Tolerancias geometricas
- 1. TOLERANCIAS GEOMETRICAS INTRODUCCION En determinadas ocasiones, como por ejemplo: mecanismos muy precisos, piezas de grandes dimensiones, etc., la especificación de tolerancias dimensionales puede no ser suficiente para asegurar un correcto montaje y funcionamiento de los mecanismos. Las siguientes figuras muestran tres casos donde una de las piezas puede ser correcta desde el punto de vista dimensional (diámetros de las secciones dentro de tolerancia) y no ser apta para el montaje: en el primer caso tendríamos un defecto de rectitud, en el segundo caso tendríamos un defecto de coaxialidad, y en el tercer caso tendríamos un defecto de perpendicularidad. Vemos, pues, que en la fabricación se producen irregularidades geométricas que pueden afectar a la forma, posición y orientación de los diferentes elementos constructivos de las piezas. Una tolerancia dimensional aplicada a una medida ejerce algún grado de control sobre desviaciones geométricas, por ejemplo: la tolerancia dimensional tiene efecto sobre el paralelismo y la planicidad. Sin embargo, en algunas ocasiones la tolerancia de medida no limita suficientemente las desviaciones geométricas; por tanto, en estos casos se deberá especificar expresamente una tolerancia geométrica, teniendo prioridad sobre el control geométrico que ya lleva implícita la tolerancia dimensional. Podríamos definir la tolerancia geométrica de un elemento de una pieza (superficie, eje, plano de simetría, etc) como la zona de tolerancia dentro de la cual debe estar contenido dicho elemento. Dentro de la zona de tolerancia el elemento puede tener cualquier forma u orientación, salvo si se da alguna indicación más restrictiva. El uso de tolerancias geométricas evita la aparición en los dibujos de observaciones tales como “superficies planas y paralelas”, con la evidente dificultad de interpretación cuantitativa que conllevan; aún más, a partir de los acuerdos internacionales sobre símbolos para las tolerancias geométricas, los problemas de lenguaje están siendo superados. Las tolerancias geométricas deberán ser especificadas solamente en aquellos requisitos que afecten a la funcionalidad, intercambiabilidad y posibles cuestiones relativas a la fabricación; de otra manera, los costes de fabricación y verificación sufrirán un aumento innecesario. En cualquier caso, estas tolerancias habrán de ser tan grandes como lo permitan las condiciones establecidas para satisfacer los requisitos del diseño. El uso de tolerancias geométricas permitirá, pues, un funcionamiento satisfactorio y la intercambiabilidad, aunque las piezas sean fabricadas en talleres diferentes y por distintos equipos y operarios. SIMBOLOS PARA LA INDICACION DE LAS TOLERANCIAS GEOMETRICAS La siguiente tabla presenta los símbolos utilizados para la indicación de las tolerancias geométricas según UNE 1121.
- 2. RECTANGULO DE TOLERANCIA La indicación de las tolerancias geométricas en los dibujos se realiza por medio de un rectángulo dividido en dos o más compartimentos, los cuáles contienen, de izquierda a derecha, la siguiente información: Símbolo de la característica a controlar. • Valor de la tolerancia expresada en las mismas unidades utilizadas para el acotado lineal. Este valor ira precedido por el símbolo ø si la zona de tolerancia es circular o cilíndrica. • Letra identificativa del elemento o elementos de referencia, si los hay. ELEMENTO CONTROLADO
- 3. El rectángulo de tolerancia se une el elemento controlado mediante una línea de referencia terminada en flecha, en la forma siguiente: • Sobre el contorno del elemento o en su prolongaciónon (pero no como continuaciónon de una linea de cota), cuando la tolerancia se refiere a la línea o superficie en cuestión. • Como prolongación de una línea de cota, cuando la tolerancia se refiere al eje o plano de simetría del elemento en cuestión. • Sobre el eje, cuando la tolerancia se refiere al eje o plano de simetría de todos los elementos que lo tienen en común. ELEMENTOS DE REFERENCIA Cuando el elemento a controlar se relacione con una referencia, esta se identifica con una letra mayúscula colocada en un recuadro que va unido a un triángulo de referencia. La misma letra que identifica la referencia se repite en el rectángulo de tolerancia.
- 4. Si el rectángulo de tolerancia se puede unir directamente al elemento de referencia, la letra de referencia puede omitirse. El triángulo y la letra de referencia se colocan: Sobre el contorno del elemento o en una prolongación del contorno (pero claramente separada de la línea de cota), cuando el elemento de referencia es la propia línea o superficie que define dicho contorno. • Como una prolongación de la línea de cota cuando el elemento de referencia es el eje o plano de simetría del elemento en cuestión.
- 5. • Sobre el eje o plano de simetría cuando la referencia es el eje común o plano de simetría de todos los elementos que lo tengan en común. • Un sistema de referencias múltiples consiste en varios elementos de referencia. Si las referencias deben ser aplicadas en un determinado orden, las letras mayúsculas de referencia deberán ser colocadas en recuadros contiguos, en el mismo orden en que se tengan que aplicar.
- 6. • Si las referencias multiples no deben ser aplicadas en un determinado orden, las letras mayúsculas de referencia deberán de colocarse juntas en el último recuadro del rectángulo de tolerancia. • Una referencia ccomún formada por dos elementos de referencia se identifica con dos letras separadas por un guion. ESPECIFICACIONES RESTRICTIVAS Indicaciones restrictivas sobre la forma del elemento dentro de la zona de tolerancia, deberán indicarse al lado del rectángulo de tolerancia. no cóncavo no convexo Cuando sea necesario especificar más de una tolerancia a un elemento, se darán las especificaciones en rectángulos colocados uno sobre otro. Cuando la tolerancia se aplica a una longitud parcial, en cualquier posición, el valor de dicha longitud debe añadirse detrás del valor de la tolerancia, separado por una barra inclinada. Igualmente, si en
- 7. lugar de una longitud, se refiere a una superficie, se usa la misma indicación. En este caso la tolerancia se aplica a cualquier línea de la longitud indicada, en cualquier posición y cualquier dirección. Cuando una especificación referida a un elemento completo deba ser complementada con otra referida a una parte de él, esta última deberá colocarse debajo de la anterior, en otro recuadro. Si la tolerancia se aplica a una parte concreta del elemento, deberá dimensionarse con la ayuda de cotas y una línea gruesa de trazo y punto. Del mismo modo, cuando se toma como referencia solamente una parte de un elemento, deberá dimensionarse con la ayuda de cotas y una línea gruesa de trazo y punto. COTAS TEORICAMENTE EXACTAS En el caso de tolerancias de posición, orientación o forma de un perfil, las cotas que determinan respectivamente la posición, orientación o forma teóricamente exactas, no deben ser objeto de tolerancia. Tales dimensiones se colocan dentro de un recuadro. INTERRELACION ENTRE TOLERANCIAS GEOMETRICAS Por necesidades funcionales, en ocasiones puede ser necesario acotar una o más características geométricas para definir la desviación geométrica de un elemento.
- 8. Ciertos tipos de tolerancias que limitan las desviaciones geométricas de un elemento, pueden limitar también otros tipos de desviaciones geométricas de dicho elemento: • Las tolerancias de forma de un elemento geométrico controlan las desviaciones de forma del elemento geométrico. • Las tolerancias de orientación de un elemento geométrico controlan las desviaciones de orientación y forma de este elemento geométrico, pero no al revés. • Las tolerancias de localización de un elemento geométrico controlan las desviaciones de localización, orientación y forma de este elemento geométrico, pero no al revés. ESPECIFICACION DE LAS TOLERANCIAS GEOMETRICAS ZONAS DE TOLERANCIA Según la característica objeto de la tolerancia y la forma en que esté acotada, la zona de tolerancia puede ser una de las siguientes: • La superficie de un círculo. • La superficie comprendida entre dos círculos concéntricos. • La superficie comprendida entre dos rectas paralelas o dos líneas equidistantes. • El espacio interior a un cilindro. • El espacio comprendido entre dos cilindros coaxiales. • El espacio comprendido entre dos planos paralelos o dos superficies equidistantes. • El espacio interior de una esfera. El ancho de la zona de tolerancia se establece en la dirección perpendicular a la geometría especificada salvo indicación contraria, en cuyo caso habrá que indicar la dirección por medio del ángulo a (en el ejemplo α=90º).
- 9. En el caso de una tolerancia de redondez, el ancho de la zona de tolerancia será siempre según un plano perpendicular al eje nominal. En el caso de una tolerancia de posición de un punto central, línea media o superficie media, la orientación del ancho de la zona de tolerancia se hará de acuerdo con el patrón establecido en las dimensiones teóricamente exactas, siguiendo de este modo la dirección de la flecha de la línea de referencia del cuadro de tolerancias.
- 10. Cuando se aplican dos tolerancias, éstas deberán ser perpendiculares entre sí, salvo indicación contraria. La zona de tolerancia es circular o cilíndrica si el valor de la tolerancia es precedido por el signo “Ø” o esférica si lo es por el signo “SØ”. Zonas de tolerancias individuales con el mismo valor, aplicadas a varios elementos geométricos separados, pueden ser especificadas por un único cuadro de tolerancia. Cuando una misma zona de tolerancia se aplica a varios elementos geométricos separados, se utilizará un único cuadro de tolerancia, indicando la zona de tolerancia común mediante las letras “CZ” situadas a continuación del valor de la tolerancia.
- 11. INDICACION DE TOLERANCIAS GEOMETRICAS Y SU INTERPRETACION En las siguientes tablas se presentan una serie de ejemplos de indicación e interpretación de tolerancias geométricas.
- 14. TOLERANCIAS GENERALES GEOMETRICAS La norma UNE EN 22768-2 especifica las tolerancias geométricas generales aplicables a los elementos de un componente que no posean una tolerancia geométrica individual, estableciendo tres clases de tolerancia. Los valores de las tolerancias generales corresponden a las clases de precisión habituales del taller, debiéndose elegir la clase de tolerancia más adecuada de acuerdo con las exigencias funcionales concretas de los componentes. Las tolerancias generales geométricas abarcan las características geométricas de rectitud, planicidad, redondez, paralelismo, perpendicularidad, simetría y oscilación circular. Medidas en milímetros La tolerancia general de paralelismo es igual, en valor numérico, a la tolerancia dimensional o a la tolerancia de rectitud y planicidad indicada en la tabla anterior, tomando la mayor de ellas. Como referencia especificada, debe considerarse al más largo de los dos elementos. Medidas en milímetros
- 15. Como referencia especificada, para las tolerancias generales de oscilación circular, deben tomarse las superficies portantes, si se encuentran designadas como tales. En caso contrario, debe tomarse como referencia especificada el elemento más largo. La tolerancia general de redondez es igual, en valor numérico, a la tolerancia dimensional del diámetro correspondiente, pero en ningún caso, puede ser superior al valor correspondiente de la tolerancia de oscilación circular radial, dada en la tabla anterior. Cuando hayan de aplicarse las tolerancias generales geométricas, en el bloque de títulos o en sus inmediaciones, deben figurar las indicaciones siguientes: norma-clase de tolerancia. Ejemplo: ISO 2768-K Cuando hayan de aplicarse las tolerancias generales dimensionales conjuntamente con las tolerancias generales geométricas, en el bloque de títulos o en sus inmediaciones, deben figurar las indicaciones siguientes: norma-clase de tolerancia general dimensional seguida de la tolerancia general geométrica. Ejemplo: ISO 2768-mK Salvo indicación en contra, no deben rechazarse automáticamente las piezas que una vez fabricadas excedan de sus tolerancias geométricas generales, con la condición de que no alteren la aptitud para su función de diseño.