Normalizacion Tolerancias Dimensionales y Ajustes

Universidad de Oviedo

Procesos de Fabricacin

Sesin 1.02

Normalizacin,

Tolerancias dimensionales

y Ajustes

rea de Ingeniera de los Procesos de Fabricacin


Procesos de FabricacinTolerancias dimensionales y Ajustes

ndice

ndice

Ajustes3

1 Normalizacin

Tolerancias dimensionales2



Unidades de medida.

MARS CLIMATE

La sonda Mars Climate se estrell contra el suelo de Marte el 23 de Septiembre de 1999.

Lockheed Martin Astronautics Diseo y construccin de la sonda

Jet Propulsion Laboratory [NASA] Responsable de los sistemas de navegacin

Normalizacin

Necesidad de la normalizacin



Definicin ISO:

Es la actividad propia a dar soluciones de aplicacin repetitiva, a problemas que provienen esencialmente de las esferas

de la ciencia, de la tcnica y de la economa con vistas a la obtencin del grado ptimo, en un contexto dado.

Se manifiesta generalmente por la elaboracin, la publicacin y la aplicacin de las normas

Objetivos de la normalizacin:

Favorecer los intercambios comerciales.

Agrupar y conexionar informacin que se encuentra dispersa.

Proporciona soluciones e indicaciones cuya efectividad es avalada por el organismo normalizador.

Proporciona a los usuarios una garanta de calidad

Qu es una norma?

1. Contiene especificaciones tcnicas de aplicacin voluntaria.

2. Se elabora mediante consenso de las partes implicadas:

Administraciones. Fabricantes. Usuarios y consumidores. Centros de investigacin y laboratorios. Asociaciones y colegios profesionales- Agentes Sociales.

3. Se basan en los resultados de la experiencia y en el desarrollo tecnolgico.

4. Su aprobacin compete a un organismo reconocido, pudiendo ser este organismo de mbito nacional, regional o

internacional. Tambin existen normas propias de empresas o corporaciones.

5. Estn a disposicin del pblico.

Definicin de norma

Normalizacin



1. Racionaliza variedades y tipos de productos.

2. Disminuye el volumen de existencias en el almacn y los costes de produccin.

3. Mejora la gestin y el diseo.

4. Agiliza el tratamiento de los pedidos.

5. Facilita la comercializacin de los productos y su exportacin.

6. Simplifica la gestin de compras.

Fabricantes

1. Establece niveles de calidad y seguridad en los productos y servicios.

2. Informa de las caractersticas del producto.

3. Facilita la comparacin entre diferentes ofertas.

Consumidores

1. Se simplifica la elaboracin de textos legales.

2. Permite establecer polticas de calidad, de seguridad y medioambientales.

3. Favorece el desarrollo econmico y agiliza el comercio.

Administracin

Normalizacin

Ventajas de la normalizacin



La normalizacin puede agruparse en tres niveles:

1. Normas nacionales.

En Espaa se emplean las normas UNE, aprobadas por AENOR, que es el organismo reconocido por la

administracin espaola (Real Decreto 2000/1995)

AENOR (Asociacin Espaola de Normalizacin y Certificacin) es una entidad espaola, privada, independiente y

sin nimo de lucro, reconocida por la Administracin del Estado como entidad de certificacin.

ENAC (Entidad Nacional de Acreditacin) es la entidad reconocida para la certificacin de sistemas de la calidad,

sistemas medioambientales, verificacin medioambiental y sistemas QS9000 para el sector de automocin.

2. Normas regionales.

Los organismos de normalizacin regionales tienen, habitualmente, un mbito continental y agrupan a un determinado

nmero de organismos nacionales de normalizacin. En el caso europeo, estos organismos son el CEN (Comit

Europeo de Normalizacin, que publica las Normas Europeas EN), CENELEC (Comit Europeo para la

Estandarizacin Electrotcnica) y el ETSI (Instituto Europeo para la Estandarizacin de las Telecomunicaciones)

3. Normas internacionales.

Tienen carcter mundial, siendo las ms conocidas las emitidas por la organizacin ISO (Organizacin Internacional

de Normalizacin), las CEI/IEC (Comit electrotcnico Internacional) y las UIT/ITU (Unin internacional de

telecomunicaciones)

Qu se normaliza?

La normalizacin abarca la completa diversidad de productos y servicios existentes, as como los procesos de

elaboracin.

Normalizacin

mbito de aplicacin



Consideraciones generales en torno a la normalizacin

Las normas NO son de obligado cumplimiento, salvo que exista un texto legal que recoja lo contrario. Por ello, las normas han de ser consideradas como recomendaciones, nunca como imposiciones.

Una norma oficial es aquella que se incorpora al ordenamiento jurdico de una administracin, de manera que pasa a prevalecer sobre otras normas y se convierte en objeto de obligado cumplimiento.

En el caso de que la aplicacin de una norma sea exigida por un cliente para la realizacin de un trabajo, esta no recibe la consideracin de norma oficial.

En el origen de la normalizacin est la intercambiabilidad de productos y la eliminacin de las barreras tecnolgicas que impiden o dificultan esta intercambiabilidad.

Normalizacin

Aspectos generales

La elaboracin de una norma ISO pasa por las siguientes fases

Estado de propuesta: Un trabajo se somete a voto de los comits tcnicos (TC/SC)

Estado de preparacin: Se establece un grupo de expertos para la elaboracin de los anteproyectos.

Estado del comit: El borrador se distribuye para comentarios hasta llegar al consenso. (DIS, DraftInternational Standard)

Estado de preguntas: Durante 5 meses los miembros de ISO realizan alegaciones. (FDIS, Final DraftInternational Standard)

Estado de aprobacin: Se proporcionan dos meses para la valoracin de los miembros ISO. Los comentarios tcnicos no se incluyen, sino que se reservan para futuras revisiones.

Estado de publicacin.



ndice

ndice

Ajustes3

1 Normalizacin




1. UNE 1-120-96.

Dibujos tcnicos: Tolerancias de cotas lineales y angulares.

2. UNE EN ISO 286-1 (2011).

Sistema ISO de tolerancias y ajustes. Parte 1: base de tolerancias, desviaciones y ajustes.

3. UNE EN ISO 286-2 (2011).

Sistema ISO de tolerancias y ajustes. Parte 2: tablas de los grados de tolerancias normalizados y de las

desviaciones lmite de los agujeros y de los ejes.

4. UNE EN ISO 1101 (2006).

Dibujos tcnicos: tolerancias geomtricas.

5. UNE EN ISO 5458 (1999).

Especificacin geomtrica de productos: tolerancias geomtricas de posicin.

6. UNE EN 22768-1 (1994).

Tolerancias generales. Dimensiones lineales y angulares.

7. UNE EN 22768-2 (1994).

Tolerancias generales. Cotas geomtricas.

Normativa bsica




Evolucin de la fabricacin

Piezas idnticas deben estar dentro

de unos lmites idnticos

Piezas idnticas deberan tener

dimensiones idnticas

Fabricacin seriada de piezas

INTERCAMBIABILIDAD

Elevado coste Concepto de Tolerancia

Intercambiabilidad




Extracto de la norma UNE EN 22768-1:1994:

Todos los elementos de un componente tienen una dimensin y una forma geomtrica. La funcin a desempear por el

elemento exige que los defectos dimensionales, as como los defectos relativos a las caractersticas geomtricas (forma,

orientacin y posicin) tengan un lmite que, si se supera, perjudica su funcin.

El establecimiento de tolerancias en el diseo debera ser completo, a fin de asegurar que se han definido todas las

caractersticas dimensionales y geomtricas de todos los elementos; es decir, que no es necesario sobrentender ni dejar

nada a la apreciacin del personal del taller o del servicio de control.

Esta condicin previa se garantiza mediante la aplicacin de tolerancias generales, dimensionales y geomtricas.

Intercambiabilidad: Sistema ISO

El sistema ISO normaliza los smbolos, designaciones y valores de las tolerancias de piezas mecnicas con dimensiones

desde 1 hasta 3150 mm, estando expresados estos valores a la temperatura de referencia de 20 grados centgrados.

Las cotas correspondern a dimensiones llenas o vacas. En el primer caso se emplead la denominacin eje para referirse a la cota, mientras que en el segundo caso se emplea la denominacin agujero

La designacin de los ejes se realiza mediante letras minsculas.

La designacin de los agujeros se realiza mediante letras maysculas.

Sistema ISO




1. Cota nominal.

Es el valor nominal de la dimensin que se hace figurar en el

plano

2. Lnea de referencia o de cero.

Es la definida por el valor nominal de la cota

3. Cota real o efectiva.

4. Amplitud de la franja de tolerancia (T)

Es la diferencia entre la dimensin mxima y mnima que se

permite que alcance una determinad cota.

5. Desviacin lmite superior (es ES).

Es la diferencia algebraica entre la dimensin mxima y la

dimensin nominal.

6. Desviacin lmite inferior (ei EI).

Es la diferencia algebraica entre la dimensin mnima y la

dimensin nominal.

Parmetros Eje Agujero

Cota nominal d D

Dimensin mxima dmx Dmx

Dimensin mnima dmn Dmn

Desviacin superior es ES

Desviacin inferior ei EI

Lnea de referencia L.R

Amplitud de la franja

de toleranciaT

Sistema ISO de tolerancias dimensionales




Datos Dimensiones mximas y mnimas admisibles en la fabricacin

Cota nominal (d, D)

Desviacin superior (es, ES)

Desviacin inferior (ei, EI)

dmn= d + ei

dmx= d + es

Dmn= D + EI

Dmx= D + ES

EjemploTipo de

piezaDatos

Dimensiones mxima y mnima

admisibles

Eje

d = 25

ei = 0,035

es = 0,087

dmn = 25 + 0,035 = 25,035

dmx = 25 + 0,087 = 25,08725 + 0,035

+ 0,087

Sistema ISO de tolerancias dimensionales




Es un valor mediante el cual se indica en trminos relativos la amplitud de la franja de tolerancia,

independientemente de la dimensin acotada.

1. La amplitud final de la franja de tolerancia depender de la calidad asignada y del valor nominal de la dimensin

acotada.

2. Los valores numricos ms bajos representan las mejores calidades, es decir, las dimensiones que requieren una

fabricacin ms precisa.

3. La designacin del valor numrico del grado de calidad va acompaado por las siglas IT.

4. Existen 20 calidades designadas por las siglas IT y un nmero del 01 al 18 [01;0;1;2;...;17;18].

5. Los distintos procesos mecnicos utilizan calidades acordes con la precisin requerida por el diseo y el coste de

fabricacin correspondiente. Orientativamente, dichos valores son:

IT 01 a IT 5Mecnica de Precisin

IT 1 a IT 5Calibres

IT 5 a IT 11Piezas que se acoplan

IT 12 a IT 18Piezas sueltas

ndice de calidad o grado de tolerancia



Procesos de FabricacinTolerancias dimensionales y AjustesSistema ISO de Tolerancias UNE-EN_ISO 286-1:2011 (antigua EN 20286-1:1993)

IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13

Desde

- 6 10 14 25 40 60 0,1 0,14

3 8 12 18 30 48 75 0,12 0,18

6 9 15 22 36 58 90 0,15 0,22

10 11 18 27 43 70 110 0,18 0,27

18 13 21 33 52 84 130 0,21 0,33

30 16 25 39 62 100 160 0,25 0,39

50 19 30 46 74 120 190 0,3 0,46

80 22 35 54 87 140 220 0,35 0,54

120 25 40 63 100 160 250 0,4 0,63

180 29 46 72 115 185 290 0,46 0,72

250 32 52 81 130 210 320 0,52 0,81

315 36 57 89 140 230 360 0,57 0,89

400 40 63 97 155 250 400 0,63 0,97

500 44 70 110 175 280 440 0,7 1,1

630 50 80 125 200 320 500 0,8 1,25

800 56 90 140 230 360 560 0,9 1,4

1 000 66 105 165 260 420 660 1,05 1,65

1 250 78 125 195 310 500 780 1,25 1,95

1 600 92 150 230 370 600 920 1,5 2,3

2 000 110 175 280 440 700 1 100 1,75 2,8

2 500 135 210 330 540 860 1 350 2,1 3,3

500

400

315

250

180

120

80

50

30

6

10

18

Medida nominal

0,8

1

3 4

4

mm

Hasta

e

incluido

mm

0,4 0,6

1

1,2 8 1,1 1,8

1,5

4

3 5

4

18

22

26

1,2

1,5

1,5

2

2,5

2,5

10

13

15

6

7

8

9

1,5

2

2,5

3,5

4,5

11

25

30

36

2

2,5

2,5

4

8

13

18

10

11

13

15

18

21

3

4

5

7

8

5 8

6 10

9

35 46

15 20

16 22

25

21 28

24 33

29 39

12

10 14

12 16

18

0,52

0,87

1,3

1,75

2,6

0,62

1,15

36

40

47

18

20

23

25

27

32

9

11

13

15

6

7

1,3 2,1

1,6 2,5

1 1,4

0,75 1,2

0,9 1,5

1,8

2,2

5,2

3,6 5,7

1,9 3

2,2 3,5

2,5 4

9,2 15

11 17,5

13,5 21

5,6 9

6,6 10,5

7,8 12,5

23

28

33

7,2

8,1

8,9

9,7

11

12,5

0,48

0,36 0,58

0,43 0,7

0,84

14

16,5

19,5

2,7

3,3

3,9

4,6

5,4

6,3

4 6,3

4,4 7

5 8

2,9 4,6

3,2

1,85

2,1

1,4 2,3

1,55 2,5

1

0,74 1,2

1,4

1 1,6

4,4 7

5,4

6

2,8

2 3,2

2,3 3,6

8,6

4,2

3,1 5

3,7

96

55

65

7841 55

50 68

0,3 0,5

0,4 0,6

0,4 0,6

IT1 IT2 IT4

0,25

0,3

6

5

0,8 1,2

1 1,5

1,2 2

0,5 0,8

0,6 1

0,6 1

2 3

2,5 4

3 5

2 000

2 500

3 150

Valores de tolerancias normalizados

m

3

630

800

1 000

1 250

1 600

4 6

Grados de tolerancias normalizadas

IT15 IT16 IT17 IT18IT3 IT4 IT5IT01 IT0




Posicin de la franja de tolerancia


Agujero Eje

Desviacin fundamental

Desviacin lmite que define la posicin del intervalo de tolerancia en relacin con la dimensin nominal.

La desviacin fundamental es aquella desviacin lmite que define el limite dimensional que est ms

prximo a la dimensin nominal

La desviacin fundamental se identifica con una letra (p.e. A,h,..)



EjemploTipo de

piezaDatos

Dimensiones mxima y mnima

admisibles

Eje

d = 25

s = eje

IT = 9

dmn = 25 + 0,035 = 25,035

dmx = 25 + 0,087 = 25,08725 s 9

Dimensiones admisibles


IT = 9

T = 0,052 mm

d = 25 d = 25

s = eje

ei = 0,035 mmEje

ei (+)

es (-)

L.R.

s

dmn = d + ei

dmx = d + es



Las tolerancias generales se aplican a aquellas dimensiones del plano que no van acompaadas de tolerancias de forma

explcita, por no ser necesaria su utilizacin.

Esta ausencia de tolerancias indica que, para el proyectista, resulta suficiente la precisin normal con que se obtienen

esas cotas en un proceso convencional de fabricacin con calidad media.

Este punto implica el conocimiento, por parte del proyectista, de los mtodos de fabricacin a emplear en la obtencin de

las piezas por l diseadas.

Lo expuesto con anterioridad resulta excesivamente ambiguo en la prctica, por lo que resulta necesario establecer unos

valores recomendables para dichas tolerancias de forma general.

El mbito de aplicacin de dichas tolerancias puede ser:

1. Local:

Cuando su mbito de aplicacin es el plano al que se refiere.

2. Interno:

Referido a un proyecto, taller o empresa.

3. Universal:

Cuando se aplique una normativa de amplia difusin (Normas ISO, por ejemplo)

La norma de tolerancias generales es la UNE EN 22768-1:1994 que equivale a la ISO 2768-1 de 1989

Tolerancias generales




Tolerancias generales para dimensiones lineales

Clase de tolerancia Desviaciones admisibles del valor nominal (mm)

Designacin Descripcin

0,5

hasta

3

ms de

3

hasta

6

ms de

6

hasta

30

ms de

30

hasta

120

ms de

120

hasta

400

ms de

400

hasta

1000

ms de

1000

hasta

2000

ms de

2000

hasta

4000

f Fina 0,05 0,05 0,1 0,15 0,2 0,3 0,5 -

m Media 0,1 0,1 0,2 0,3 0,5 0,8 1,2 2

c Grosera 0,2 0,3 0,5 0,8 1,2 2 3 4

v Muy grosera - 0,5 1 1,5 2,5 4 6 8

1. Cuando se expresen tolerancias generales en un dibujo, se deber de incluir en el cajetn la referencia a la norma

ISO y la designacin de la tolerancia aplicada.

2. Salvo indicacin en contra, no se rechazarn automticamente las piezas que excedan de sus tolerancias

generales, estando esta recomendacin sujeta a la condicin de que no resulte alterada la funcin para la que la

pieza ha sido diseada.

3. Las tolerancias generales especificadas han de ser iguales o superiores a las obtenidas en el taller en trminos

de su precisin habitual.

4. Las recomendaciones de las pginas siguientes estn extradas de la ISO 2768 (UNE EN 22768-1 y -2, 1994)

Tolerancias generales: Recomendaciones

Tolerancias generales dimensionales




Clase de toleranciaDesviaciones admisibles del valor nominal () en funcin del lado menor

del ngulo considerado, en mm

Designacin Descripcin hasta 10ms de 10

hasta 50

ms de 50

hasta 120

ms de 120

hasta 400ms de 400

f Fina 1 030 020 010 05

m Media 1 030 020 010 05

c Grosera 130 1 030 015 010

v Muy grosera 3 2 1 030 020

Tolerancias generales para dimensiones angulares

Clase de toleranciaDesviaciones admisibles respecto al valor

nominal (mm)

Designacin Descripcin 0,5 hasta 3ms de 3

hasta 6ms de 6

f Fina0,2 0,5 1

m Media

c Grosera0,4 1 2

v Muy grosera

Tolerancias generales: dimensiones lineales de aristas matadas

Tolerancias generales dimensionales




ndice

ndice

Ajustes3

1 Normalizacin




Se denomina ajuste al conjunto de piezas que encajan entre s.

Habitualmente, ambas piezas comparten la misma dimensin nominal, variando el tipo de ajuste en funcin de que, tras el

montaje, las piezas puedan moverse relativamente o no.

1. Ajuste con holgura (ajuste mvil o ajuste con juego):

Si, dadas las respectivas franjas de tolerancia, el dimetro del agujero es siempre mayor que el del eje

2. Ajuste con interferencia o apriete (ajuste fijo o ajuste con aprieto):

Si, dadas las respectivas franjas de tolerancia, el dimetro del agujero es siempre menor que el del eje

3. Ajuste incierto (o ajuste indeterminado):

Si, dadas las respectivas franjas de tolerancia, no se puede saber a priori, si se va a producir juego o apriete,

dependiendo esta circunstancia de las piezas concretas que se empleen para el montaje

Ajustes

Definicin



Ajuste fijo [70h6/S7] Ajuste indeterminado [70h6/K7]Ajuste mvil [70h6/F7]

Ajustes

Tipos de ajustes



Existen unas reglas generales que cuantifican la dificultad relativa de obtener un determinado nivel de tolerancia en piezas

hembra frente a piezas macho para diferentes niveles de fabricacin.

1. Calidades de fabricacin bastas:

La dificultad de fabricacin es semejante en ejes y agujeros con el mismo grado de calidad.

2. Calidades de fabricacin medias:

La dificultad de mecanizacin de un eje es comparable a la de un agujero con un grado de calidad superior en una o

dos unidades.

3. Calidades de fabricacin buenas y muy buenas:

Se procura que el grado de calidad de los agujeros no supere en ms de dos unidades la cifra del grado de calidad

de los ejes correspondientes. La razn de esta regla es evitar que la calidad del conjunto se vea mermada respecto

de la de las partes.

Ajustes

Calidad en los elementos de ajuste



1. Todos los agujeros se fabrican con posicin H para la franja de tolerancia

2. Los ejes varan la posicin de su franja de tolerancia en funcin de si se desea

obtener un ajuste mvil o fijo en el montaje.

3. Es el sistema ms empleado por su sencillez, dado que la fabricacin de

exteriores es ms sencilla.

Agujero base Ajuste con

interferencia

Ajuste con holgura

Ajustes

Sistema de agujero base



1. Todos los ejes se fabrican con posicin h para la franja de tolerancia

2. En general, este sistema no es muy usado.

Eje base

Ajustes

Sistema de eje base

Ajuste con

interferencia

Ajuste con

holgura



Significado y diferencias entre eje base y agujero base



Parmetros en el clculo de ajustes mviles:

Holgura mxima, Juego mximo Jmax

Holgura mnima, Juego mnimo Jmin

Amplitud de la franja de tolerancia del agujero T

Amplitud de la franja de tolerancia del eje t

Amplitud del ajuste, Tolerancia del ajuste Taj=T+t

Juego medio Jmed

Juego real jr

Ajustes

Ajustes con holgura o ajuste mviles



Parmetros en el clculo de ajustes con interferencia:

Interferencia mxima. Apriete mximo Amax

Interferencia mnima. Apriete mnimo Amin

Amplitud de la franja de tolerancia del agero T

Amplitud de la franja de tolerancia del eje t

Amplitud del ajuste, Tolerancia del ajuste Taj=T+t

Apriete medio Amed

Apriete real Ar

Ajustes

Ajustes con interferencia o apriete o ajustes fijos



Ajuste por contraccin

Ajuste por dilatacin

El procedimiento es anlogo al

anterior, con la diferencia de que lo

que se hace aqu es enfriar el eje.

Se calienta la pieza exterior de

manera que se dilate lo suficiente

para introducir la pieza interior sin

esfuerzo. Unas vez introducida, se

deja enfriar de forma que la pieza

exterior se contraiga sujetando a la

interior.

Ajustes

Mtodos de implementacin de ajuste fijo



1. Fuerza de calado (F).

Es la fuerza que es necesario aplicar en la direccin de calado para insertar

una pieza en la otra. Depende de la fuerza de rozamiento entre las superficies

del ajuste (Fr) y de la diferencia de dimensiones entre la pieza interior y la

exterior (D-d).

2. Presin en el calado (P).

Es la que se produce en la superficie del ajuste. Causada por la componente

normal a la superficie que es provocada a su vez por la deformacin de las

piezas.

3. Fuerza de adherencia (Fadh).

Es la resistencia que presenta un ajuste fijo a una fuerza exterior y se distingue

entre fuerza de despegue (Fd) o fuerza exterior que habra que aplicar para que

una pieza del ajuste comience a deslizar respecto de la otra y fuerza de

patinado (Fp) o fuerza que mantiene el deslizamiento entre ambas piezas una

vez iniciado el despegue.

Ajustes

Parmetros en un ajuste fijo



Agujero

baseDesignacin Descripcin Utilizacin

Eje

base

H7-n6 Ajuste fijo Montar con prensa Coronas dentadas sobre ejes N7-h6

H7-k6 Ajuste de adherenciaSe monta bien con martillo de

mano

Poleas, volantes con chaveta

transversalK7-h6

H7-j6 Ajuste fijo ligero Realizable con martillo de manoPoleas fcilmente

desmontablesJ7-h6

H7-h6 Ajuste deslizanteLubricado, puede an deslizarse a

mano

Contrapuntos de cabezal,

anillo de ajusteH7-h6

H7-g6 Ajuste mvil estrecho Deslizante sin juego apreciable Acoplamientos deslizantes G7-h6

H7-f7 Ajuste mvil Juego apreciableGuas, cojinetes principales

de las mquinas-herramientaF8-h6

H7-d9 Ajuste mvil muy holgado Juego muy amplio. Maquinaria agrcola D9-h6

H8-h9 Ajuste deslizante Juego apreciableEngranajes que deslicen

sobre ejesH8-h9

H8-e8 Ajuste mvil Juego apreciableCojinetes de bombas

centrfugasH8-h9

H8-d9 Ajuste movil muy delgado Juego muy amplio Centradores de cilindrosD10-

h9

(*)Segn G. Niemann

Ajustes

Recomendaciones para ajustes en elementos mecnicos



Pieza Cota IT (m) es(m) ei (m)

A 20 e6 13 -40 -53

B 20 h6 13 0 -13

C 20 p6 13 +35 +22

Ajustes

Ejemplo: ajuste de dos piezas con sistema agujero

base (20H6)

Normalizacion Tolerancias Dimensionales y Ajustes

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