Sistemas de ajustes y tolerancias

INSTITUTO TECNOLOGICO DE
CHIHUAHUA
SISTEMAS DE AJUSTES
Y TOLERANCIAS
Equipo 1
•
EDGAR MIRELES TORRES
•
DAVID ISLAS AGUIRRE
•
JESUS EDUARDO TREJO PEÑA
•
MIGUEL ANGEL ROJAS ZAMARRON
•
EDGAR OMAR LECHUGA CAMPOS
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN............................................................................................................................... 2
FIGURA 1.1....................................................................................................................................... 4
¿POR QUÉ CONVIENE USAR UN SISTEMA ESTANDARIZADO YA SEA MÉTRICO O
AMERICANO?................................................................................................................................... 5
¿CUÁL ES LA TENDENCIA MUNDIAL QUE SE SUGIERE COMO MEJORES PRÁCTICAS A
SEGUIR EN EL CÁLCULO O MEDICIÓN DE LAS TOLERANCIAS DE AJUSTES?......................5
LA TENDENCIA MUNDIAL A LA QUE TIENE LA INDUSTRIA EN LO REFERIDO A LA
MEDICIÓN DE TOLERANCIAS DE AJUSTES Y CÁLCULO ES EL SISTEMA DE TOLERANCIAS
ISA POR SUS SIGLAS EN INGLES ASOCIACIÓN NACIONAL DE ESTANDARIZACIÓN. EN
CUAL SE ESTABLECE LAS UNIDADES DE MEDIA PARA LOS DIÁMETROS EN LAS PIEZAS
COMO EL MILÍMETRO (MM) Y LA UNIDAD DE MEDIA PARA LAS TOLERANCIAS ES LA
MICRA. EN LO REFERENTE A LA TEMPERATURA, LA REFERENCIA ES 20 GRADOS
CENTÍGRADOS. EN EL MUNDO ENTONCES SE HAN CREADO UNA SERIE DE SISTEMAS
QUE AL FINAL HAN DIFICULTADO EL ENTENDIMIENTO ENTRE LOS DIFERENTES PAÍSES,
ENTRE ESTOS SE ENCUENTRAN EL SISTEMA INGLÉS, EL MKS, CGS Y EL SI. LA
TENDENCIA MUNDIAL ENTONCES A LARGO PLAZO CONTAR CON UN SOLO SISTEMA DE
UNIDADES QUE PERMITA LA UNIFICACIÓN DE MEDIDAS Y NO TENER QUE REALIZAR
CONVERSIONES QUE NOS PUEDEN LLEVAR A GENERAR MAYOR INCERTIDUMBRE EN
LAS MEDICIONES............................................................................................................................ 6
DE IGUAL MANERA SUCEDE CON LOS SISTEMAS DE AJUSTES Y TOLERANCIAS, LA
UNIFICACIÓN GLOBAL EN EL USO DEL SISTEMAS ISO CONLLEVA LAS VENTAJAS QUE A
CONTINUACIÓN SE PRESENTAN PARA EL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES.
(METROLOGÍA, 1998)...................................................................................................................... 6
HERRAMIENTAS PARA EL CÁLCULO DE AJUSTES....................................................................6
CONCLUSIÓN................................................................................................................................... 7
LA VENTAJA DE UN SISTEMA ESTANDARIZADO ES QUE NOS OTORGA LA FACILIDAD DE
REALIZAR UN TRABAJO CON UNA MAYOR CALIDAD, EFICIENCIA Y MENOR TIEMPO
DEBIDO A LA INTERCAMBIABILIDAD DE LAS PIEZAS, EL PRINCIPAL PROBLEMA ES QUE
NO TODOS LOS PAÍSES UTILIZAN EL MISMO SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS (SI)
COMO ESTADOS UNIDOS, QUE AUN UTILIZA EL SISTEMA INGLES. EN LA PRACTICA
PROFESIONAL ES MUY FRECUENTE CONVERTIR UNIDADES EQUIVALENTES DEL
SISTEMA INGLES AL SISTEMA INTERNACIONAL O CONVERTIR UNIDADES DENTRO DEL
MISMO SISTEMA. ESTAS OPERACIONES DEBEN REALIZARSE DE MANERA MUY
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CUIDADOSA, YA QUE SI SE COMETEN ERRORES, ESTOS PODRÍAN SER MUY COSTOSOS
O CATASTRÓFICOS. ...................................................................................................................... 7
BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................................. 7
INSTITUTO DE MAQUINA-HERRAMIENTA. (2010).TOLERANCIAS
DIMENSIONALES.RECUPERADO DE:
HTTP://WWW.IMH.ES/ES/COMUNICACION/DOKUMENTAZIOIREKIA/MANUALES/PROYECTO-MEDICION-TRIDIMENSIONAL-EN-FABRICACIONMECANICA-CON-EQUIPOS-PORTABLES/TOLERANCIAS-DIMENSIONALES ...........................7
Introducción
En este documento, se mencionaran las características y ventajas del Sistema de Ajustes y
Tolerancias utilizado en la actualidad. Debido a las inexactitudes de los métodos de producción, es
importante fabricar partes de maquinas que tengan exactamente las dimensiones escogidas
durante el diseño, y que todas las piezas de una producción en serie queden con dimensiones
iguales. Por lo tanto, se deben aceptar ciertas variaciones en las medidas.
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Cuando se requiere producir piezas con cierta exactitud, por ejemplo cuando estas van a ser
utilizadas en montajes, es necesario el control de dimensiones. Piezas que se producen en algún
lugar y tiempo, deberían poderse montar, sin acondicionamientos, en otras que se han producido
en otro lugar o tiempo. En nuestro mercado globalizado, los fabricantes producen piezas de
manera que estas se puedan montar en otras piezas de otros fabricantes. El control de medidas
debe ser tal que parezca que las piezas han sido fabricadas expresamente para aquellas en las
cuales se van a montar. La variación máxima admisible, tolerancia, de una medida de una pieza,
deben ser lo mas grande posible para reducir tiempo y costo de la producción. Por otro lado,
algunas veces las tolerancias deben ser pequeñas para que las piezas puedan ejecutar
correctamente su función.
Ventajas del sistema ISO de ajustes y tolerancias
La Organización Internacional de Normalización (ISO) ha normalizado un sistema de tolerancias
que estudia los dimensionamientos hasta 500mm (existen normas especiales para dimensiones
superiores). Este sistema utiliza unos códigos (letras y números) que definen la calidad de la
tolerancia así como su posición respecto de la línea de referencia.
En los ejes:
• Las posiciones a, b, c, cd, d, e, ef, f, g, vienen fijadas por la diferencia superior que es
negativa.
• La posición h proporciona una diferencia superior ds=0, y constituye la referencia más
importante.
• En las posiciones j, js la zona de tolerancia es atravesada por la línea de referencia. La
posición js tiene la misma diferencia superior que inferior.
• La posición k es una posición especial donde para determinadas calidades la diferencia
inferior di=0 y para otras es positiva.
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Figura 1.1
En los agujeros:
• Las posiciones A, B, C, CD, D, E, EF, F, G, vienen fijadas por la diferencia inferior que es
negativa.
• La posición H proporciona una diferencia inferior Di=0, y constituye la referencia más
importante.
• En las posiciones J, J s la zona de tolerancia es atravesada por la línea de referencia. La
posición Js tiene la misma diferencia superior que inferior.
• Las posiciones K, M, N pueden coincidir por encima o por debajo de la línea de referencia
dependiendo de la calidad.
• Las posiciones P, R, S, T, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC se fijan por la diferencia superior que
es siempre negativa.
La utilización de dicho sistema de ajustes y tolerancias aporta una serie de ventajas, tales como:
• Compatibilidad.- Característica de un sistema de fabricación en el que todas las piezas
obtenidas responden a los requisitos fijados de antemano.
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• Economía de materias primas: Menor cantidad de rechazos.
• Aumento de la productividad.
• Economía de mano de obra correctiva: Se evitan los retoques y ajustes manuales en las
superficies de asiento.
• Facilidad de montaje: No hay dificultades por estar la pieza dentro de la tolerancia.
Puede sistematizarse y/o automatizarse la operación. ( IMH, 2010)
¿Por qué conviene usar un sistema estandarizado ya sea métrico o americano?
Hoy en día el sistema métrico es muy popular y se utiliza en la gran mayoría del mundo. Las
principales razones por las que se utiliza en lugar del sistema imperial es que el sistema decimal y
el esquema de nombres es fácil de aprender, y las unidades estandarizadas simplifican el
comercio, la ciencia y otras interacciones internacionales. Las medidas como el pie, por ejemplo,
se basaron una vez en la longitud del pie de una persona, lo que obviamente es bastante arbitrario.
Se necesitaba un sistema estandarizado, y el sistema métrico fue el resultado. (Encyclopedia of
science, 2002).
La estandarización o normalización puede comenzar como un proceso informal en virtud del cual
el cliente o comprador, que trata con un proveedor o productor, requiere el abastecimiento regular
de un producto con determinado color, tamaño, dureza, etc. En definitiva lo que se busca es aplicar
parámetros y/o criterios preestablecidos y uniformes a la fabricación de un producto y/o realización
de una actividad, a fin de conocer con bastante precisión qué es lo que se va a obtener y/o
disponer. Se trata simplemente de la reducción del número de los diferentes productos lanzados o
adquiridos por una compañía o un cliente. La estandarización es el desarrollo sistemático,
aplicación y actualización de patrones, medidas uniformes y especificaciones para materiales,
productos o marcas, y no es un proceso nuevo, ha existido desde hace mucho tiempo y constituye
un método excelente para controlar los costos de materiales, eliminar el número de proveedores y
ayudar a la gente a identificar los productos en donde quiera que se encuentre.
La intercambiabilidad de piezas, partes y repuestos sólo ha sido posible manteniendo estrechos
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márgenes de tolerancias en sus dimensiones a partir de un proceso de normalización o
estandarización. (Chisholm, Lou. 1967)
¿Cuál es la tendencia mundial que se sugiere como mejores prácticas a seguir en el cálculo
o medición de las tolerancias de ajustes?
La tendencia mundial a la que tiene la industria en lo referido a la medición de tolerancias de
ajustes y cálculo es el sistema de tolerancias ISA por sus siglas en ingles Asociación Nacional de
Estandarización. En cual se establece las unidades de media para los diámetros en las piezas
como el milímetro (mm) y la unidad de media para las tolerancias es la micra. En lo referente a la
temperatura, la referencia es 20 grados centígrados. En el mundo entonces se han creado una
serie de sistemas que al final han dificultado el entendimiento entre los diferentes países, entre
estos se encuentran el sistema inglés, el MKS, CGS y el SI. La tendencia mundial entonces a largo
plazo contar con un solo sistema de unidades que permita la unificación de medidas y no tener que
realizar conversiones que nos pueden llevar a generar mayor incertidumbre en las mediciones.
De igual manera sucede con los sistemas de ajustes y tolerancias, la unificación global en el uso
del sistemas ISO conlleva las ventajas que a continuación se presentan para el sistema
internacional de unidades. (Metrología, 1998)
Herramientas para el cálculo de ajustes
1. Calidad: Es la mayor o menor amplitud de la tolerancia, que relacionada con la dimensión
básica, determina la precisión de la fabricación. 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.
2. Posiciones de tolerancia: Además de definir las tolerancias (mediante la elección de la
calidad) de los elementos que hacen parte de un ajuste, es necesario definir las posiciones
de las zonas de tolerancia, ya que de esta manera queda definido el tipo de ajuste. Mediante
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fórmulas empíricas, la ISO ha definido 28 posiciones de tolerancia para ejes y 28 para
agujeros, las cuales se ubican respecto a la línea de referencia, con el fin de normalizar tanto
ajustes como tolerancias.
3. Agujero normal básico: cuando en un sistema de tolerancias se desea referir todas las
elecciones de ajustes a una determinada posición de la tolerancia del agujero, se dice que se
está trabajando con un sistema de agujero normal, agujero base o agujero básico.
4. Eje normal básico: cuando en un sistema de tolerancias se desea referir todas las
elecciones de ajustes a una determinada posición de la tolerancia del eje, se dice que se está
trabajando con un sistema de eje normal, eje base o eje básico.
5. Ajustes preferentes: Las normas ISO permiten 784 combinaciones de zonas de
tolerancia, y adoptando uno de los dos sistemas, eje o agujero base, se tienen 28
combinaciones. Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones puede ajustarse a un número
menor de opciones. Para cada sistema, la ISO seleccionó 10 ajustes que se denominan
“ajustes preferentes”, 5 de los cuales son libres, 2 indeterminados y 3 con apriete. Estos
ajustes preferentes tienen definidas tanto las posiciones de tolerancia como las calidades
para las piezas eje y agujero. (Universidad tecnológica de Pereira, 2011)
Conclusión
La ventaja de un sistema estandarizado es que nos otorga la facilidad de realizar un trabajo con
una mayor calidad, eficiencia y menor tiempo debido a la intercambiabilidad de las piezas, el
principal problema es que no todos los países utilizan el mismo Sistema Internacional de medidas
(SI) como Estados Unidos, que aun utiliza el Sistema Ingles. En la practica profesional es muy
frecuente convertir unidades equivalentes del Sistema Ingles al Sistema Internacional o convertir
unidades dentro del mismo sistema. Estas operaciones deben realizarse de manera muy
cuidadosa, ya que si se cometen errores, estos podrían ser muy costosos o catastróficos.
Bibliografía
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• Instituto de Maquina-Herramienta. (2010).Tolerancias Dimensionales.Recuperado de:
http://www.imh.es/es/comunicacion/dokumentazio-irekia/manuales/proyecto-mediciontridimensional-en-fabricacion-mecanica-con-equipos-portables/tolerancias-dimensionales
• Encyclopedia.(2002). Metric System. Recuperado de:
http://www.encyclopedia.com/topic/metric_system.aspx#1
• L. J. Chisholm. (1967). Units of Weights and Measure. Recuperado de:
http://www.encyclopedia.com/topic/English_units_of_measurement.aspx#3
• Walter Link. (1997). Aseguramiento metrológico y aseguramiento de equipos. Recuperado
de http://www.docstoc.com/docs/32541123/METROLOGIA---ISO
• Universidad Carlos III de Madrid. (2011). Tolerancias dimensionales. Recuperado de
http://ocw.uc3m.es/ingenieria-mecanica/diseno-mecanico-1/material_clase/ocw_tol_dim
• Universidad tecnológica de Pereira. (2011). Ajustes y tolerancias. Recuperado de
http://blog.utp.edu.co/lvanegas/files/2011/08/Cap10.pdf
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