Categoría: Diseño mecánico

Ejemplo acotacion

Tolerancia Zero

Tolerancia Zero. La importancia de las tolerancias en la construcción mecánica.

Este post es una breve introducción a las tolerancias en el mundo del diseño y la construcción mecánica, intentando aclarar qué son, cuál es su utilidad y el por qué de su importancia.

La definición y normativización de las tolerancias surge para dar respuesta a la necesidad de generar piezas estandarizadas que puedan ser enlazadas unas con otras y generar conjuntos, mecanismos, u otras construcciones. También permitir la sustitución de piezas deterioradas por nuevos recambios que cumplan a la perfección manteniendo el funcionamiento del conjunto.

A la hora de realizar un diseño mecánico empezamos con un croquis donde hacemos una aproximación visual de la pieza, posteriormente escalamos este croquis y le damos las medidas necesarias para que el diseño funcione y generamos un modelo tridimensional. Aunque en nuestro “modelo virtual” las formas son perfectas no debemos olvidarnos de que en la realidad es imposible obtener estas formas perfectas. El grado de aproximación a la perfección vendrá definido por las exigencias funcionales de la pieza y su coste de fabricación, para obtener piezas más precisas necesitamos materiales y procesos productivos más caros, que a veces pueden estar por encima del coste límite de la pieza.

Por otro lado, es imposible fabricar dos piezas con dimensiones absolutamente iguales debido a que en la construcción de estas intervienen diferentes factores como pueden ser: la propia naturaleza del material a partir del cual se fabrica, las características y precisiones de cada una de las máquinas que intervienen en la fabricación o los diferentes procesos de fabricación que se siguen para fabricarla.

Para dar solución a esto se estipulan una serie de intervalos que definen si la pieza es o no válida, estos intervalos vienen definidos por las necesidades geométricas y mecánicas de la pieza y se indican sobre plano con respecto a la cota nominal, son las tolerancias.

 

A nivel mecánico consideramos principalmente dos tipos de tolerancias:

Las tolerancias dimensionales que se definen como la cantidad total que es permitido variar en la fabricación una dimensión especificada en el plano según la cota nominal.

Plano acotado

Mediante estas se establece un límite superior y otro inferior, dentro de los cuales tienen que estar las piezas buenas. Según este criterio, todas las dimensiones deseadas, llamadas también dimensiones nominales, tienen que ir acompañadas de unos límites, que les definen un campo de tolerancia. Muchas cotas de los planos llevan estos límites explícitos, a continuación del valor nominal.

Ejemplo cota

Ejemplo de acotación:

50         Cota nominal

+0.5      Límite superior

-0.1       Límite inferior

 

Por lo tanto serían admisibles todos los valores entre 49.99 y 50.05

También se pueden encontrar las tolerancias dimensionales expresadas con letras, esto obedece a la acotación ISO y se utiliza generalmente para acotar ejes y agujeros.

Ejemplo acotacion

En este caso las letras “F” y “h” definen la posición (superior (positiva) o inferior (negativa)) y los números “7” y “6” el grado de calidad (límites).

Debemos buscar estas correspondencias de las letras y número presentes en la cota en las tablas ISO a tal efecto, aunque en este caso del ejemplo se especifica también numéricamente.

 

IMPORTANTE: la letra minúscula siempre irá referida a ejes y la mayúscula a agujeros.

Las tolerancias geométricas son aquellas que acotan la forma de las superficies de la pieza y la posición relativa entre ellas. Se especifican para aquellas piezas que han de cumplir funciones importantes en un conjunto y de las que puede depender la fiabilidad del producto.

Estas tolerancias pueden controlar formas individuales o definir relaciones entre distintas formas. Es usual la siguiente clasificación de estas tolerancias:

  • Formas primitivas: rectitud, planicidad, redondez, cilindricidad
  • Formas complejas: perfil, superficie
  • Orientación: paralelismo, perpendicularidad, inclinación
  • Ubicación: concentricidad, posición
  • Oscilación: circular radial, axial o total

Estructura de acotación tolerancia geométrica:

Cota tolerancia

Ejemplo:

Tolerancia Dimensional

 

En esta cota vemos como se requiere una tolerancia angular de valor 0.1 con respecto a la superficie de referencia A.

 

Si suponemos que el ángulo entre ellas es de 45º, lo admisible en este caso sería una angularidad de entre 44.9º y 45.1º

 

 

A continuación una tabla con los diferentes símbolos de características geométricas y sus correpondencias:

Representaciones geometricas

Por último, destacar que todas aquellas cotas de un plano que no tienen indicada explícitamente una tolerancia se rigen por la norma indicada en el cajetín del plano:

Alfredo Blanco Veiga, Departamento de Diseño Mecánico PROBOTEC.