Ajuste

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Para otros usos de este término, véase Ajuste (desambiguación).

Se denomina Ajuste a la relación mecánica existente entre dos piezas que pertenecen a una máquina o equipo industrial, cuando una de ellas encaja o se acopla en la otra.[1]

Las tareas relacionadas con esta actividad pertenecen al campo de la mecánica de precisión, también conocido con el nombre de mecatrónica. En mecánica, el ajuste mecánico tiene que ver con la tolerancia de fabricación en las dimensiones de dos piezas que se han de ajustar la una a la otra. El ajuste mecánico se realiza entre un eje y un orificio. Si uno de ellos tiene una medida nonimal por encima de esa tolerancia, ambas piezas sencillamente no ajustarán y será imposible encajarlas. Es por eso que existen las normas ISO que regulan las tolerancias aplicables en función de los diámetros del eje y del orificio. Para identificar cuándo el valor de una tolerancia responde a la de un eje o a la de un orificio, las letras iniciales son mayúsculas para el primer caso y minúsculas para el segundo caso.

Contenido

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Tipos de ajuste [editar]

Micrómetro
Micrómetro
Escariador para conseguir agujeros de precisión
Escariador para conseguir agujeros de precisión

Hay varios tipos de ajuste de componentes, según cómo funcione una pieza respecto de otra. Los tipos de ajuste más comunes son los siguientes:

  • Forzado muy duro
  • Forzado duro
  • Forzado medio
  • Forzado ligero
  • Deslizante
  • Giratorio
  • Holgado medio
  • Muy holgado

Se entiende por ajuste forzado en los diferentes grados que existen cuando una pieza se inserta en la otra mediante presión y que durante el funcionamiento futuro en la máquina, donde esté montada, no tiene que sufrir ninguna movilidad o giro.

Por ajuste deslizante o giratorio se entiende que una pieza se va a mover cuando esté insertada en la otra de forma suave, sin apenas holgura.

Ajuste holgado es que una pieza se va a mover con respecto a la otra de forma totalmente libre.

En el ajuste forzado muy duro el acoplamiento de las piezas se produce por dilatación o contracción, y las piezas no necesitan ningún seguro contra la rotación de una con respecto a la otra.

  • En el ajuste forzado duro las piezas son montadas o desmontadas a presión pero necesitan un seguro contra giro, chaveta por ejemplo, que no permita el giro de una con respecto a la otra.
  • En el ajuste forzado medio las piezas se montan y desmontan con gran esfuerzo, y necesitan un seguro contra giro y deslizamiento.
  • En el ajuste forzado ligero las piezas se montan y desmontan sin gran esfuerzo, con mazos de madera, por ejemplo y necesitan seguro contra giro y deslizamiento.
  • Los ajustes de piezas deslizantes tienen que tener una buena lubricación y su deslizamiento o giro tiene que ser con presión o fuerza manual.
  • Las piezas con ajuste giratorio necesitan estar bien lubricadas y pueden girar con cierta holgura.
  • Las piezas con ajuste holgado son piezas móviles que giran libremente y pueden estar o no lubricadas.
  • Las piezas con ajustes muy holgados son piezas móviles con mucha tolerancia que tienen mucho juego y giran libremente.[2]

Piezas macho y piezas hembra [editar]

Cuando se produce el acoplamiento o ajuste de una pieza con otra, una de ellas recibe el nombre de macho y la otra recibe el nombre de hembra. Las piezas macho corresponden a las que tienen dimensiones externas tales como ejes, árbol de transmisión, chavetas, estrías, etc. Las piezas hembra son las que tienen las dimensiones donde se alojan las piezas macho, tales como agujeros, ranuras, etc. También guardan una estrecha relación de ajuste los elementos roscados y los engranajes.

La relación de holgura que se establece entre troqueles y matrices está sujeta a tolerancias muy pequeñas de fabricación. También son objetos de tolerancia muy precisa las distancias que hay entre los centros de agujeros que tienen las cajas de velocidades y reductoras y aquellas que alojan en su seno engranajes u otros mecanismos. Igualmente requieren a veces tolerancias muy precisas las posiciones angulares de determinados elementos de las máquinas

Intercambiabilidad de componentes [editar]

El desarrollo de la producción industrial ha sido posible gracias a la intercambiabilidad que tienen los componentes cuando se acoplan unos a otros, lo que permite las grandes producciones en series y mecanizarlos en lugares diferentes, sin que sea necesario el ajuste individual de una pieza con su pareja. Este fenómeno de la intercambiabilidad es gracias a que las piezas se producen dentro de una tolerancia adecuada que las permite acoplarse con su pareja y conseguir el ajuste predeterminado. La tolerancia de mecanizado la designa el creador de la máquina teniendo en cuenta sus costes y su funcionalidad. Conseguir tolerancias muy pequeñas conlleva un coste muy considerable en el mecanizado y en el tipo de material que se utilice.

Tolerancia de mecanizado [editar]

Se denomina tolerancia de mecanizado a la diferencia que se permite que exista entre un valor máximo de una cota nominal y un valor mínimo para que la medida real de esa cota pueda ser considerada válida de acuerdo con la tolerancia que tenga la pieza donde se va a acoplar. Cuanto más pequeña sea la tolerancia exigida mayor será la dificultad de conseguir piezas aceptables. La tolerancia se hace necesaria porque en los procesos de mecanizado se producen interferencias entre las herramientas de corte y los materiales que hacen imposible conseguir una medida exacta de forma repetitiva.[3]

Campos de tolerancia [editar]

En la tabla que se adjunta, figuran los 18 grupos de calidades ISO de mecanizado que hay homologados y en cada casilla figura el valor en micras (0,001 mm) que existe entre la cota máxima y la cota mínima de cada valor nominal que se considere.

Medidas
Nominales (en mm)
CALIDADES IT
01 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
De 0 a 3 0.3 0.5 0.8 1.2 2 3 4 6 10 14 25 40 60 100 140 250 400 600
De 3 a 6 0.4 0.6 1 1.5 2.5 4 5 8 12 18 30 48 75 120 180 300 480 750
De 6 a 10 0.4 0.6 1 1.5 2.5 4 6 9 15 22 36 58 90 150 220 360 580 900
De 10 a 18 0.5 0.8 1.2 2 3 5 8 11 18 27 43 70 110 180 270 430 700 1100
De 18 a 30 0.6 1 1.5 2.5 4 6 9 13 21 33 52 84 130 210 330 520 840 1300
De 30 a 50 0.6 1 0.8 2.5 4 7 11 16 25 39 62 100 160 250 390 620 1000 1600
De 50 a 80 0.8 1.2 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 190 300 460 740 1200 1900
De 80 a 120 1 1.5 2.4 4 6 10 15 22 35 54 87 140 220 350 540 870 1400 2200
De 120 a 180 1.2 2 3.5 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 400 630 1000 1600 2500
De 180 a 250 2 3 4.5 7 10 14 20 29 46 72 115 185 290 460 720 1150 1850 2900
De 250 a 315 2.5 4 6 8 12 16 23 32 52 81 130 210 320 520 810 1300 2100 3200
De 315 a 400 3 5 7 9 13 18 25 36 57 89 150 230 360 570 890 1400 2300 3600
De 400 a 500 4 6 8 10 15 20 27 40 63 97 155 250 400 630 970 1550 2500  

Las calidades IT1 a IT4 solamente son exigibles para la fabricación de calibres y galgas de alta precisión. Las IT5, IT6 y IT7 son exigibles para mecanizados de precisión que conlleven acabados en rectificadoras. Las IT8 y IT9 son para fabricación mecánica fina en tornos y fresadoras. Las IT10 IT11 se usan para mecanizados poco esmerados de desbaste en general. Por último, las calidades IT12 a IT18 son las que se exigen a piezas forjadas, fundidas o laminadas.[4]

Representación de las tolerancias [editar]

Cuando en un plano aparece una cota con tolerancia es casi seguro que esa parte se tiene que acoplar con otra pieza formando una ajuste determinado. La cota de referencia se llama cota nominal, y el valor de la tolerancia se representa por una letra mayúscula si corresponde a un agujero o a una cota hembra o por una letra minúscula si corresponde a un eje o a una cota macho. También se puede señalar la tolerancia indicando en números el valor máximo y minimo que se permite en torno al valor nominal.

Hay una línea de referencia sobre la que se sitúan las diferentes letras de las tolerancias de las piezas, así las letras mayúsculas de la A a la H, corresponde a tolerancias de hembras cuyo valor está por encima de la cota nominal,siendo el valor mínimo de la letra H el que corresponde con el valor nominal de la cota. Las letras mayúsculas de la J a la Z, corresponde a tolerancias de hembras cuyo valor está por debajo de la cota nominal. Las letras de la tolerancia van acompañadas de un número que corresponde a la calidad de mecanizado que se trate de conseguir.

Por el contrario las cotas de los ejes que se representan con letras minúsculas acompañadas del grado de calidad IT, las letras de la a a la h corresponde a valores por debajo de la cota nominal siendo el valor máximo de la letra h el valor de la cota nominal y los valores de la j a la z corresponden a valores por encima de la cota nominal.

Ejemplo: 50H7--(50 +25 +0) -Valor máx admisible: 50,025 Valor mín admisible: 50,00

Ejemplo: 30 m6--(30 + 21+8- Valor máx admisible: 30,021 Valor mín admisible:30,008

La situación de la tolerancia con las respectivas letras de machos y hembras se encuentra en las Normas ISO de mecanizado y en prontuarios de mecanizado[5]

Juego máximo y minimo de un ajuste [editar]

El juego máximo de un ajuste se establece como la diferencia que existe entre el valor máximo real que corresponde a una cota hembra y el valor mínimo real que corresponde a una cota macho, y el juego mínimo se establece como la diferencia que existe entre el valor mínimo real que corresponde a una cota hembra y el valor máximo real que corresponde a una cota macho.

Juego máximo ajuste eje - agujero = Diámetro mayor agujero - Diámetro menor eje


El valor del juego mínimo en los ajustes holgados deslizantes y giratorios siempre tiene que ser positivo o sea superior a cero, por el contrario el juego máximo y mínimo en un ajuste forzado siempre tiene que ser negativo o sea inferior a cero.

Juego mínimo ajuste eje - agujero: Diámetro menor agujero - Diámetro mayor eje

Sistemas de ajuste [editar]

Se denomina sistema de ajuste a la forma sistemática que se utiliza para realizar la combinación del ajuste de dos piezas que deben acoplarse entre ellas, y tienen por objeto facilitar la interpretación de tipo de ajuste que compongan ya sea forzado, deslizante u holgado.

Existen dos sistemas para nominar los ajustes:

Sistema de agujero único o agujero base

  • El sistema de agujero único o agujero base toma como elemento de referencia de la situación de tolerancia la que corresponde a la letra H, que en su valor mínimo coincide con la cota nominal.La letra de la tolerancia que corresponda a la letra del eje determinará fácilmente el tipo de ajuste correspondiente de tal forma que para ejes con la letra de la a la h, será un ajuste deslizante y para ejes con tolerancia de la j a la z será un ajuste forzado. En este sentido los escariadores comerciales se suelen fabricar adaptados para conseguir las tolerancias de agujeros H. Por esta razón es el sistema que más se utiliza.

Sistema de eje único o eje base

  • El sistema de eje único o eje base, toma como referencia la letra h donde su valor máximo coincide con la cota nominal. En este sentido si el acoplamiento se produce entre un eje h y agujero de la A a la H se tratará de un ajuste deslizante u holgado y si el ajuste es entre un eje h y un agujero de la J a la Z se tratará de un ajuste forzado.

Calidad de mecanizado. Rugosidad [editar]

Artículo principal: Rugosidad (mecánica)

Se entiende por rugosidad las crestas y surcos que la acción de las herramientas de corte producen en las piezas mecanizadas según como sean las condiciones tecnológicas del mecanizado.

La rugosidad guarda una relación muy estrecha con las tolerancias dimensionales y la calidad de los ajustes, por ejemplo, para calidades de mecanizado inferiores a IT7, se requieren acabados muy finos que solo producen las rectificadoras, para calidades IT7 IT8 e IT9 se pueden conseguir rugosidades adecuadas con acabados finos de los mecanizados blandos de piezas. [6]

Otros parámetros de ajustes [editar]

Paralelismo
Paralelismo
Perpendicularidad
Perpendicularidad
Concentricidad
Concentricidad
  • Paralelismo: a veces en determinados componentes se hace necesaria una gran precisión en el paralelismo que tengan determinadas superficies mecanizadas por lo que se indican en los planos constructivos los límites de paralelismo que deben tener dichas superficies.
  • Perpendicularidad: la perpendicularidad entre una superficie cilíndrica refrentada y su eje axial también puede ser crítica en algunas ocasiones y también requiere procedimientos para su medición y control.
  • Redondez: hay componentes que exigen una redondez muy precisa de sus superficies cilíndricas, porque en algunas máquinas que sean deficientes pueden producir óvalos en vez de circunferencias.
  • Conicidad: Hay superfies cónicas y lo que es necesario controlar es la conicidad que tienen para que esté dentro de los datos previos de los planos.
  • Planitud: es el nivel de horizontalidad que tiene una superficie que haya sido mecanizada previamente.
  • Curvas esféricas es necesario verificar todo el perfil esférico de una pieza
  • Concentricidad: concentricidad que deben tener varios diámetros de una pieza que tengan

eje común.[7]

Verificación y Control de calidad [editar]

Pie de rey
Pie de rey
Galga verificación de agujeros PASA- NO PASA
Galga verificación de agujeros PASA- NO PASA

Cuando se establece la producción en serie de componentes hay que asegurar que la calidad sea adecuada para que no se produzcan rechazos de componentes al final del proceso cuando se procede al emsamblaje de las máquinas. Con este fin existen en las empresas departamentos de Control de calidad que mediante las operaciones oportunas de mediciones y verificación de las piezas garantizan la calidad y pueden parar en cualquier momento la producción si detectan fallos en el proceso. Antes de iniciar la producción en serie se procede a la puesta a punto de cada máquina-herramienta en la operación de mecanizado que tenga asignada, y cuando se mecaniza la primera pieza se la somete a un control riguroso de todos los parámetros de calidad involucrados en esa fase. Si el resultado es positivo el control de calidad del proceso lo asume el operario de la máquina quien es responsable de mantener la calidad de la producción.

Para asegurar esta calidad el operario de la máquina tiene que disponer de los instrumentos de medición galgas y calibres que sean necesarios.

Instrumentos de medida y verificación [editar]

Galga de medidas exteriores PASA-  NO PASA
Galga de medidas exteriores PASA- NO PASA

A medida que aumenta la exigencia de precisión en el mecanizado de piezas, están surgiendo nuevos instrumentos muy sofisticados para la medición y verificación de componentes. El equipo básico de medición de los mecanizados lo cosnstituyen los calibres pie de rey, micrómetros, gramiles, relojes comparadores, galgas de tampón (pasa - no pasa) para verificar agujeros y galgas de herradura (pasa-no pasa) para verificar diámetros exteriores.

Un calibre tampón se caracteriza por lo siguiente: Los dos extremos mecanizados difieren en longitud siendo le cilindro más largo el PASA. Las dimensiones de cilindro PASA corresponden a la dimensión mínima real de la cota nominal, y el cilindro corto corresponde al lado NO PASA y tiene la dimensión correspondiente al diámetro mayor de la cota nominal correspondiente.

Por su parte la herradura para verificar diámetros de ejes o exteriores de otras piezas, la apertura PASA y corresponde con la dimensión máxima de la cota nominal y el NO PASA corresponde con la dimensión mínima de la cota nominal.

Mecanizado de precisión [editar]

Artículo principal: Mecatrónica
Rectificadora de precisión
Rectificadora de precisión

El mecanizado de precisión aparece como una evolución hacia una mayor precisión demandada y como una nueva respuesta a nuevas necesidades. Por otra parte, hay una tendencia generalizada hacia la miniaturización en muchos campos de actividad.

Cabe citar las aplicaciones de la industria electrónica, los periféricos de ordenadores, la miniaturización de los sensores, las aplicaciones quirúrgicas y las relacionadas con la biotecnología, las precisiones necesitadas en la industria óptica, las telecomunicaciones, la instrumentación científica y la sensorización del automóvil y de los electrodomésticos. La precisión y ultraprecisión son elementos indispensables de la miniaturización. Equipos que midan y posicionen con precisión son necesarios en múltiples aplicaciones.

Todas estas demandas conducen a máquinas más precisas, pequeñas, con arquitecturas especiales, diseñadas con principios de la ingeniería de precisión, trabajando a veces en atmósferas controladas, con compensaciones de deformaciones especialmente térmicas. Obligan al uso de materiales, herramientas, controles y accionamientos y de todo tipo de componentes especialmente diseñados para cumplir con las características del mecanizado de precisión.[8]

Perfil profesional del ajustador mecánico [editar]

Limas. Herramienta básica del ajustador mecánico
Limas. Herramienta básica del ajustador mecánico
Prensa mecánica equipada con matrices
Prensa mecánica equipada con matrices

Hay dos tipos de especialidades propias de los técnicos ajustadores mecánicos:

  • Ajustadores matriceros
  • Ajustadores mecánicos montadores

Las competencias profesionales de un ajustador matricero son:

Realizar la construcción de elementos mecánicos complejos, ajustes de precisión, útiles, moldes y matrices, utilizando herramientas manuales y máquinas herramientas convencionales y especializadas, verificando piezas y conjuntos, empleando los equipos e instrumentos precisos y estableciendo la organización de los procesos de fabricación siguiendo las instrucciones indicadas en los documentos técnicos, en condiciones de calidad y seguridad idóneas.

1.Organizar, coordinar y determinar los procesos mecánicos.

2. Preparar y poner a punto máquinas herramientas y sistemas mecánicos.

3. Construir herramientas, útiles, moldes y matrices.

4. Montar moldes, matrices y otros conjuntos mecánicos.

5. Control del producto.[9]

Las competencias profesionales de una ajustador mecánico montador son:

Competencia General: realizar las operaciones que intervienen en el proceso de mecanización, tratamiento, montaje y verificación de piezas, componentes y conjuntos mecánicos industriales, empleando los equipos, máquinas, herramientas e instrumentos de medida y verificación necesarios, realizando mantenimiento de primer nivel, y estableciendo procesos de trabajo, siguiendo las instrucciones indicadas en los documentos técnicos, en condiciones de autonomía, calidad y seguridad.

2.2 Unidades de competencia:

1. Establecer los procesos de mecanizado de las piezas a fabricar.

2. Preparar y ajustar máquinas para el mecanizado.

3. Mecanizar por arranque de viruta.

4. Mecanizar por procedimientos especiales y aplicar tratamientos térmicos a los productos.

5. Montar conjuntos mecánicos.

6. Verificar las características del producto.[10]

Referencias [editar]

Bibliografía [editar]

  • Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5.
  • Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant 2005.10.
  • Larburu Arrizabalaga, Nicolás (2004). Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas herramientas.. Madrid: Thomson Editores. ISBN 84-283-1968-5.
  • Varios autores (1984). Enciclopedia de Ciencia y Técnica. Salvat Editores S.A. ISBN 84-345-4490-3.
  • Cruz Teruel, Francisco (2005). Control numérico y programación. Marcombo, Ediciones técnicas.

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