PLAN MEJORAMIENTO METROLOGIA 1er. semestre 2012

INSTITUTO TÉCNICO INDUSTRIAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS

PLAN MEJORAMIENTO METROLOGIA

1er. SEMESTRE 2012

ESPECIALIDAD MECÁNICA INDUSTRIAL J.T. GRADO 10°

LIC. JOSE ARNULFO VILLANUEVA M.

CUESTIONARIO

1. ¿Qué SE ENTIENDE POR AJUSTE?

2.     ¿QUE SE ENTIENDE POR TOLERANCIA?

3.     ¿LAS LETRAS MAYÚSCULAS IDENTIFICAN UNA TOLERANCIA PARA EL EJE?

4.     ¿Las letras minúsculas IDENTIFICAN UNA TOLERANCIA PARA EL ORIFICIO O HUECO?

5.     ¿NOMBRE OCHO (8) TIPOS O CLASES DE AJUSTE MECÁNICO?

6.     ¿EXPLIQUE  QUE ES PIEZA MACHO?

7.     ¿EXPLIQUE Qué ES PIEZA HEMBRA?

8.     ¿QUE ES EL FENÓMENO DE INTERCAMBIABILIDAD?

9.     ¿QUE ES TOLERANCIA DE MECANIZADO?

10.  ¿PARA QUE SIRVE UNA CALIDAD IT 1 a IT 4?

11.  ¿PARA Qué SIRVE UNA CALIDAD IT 5, IT 6, IT 7?

12.  ¿PARA QUE SIRVE UNA CALIDAD IT 8, IT 9?

13.  ¿PARA QUE SIRVE UNA CALIDAD IT 10, IT 11?

14.  ¿PARA QUE SIRVE UNA CALIDAD IT 12 a IT 18?

15.  ¿Cómo SE REPRESENTA UNA TOLERANCIA, EXPLIQUE BREVEMENTE?

16.  ¿SOBRE LA LINEA DE REFERENCIA DE UN AGUJERO LAS LETRAS MAYÚSCULAS DE A a la H a QUE CORRESPONDEN?

17.  ¿SOBRE LA LINEA DE REFERENCIA DE UN AGUJERO LAS LETRAS MINUSCULAS DE LA  J a la Z a QUE CORRESPONDEN?

18.  ¿SOBRE LA LINEA DE REFERENCIA DE UN eje LAS letras minúsculas de la a la h   A QUE CORRESPONDEN?

19.  ¿SOBRE LA LINEA DE REFERENCIA DE UN eje LAS letras minúsculas de la j la z   A QUE CORRESPONDEN?

20.  ¿Qué se ENTIENDE POR JUEGO MÁXIMO?

21.  ¿Qué SE ENTIENDE POR JUEGO MÍNIMO?

22.  ¿QUE ES UN SISTEMA DE AJUSTE?

23.  ¿EXPLIQUE QUE ES UN SISTEMA DE AJUSTE ÚNICO DE AGUJERO BASE?

24.  ¿EXPLIQUE QUE ES UN SISTEMA DE AJUSTE ÚNICO EJE BASE?

25.  DIBUJE UN EJE DIÁMETRO 25.4 MM CON AJUSTE FORZADO.

Ajuste y tolerancias.

Se denomina ajuste a la relación mecánica existente entre dos piezas que pertenecen a una máquina o equipo industrial, cuando una de ellas encaja o se acopla en la otra.^[1]

Las tareas relacionadas con esta actividad pertenecen al campo de la mecánica de precisión. En mecánica, el ajuste mecánico tiene que ver con la tolerancia de fabricación en las dimensiones de dos piezas que se han de ajustar la una a la otra. El ajuste mecánico se realiza entre un eje y un orificio. Si uno de ellos tiene una medida nominal por encima de esa tolerancia, ambas piezas sencillamente no ajustarán y será imposible encajarlas. Es por eso que existen las normas ISO que regulan las tolerancias aplicables en función de los diámetros del eje y del orificio. Para identificar cuándo el valor de una tolerancia responde a la de un eje o a la de un orificio, las letras iníciales son mayúsculas para el primer caso y minúsculas para el segundo caso.

Tipos de ajuste

Hay varios tipos de ajuste de componentes, según cómo funcione una pieza respecto de otra. Los tipos de ajuste más comunes son los siguientes:

• Forzado muy duro
• Forzado duro
• Forzado medio
• Forzado ligero
• Deslizante
• Giratorio
• Holgado medio
• Muy holgado

Se entiende por ajuste forzado en los diferentes grados que existen cuando una pieza se inserta en la otra mediante presión y que durante el funcionamiento futuro en la máquina, donde esté montada, no tiene que sufrir ninguna movilidad o giro.
Por ajuste deslizante o giratorio se entiende que una pieza se va a mover cuando esté insertada en la otra de forma suave, sin apenas holgura.
Ajuste holgado es que una pieza se va a mover con respecto a la otra de forma totalmente libre.
En el ajuste forzado muy duro el acoplamiento de las piezas se produce por dilatación o contracción, y las piezas no necesitan ningún seguro contra la rotación de una con respecto a la otra.

• En el ajuste forzado duro las piezas son montadas o desmontadas a presión pero necesitan un seguro contra giro, chaveta por ejemplo, que no permita el giro de una con respecto a la otra.

• En el ajuste forzado medio las piezas se montan y desmontan con gran esfuerzo, y necesitan un seguro contra giro y deslizamiento.

• En el ajuste forzado ligero las piezas se montan y desmontan sin gran esfuerzo, con mazos de madera, por ejemplo y necesitan seguro contra giro y deslizamiento.

• Los ajustes de piezas deslizantes tienen que tener una buena lubricación y su deslizamiento o giro tiene que ser con presión o fuerza manual.

• Las piezas con ajuste giratorio necesitan estar bien lubricadas y pueden girar con cierta holgura.

• Las piezas con ajuste holgado son piezas móviles que giran libremente y pueden estar o no lubricadas.

• Las piezas con ajustes muy holgados son piezas móviles con mucha tolerancia que tienen mucho juego y giran libremente.^[2]

Pieza macho 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 como ejes, árbol de transmisión, chavetas, estrías, etc. Las piezas hembra son las que tienen las dimensiones donde se alojan las piezas macho, tales como agujeros, ranuras, etc. También guardan una estrecha relación de ajuste los elementos roscados y los engranajes.
La relación de holgura que se establece entre troqueles y matrices está sujeta a tolerancias muy pequeñas de fabricación. También son objetos de tolerancia muy precisa las distancias que hay entre los centros de agujeros que tienen las cajas de velocidades y reductoras y aquellas que alojan en su seno engranajes u otros mecanismos. Igualmente requieren a veces tolerancias muy precisas las posiciones angulares de determinados elementos de las máquinas

Intercambiabilidad de componentes

El desarrollo de la producción industrial ha sido posible gracias a la Intercambiabilidad que tienen los componentes cuando se acoplan unos a otros, lo que permite las grandes producciones en series y mecanizarlos en lugares diferentes, sin que sea necesario el ajuste individual de una pieza con su pareja. Este fenómeno de la Intercambiabilidad se da gracias a que las piezas se producen dentro de una tolerancia adecuada que las permite acoplarse con su pareja y conseguir el ajuste predeterminado. La tolerancia de mecanizado la designa el creador de la máquina teniendo en cuenta sus costes y su funcionalidad. Conseguir tolerancias muy pequeñas conlleva un coste muy considerable en el mecanizado y en el tipo de material que se utilice.

Tolerancia de mecanizado

Se denomina tolerancia de mecanizado a la diferencia que se permite que exista entre un valor máximo de una cota nominal y un valor mínimo para que la medida real de esa cota pueda ser considerada válida de acuerdo con la tolerancia que tenga la pieza donde se va a acoplar. Cuanto más pequeña sea la tolerancia exigida mayor será la dificultad de conseguir piezas aceptables. La tolerancia se hace necesaria porque en los procesos de mecanizado se producen interferencias entre las herramientas de corte y los materiales que hacen imposible conseguir una medida exacta de forma repetitiva.^[]

Campos de tolerancia

En la tabla siguiente, aparecen los 18 grupos de calidades ISO de mecanizado que hay homologados y en cada casilla figura el valor en micras (0,001 mm) que existe entre la cota máxima y la cota mínima de cada valor nominal que se considere:

Medidas Nominales (en mm)	CALIDADES IT
	01	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
De 0 a 3	0.3	0.5	0.8	1.2	2	3	4	6	10	14	25	40	60	100	140	250	400	600
De 3 a 6	0.4	0.6	1	1.5	2.5	4	5	8	12	18	30	48	75	120	180	300	480	750
De 6 a 10	0.4	0.6	1	1.5	2.5	4	6	9	15	22	36	58	90	150	220	360	580	900
De 10 a 18	0.5	0.8	1.2	2	3	5	8	11	18	27	43	70	110	180	270	430	700	1100
De 18 a 30	0.6	1	1.5	2.5	4	6	9	13	21	33	52	84	130	210	330	520	840	1300
De 30 a 50	0.6	1	0.8	2.5	4	7	11	16	25	39	62	100	160	250	390	620	1000	1600
De 50 a 80	0.8	1.2	2	3	5	8	13	19	30	46	74	120	190	300	460	740	1200	1900
De 80 a 120	1	1.5	2.4	4	6	10	15	22	35	54	87	140	220	350	540	870	1400	2200
De 120 a 180	1.2	2	3.5	5	8	12	18	25	40	63	100	160	250	400	630	1000	1600	2500
De 180 a 250	2	3	4.5	7	10	14	20	29	46	72	115	185	290	460	720	1150	1850	2900
De 250 a 315	2.5	4	6	8	12	16	23	32	52	81	130	210	320	520	810	1300	2100	3200
De 315 a 400	3	5	7	9	13	18	25	36	57	89	150	230	360	570	890	1400	2300	3600
De 400 a 500	4	6	8	10	15	20	27	40	63	97	155	250	400	630	970	1550	2500

Las calidades IT1 a IT4 solamente son exigibles para la fabricación de calibres y galgas de alta precisión.
 Las IT5, IT6 y IT7 son exigibles para mecanizados de precisión que conlleven acabados en rectificadoras.
 Las IT8 y IT9 son para fabricación mecánica fina en tornos y fresadoras.
 Las IT10 IT11 se usan para mecanizados poco esmerados de desbaste en general.
 Por último, las calidades IT12 a IT18 son las que se exigen a piezas forjadas, fundidas o laminadas.

Representación de las tolerancias

Cuando en un plano aparece una cota con tolerancia es casi seguro que esa parte se tiene que acoplar con otra pieza formando un ajuste determinado. La cota de referencia se llama cota nominal, y el valor de la tolerancia se representa por una letra mayúscula si corresponde a un agujero o a una cota hembra o por una letra minúscula si corresponde a un eje o a una cota macho. También se puede señalar la tolerancia indicando en números el valor máximo y mínimo que se permite en torno al valor nominal.
Hay una línea de referencia sobre la que se sitúan las diferentes letras de las tolerancias de las piezas, así las letras mayúsculas de la A a la H, corresponde a tolerancias de hembras cuyo valor está por encima de la cota nominal, siendo el valor mínimo de la letra H el que corresponde con el valor nominal de la cota. Las letras mayúsculas de la J a la Z, corresponde a tolerancias de hembras cuyo valor está por debajo de la cota nominal. Las letras de la tolerancia van acompañadas de un número que corresponde a la calidad de mecanizado que se trate de conseguir.
Por el contrario las cotas de los ejes que se representan con letras minúsculas acompañadas del grado de calidad IT, las letras de la a a la h corresponde a valores por debajo de la cota nominal siendo el valor máximo de la letra h el valor de la cota nominal y los valores de la j a la z corresponden a valores por encima de la cota nominal.
EJEMPLOS:
Ejemplo: 50H7--(50 + 25 + 0) - Valor máx admisible: 50,025; Valor mín admisible: 50,00
Ejemplo: 30 m6--(30 + 21 + 8) - Valor máx admisible: 30,021; Valor mín admisible: 30,008
La situación de la tolerancia con las respectivas letras de machos y hembras se encuentra en las Normas ISO de mecanizado y en prontuarios de mecanizado.^[5]

Juego máximo y mínimo de un ajuste

El juego máximo de un ajuste se establece como la diferencia que existe entre el valor máximo real que corresponde a una cota hembra y el valor mínimo real que corresponde a una cota macho, y el juego mínimo se establece como la diferencia que existe entre el valor mínimo real que corresponde a una cota hembra y el valor máximo real que corresponde a una cota macho.

Juego máximo ajuste eje - agujero = Diámetro mayor agujero - Diámetro menor eje

El valor del juego mínimo en los ajustes holgados deslizantes y giratorios siempre tiene que ser positivo o sea superior a cero, por el contrario el juego máximo y mínimo en un ajuste forzado siempre tiene que ser negativo o sea inferior a cero.

Juego mínimo ajuste eje - agujero: Diámetro menor agujero - Diámetro mayor eje

Sistemas de ajuste

Se denomina sistema de ajuste a la forma sistemática que se utiliza para realizar la combinación del ajuste de dos piezas que deben acoplarse entre ellas, y tienen por objeto facilitar la interpretación de tipo de ajuste que compongan ya sea forzado, deslizante u holgado.
Existen dos sistemas para nominar los ajustes:
Sistema de agujero único o agujero base

• El sistema de agujero único o agujero base toma como elemento de referencia de la situación de tolerancia la que corresponde a la letra H, que en su valor mínimo coincide con la cota nominal. La letra de la tolerancia que corresponda a la letra del eje determinará fácilmente el tipo de ajuste correspondiente de tal forma que para ejes con la letra de la a la h, será un ajuste deslizante y para ejes con tolerancia de la j a la z será un ajuste forzado. En este sentido los escariadores comerciales se suelen fabricar adaptados para conseguir las tolerancias de agujeros H. Por esta razón es el sistema que más se utiliza.

Sistema de eje único o eje base

• El sistema de eje único o eje base, toma como referencia la letra h donde su valor máximo coincide con la cota nominal. En este sentido si el acoplamiento se produce entre un eje h y agujero de la A a la H se tratará de un ajuste deslizante u holgado y si el ajuste es entre un eje h y un agujero de la J a la Z se tratará de un ajuste forzado.

Calidad de mecanizado. Rugosidad

Se entiende por rugosidad las crestas y surcos que la acción de las herramientas de corte producen en las piezas mecanizadas según como sean las condiciones tecnológicas del mecanizado.
La rugosidad guarda una relación muy estrecha con las tolerancias dimensionales y la calidad de los ajustes, por ejemplo, para calidades de mecanizado inferiores a IT7, se requieren acabados muy finos que solo producen las rectificadoras, para calidades IT7 IT8 e IT9 se pueden conseguir rugosidades adecuadas con acabados finos de los mecanizados blandos de piezas. ^[6]

Otros parámetros de ajustes

Paralelismo.

Perpendicularidad.

Concentricidad.

• Paralelismo: a veces en determinados componentes se hace necesaria una gran precisión en el paralelismo que tengan determinadas superficies mecanizadas por lo que se indican en los planos constructivos los límites de paralelismo que deben tener dichas superficies.

• Perpendicularidad: la perpendicularidad entre una superficie cilíndrica refrentada y su eje axial también puede ser crítica en algunas ocasiones y también requiere procedimientos para su medición y control.

• Redondez: hay componentes que exigen una redondez muy precisa de sus superficies cilíndricas, porque en algunas máquinas que sean deficientes pueden producir óvalos en vez de circunferencias.

• Conicidad: Hay superficies cónicas y lo que es necesario controlar es la conicidad que tienen para que esté dentro de los datos previos de los planos.

• Planitud: es el nivel de horizontalidad que tiene una superficie que haya sido mecanizada previamente.

• Curvas esféricas es necesario verificar todo el perfil esférico de una pieza

• Concentricidad: Concentricidad que deben tener varios diámetros de una pieza que tengan

eje común.

Verificación y control de calidad

Cuando se establece la producción en serie de componentes hay que asegurar que la calidad sea adecuada para que no se produzcan rechazos de componentes al final del proceso cuando se procede al ensamblaje de las máquinas. Con este fin existen en las empresas departamentos de Control de calidad que mediante las operaciones oportunas de mediciones y verificación de las piezas garantizan la calidad y pueden parar en cualquier momento la producción si detectan fallos en el proceso. Antes de iniciar la producción en serie se procede a la puesta a punto de cada máquina-herramienta en la operación de mecanizado que tenga asignada, y cuando se mecaniza la primera pieza se la somete a un control riguroso de todos los parámetros de calidad involucrados en esa fase. Si el resultado es positivo el control de calidad del proceso lo asume el operario de la máquina quien es responsable de mantener la calidad de la producción.
Para asegurar esta calidad el operario de la máquina tiene que disponer de los instrumentos de medición galgas y calibres que sean necesarios.