DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA

INGENIERÍA MECATRÓNICA

SISTEMAS CAD / CAM /CAE

“TOLERANCIAS GEÓMETRICAS, DIMENSIONALES Y ACABADOS

SUPERFICIALES”

DOCENTE:

Ing. Oscar Arteaga

GRUPO N° 1:

SÉPTIMO “B”

LATACUNGA – ECUADOR

05 / Noviembre / 2014

TEMA:

TOLERANCIAS GEÓMETRICAS, DIMENSIONALES Y ACABADOS SUPERFICIALES

OBJETIVO GENERAL:

Realizar una investigación bibliográfica sobre las tolerancias geométricas, dimensionales y acabados superficiales.

OBJETIVO ESPECÍFICO:

Determinar las características y parámetros de las distintas tolerancias tales como la tolerancia geométrica, tolerancia dimensional y tolerancias de acabados superficiales.

MARCO TEÓRICO:

TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS

Las tolerancias geométricas afectan a la forma y posición de un elemento determinado.

Por tanto se pueden tener:

Tolerancias de Forma: Afectan a la forma de una línea o de una superficie. Tolerancias de Posición: Indican la variación permitida en la posición

relativa de los elementos indicados de la pieza.

TIPOS DE TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS

TOLERANCIAS GEOMÉTRICAS GENERALES

De acuerdo con la norma UNE-EN_22768-2:1994 (ISO 2768-2:1989) sobre “Tolerancias para cotas geométricas sin indicación individual de tolerancia”.

Para garantizar que todas las dimensiones y geométricas de cada componente quedan definidos y no sólo las funcionales u otras medidas consideradas básicas y no tengan que realizarse interpretaciones propias, se definen tres clases de tolerancia básicas: Fina (H), Media (K), Grosera (L), con lo cual se asegura que la definición del componente sea correcta y completa.

Estas tolerancias se aplican a los elementos que no son objeto de una tolerancia geométrica individual. Las tolerancias geométricas generales abarcan todas las tolerancias geométricas excepto las de cilindricidad, forma de una línea o superficie cualquiera, inclinación, coaxialidad, posición y oscilación total.

La forma de indicar la tolerancia general en el dibujo, es en el cajetín o bien junto a él, escribiendo la norma y la designación de la calidad seleccionada: H, K, L. Por ejemplo: ISO 2768-mK. Lo cual significa que se ha seleccionado una tolerancia general dimensional m y geométrica K. (ANÓNIMO)

TOLERANCIAS PARA ELEMENTOS AISLADOS

Rectitud y Planitud

Tabla 1. Tolerancias Generales de Rectitud y Planitud

Redondez: La tolerancia general de redondez es igual, numéricamente, a la tolerancia del diámetro, debiendo ser como máximo el de la tolerancia de oscilación circular radial (tabla 4).

Cilindricidad: (No se indican). Este defecto incluye tres componentes: redondez, rectitud y paralelismo entre generatrices opuestas. Si la tolerancia de alguna de ellas ha de ser más estricta, se ha de especificar individualmente.

TOLERANCIAS PARA ELEMENTOS ASOCIADOS:

Paralelismo: Se aplican los valores de la tabla 1 de tolerancias generales de rectitud y planitud.

Perpendicularidad

Tabla 2. Tolerancia General de Perpendicularidad

Simetría:

Tabla 3. Tolerancias Generales de Simetría

Coaxialidad: (No se indican). Debe ser como máximo el de la tolerancia de oscilación circular radial (tabla 4).

Oscilación Circular: Este defecto se compone del de coaxialidad y del de redondez. Los valores son los de la tabla 4.

Tabla 4. Tolerancias Generales de Oscilación

TOLERANCIAS DIMENSIONALES

Afectan a las medidas de una cota de la pieza. Fijan un rango de valores permitidos para las cotas funcionales de una pieza y afectan sólo a las dimensiones de la misma.

Dimensión: Cifra que expresa el valor numérico de una longitud o un ángulo.

Dimensión nominal: Valor teórico que tiene una dimensión, respecto al que se consideran las medidas límites (eje: dN, agujero: DN).

Dimensión efectiva: Valor real de una dimensión que es determinada midiendo sobre la pieza ya construida (eje: de, agujero: DE)

Dimensiones límites: valores extremos que puede tomar la dimensión efectiva (máxima en ejes: dM, o en agujeros: DM; mínima en ejes dm, o en agujeros Dm).

Línea cero: Línea recta que sirve de referencia para las diferencias y que corresponde a la dimensión nominal.

Diferencia efectiva: Diferencia entre la medida efectiva y la nominal.

Diferencia superior o inferior (ejes: ds, di; agujeros: Ds, Di): Es la diferencia entre la dimensión máxima/mínima y la dimensión nominal correspondiente.

Diferencia fundamental: Cualquiera de las desviaciones límites (máxima o mínima) elegida convenientemente para definir la posición de la zona de tolerancia en relación a la línea cero.

Las tolerancias dimensionales se pueden representar de varias formas:

Con su medida nominal seguida de las desviaciones límitesSe anota la diferencia superior en la parte alta y la diferencia inferior en la parte baja, ya se trate de un agujero como de un eje.

Si una de las diferencias es nula se expresa por la cifra 0

Si la tolerancia es simétrica respecto a la medida nominal solo se anota el valor de la diferencia, precedido del signo ±

En casos especiales, la tolerancia se indica con las dos medidas límites y si la medida está limitada solo en un sentido, la tolerancia se representa colocando la palabra “min” o “max”, detrás de la medida.

Cuando, por necesidades de fabricación u otras causas, se deben poner las diferencias en otras unidades diferentes al milímetro, las cifras se acompañan de la unidad correspondiente.

Si es la misma unidad para todas las diferencias del dibujo, esto se indicará en una nota general colocada en la proximidad del recuadro de inscripción.

Las anteriores notaciones se aplican también a las medidas angulares

Se expresan las dos desviaciones con el mismo número de decimales, salvo en el caso de que una de las dos desviaciones sea nula.

En el caso de que la tolerancia afecte solamente a una parte de la pieza, se debe determinar su alcance.

En la notación normalizada ISO las medidas con tolerancia quedan definidas por tres símbolos:

La medida nominal (en milímetros) Una letra representativa de la diferencia fundamental en valor y signo que

indica la posición de la zona de tolerancia (se usan letras minúsculas para ejes y letras mayúsculas para agujeros)

Un número representativo de la anchura de la zona de tolerancia (calidad de la tolerancia).

TOLERANCIAS GENERALES

Tolerancias Generales para Dimensiones Lineales (excepto aristas matadas).

Tabla 5. Tolerancias Generales para Dimensiones Lineales.

Tolerancias Generales para Dimensiones Angulares

Tabla 6. Tolerancias Generales para Dimensiones Angulares.

Tolerancias Generales para Dimensiones de Aristas Matadas (radios exteriores y alturas de chaflán)

Tabla 7. Tolerancias Generales para Dimensiones de Aristas Matadas

Tolerancias en Piezas Cónicas

Existen 2 métodos para especificar la precisión requerida en piezas cónicas y son:

Método de la conicidad básica Método de la conicidad con tolerancia

TOLERANCIAS DE ACABADO SUPERFICIAL

El estado superficial de las piezas varía según la función a que está sometidas, o de acuerdo con la presentación externa que por conservación o presentación ha de tener. Del dibujo técnico de la pieza ha de deducirse, sin lugar a dudas de interpretación, el estado superficial, utilizando los signos correspondientes, según la labor que la pieza realice en el conjunto. De acuerdo con ello tendremos las siguientes calidades de superficies:

a) Superficies funcionales: son aquellas que ha de estar en contacto con otras y que colaboran en el funcionamiento de la máquina. Esta suelen requerir un mejor tratamiento.

b) Superficies de apoyo: como su nombre indica sirve de base o soporte para otras, suelen requerir una superficie desbastada.

c) Superficies libres: son aquellas que se quedan en el exterior, no tienen una función especial y no suelen mecanizarse. Pueden tener algún tratamiento especial.

Los signos superficiales tienen por objeto indicar las clases de superficies; en bruto, mecanizada o tratada, así como sus cualidades; uniformidad y alisado. Atendiendo al proceso de fabricación estas pueden ser:

a) Superficies en bruto: es una superficie sin tratamiento alguno, tal y como resulta después de un proceso de fabricación, por fundición, laminación, corte, estampación, etc.

b) Superficies mecanizadas: Para obtener un mejor acabado que con el procedimiento anterior es preciso su mecanizado. Este puede ser:

1.- Mecanizado con arranque de virutas, como el obtenido a: tornear, fresar, cepillar, limar, etc.

2.- Mecanizado especial: Esmerilar, pulir, rasquetear, etc. mediante el cual la superficie original recibe una nueva mejora de calidad. Se distinguen en el dibujo por indicaciones escritas por líneas de referencia.

3.- Superficies tratadas: Son superficies obtenidas por cualquiera de los procedimientos anteriores, con sin arranque de viruta, que son sometidas a tratamientos de superficie que modifican sus propiedades físicas, químicas o tecnológicas. Estos tratamientos pueden ser: temple, recocido, revenido, niquelado, cincado, galvanizado, etc. (ZAMBRANO)

Mecanizados y Tratamientos Especiales

El símbolo gráfico y sus componentes deben dibujarse de acuerdo con Norma UNE 1 037-83 ampliada con la ISO 1302-2002. El símbolo básico está formado por dos trazos desiguales inclinados aproximadamente 60º con relación a la línea que representa la superficie considerada.

Si se requiere la retirada de material mediante mecanizado debe incluirse una barra horizontal. No debe de utilizarse sin información complementaria.

Si no está permitida la retirada de material para obtener la superficie requerida debe añadirse un círculo al símbolo grafico básico.

Se permite cualquier proceso de fabricación

Debe retirarse material

No debe retirarse material

Cuando se tenga que indicar requisitos complementarios de la calidad superficial, debe añadirse una línea al brazo más largo, como se muestra en la siguiente figura.

a) Requisito individual de calidad superficial. Se indicará la designación del parámetro de calidad superficial, el valor límite numérico y la banda de transmisión/longitud de muestreo.

b) Dos o más requisitos de calidad superficial. Se indicará el primer requisito de calidad en la posición a. Se indicará el segundo requisito en la posición b.

c) Método de fabricación. Se indicará el método de fabricación, tratamiento, recubrimiento u otros requisitos de los procedimientos de fabricación, para obtener las superficies. Por ejemplo; Torneado, esmerilado, etc.

d) Surcos superficiales y orientación. Se indicarán la orientación de los surcos superficiales, por ejemplo “= ““X” “M”.

e) Tolerancia de mecanizado: Se indicaran las tolerancias de mecanizado requeridas, si las hubiera, como un valor numérico dado en mm.

Tabla 8. Orientación de los Surcos Superficiales

Tabla 9. Símbolos Gráficos con Indicación de Calidad Superficial.

Tabla 10. Símbolos Gráficos con Información Complementaria.

La tabla 11 muestra una reproducción de la Norma UNE 1 037 83 equivalente a la Norma ISO 1302: 1978, con el propósito de evitar cualquier interpretación errónea de los valores numéricos y números de calidades de rugosidad en los dibujos en los que nos exista concordancia con la edición ISO 1302: 2002.

Tabla 11. La Norma UNE 1 037 83 equivalente a la Norma ISO 1302: 1978

Valor de rugosidad Ra

Números de calidades de

rugosidad(dados en la edición previa de la Norma ISO 1302)

µm µpulgada

50 2000 N12

25 1000 N11

12,5 500 N10

6,3 250 N9

3,2 125 N8

1,6 63 N7

0,8 32 N6

0,4 16 N5

0,2 8 N4

0,1 4 N3

Indicaciones en los Dibujos:  Los símbolos de calidad superficial solo deben indicarse una vez para una superficie dada, y si es posible desde el mismo punto de vista donde el tamaño o posición o ambos se indican y acotan. El símbolo gráfico, junto con la información complementaria de tal forma que se puedan leer desde la base o desde la derecha del dibujo.

El requisito de calidad superficial (símbolo gráfico) debe tocar a la superficie, o conectarse con ella mediante una línea de referencia o flecha.

 Sobre la superficie: Como regla general, el símbolo gráfico o la flecha, pueden apuntar a la superficie desde fuera del material de la pieza.

Situación en la Línea de Cota: El símbolo gráfico se puede colocar sobre la línea  de cota junto al valor del tamaño del elemento, siempre y cuando no haya riesgo de una interpretación errónea, tal y como se muestra en la siguiente figura.

Sobre la Línea de Referencia: El requisito de calidad superficial puede situarse directamente sobre las líneas de referencia o conectadas a ellas mediante una flecha, tal y como muestra la figura.

En las Superficies Cilindras o Prismáticas: Se puede especificar una sola vez, si se indica mediante una línea central y cada superficie prismática tiene el mismo requisito de calidad superficial. Figura anterior. Por el contario si cada una de ellas tiene distintas calidades debe indicarse por separado.

Si la mayoría de las superficies requieren el mismo requisito de calidad superficial, el símbolo gráfico deberá colocarse cerca del recuadro del título del dibujo. El símbolo gráfico general correspondiente a la calidad superficial debe de seguirse de:

a) Un símbolo gráfico entre paréntesis sin ninguna otra indicación.

b) Del requisito o requisitos especiales de calidad superficial entre paréntesis, con el objetivo de indicar que existe otro requisito de calidad superficial que se distingue del general.

Aquellos requisitos de calidad superficial que se distinguen de los generales deben indicarse directamente sobre el dibujo y en la misma vista que las superficies en cuestión.

Requisitos Comunes sobre Múltiples Superficies: Para evitar la necesidad de repetir un número de veces una indicación complicada, o cuando el espacio es limitado, o si se requiere la misma calidad superficial sobre un gran número de superficies de la pieza, se puede emplear una indicación de referencia simplificada, tal y como sigue:

a) Indicación mediante un símbolo gráfico con letras. Puede usarse una indicación de referencia simplificada sobre una superficie siempre que su significado se explique cerca de la pieza en cuestión, cerca del recuadro del título o en el espacio dedicado a notas generales. (José, 2012)

b) Indicación mediante un solo símbolo gráfico. Puede utilizarse los correspondientes símbolos mostrados en la siguiente figura.

Indicaciones de dos o más Procesos de Fabricación: si fuera necesario definir la calidad superficial tanto antes como después de un tratamiento, esto debe explicarse en una nota o según se refleja en la siguiente figura.

Para una mayor información puede consultarse la Norma UNE 1037 83 e ISO 1302 2002.

CONCLUSIONES:

Se deben especificar únicamente cuando son imprescindibles para asegurar la aceptabilidad y validez de la pieza respecto a su funcionamiento previsto, su finalidad y su fabricación.

Las tolerancias dimensionales generales son necesarias porque en caso de no poder mecanizar una pieza en el taller habitual, se tendrá que mecanizar en otro taller que cumpa los requisitos dimensionales requeridos para asegurar que no habrá ningún problema de ajustes entre elementos.

Las tolerancias de acabado superficial se realizan a través del tipo de mecanizado que se realiza a una pieza, lo cual viene dado de símbolos básicos y del tipo de rugosidad superficial que contiene dicha pieza.

BIBLIOGRAFÍA:

ANÓNIMO. (s.f.). Tolerancias Geómetricas. Recuperado el 05 de Noviembre de 2014, de http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/ingenieria-grafica/material-de-clase-1/4.3%20Tipos%20de%20Tolerancias%20Geometricas.pdf

José, R. (24 de 08 de 2012). Recuperado el 01 de 11 de 2014, de http://josemec.mex.tl/images/5147/Ajustes_Tolarancias_Acabados_superficiales.pdf

ZAMBRANO, P. (s.f.). MONOGRAFIA. Obtenido de http://www.monografias.com/trabajos89/acumulacion-tolerancias-y-acabado-superficial/acumulacion-tolerancias-y-acabado-superficial.shtml#ixzz3IDYdiIPJ

Sergio. (28 de 12 de 2011). Tolerancias. Recuperado el 05 de 11 de 2014, de http://ocw.uc3m.es/ingenieria-mecanica/diseno-mecanico-1/material_clase/ocw_tol_dim.