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ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Facultad De Ingeniería Mecánica Metrología Nombre: Henry Beltran Curso: GR-3 Fecha: 08/01/2017

Ajustes y Tolerancias

Resumen Ajuste y Tolerancia: Ajuste También conocido como asiento se lo define como la relación existente entre dos piezas encajadas como consecuencia de la variación de diferencias de medida entre las mismas antes del encaje para que se pueda dar el respetivo ajuste entre piezas se deberán tener dos piezas una pieza macho y otra hembra. Si al momento de ajustar las respectivas se aprietan o hay holgeo entre las mismas se dirá que las piezas formaran juego o apriete ya que gracias a ello habrá o no movimiento entre las piezas. Tipos de ajustes: 

Ajuste móvil



Ajuste indeterminado



Ajuste prensado

Tolerancia Son las variaciones existentes entre las dimensiones de una pieza respecto a su medida nominal, principalmente se refiere a las dimensiones las cuales debe ser fabricado un elemento especifico, dependiendo de la respectiva función a cumplir las tolerancias podrán ser grandes ya sea para reducir costos al momento de realizar su construcción así como también pueden ser tolerancias pequeñas ya sea para que el elemento realice funciones muy minuciosas donde se necesite mayor precisión. Tipos de tolerancias: Tolerancia unilateral: Existe cuando la dimensión de una pieza solo puede mayor o menor que la dimensión básica. Tolerancia bilateral: Existe cuando la dimensión de una pieza puede ser de los dos casos es decir puede ser mayor o menor que la dimensión básica. Tolerancias Geométricas: Tolerancias las cuales afectaran a la forma y posición de una respectiva piezas.

Conclusiones: 

La tolerancia permite saber las dimensiones a las cuales serán construidas los respectivos elementos dependiendo de su función las tolerancias podrán ser grandes o pequeñas cabe recalcar que la tolerancia trabaja con referencia a su medida nominal, pueden existir de 3 tipos unilateral, bilateral y geométricas.



Por otra parte el ajuste permite saber el encaje entre piezas las cuales deberán ser de tipo macho y hembra en donde se podrá observar si al momento de ensamblarlas producirán un apriete o juego esto dependerá de las dimensiones de las piezas macho y hembra.

Medida nominal y Sistema ISO Medida nominal

Sistema ISO

Resumen Medida nominal Es un tipo de medición cualitativo la cual permite describir varias variables tales como diferenciar más la cualidad que la cantidad para así poder asignar cada una de las variables únicamente a una categoría específica ,este valor de dimensión de ser acotado en el plano. Este valor nominal también es considerado una magnitud de característica de un instrumento para medir o de un sistema de medida que es utilizado como guía para su debida utilización.

Sistema ISO Sistema el cual ha creado normas internacionales para ajuste y tolerancias, el sistema ISO utiliza principalmente las unidades métricas de milímetros pero en el sistema ingles utiliza la escala de pulgadas, este tipo de sistema asigna normas que ayudan a diferenciar un agujero de un eje estas normas asignan las letras mayúsculas al agujero y las letras minúsculas al eje. La calidad en el sistema ISO está relacionada con la dimensión básica la cual puede ser la mayor o menor amplitud de la tolerancia, con la calidad se podrá determinar la precisión del producto fabricado. Asignación de calidad Dependiendo de la calidad de que se desee obtener en un elemento se asignaran numeraciones tanto como para ejes como para agujeros las cuales varían dependiendo del elemento que se desea construir siendo la IT01 la más precisa y la IT16 la de menos precisión. Para agujeros: 

Las calidades 01 a 5 se destinan para calibres (instrumentos de medida).



Las calidades 6 a 11 para la industria en general (construcción de máquinas).

 Las calidades 11 a 16 para fabricaciones bastas tales como laminados, prensados, estampados, donde la precisión sea poco importante o en piezas que generalmente no ajustan con otras.

Para ejes: 

Las calidades 01 a 4 se destinan para calibres (instrumentos de medida).



Las calidades 5 a 11 para la industria en general (construcción de máquinas).



Las calidades 11 a 16 para fabricaciones bastas.

Posiciones de tolerancias Con las posiciones de tolerancia se definirá un juego mínimo o apriete máximo así como un juego máximo o apriete mínimo, cabe decir que existen 28 tipos de posiciones tanto para ejes como para agujeros, las diferentes posiciones estarán asignadas con letras mayúsculas para agujeros y minúsculas para ejes.

Conclusiones: 

La medida nominal permite diferenciar la cualidad de cada producto en este caso que puede ser utilizado como guía, en las medidas nominales se les asignan las diferentes tolerancias las cuales serán representadas con dibujo en el plano.



Por otra parte el sistema ISO ayuda a poder elegir la calidad del producto a fabricar, este tipo de sistema también distribuye con 28 tipos de posiciones a los agujeros y ejes así como sus tolerancias siendo la IT 01 la más precisa y la IT 16 la de menos precisión con el fin de reducir costos de un elemento a fabricar dependiendo de cuan preciso se desee obtener

Acabados superficiales y Símbolos normalizados Acabados superficiales: Acabado Es un proceso de fabricación empleado en la manufactura cuya finalidad es obtener una superficie con características adecuadas para la aplicación particular del producto que se está manufacturando; esto incluye mas no es limitado a la cosmética de producto. En algunos casos el proceso de acabado puede tener la finalidad adicional de lograr que el producto entre en especificaciones dimensionales. Antiguamente, el acabado se comprendía solamente como un proceso secundario en un sentido literal, ya que en la mayoría de los casos sólo tenía que ver con la apariencia del objeto u artesanía en cuestión, idea que en muchos casos persiste y se incluye en la estética y cosmética del producto. En la actualidad, los acabados se entienden como una etapa de manufactura de primera línea, considerando los requerimientos actuales de los productos. Estos requerimientos pueden ser: 1. Estética: el más obvio, que tiene un gran impacto sicológico en el usuario respecto a la calidad del producto. 2. Liberación

o

introducción

de

esfuerzos

mecánicos:

las

superficies

manufacturadas pueden presentar esfuerzos debido a procesos de arranque de viruta, en donde la superficie se encuentra deformada y endurecida por la deformación plástica a causa de las herramientas de corte, causando esfuerzos en la zona superficial que pueden reducir la resistencia o inclusive fragilizar el material. Los acabados con remoción de material pueden eliminar estos esfuerzos. 3. Eliminar puntos de iniciación de fracturas y aumentar la resistencia a la fatiga: una operación de acabado puede eliminar micro fisuras en la superficie. 4. Nivel de limpieza y esterilidad. Una superficie sin irregularidades es poco propicia para albergar suciedad, contaminantes o colonias de bacterias. 5. Propiedades mecánicas de su superficie 6. Protección contra la corrosión 7. Rugosidad 8. Tolerancias dimensionales de alta precisión.

Características de las superficies Una vista microscópica de la superficie de una pieza revela sus irregularidades e imperfecciones. Los rasgos de una superficie común se ilustran en la sección transversal magnificada de la superficie de una pieza metálica. Ver figura 1.1. Aunque aquí el análisis se concentra en las superficies metálicas, los comentarios vertidos aquí se aplican a las cerámicas y polímeros, con modificaciones debidas a las diferencias en la estructura de estos materiales. El cuerpo de la pieza, conocida como sustrato, tiene una estructura granular que depende del procesamiento previo del metal; por ejemplo, la estructura del sustrato del metal se ve afectada por su composición química, el proceso de fundición que se usó originalmente para el metal, y cualesquiera operaciones de deformación y tratamientos térmicos llevados a cabo sobre el material de fundición. El exterior de la pieza es una superficie cuya topografía es todo menos recta y tersa. En la sección transversal magnificada, la superficie tiene rugosidad, ondulaciones y defectos. Aunque aquí no se observan, también tiene un patrón o dirección que resulta del proceso mecánico que la produjo. Todos estos rasgos geométricos quedan incluidos en el término textura de la superficie. Justo por debajo de la superficie se encuentra una capa de metal cuya estructura difiere de la del sus trato. Se denomina capa alterada, y es una manifestación de las acciones que se mencionaron al hablar de la superficie, durante la creación de ésta y etapas posteriores. Los procesos de manufactura involucran energía, por lo general en cantidades importantes, que opera sobre la pieza, contra su superficie. La capa alterada puede resultar del endurecimiento por trabajo (energía mecánica), calor (energía térmica), tratamiento químico, o incluso energía eléctrica. El metal de esta capa resulta afectado por 1ft aplicación de energía, y su micro estructura se altera en consecuencia. Esta capa alterada cae dentro del alcance de la integridad de la superficie, que tiene que ver con la definición, la especificación y el control de las capas de la superficie de un material (metales, los más comunes), en la manufactura y el desempeño posterior en el uso. El alcance de la integridad de la superficie por lo general se interpreta para incluir la textura de la superficie, así como la capa alterada ubicada bajo ella. Además, la mayoría de las superficies metálicas están cubiertas por una capa de óxido, si se da el tiempo suficiente para que se forme después del procesamiento. El aluminio forma en su superficie una capa delgada, densa y dura de Al2O3 (que sirve para

proteger al sustrato de la corrosión), y el fierro forma óxidos de varias composiciones químicas sobre su superficie (el óxido, que virtualmente no da ninguna protección). También es probable que en la superficie de la pieza haya humedad, mugre, aceite, gases adsorbidos, y otros contaminantes. .

Textura de las superficies La textura de la superficie consiste en las desviaciones repetitivas o aleatorias de la superficie nominal de un objeto; la definen cuatro características: rugosidad, ondulación, orientación y defectos o fallas, como se observa en la figura 1.2

La rugosidad se refiere a las desviaciones pequeñas, espaciadas finamente, de la superficie nominal y que están determinadas por las características del material y el proceso que formó la superficie. La ondulación se define como las desviaciones de espaciamiento mucho mayor; ocurren debido a la deflexión del trabajo, vibraciones, tratamiento térmicas, y factores similares. La rugosidad está sobre impuesta a la ondulación. La orientación es la dirección predominante o patrón de la textura de la superficie. Está determinada por el método de manufactura utilizado para crear a la superficie, por lo general a partir de la acción de una herramienta de corte. En la figura 1.3 se ilustran la

mayoría de las orientaciones posibles que puede haber en una superficie, junto con el símbolo que utiliza el diseñador para especificarlas.

Símbolos para la textura de la superficie Los diseñadores especifican la textura de la superficie en un plano de ingeniería, por medio de símbolos como los que se ven en la figura 1.8, 1.9, 1.10 y 1.11. El símbolo que designa los parámetros de la textura de una superficie es una marca de revisión (se parece al símbolo de la raíz cuadrada), con acotaciones para la rugosidad promedio, ondulación, corte, orientaciones y espaciamiento máximo de la rugosidad. Los símbolos para las orientaciones están tomados de la figura 1.3.

Fig. 1.8 Símbolos para la textura de la superficie en los planos de ingeniería: a) el símbolo, y b) símbolo con leyendas de identificación. Los valores de R, están dados en micro pulgadas; las unidades para otras mediciones se dan en pulgadas. Los diseñadores no siempre especifican todos los parámetros en los planos de ingeniería.

Fig. 1.9 símbolos sin indicaciones.

Fig. 1.10 Símbolos con indicación del criterio principal de la rugosidad, (Ra).

Fig. 1.11 Símbolos con indicaciones complementarias. Indicaciones en los dibujos Los símbolos y las indicaciones deben orientarse de tal forma que se puedan leer desde la base o desde la derecha del dibujo. Si no pudiera colocarse de esta forma y el símbolo no llevara ninguna indicación, salvo la rugosidad, puede representarse en cualquier posición, excepto la indicación de la rugosidad que debe tener la orientación correcta (ver figura 1.12).

Fig. 1.12 Si el estado superficial fuera igual para todas las superficies debe indicarse con una nota cerca del dibujo y del cajetín a continuación de la marca de la pieza como se muestra en la figura 1.13.

Fig. 1.13

Clases de Rugosidad

Resumen Acabados superficiales Es un proceso de manufactura el cual tiene como propósito obtener superficie adecuada para una función específica en algunos casos este tipo de proceso puede llegar a tener como propósito que el producto entre en especificaciones dimensionales, un acabado superficial deben tener los siguientes requerimientos: 

Estética



Introducción de esfuerzos mecánicos



Eliminar fracturas y aumentar resistencia a la fatiga



Nivel de limpieza y esterilidad



Propiedades mecánicas de su superficie



Protección contra la corrosión



Rugosidad



Tolerancias dimensionales de alta precisión

Características de la superficie Dependiendo del trabajo a realizar los diferentes elementos tendrán diferentes superficies las cuales se clasifican de tres tipos Superficies funcionales Son superficies que van a estar en mutuo contacto dinámico con otras lo cual entre generara movimiento entre superficies haciendo que ambas superficies tengan un acabado muy fino superficial Superficies de apoyo Por otra parte este tipo de superficies se encontraran en un contacto estático es decir haba contacto de superficies pero sin movimiento para lo cual este tipo de superficies no deberá tener un acabo muy fino tendrán un acabado intermedio. Superficies libres En cambio este tipo de superficies no se encuentran en contacto para lo cual el acabado de este tipo de superficies será del tipo regular.

Texturas de las superficies Son desviaciones repetitivas de la superficie nominal de un objeto para ello la textura de las superficies serán definidas por 4 características Rugosidad Son desviaciones pequeñas sobre la superficie nominal las cuales son determinadas por la característica del material utilizado Ondulación Son desviaciones de un grado mayor que son provocadas por la deflexión del trabajo cabe decir que la ondulación esta sobre impuesta a la ondulación. Orientación Es la dirección a la cual se encuentra la rugosidad, este tipo de superficie está determinada por el método de producción utilizado para crear la herramienta.

Símbolos para la textura de la superficie: Dependiendo del tipo de textura a la que este la superficie del elemento para el área de ingeniería se han creado símbolos normalizados el cual identificara que tipo de textura es, los símbolos a utilizar son los siguientes: Símbolos para textura de superficie en planos de ingeniería: Estos pueden estar dados en pulgadas y en micro pulgadas

Símbolos sin indicaciones:

Símbolos con indicación del criterio principal de la rugosidad, (Ra).

Símbolos con indicaciones complementarias

Conclusiones: 

Con el proceso de acabado superficial se podrá obtener superficies con características adecuadas para su respectivo uso dependiendo de uso a ser utilizado el acabado superficial podrá ser de tres tipos diferentes ya nombrados pero para ello el acabado superficial debe cumplir con las siguientes normas,

estética, introducción de esfuerzos mecánicos, eliminar fracturas y aumentar resistencia a la fatiga, nivel de limpieza y esterilidad, propiedades mecánicas de su

superficie,

protección

contra

la

corrosión,

rugosidad,

tolerancias

dimensionales de alta precisión para así poder realizar correctamente. 

Con la ayuda de la simbología de superficies se podrá tener una guía para así poder saber para qué trabajos es adecuado cada tipo de material ya que para trabajos con altas tolerancias o bajas tolerancias se tendrán superficies diferentes.

Rugosidad y Rugosimetros Aunque durante mucho tiempo la medición de la rugosidad no fue considerada como una rama de la metrología, en la actualidad es un requerimiento importante debido al reconocimiento creciente de la importancia y necesidad de esta medición. Una superficie perfecta es una abstracción matemática, ya que cualquier superficie real, por perfecta que parezca, presentará irregularidades que se originan durante el proceso de fabricación. Las irregularidades mayores (macro geométricas) son errores de forma, asociados con la variación en tamaño de una pieza, paralelismo entre superficies y planitud de una superficie o conicidad, redondez y cilindricidad, y que pueden medirse con instrumentos convencionales. Las irregularidades menores (micro geométricas) son la ondulación y la rugosidad. La primera pueden ocasionarla la flexión de la pieza durante el maquinado, falta de homogeneidad del material, libración de esfuerzos residuales, deformaciones por tratamiento térmico, vibraciones, etcétera; la segunda la provoca el elemento utilizado para realizar el maquinado, por ejemplo, la herramienta de corte o la piedra de rectificado. Los errores superficiales mencionados se presentan simultáneamente sobre una superficie, lo que dificulta la medición individual de cada uno de ellos. La rugosidad (que es la huella digital de una pieza) son irregularidades provocadas por la herramienta de corte o elemento utilizado en su proceso de producción, corte, arranque y fatiga superficial.

El acabado superficial de los cuerpos puede presentar errores de forma macro geométricos y micro geométricos. La rugosidad superficial es el conjunto de irregularidades de la superficie real, definidas convencionalmente en una sección donde los errores de forma y las ondulaciones han sido eliminados.

Superficie real: Superficie que limita el cuerpo y lo separa del

medio que lo separa.

Superficie geométrica: Superficie ideal cuya forma está especificada por el dibujo y/o todo documento técnico. Superficie de referencia: Superficie a partir de la cual se determinan los parámetros de rugosidad. Tiene la forma de la superficie geométrica. Se puede calcular por el método de mínimos cuadrados. Perfil real: es la intersección de la superficie real con un plano normal.

La rugosidad de la superficie se determina considerando la longitud de onda del radar y el ángulo de incidencia. Una superficie aparecerá ser lisa si sus variaciones de la altura son más pequeñas que 1/8 de la longitud de onda del radar.

En términos del uso de una determinada longitud de onda, una superficie aparece más lisa mientras la longitud de onda y el ángulo de incidencia aumenta. En imágenes generadas por radares, las superficies ásperas aparecerán más brillantes que superficies más lisas del mismo material. La aspereza superficial influencia la reflectividad de la energía de la microonda. Las superficies lisas horizontales que reflejan casi toda la energía d...