En ingeniería y mecanizado , una tolerancia es una desviación planificada entre una dimensión exacta y una dimensión nominal o teórica , o entre una dimensión de etapa intermedia y una dimensión final prevista. El concepto abstracto unificador es que una cierta diferencia permite algún factor conocido de compensación o interferencia. Por ejemplo, se puede dejar un área de exceso de metal porque es necesaria para completar el mecanizado posterior. Los casos comunes se enumeran a continuación. Una concesión, que es una desviación planificada de un ideal, se contrasta con una tolerancia , que explica las desviaciones esperadas pero no planificadas.
La tolerancia es básicamente la diferencia de tamaño entre los componentes que trabajan juntos. El margen entre las piezas ensambladas es muy importante. Por ejemplo, el eje de un automóvil debe estar apoyado en un cojinete, de lo contrario se caerá al suelo. Si no hubiera espacio entre el eje y el rodamiento, habría mucha fricción y sería difícil hacer que el automóvil se mueva. Si hubiera demasiado espacio, entonces el eje saltaría en el cojinete. Es importante que la tolerancia entre el eje y el cojinete sea correcta para que el eje gire suave y fácilmente sin vibraciones.
Ejemplos de asignaciones de ingeniería y mecanizado
- Las dimensiones externas (como la longitud de una barra) pueden cortarse intencionalmente sobredimensionadas, o las dimensiones internas (como el diámetro de un orificio) pueden cortarse intencionalmente sobredimensionadas, para permitir un cambio dimensional predecible después de futuros cortes, molienda o calor. -tratamiento de operaciones. Por ejemplo:
- el diámetro exterior de un pasador se puede rectificar a 0,0005 pulgadas (0,013 mm) de sobremedida porque se sabe que el tratamiento térmico posterior del pasador hará que se contraiga 0,0005 pulgadas (0,013 mm).
- Se puede perforar un orificio de 0,30 mm (0,012 pulgadas) de tamaño inferior para permitir el material que se eliminará mediante el escariado posterior .
- Las dimensiones externas (como el diámetro del eje de un vagón de ferrocarril) pueden cortarse intencionalmente sobredimensionadas, o las dimensiones internas (como el diámetro del cubo de la rueda del vagón) pueden cortarse intencionalmente por debajo del tamaño, para permitir un ajuste de interferencia (ajuste a presión) .
- Una pieza puede ser intencionalmente demasiado grande cuando se desea mecanizar posteriormente la superficie. Esto asegura que se elimine la rugosidad que deja el proceso de fundición y se produce una superficie mecanizada suave. Este margen de mecanizado puede ser, por ejemplo, de 1 mm, pero depende del tamaño de la pieza y de la precisión del proceso de fundición.
- Un segmento de cadena puede estar sobredimensionado de modo que al final de su vida útil (alrededor de 20 años), la cadena corroída todavía esté por encima del diámetro mínimo requerido para cumplir con la resistencia mínima a la rotura. Esto se llama tolerancia de corrosión y explica las moléculas de acero perdidas por oxidación, erosión y desgaste, y corrosión influenciada por microbios .
Confusión de los conceptos de ingeniería de tolerancia y tolerancia.
A menudo, los términos concesión y tolerancia se utilizan de forma inexacta y se intercambian incorrectamente en contextos de ingeniería. Esto es lógico porque ambas palabras generalmente pueden relacionarse con el concepto abstracto de permiso, es decir, de un límite de lo que es aceptable. Sin embargo, en ingeniería, se aplican significados separados, como se explica a continuación.
Una tolerancia es el límite planificado de una desviación involuntaria aceptable de una dimensión nominal o teórica. Por lo tanto, un par de tolerancias, superior e inferior, define un rango dentro del cual una dimensión real puede caer sin dejar de ser aceptable.
Por el contrario, una asignación es una desviación planificada de la dimensión nominal o teórica.
Ejemplo
Un ejemplo del concepto de tolerancia es el eje de una máquina que debe tener exactamente 10 mm de diámetro: 10 mm es la dimensión nominal . El ingeniero que diseña la máquina sabe que, en realidad, la operación de rectificado que produce el diámetro final puede introducir una pequeña pero inevitable cantidad de error aleatorio. Por lo tanto, el ingeniero especifica una tolerancia de ± 0.01 mm ("más o menos" 0.01 mm).
Siempre que el operador de la máquina rectificadora pueda producir un eje con un diámetro real entre 9,99 mm y 10,01 mm, el eje es aceptable. Comprender cuánto error es predecible en un proceso y cuánto se puede evitar fácilmente; cuánto es inevitable (o de quién es posible evitarlo, pero simplemente demasiado caro para justificarlo); y cuánto es verdaderamente aceptable implica juicio, inteligencia y experiencia considerables.
Se puede mostrar un ejemplo del concepto de tolerancia en relación al agujero por el que debe entrar este eje. Es evidente que el eje anterior no puede estar seguro de entrar libremente en un orificio que también es de 10 mm con la misma tolerancia. Podría serlo, si el diámetro real del eje es 9,99 mm y el diámetro real del orificio es 10,01 mm, pero no lo sería si, por el contrario, el diámetro real del eje es 10,01 mm y el diámetro real del orificio es 9,99 mm.
Para asegurarse de que haya suficiente holgura entre el eje y su agujero, teniendo en cuenta la tolerancia, se introduce intencionadamente un margen en las dimensiones especificadas. El diámetro del orificio puede especificarse como 10,03 mm con una tolerancia de fabricación de ± 0,01 mm ("más o menos" 0,01 mm). Esto significa que el diámetro de orificio más pequeño aceptable será 10.02 mm mientras que el diámetro de eje más grande aceptable será 10.01 mm, dejando un "margen" de 0.01 mm. La holgura mínima entre el orificio y el eje será de 0,01 mm. Esto ocurrirá cuando tanto el eje como el orificio estén en condiciones máximas de material .