 9-7

Fresadora vertical 7

Fresadora horizontal 7

Fresadora universal 7

Fresadora de control numérico 8

Cepillo de codo 8

Cepillo de mesa 8-7

Brochadora 7


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La calidad y los procesos defabricación (cont.)

Máquina Calidad

Taladro de columna:

con broca 11

con escariador 7

Taladradora radial

con broca 11

con escariador 7

Rectificadora de engranes 6-5

Rectificadora plana 6-4

Rectificadora de revolución 6-5


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Posición de la tolerancia En el sistema ISO, la tolerancia para cada escalón de dimensiones,puede tener 28 distintas posiciones, representadas cada una por

medio de una letra: mayúsculas para barrenos, minúsculas para árboles.

En el caso de los barrenos, las primeras letras del alfabetorepresentan a la posición de la tolerancia siempre por encima de ladimensión nominal.

El barreno H representa la posición de la tolerancia con desviacióninferior mínima. A la línea que representa la dimensión nominal sele llama línea de desviación nula o línea cero.


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Posición de la tolerancia Los barrenos representados con las últimas letras, indican

que su tolerancia está siempre por debajo de la línea cero.


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Posición de la tolerancia Para simplificar, se suele usar la representación esquemática

siguiente


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Posición de la tolerancia En el caso de los árboles, las primeras letras del alfabeto

representan las posiciones de tolerancia siempre pordebajo de la línea cero.

El árbol h tiene desviación superior nula.

Los árboles indicados con las últimas letras del alfabetorepresentan las posiciones de tolerancia siempre porencima de la línea cero.


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Designación de la tolerancia Al designar la tolerancia, primero se indica el valor de la

dimensión nominal, después la letra que representa laposición de la tolerancia y finalmente el número queindica la calidad o grado de precisión.

Dimensión nominal Posición de la tolerancia Calidad


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Ajustes El ajuste entre dos piezas que deben acoplarse es la

relación que existe entre ellas, con respecto a la cantidadde juego o interferencia que se presenta cuando seensamblan.

Para determinar los límites de una dimensión específica,lo primero que hay que determinar es el tipo y la clasede ajuste, con base en el uso o servicio a que va a ser

sometido el equipo que se está diseñando y luego,determinar los límites de las piezas que deben acoplarsepara garantizar que se producirá el ajuste deseado.


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Sistema del barreno normal Se toma como base el barreno H, y se logra el ajuste al

combinarlo con el árbol más indicado.

Se obtiene un ajuste con juego al combinar el barreno Hcon cualquiera de los árboles a, b, c, …, g.

Se logra un apriete al combinar un barreno H con

árboles n, p, r, …, zc.


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Sistema del árbol normal Se toma como base el árbol h, y se logra el ajuste al

combinarlo con el barreno más indicado.

Se obtiene un ajuste con juego al combinar el árbol h concualquiera de los barrenos A, B, C, …, G.

Se logra un apriete al combinar un árbol h con árboles N,

P, R, …, ZC.


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Designación de ajustes Los ajustes más utilizados son los del tipo barreno

normal .

Los montajes de rodamientos y pernos guía requieren laaplicación del sistema de árbol normal .

A continuación se dan una serie de ajustes que se

recomiendan para su uso en mecánica general.


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Designación de ajustes Al designar un ajuste, se indica primero la dimensión

nominal (común a las dos piezas), después la toleranciapara el barreno y finalmente la tolerancia para el árbol.

Dimensión nominal Tolerancia del barreno Tolerancia del árbol


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Juego y apriete En un ensamble en que la pieza continente (barreno) sea

mayor que la pieza contenida (árbol), se dice que entreambas queda un juego.

El juego es la diferencia entre la dimensión del barreno yla dimensión del árbol.

Juego = dimensión del barreno – dimensión del árbol


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Juego y apriete Dado que las dimensiones del barreno y del árbol varían

entre límites tolerables, el valor del juego tambiénvariará.

Juego max = dimensión max del barreno – dimensión min del árbol

Jmax = Dmax – dmin

Jmin = Dmin – dmax


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Juego y apriete En los ajustes con apriete, en los que el árbol es mayor

que el barreno antes del ensamble, se dice que el apriete es la diferencia entre la dimensión del árbol y ladimensión del barreno.

Apriete = dimensión del árbol – dimensión del barreno


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Juego y apriete Se tienen también dos casos extremos.

Apriete min = dimensión min del árbol – dimensión max del barreno

Amax = dmax – Dmin

Amin = dmin – Dmax

Apriete max = dimensión max del árbol – dimensión min del barreno


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Tolerancia funcional Se denomina tolerancia funcional (TF), a la diferencia

entre los juegos máximo y mínimo o los aprietesmáximo y mínimo.

En general, la tolerancia funcional es igual a la suma delos intervalos de tolerancia.

TF = Jmax – Jmin = ITárbol + ITbarreno

TF = Amax – Amin = ITárbol + ITbarreno


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Tolerancias generales

Es frecuente encontrar en dibujos técnicos, la anotacióngeneral de la tolerancia de las dimensiones que no se hanespecificado específicamente.

En su mayoría, los valores son arbitrarios y resultantolerancias muy cerradas en algunos casos y muy abiertas enotros.

Para uniformizar criterios, se recomienda utilizar una

especificación del tipo JS11 a JS13 para los casos en que ladimensión no sea funcional. De este modo, se tendrán IT quedependan de la dimensión nominal.


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