Plano de taller de un soporte de giro: cadena de cotas, ajuste y tolerancias geométricas
En el plano de taller de un soporte de giro para un expositor plegable, una pletina de 120 × 80 × 10 mm, se acumulan problemas. La cadena de cotas horizontales 45 + 40 + 35 se cierra contra una cota total de 120 mm. Dos taladros de Ø9 para M8 se acotan sobre aristas ocultas. El alojamiento del eje se designa Ø16 H7, pero el eje que lo atraviesa solo lleva la indicación «Ø16, ajuste fino». No hay ninguna tolerancia geométrica que relacione el eje del alojamiento con la cara de apoyo, y la rugosidad del alojamiento no está indicada: el mecanizado se presupuestó como «acabado fino», sin más. El eje debe girar a mano, sin juego perceptible y sin agarrotarse: el montador acepta un juego diametral entre 5 µm y 40 µm. El almacén solo dispone de ejes acabados en f6, g6 y h6.
1. Enumera los errores de acotación del plano y propón un esquema corregido, indicando qué cotas se mantienen, cuáles se sustituyen y con qué criterio.
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Errores detectados
- Cadena cerrada. 45 + 40 + 35 = 120: tres cotas funcionales más la total crean una redundancia; el operario no sabe qué cota debe respetar si hay conflicto.
- Acotación sobre aristas ocultas. Los Ø9 se acotan donde los taladros se ven de perfil y sus aristas son discontinuas: la cota es ambigua e incumple la norma de no acotar sobre líneas ocultas.
- Designación incompleta del ajuste. «Ø16, ajuste fino» no es una especificación: falta la zona de tolerancia del eje y los límites numéricos.
- Sin tolerancia geométrica. Nada garantiza el paralelismo entre el eje del alojamiento y la cara de apoyo.
- Rugosidad sin valor. «Acabado fino» no es un valor de Ra y no permite verificar el H7.
Esquema corregido
- Elegir un datum funcional: la cara de apoyo (A) y, si hace falta, un taladro como secundario (B). Acotar en coordenadas desde A/B, no en cadena.
- Dejar la cota total 120 como cota de referencia entre paréntesis (o suprimida), y acotar solo las cotas funcionales desde el datum.
- Acotar los Ø9 en la vista donde aparecen como circunferencias, con línea de referencia y posición desde el datum; usar «2 × Ø9» y nota de roscado M8.
- Escribir el ajuste completo: Ø16 H7 en el alojamiento y Ø16 + zona del eje en el eje, con los límites entre paréntesis para el taller.
- Añadir tolerancia geométrica: ∥ 0,02 | A en el eje del alojamiento y, si el montaje lo requiere, posición ⌀0,2 | A | B en los taladros.
- Indicar Ra 0,8 en el alojamiento y Ra 3,2 como general.
Criterio de fondo: se acota para fabricar y verificar, desde las superficies que definen la función, no para describir la pieza.
2. Calcula los juegos de los tres ejes disponibles con el alojamiento Ø16 H7 y elige el adecuado para el requisito del montador (5 µm a 40 µm). Justifica con números.
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Tolerancias del alojamiento. Para el grupo dimensional 10–18 mm: IT7 = 18 µm e IT6 = 11 µm.
- Ø16 H7: EI = 0, ES = +18 µm (agujero base).
Ejes disponibles (grupo 10–18 mm)
- f6: es = −16 µm, ei = −16 − 11 = −27 µm
- g6: es = −6 µm, ei = −6 − 11 = −17 µm
- h6: es = 0, ei = −11 µm
Juego diametral (mínimo = EI − es; máximo = ES − ei)
- H7/f6: 0 − (−16) = 16 µm a 18 − (−27) = 45 µm → 16–45 µm
- H7/g6: 0 − (−6) = 6 µm a 18 − (−17) = 35 µm → 6–35 µm
- H7/h6: 0 − 0 = 0 µm a 18 − (−11) = 29 µm → 0–29 µm
Elección. El requisito es 5–40 µm.
- f6 se descarta: su juego máximo (45 µm) supera el límite y el eje bailaría.
- h6 se descarta: admite juego nulo, y con cualquier calentamiento o falta de lubricante el giro a mano se agarrota.
- g6 cumple: 6 µm ≥ 5 µm y 35 µm ≤ 40 µm, con margen en ambos extremos.
Se elige Ø16 H7/g6, ajuste móvil fino (deslizante), coherente con un eje que gira a mano sin juego perceptible. Conviene reflejar en el plano los límites numéricos (agujero 16,000–16,018; eje 15,983–15,994) para que el taller no dependa de tablas.
3. El taller pregunta por la tolerancia geométrica y la rugosidad: ¿qué se debe especificar exactamente y por qué no basta con el H7?
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Por qué el H7 no basta. La designación H7 controla solo el diámetro. Un alojamiento dentro de los 18 µm puede estar inclinado respecto a la cara de apoyo: el eje saldría torcido, el expositor no plegaría y el juego calculado se perdería en el contacto parcial. La tolerancia dimensional no controla orientación ni forma.
Especificaciones necesarias
- Paralelismo del eje del alojamiento respecto a la cara de apoyo (datum A), con valor coherente con el juego: con 35 µm de juego máximo, un paralelismo de 0,02 mm consume la mayor parte del margen; si el requisito es más fino, hay que bajar a 0,01 mm o aumentar el juego. Una tolerancia mayor que el juego disponible es inútil; una mucho menor encarece el mecanizado sin beneficio funcional.
- Posición de los dos Ø9 respecto a A y a un datum secundario B (por ejemplo ⌀0,2), que sustituye a las cotas ± encadenadas y garantiza el montaje del conjunto.
- Rugosidad: Ra 0,8 µm en el alojamiento (proceso: mandrinado o escariado fino) y Ra 3,2 µm como especificación general. Sin valor numérico, «acabado fino» no es verificable y la incertidumbre de la rugosidad puede consumir el 25 % de la tolerancia en piezas pequeñas.
- Nota de proceso: indicar que el alojamiento se ejecuta después del tratamiento térmico o del plegado, para que la tolerancia geométrica no se pierda en la última operación.
En resumen: diámetro con su zona, orientación con su datum y acabado con su Ra. Sin los tres, el ajuste H7/g6 es una promesa que el plano no sostiene.