Calidad Superficial. 1. Definiciones.

Calidad Superficial.
1. Definiciones.
1.1 Tolerancia. Los márgenes superior e inferior de una cota (medida
Nominal: N). Si llamamos L al límite de tolerancia superior y l al límite
de tolerancia inferior. Si denominamos CM a la cota máxima, tal que :
CM = N + L( medida nominal más la tolerancia superior) y cm a la cota
mínima, tal que cm= N - l (medida nominal menos la tolerancia
inferior), entonces la tolerancia será: t = CM - cm
1.2 Diferencia Superior. Es la diferencia entre dimensión máxima
admisible y dimensión nominal, es decir, la distancia entre el límite
superior de tolerancia y la línea de cero.
1.3 Diferencia inferior. Es la diferencia entre la dimensión mínima
admisible y dimensión nominal, es decir, la distancia entre el límite
inferior de tolerancia y la línea de cero.
1.4 Ajuste o encaje. Es la designación genérica de acoplamiento de dos
piezas, una interior y otra exterior. se caracteriza por su juego o
interferencia.
1.5 Juego.(J) Es la diferencia entre el diámetro del agujero y el efectivo
del eje cuando el primero es mayor que el segundo.
Juego (J) = Agujero - Eje
1.6 Juego Máximo (Jmax). Es la diferencia entre la dimensión máxima
de agujero y la mínima del eje. Jmax = Amax - Emin
1.7 Juego mínimo (Jmin). Es la diferencia entre la dimensión mínima
del agujero y la dimensión máxima del eje. Jmin = Amin - Emax
1.8 Interferencia ( I ). Es la diferencia entre el diámetro efectivo del
agujero y el efectivo del eje cuando, antes de acoplarlas piezas, el
diámetro del agujero es menos que el del eje.
1.9 Interferencia Máxima ( Imax).Es la diferencia entre la dimensión
máxima del eje y la mínima del agujero. Imax = Emax - Amin
1.10 Interferencia mínima (Imin). Es la diferencia entre la dimensión
mínima del eje y la máxima del agujero. Imin = Emin - Amax
6. Sistema de encajes eje-base. Es un sistema en el cual los diversos
tipos (móviles, indeterminados y estables ) se obtienen variando, para
cada uno de ellos, la posición de la tolerancia del agujero respecto a
una posición constante de la tolerancia del eje.
Ajustes. Se define cuando una pieza encaja en otra con una relación
previamente definida entre las medidas de las dos. Una de las piezas
es la que contiene y se denomina agujero y otra es la pieza contenida
y se le denomina eje.
Rugosidad. Características de la rugosidad:
1. Superficie Ideal. Es la representada en los dibujos técnicos, está
perfectamente plana y lisa y exenta de todo tipo de irregularidades (es
la superficie teórica).
2. Superficie Real. Es la que se obtiene con la mecanización y sobre la
cual se encuentran los errores dimensionales, geométricos, de
ondulación y rugosidad.
3. Superficie Medida. Es la que detecta el instrumento rugosímetro,
que tiene por misión revelar las asperezas superficiales.
4. Superficie Técnica. es la superficie leída por el instrumento de
medida que detecta los errores dimensionales.
OBS: Una superficie, aunque esté muy bien mecanizada, no presenta
nunca una superficie geométricamente perfecta.
En la mayor parte de los casos, las superficies sin mecanizar
presentan su superficie con rugosidades sin ninguna dirección
preferente. El tamaño de dichas rugosidades depende del proceso
de fabricación de la pieza en bruto.
El proceso de mecanizado, además de reducir la rugosidad inicial,
introduce estrías en la superficie de la pieza según la dirección en
que se produce el arranque del material.
Norma. El sistema internacional de tolerancias ISA se aplica a todos los
cuerpos geométricos y en especial a las piezas externas e internas de
cuerpos geométricos. La unidad internacional de tolerancia sobre la
cual se basa el sistema ISA es la obtenida de la relación:
i = 0,45 3√𝐷 + 0,001 𝐷
i se expresa en micras ( 1 μ = 0,001 mm )
D esta expresado en mm.
Ejemplo: determine la tolerancia ISA, para un diámetro D = 38 mm
i = 0,45 3√38 + 0,001(38)
i = + 1,51 i = - 1,51
Definiciones.
1. Encaje Móvil. Es el que presenta siempre un juego entre las partes
acopladas por consiguiente son móviles una respecto de la otra.
2. Encaje Estable. Es el que presenta siempre, antes del acoplamiento,
una interferencia entre las partes a encajar, las cuales una vez
efectuado el acoplamiento se adhieren más o menos fuertemente
entre sí.
3. Encaje Indeterminado. Es el que puede presentar, antes del
acoplamiento, un juego o interferencia entre las partes a encajar,
según las dimensiones efectivas de las piezas.
4. Sistema de encajes. es una serie sistemática de encajes diversos que
responden a una sucesión de grados de movilidad o de estabilidad.
5. Sistemas de encajes de agujero-base. es un sistema en el cual los
diversos tipos (móviles, indeterminados y estables) se obtienen
variando para cada uno de ellos, la posición de la tolerancia del eje
respecto a una posición constante de la tolerancia del agujero.
La figura, muestra la pieza torneada y la dirección de las estrías.
(se genera una orientación de la rugosidad, adoptando la superficie la
forma de una sucesión de valles y crestas).
La rugosidad superficial tiene una notable influencia:
- Sobre la dureza de la pieza.
- Sobre la lubricación de la superficie de rozamiento.
- Sobre la resistencia del material a la fatiga y la corrosión.
representación gráfica de la rugosidad
Acabado de las superficies.
El aspecto que presenta
una
superficie
depende
fundamentalmente del material con que está fabricada la pieza y de
su proceso de conformación.
En cuanto al proceso, existe una implicación económica
relacionada con el proceso de fabricación por lo que el grado de
acabado superficial debe reunir dos condiciones:
-
Calidad mínima: La calidad de la superficie debe ser suficiente para
que la pieza cumpla su función. (menor costo).
-
Calidad máxima: la calidad de las piezas debe ser compatible con
el costo de la pieza y por tanto no debe ser mayor que la
necesaria. (mayor costo).
Mediante las tolerancias dimensionales y geométricas (de forma
y posición), se garantizan la intercambiabilidad de piezas dentro de un
conjunto, pero no se garantiza el estado de las superficies de la pieza,
factor que influye en el funcionamiento del mecanismo.
Al igual que es imposible fabricar con exactitud una forma,
tampoco es posible obtener con exactitud un acabado superficial
requerido. Este se encontrará dentro de unos límites más o menos
grandes. Las imperfecciones superficiales se clasifican en:
-
rugosidades, producto de las huellas de la herramienta que se emplea
para fabricar la pieza, y (a)
-
N7-N8: Las marcas de mecanizado se aprecian con la vista pero no con el
tacto.
N5-N6: Las marcas de mecanizado no se aprecian ni con la vista ni con el tacto.
N1-N4: La superficie es especular
Símbolos utilizados en los planos. Indicación de los estados
superficiales:
 En los planos para la indicación de las características superficiales, se
parte de un símbolo básico, representado por dos trazos desiguales
inclinados 60º respecto a la superficie donde se apoyan (a).
 Si el mecanizado se realiza por arranque de viruta (torneado, fresado,
taladrado, cepillado, etc.), se utiliza el (b).
 Si el mecanizado debe hacerse con un proceso de conformación sin
arranque de viruta como el laminado, estirado, estampado, forjado,
etc., se utiliza el (c).
 Para indicar características especiales del estado superficial. (d)
ondulaciones, causadas por los desajustes de las máquinasherramienta utilizadas en el mecanizado. (b)
Ambos defectos pueden aparecer conjuntamente (c)
a
b
c
D
Clases de rugosidad.
Los valores de la rugosidad Ra, se clasifican en una serie de
intervalos o clases, denominados de forma N x, siendo x un número
del 1 al 12, según se indica en la siguiente tabla:
Rugosidad Ra (m)
Clase de Rugosidad
50
N12
25
N11
b = Proceso de fabricación, tratamiento o recubrimiento.
12,5
N10
c = Longitud básica.
6,3
N9
d = Dirección de las estrías de mecanizado (Se emplearán los símbolos
3,2
N8
de la tabla correspondiente)
1,6
N7
0,8
N6
0,4
N5
0,2
N4
0,1
N3
0,05
N2
0,025
N1
a = Valor de la rugosidad Ra en micrómetros o Número de la clase de
A efectos de referencia, se pueden establecer los
siguientes grados de apreciación visual y al tacto:
N9-N10- Las marcas de mecanizado se aprecian con la vista y con el tacto.
rugosidad de N1 a N12
e = Sobremedida para el mecanizado.
f = Otros valores de rugosidad (entre paréntesis
CUESTIONARIO:
1. Si N = 89,45 mm
L = + 0,02 y l = - 0,01 Determine:
a)CM; b) cm; c) t
2. Sea A = 123,50 mm la medida del agujero
J = 122,25 mm la medida del eje. Determine:
a) Juego máximo b)Juego Mínimo.
3. Si D = 82,5 mm calcule la tolerancia según ISA.
4. Defina: a)Rugosidad
b)Superficie ideal.