- Introducción
- Ventajas del sistema ISO de ajustes y
tolerancias - ¿Por qué conviene usar un sistema
estandarizado ya sea métrico o
americano? - ¿Cuál es la tendencia mundial que
se sugiere como mejores prácticas a seguir en el
cálculo o medición de las tolerancias de
ajustes? - Herramientas para el cálculo de
ajustes - Conclusión
- Bibliografía
Introducción
La industria a nivel mundial está en
una evolución constante, la necesidad por ser competitivo
para mantenerse dentro del mercado y de la preferencia de los
clientes se ha convertido en la razón de actuar tanto de
empresas grandes como pequeñas, pero ¿Qué es
lo que el cliente de verdad necesita?, bueno en el siguiente
trabajo podremos apreciar como la confianza de los clientes hacia
las empresas se ve reflejada en la calidad de su trabajo, y es
por ésta razón que es imprescindible el uso de un
sistema de ajustes y tolerancias para la fabricación de
maquinaria, piezas, herramientas y equipos. No obstante, la
mayoría de las empresas están encargadas solamente
de la fabricación parcial de aquello que se
convertirá en el producto final en otra localidad y muchas
veces hasta en otro país, es por esto que el uso de
sistemas de ajustes y tolerancias distintos para cada uno de
estos elementos converge en errores de cálculo, de
interpretación y en defectos de ensamblaje. He aquí
la importancia de la unificación a nivel mundial de los
sistemas antes mencionados.
Ventajas del
sistema ISO de ajustes y tolerancias
La estructura del sistema de tolerancias
ISO está basada en la posición de la zona de
tolerancia respecto a la línea cero o de referencia y el
valor de la tolerancia se hace depender de la magnitud de la
medida nominal (figura 1). Las posiciones consideradas se
designan por letras mayúsculas para agujeros y
minúsculas para ejes en la figura se muestran las
establecidas.
Figura 1
Las magnitudes de las tolerancias se hacen
depender para un mismo grupo de medidas nominales de una escala
con 18 escalones denominada calidad IT y designada por los
números 01, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,
14, 15 y 16. Los valores de las tolerancias IT son función
de la magnitud de los diámetros. De esta forma la
designación de una tolerancia se realiza con letras y
números, correspondiendo las primeras a la posición
de la tolerancia y su magnitud por las cifras IT, ejemplo 40 H7
con límites correspondientes a 40,000 y 40,025.
(Universidad politécnica de Madrid, 2008)
Las Normas ISO 286 establecen:
Un sistema de tolerancias.
Un sistema de ajustes.
Un sistema de calibres límites
para la verificación y control de piezas.
Las ventajas que se obtienen al implementar
el sistema ISO son las siguientes:
Intercambiabilidad.-
Característica de un sistema de fabricación en
el que todas las piezas obtenidas responden a los requisitos
fijados de antemano.Economía de materias primas:
menor cantidad de rechazos.Aumento de la productividad.
Economía de mano de obra
correctiva: se evitan los retoques y ajustes manuales en las
superficies de asiento.Facilidad de montaje: no hay
dificultades por estar la pieza dentro de la tolerancia.
Puede sistematizarse y/o automatizarse la operación.
(universidad nacional de mar del plata, 2013)
¿Por
qué conviene usar un sistema estandarizado ya sea
métrico o americano?
El establecimiento de tolerancias en el
diseño debe asegurar que se han definido todas las
características dimensionales y geométricas de
todos los elementos de la pieza, no se debe sobrentender ni dejar
nada a la apreciación del personal del taller o del
servicio de control. Además de las tolerancias, se pueden
asignar tolerancias dimensionales y geométricas
específicas (generalmente, de mayor precisión)
dependiendo de la funcionalidad de la pieza. A
continuación se muestran las ventajas de trabajar con un
sistema estandarizado de ajustes y tolerancias:
Las tolerancias son necesarias porque
en caso de no poder mecanizar una pieza en el taller
habitual, se tendrá que mecanizar en otro taller que
cumpla los requisitos dimensionales requeridos para asegurar
que no habrá ningún problema de ajustes entre
elementos.Dibujos más fáciles de
entender y de manejar en el taller.El dibujo normalizado de los diferentes
elementos permite identificar fácilmente aquellos
elementos que pueden fabricarse según el procedimiento
normal de fabricación.Facilita la gestión del sistema
de calidad, reduciendo los niveles de
inspección.Para el diseñador resulta
sencillo determinar la tolerancia y, a partir de esta,
definir sólo los elementos que deben fabricarse con
más cuidado y precisión.Fijan un rango de valores permitidos
para las cotas funcionales de la pieza.El taller conoce su precisión
habitual y es conocida por los clientes.Es posible controlar que esta
precisión no se degrade con el tiempo. (universidad
Carlos III de Madrid, 2011)
¿Cuál es la tendencia mundial
que se sugiere como mejores prácticas a seguir en el
cálculo o medición de las tolerancias de
ajustes?
La necesidad que ha tenido la humanidad
para comerciar (contar y medir) entre las diferentes poblaciones
y de realizar comparaciones entre fenómenos o cosas, con
el fin de encontrar explicaciones, la ha llevado a crear sistemas
de medida o comparación, los cuales hoy en día son
parte primordial en el desarrollo de los procesos, por lo que las
empresas han encontrado en estos una base importante de
mejoramiento.
En el mundo entonces se han creado una
serie de sistemas que al final han dificultado el entendimiento
entre los diferentes países, entre estos se encuentran el
sistema inglés, el MKS, CGS y el SI. La tendencia mundial
entonces a largo plazo contar con un solo sistema de unidades que
permita la unificación de medidas y no tener que realizar
conversiones que nos pueden llevar a generar mayor incertidumbre
en las mediciones. (Walter Link, 1997)
De igual manera sucede con los sistemas de
ajustes y tolerancias, la unificación global en el uso del
sistemas ISO conlleva las ventajas que a continuación se
presentan para el sistema internacional de unidades.
¿Porque emplear el SI de
unidades?
Para facilitar las operaciones
numéricas.Para facilitar la
comunicación.Para facilitar la
educación.Para facilitar el comercio
internacional.Para facilitar la simplicidad en la
manufactura.Para facilitar la comparación de
precios. (Ing. Enrique González Fierro,
2013)
Herramientas para
el cálculo de ajustes
1. Calidad: es la mayor o menor
amplitud de la tolerancia, que relacionada con la
dimensión básica, determina la precisión
de la fabricación. Para elegir la calidad es necesario
tener en cuenta que una excesiva precisión aumenta los
costos de producción, requiriéndose
máquinas más precisas; por otro lado, una baja
precisión puede afectar la funcionalidad de las
piezas. Es necesario conocer las limitaciones de los procesos
de producción, en cuanto a precisión se
refiere, y los grados de calidad máximos que permiten
el buen funcionamiento de los elementos. Para el empleo de
las diversas calidades se definen rengos para ejes y
agujeros.2. Posiciones de tolerancia:
Además de definir las tolerancias (mediante la
elección de la calidad) de los elementos que hacen
parte de un ajuste, es necesario definir las posiciones de
las zonas de tolerancia, ya que de esta manera queda definido
el tipo de ajuste. Mediante fórmulas empíricas,
la ISO ha definido 28 posiciones de tolerancia para ejes y 28
para agujeros, las cuales se ubican respecto a la
línea de referencia, con el fin de normalizar tanto
ajustes como tolerancias.3. Agujero normal básico:
cuando en un sistema de tolerancias se desea referir todas
las elecciones de ajustes a una determinada posición
de la tolerancia del agujero, se dice que se está
trabajando con un sistema de agujero normal, agujero base o
agujero básico.4. Eje normal básico:
cuando en un sistema de tolerancias se desea referir todas
las elecciones de ajustes a una determinada posición
de la tolerancia del eje, se dice que se está
trabajando con un sistema de eje normal, eje base o eje
básico.5. Ajustes preferentes: Las normas
ISO permiten 784 combinaciones de zonas de tolerancia, y
adoptando uno de los dos sistemas, eje o agujero base, se
tienen 28 combinaciones. Sin embargo, la mayoría de
las aplicaciones puede ajustarse a un número menor de
opciones. Para cada sistema, la ISO seleccionó 10
ajustes que se denominan "ajustes preferentes", 5 de los
cuales son libres, 2 indeterminados y 3 con apriete. Estos
ajustes preferentes tienen definidas tanto las posiciones de
tolerancia como las calidades para las piezas eje y agujero.
(universidad tecnológica de Pereira, 2011)
Conclusión
Los sistemas de ajustes y tolerancias al
igual que todo sistema estandarizados proveen facilidad de
trabajo, de comunicación, eficiencia y calidad de los
productos a las empresas en las que están implementados,
pero esto no basta, por más normalizados que estén
los procesos de una industria, la verdadera uniformidad se
dará solamente cuando se hay unificado el uso de un solo
sistema a nivel global para así de esta manera asegurar la
intercambiabilidad de cualquier pieza, de cualquier empresa del
mundo.
Bibliografía
Universidad politécnica de
Madrid. (2008). Tolerancias de fabricación. Recuperado
de
http://ocw.upm.es/expresion-grafica-en-la-ingenieria/ingenieria-grafica-metodologias-de-diseno-para-proyectos/Teoria/LECTURA_COMPLEMENTARIA/TOLERANCIAS/tolerancias.pdfUniversidad nacional de mar del plata.
(2013). Ajustes y tolerancias. Recuperado de
http://www3.fi.mdp.edu.ar/tecnologia/archivos/Metrologia/PPT-Ajustes%20y%20Tolerancias%202013.pdfUniversidad Carlos III de Madrid.
(2011). Tolerancias dimensionales. Recuperado de
http://ocw.uc3m.es/ingenieria-mecanica/diseno-mecanico-1/material_clase/ocw_tol_dimWalter Link. (1997). Aseguramiento
metrológico y aseguramiento de equipos. Recuperado de
http://www.docstoc.com/docs/32541123/METROLOGIA—ISOIng. Enrique González Fierro.
(2013). Metrología y normalización (manual
evidencias)Universidad tecnológica de
Pereira. (2011). Ajustes y tolerancias. Recuperado de
http://blog.utp.edu.co/lvanegas/files/2011/08/Cap10.pdf
Autor:
Miguel Alejandro López
Lozano
Samuel Iván Ubanda
Rodríguez
Daniela Martínez
Muñoz
Martha Araceli Granados
Armendáriz
Randy Alberto Peña
Vázquez