6. Tolerancias y Ajustes Agujeros y Ejes

7/29/2019 6. Tolerancias y Ajustes Agujeros y Ejes

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SOFTWARE EN INGENIERIA CAD/CAE

Ing. Elmer Bazn Crdova 1

66.. TTOOLLEERRAANNCCIIAASSYYAAJJUUSSTTEESSEENNTTRREEAAGGUUJJEERROOSSYYEEJJEESS

En la mecanizacin de una pieza o agujero es imposible respetar exactamente la medida indicada enel dibujo. Por lo tanto ha de admitirse una cierta desviacin. Esta desviacin admisible estar

delimitada por una cota mxima y una cota mnima.

6.1. DEFINICIONES FUNDAMENTALES

En la figura 6-1 se establecen trminos que se aplican en la designacin de tolerancias en unajuste entre un agujero (hembra) y eje (macho), para lo cual se hace necesario estableceralgunas definiciones fundamentales para designar dicho ajuste.

Figura 61

6.1.1. TAMAO BASICOTamao Nominal al que se le asignan lmites de desviacin.

EJE

AGUJERO

Tamao mximo

Tamao mnimo

DesviacinFundamental(Letra)

Zona de Tolerancia

Tamao mximo

Tamaomnimo

Desviacin superior

Zona de Tolerancia

Desviacin superior

Desviacin inferior

Tamao Bsico

Desviacin inferior

Desviacin Fundamental (Letra)


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6.1.2. DESVIACIONEs la diferencia entre el tamao real de la pieza y el tamao bsico.

DESVIACION SUPERIOR. Diferencia entre el Tamao Mximo (Lmite Superior) yel tamao bsico.

DESVIACION INFERIOR. Diferencia entre el Tamao Mnimo (Lmite Inferior) y eltamao bsico.

6.1.3. DESVIACION FUNDAMENTALDesviacin ms prxima al tamao bsico. Se representa por una letra: Maysculapara un AGUJERO y Minscula para un EJE.

6.1.4. TOLERANCIADiferencia entre el Tamao Mximo y Mnimo de una pieza.

6.1.5. ZONA O CAMPO DE TOLERANCIALa tolerancia y su posicin con respecto a l tamao bsico.

6.1.6. CALIDADES DE TOLERANCIA (IT)Grupo de tolerancias que varan de acuerdo con el tamao bsico, pero que tienen elmismo nivel de exactitud dentro de un grado dado.Existen 18 grados IT: IT0, IT1 y del IT01 al IT16. Entre ms pequeo es el nmero degrado, mayor es la zona de tolerancia.

6.2. CAMPO DE TOLERANCIA

El campo o intervalo de tolerancia se dibuja en su posicin respecto de la lnea cero, para locual se escriben las diferencias en micras. Las diferencias por encima de la lnea cero sonpositivas (+) y las diferencias por debajo de la lnea cero son negativas (-).

De esta manera el campo de tolerancias puede adoptar fundamentalmente cinco posicionesdistintas respecto a la lnea cero, como se muestra en la Figura 6-2.

+

+

-

++

--

-

0

Figura 62

6.2.1. CAMPO DE TOLERANCIA POR ENCIMA DE LA LINEA CERO. La cota real es por lotanto mayor que la cota nominal.

6.2.2. CAMPO DE TOLERANCIA TOCA LA LIEA CER POR ENCIMA. La cota real puedeser mayor que la cota nominal como mximo en el valor de la tolerancia.

6.2.3. CAMPO DE TOLERANCIA A AMBOS LADOS DE LA LINEA CERO. La cota real sehalla entre prxima a la cota nominal.

6.2.4. CAMPO DE TOLERANCIA TOCA LINEA CERO POR DEBAJO. La cota real puedeser ms pequea que la cota nominal como mximo en el valor de la tolerancia.

6.2.5. CAMPO DE TOLERANCIA POR DEBAJO DE LA LINEA CERO. La cota real esmenor que la cota nominal.


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6.3. DESIGNACION DEL CAMPO DE TOLERANCIA POR LETRAS

Las cinco posiciones fundamentales de los campos de tolerancia no bastan en la prctica. Portanto se han fijado 28 posiciones que se designan con las letras del alfabeto.

6.3.1. POSICION DEL CAMPO DE TOLERANCIA PARA AGUJEROSSe simbolizan por una letra mayscula del alfabeto, para evitar confusiones se hanexcluido las letras I, L, O, Q y W y se han aadido las combinaciones de las letras ZA,ZB y ZC, adems se han incluido campos intermedios con las designaciones CD, EF,FG y JS.

Figura 63

6.3.2. POSICION DEL CAMPO DE TOLERANCIA PARA EJESSe simbolizan por una letra minscula del alfabeto, para evitar confusiones se hanexcluido las letras i, l, o, q y w y se han aadido las combinaciones de las letras za, zby zc, adems se han incluido campos intermedios con las designaciones cd, ef, fg y js.

Figura 64


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6.4. SIMBOLOS DE TOLERANCIA PARA AGUJERO Y EJE

La combinacin del nmero de grado IT y la letra de posicin de tolerancia es la que estableceel smbolo de tolerancia, el cual identifica los lmites superior e inferior reales de una pieza.

El tamao con tolerancia de la pieza est definido por el tamao bsico seguido por una letra yun nmero, tal como se muestra en la figura 6-5.

AGUJERO 40 H 8

EJE 40 f 7

Figura 65

6.5. AJUSTE

Es la diferencia, antes del montaje, entre las medidas de dos piezas (eje y agujero) que han deser ensambladas. Las dos piezas debern tener una medida nominal comn.

La posicin del campo o zona de tolerancia determinar el comportamiento en cuanto a unajuste.

6.6. DESIGNACION DE UN AJUSTE

La combinacin entre la tolerancia de un agujero y la tolerancia de un eje, determina la

tolerancia de un ajuste cuya designacin se muestra en la figura 6-6.

AJUSTE 40 H8 / f7

Figura 66

6.7. TOLERANCIA DE AJUSTE

La tolerancia de ajuste es la suma entre la tolerancia del agujero y la tolerancia del eje.

Tamao bsico Grado de Tolerancia

Desviacin Fundamental Calidad de Tolerancia IT

Tamao bsico Grado de Tolerancia

Desviacin Fundamental Calidad de Tolerancia IT

Tolerancia del Agujero Tolerancia del Eje

Tamao bsico


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6.8. TIPOS DE AJUSTE

Existen tres tipos de ajustes: Juego, Apriete e indeterminado.

6.8.1. JUEGO

Ocurre cuando al ensamblar dos piezas que se acoplan queda un espacio entreellas.

El Tamao del agujero es mayor que el tamao del eje. El juego puede tener un valor mximo o mnimo.

Juego Mximo = (Lmite superior)AGUJERO (Lmite inferior)EJE

Juego Mnimo = (Lmite inferior)AGUJERO (Lmite superior)EJE

6.8.2. APRIETE

El tamao del eje es mayor que el tamao del agujero. El apriete puede ser mximo o mnimo.

Apriete Mximo = (Lmite superior)EJE (Lmite inferior)AGUJERO

Apriete Mnimo = (Lmite inferior)EJE (Lmite superior)AGUJERO

6.8.3. INDETERMINADO

Los campos de tolerancia han de interferirse de manera que se produzca un juegoo un apriete.

Un ajuste indeterminado puede ser Juego Mximo o Apriete Mximo.

Juego Mximo = (Lmite superior)AGUJERO (Lmite inferior)EJE

Apriete Mximo = (Lmite superior)EJE (Lmite inferior)AGUJERO

6.9. SISTEMAS DE AJUSTES

Dado que existen 28 posiciones de tolerancia para el agujero y otras tantas para el eje, sepodra combinar cada una de las posiciones de la tolerancia del agujero con las distintas

posiciones de la tolerancia en el eje, y viceversa; esto dara lugar a numerosas combinaciones,e incluso muchas de ellas tendran caractersticas similares. Para evitar este inconveniente seestablecen los sistemas de ajuste.

Un sistema de ajuste es un conjunto sistemtico de ajustes entre ejes y agujerospertenecientes a un sistema de tolerancias, y que puede dar lugar a diversos juegos y aprietos.

El comit ISO estableci dos sistemas de ajuste, denominados: sistema de ajuste de eje nicoy sistema de ajuste de agujero nico.

6.10. SISTEMA DE AGUJERO UNICO

Sistema de ajustes donde el tamao mnimo del agujero es el tamao bsico. La desviacin fundamental de un sistema de agujero nico es la letra H. Tipos de ajustes segn el sistema de agujero nico:


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Juego : Agujero H Ejes a hasta h. Indeterminado : Agujero H Ejes j hasta n. Apriete : Agujero H Ejes p hasta zc.

6.11. SISTEMA DE EJE UNICO

Sistema de ajustes donde el tamao mnimo del eje es el tamao bsico. La desviacin fundamental de un sistema de eje nico es la letra h. Tipos de ajustes segn el sistema de eje nico:

Juego : Eje h Agujeros A hasta H. Indeterminado : Eje h Agujeros J hasta N. Apriete : Eje h Agujeros P hasta ZC.

6.12. ELECCION DE AJUSTE

Para el lado izquierdo de la tabla las tolerancias H7, H8 y H11 pueden emparejarse conlas tolerancias para ejes que se encuentran debajo, formando ajustes a presin,indeterminados y mviles.

Para el lado derecho de la tabla las tolerancias h6, h9 y h11 pueden emparejarse con lastolerancias para agujeros formando ajustes mviles.

AGUJERO UNICO EJE UNICOTIPO DE AJUSTE

H7 H8 H11

DESCRIPCION

h6 h9 h11

u8 Ajuste a presin con apriete fuerte

s6 Ajuste a presin con apriete medioAPRIETE

r6 Ajuste a presin con apriete pequeo

n6 Apriete grande juego pequeo

k6Apriete y juego aproximadamenteiguales

INDETERMINADO

j6 Apriete pequeo juego grande

h6 h9 h11 Ajuste mvil apenas deslizante H7 H8 H1

g6 Ajuste mvil deslizante G7

f7 Ajuste mvil juego pequeo F8 F8

e8 Ajuste mvil juego holgado E9

d9 d9 Ajuste mvil juego mediano D10 D10

c11 Ajuste mvil juego grande C11 C11

JUEGO

a11 Ajuste mvil juego muy grande A11

Tabla 61


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6.13. EJERCICIOS DE APLICACION

6.13.1. Para las siguientes dimensiones normalizadas de ajustes:

60 H10 / d9 65 H7 / j6 150 B7 / s7 170 T6 / h5 120 U5 / f6

Se pide calcular:

a) Cota mxima del agujero.b) Cota mnima del agujero.c) Cota mxima del eje.d) Cota mnima del eje.e) Tipo de ajuste.

f) Tolerancia de ajuste.

6.13.2. Dada las siguientes medidas toleradas, se pide expresar el ajuste en forma simblica:

a) Agujero:075,0

050,050+

+ Eje:025,0

064,050

b) Agujero:040,0000,0180

+

+ Eje:085,0110,0180

6.13.3. Si se desea tener un apriete mnimo de 2,2 micras, para una cota nominal de 35 mm(Tamao Bsico), en un ensamble agujero eje segn el sistema de EJE UNICO endonde ambos elementos sern rectificados (calidad 6). Hallar las cotas mximas ymnimas de agujero y eje, respectivamente, as como la tolerancia de ajuste.

6.13.4. Para bombear carbonato de sodio disuelto en agua hacia unos tanques dealmacenamiento, se utiliza una bomba centrfuga, peridicamente se recambian, entreotros elementos, los rodamientos de bolas. Si se sabe que el rodamiento tiene pordimensiones:

6.13.5. En la figura se muestra el ensamblaje de un eje y dos bocinas. El ensamble BOCINA1EJE deber ser un ajuste con JUEGO y el de la BOCINA 2EJE deber ser un

ajuste INDETERMINADO; segn los clculos de diseo la dimensin base es 30 mmde dimetro. Si se sabe que el sistema de ajuste es de EJE UNICO para ambosajustes, los datos que se disponen son los siguientes:

B

C

A

C

A: 120 H8/p6B: 215 G7/h5


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AJUSTE DATOS

Tolerancia de ajuste = 0,042 mm

Juego mnimo = 0,065 mmBOCINA 1 EJEDesviacin superior de la bocina = 0,086 mm

Tolerancia de ajuste = 0,054 mmDesviacin inferior de la bocina = 0.029 mmBOCINA 2 EJEIncremento delta () = 0.012 mm

EJE

BOCINA 1 BOCINA 2

45 30

Calcular:

a) La tolerancia de la Bocina 1.b) La tolerancia del eje.c) La designacin del ajuste BOCINA 1EJE.d) Tolerancia de la bocina 2.e) La designacin del ajuste BOCINA 2EJE

6.13.6. Para las piezas mostradas en la Figura 6-6 se pide determinar lo siguiente:

a) Elige un ajuste entre las piezas 2 y 4 y entre las piezas 1 y 6.b) Calcula segn corresponda el juego o apriete mximo y mnimo.

Figura 6-6


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TOLERANCIAS NORMALIZADAS ISO

Tabla 1 AMPLITUD DE TOLERANCIAS SEGN EL GRADO DE CALIDAD


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Tabla 2 DESVIACIONES INFERIORES DI PARA AGUJEROS: A JSDESVIACIONES SUPERIORES ds PARA EJES: a js

DESVIACIN FUNDAMENTAL

AGUJERO A B C CD D E EF F FG G H JS

EJE a b c cd d e ef f fg g h js

CALIDAD DE TOLERANCIADIMETRONOMINAL

mm TODAS

1 3 270 140 60 34 20 14 10 6 4 2 0

4 6 270 140 70 46 30 20 14 10 6 4 0

7 10 280 150 80 56 40 25 18 13 8 5 0

11 14

15 18

290 150 95 50 32 16 6 0

19 24

25 30

300 160 110 65 40 20 7 0

31 40 310 170 120

41 50 320 180 130

80 50 25 9 0

51 65 340 190 14

66 80 360 200 150

100 60 30 10 0

81 100 380 220 170

101 120 410 240 180

120 72 36 12 0

121 140 460 260 200

141 160 520 280 210

161 180 580 310 230

145 85 43 14 0

181 200 660 340 240

201 225 740 380 260

226 250 820 420 280

170 100 50 15 0

251 280 920 480 300

281 315 1050 540 330

190 110 56 17 0

316 355 1200 600 360

356 400 1350 680 400

210 125 62 18 0

401 450 1500 760 440

451 - 500 1650 840 480

230 135 68 20 0

DESVIACIN

LMITE

=+

IT/2

NOTAS: * Las desviaciones inferiores para agujeros DI deben tomarse con signo positivo (+).

* Las desviaciones superiores para ejes ds deben tomarse con signo negativo (-).


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Tabla 3 DESVIACIONES INFERIORES di PARA EJES: j, k, m, n


EJE j k m n

CALIDAD DE TOLERANCIADIMETRONOMINAL

mm 5 a 6 7 8 4 a 7 Menor a 3Mayor a 7

TODAS TODAS

1 3 -4 -6 0 0 2 4

4 6 0 4 8

7 10

-2

-5

0 6 10

11 14

15 18

-3 -6

1

0 7 12

19 24

25 30

-4 -8 0 8 15

31 40

41 50

-5 -10 0 9 17

51 65

66 80

-7 -12

2

0 11 20

81 100

101 120

-9 -15 0 13 23

121 140

141 160

161 180

-11 -18

3

0 15 27

181 200

201 225

226 250

-13 -21 0 17 31

251 280

281 315

-16 -26 0 20 34

316 355

356 400

-18 -28

4

0 21 37

401 450

451 - 500

-20 -32 5 0 23 40

NOTAS: * Las desviaciones inferiores para ejes di deben tomarse con el signo algebraico que indica la tabla.


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Tabla 4 DESVIACIONES SUPERIORES DS PARA AGUJEROS: J, K, M, N


EJE J K M N

CALIDAD DE TOLERANCIA INTERNACIONAL ITDIMETRONOMINAL

mm 6 7 8 8 8 8 8 8 8

1 3 2 4 6 0 0 -2 -2 -4 -4

4 6 5 6 10 -1 + -4 + -4 -8 + 0

7 10 5 8 12 -1 + -6 + -6 -10 + 0

11 14

15 18

6 10 15 -1 + -7 + -7 -12 + 0

19 24

25 30

8 12 20 -2 + -8 + -8 -15 + 0

31 40

41 50

10 14 24 -2 + -9 + -9 -17 + 0

51 65

66 80

13 18 28 -2 + -11 + -11 -20 + 0

81 100

101 120

16 22 34 -3 + -13 + -13 -23 + 0

121 140

141 160

161 180

18 26 41 -3 + -15 + -15 -27 + 0

181 200

201 225

226 250

22 30 47 -4 + -17 + -17 -31 + 0

251 280

281 315

25 36 55 -4 + -20 + -20 -34 + 0

316 355

356 400

29 39 60 -4 + -21 + -21 -37 + 0

401 450

451 - 500

33 43 66 -5 + -23 + -23 -40 + 0

NOTAS: * Los valores del incremento (DELTA) se obtienen en la ltima tabla.* Caso especial: Para M6, DS = -9 micras, para cota nominal de 250 mm a 315 mm (en vez de -11

micras).


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Tabla 5 DESVIACIONES SUPERIORES DS PARA AGUJEROS: P ZCDESVIACIONES INFERIORES di PARA EJES: p zc


AGUJERO P R S T U V X Y Z ZA ZB ZC

EJE p r s t u v x y z za zb zc


mm PARA AGUJEROS: CALIDADES MAYORES DE 7PARA EJES: TODAS LAS CALIDADES

1 3 6 10 14 18 20 26 32 40 60

4 6 12 15 19 23 28 35 42 50 80

7 10 15 19 23 28 34 42 52 67 97

11 14 40 50 64 90 130

15 18

18 23 28 33

39 45 60 77 108 150

19 24 41 47 54 63 73 98 136 188

25 30

22 28 35

41 48 55 64 75 88 118 160 218

31 40 48 60 68 80 94 112 148 200 274

41 50

26 34 43

54 70 81 97 114 136 180 242 325

51 65 41 53 66 87 102 122 144 172 225 300 405

66 80

32

43 59 75 102 120 146 174 210 274 360 480

81 100 51 71 91 124 146 178 214 258 335 445 585

101 120

37

54 79 104 144 172 210 254 310 400 525 690

121 140 63 92 122 170 202 248 300 365 470 620 800

141 160 65 100 134 190 228 280 340 415 535 700 900

161 180

43

68 108 146 210 252 310 380 465 600 780 1000

181 200 77 122 166 236 284 350 425 520 670 880 1150

201 225 80 130 180 258 310 385 470 575 740 960 1250

226 250

50

84 140 196 284 340 425 520 640 820 1050 1350

251 280 94 158 218 315 385 475 580 710 920 1200 1550

281 315

56

98 170 240 350 425 525 650 790 1000 1300 1700

316 355 108 190 258 390 475 590 730 900 1150 1500 1900

356 400

62

114 208 294 435 530 660 820 1000 1300 1650 2100

401 450 126 232 330 490 595 740 920 1100 1450 1850 2400

451 - 500

68

132 252 360 540 660 820 1000 1250 1600 2100 2500

NOTAS: * Las desviaciones inferiores para ejes di deben tomarse con signo positivo (+).

* Las desviaciones superiores para agujeros DS deben tomarse con signo negativo (-).* Para las posiciones de agujero de P a ZC con calidades inferiores o iguales a IT7, se calcula la desviacinsuperior DS como se indica en la nota anterior y se le agrega el valor de DELTA.


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Tabla 6 INCREMENTO (DELTA)



mm 3 4 5 6 7 8

1 3 0 0 0 0 0 0

4 6 1 1,5 1 3 4 6

7 10 1 1,5 2 3 6 6

11 18 1 2 3 3 7 7

19 30 1,5 2 3 4 8 9

31 50 1,5 3 4 5 9 12

51 80 2 3 5 6 11 14

81 120 2 4 5 7 13 16

121 180 3 4 6 7 15 19

181 250 3 4 6 9 17 23

251 315 4 4 7 9 20 29

316 400 4 5 7 11 21 32

401 500 5 5 7 13 23 34

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6. Tolerancias y Ajustes Agujeros y Ejes