Los ajustes son características de ingeniería fundamentales en el ensamblaje mecánico, que definen la condición de acoplamiento del orificio y el eje; los ajustes a presión son uno de los tipos principales. Un ajuste a presión implica aplicar presión al eje para que encaje dentro del orificio con una dimensión nominal ligeramente menor (normalmente el diámetro). En consecuencia, Tolerancia de ajuste a presión la define ¿Cuánto más grande es el eje o la pieza de inserción en comparación con la dimensión del orificio?
La tolerancia de ajuste a presión es importante para Control dimensional entre las piezas acopladas para lograr un ajuste por interferencia. De esta forma, la fricción y la tensión entre las superficies acopladas mantienen la unión sin ninguna sujeción.
Este artículo servirá como guía fundamental para los ajustes de prensa de Mecanizado CNC u otras piezas fabricadas, discutiendo su concepto, tabla de tolerancia de ajuste a presión, factores influyentes y GD&T de ajustes a presión en dibujos de ingeniería.
¿Qué es Fits en Ingeniería Mecánica?
En ingeniería mecánica, los ajustes son la relación dimensional de las piezas acopladas (como un orificio y un eje). Describen el rango de variaciones admisibles en las dimensiones. En consecuencia, hay tres tipos de ajustes en ingeniería.
Tipos de ajustes en ingeniería
- Liquidación Ajustes: El elemento de inserción tiene una dimensión ligeramente menor, dejando un espacio entre las superficies de acoplamiento.
- Ajustes de interferencia: La pieza de inserción con dimensiones ligeramente mayores crea una interferencia entre las superficies de contacto. Sin embargo, el cambio en las dimensiones debe estar dentro de un rango específico para lograr un ajuste por interferencia perfecto, que generalmente se define por las tolerancias de ajuste por presión.
- Ajustes de transición: Una combinación de ajustes de transición y de espacio libre.
Las tolerancias son fundamentales para cualquier tipo de ajuste enumerado anteriormente, cada uno tiene un tipo diferente de símbolos en Dibujos de mecanizado CNC y métodos para obtenerlos durante el montaje. Por ejemplo, se utiliza un martillo para crear los ajustes de interferencia (o ajustes a presión) en conjuntos de ejes con orificios pequeños y sencillos.
Ajuste a presión y tolerancia de ajuste a presión
En un ajuste a presión de ingeniería, el diámetro externo de la pieza de inserción es mayor que el diámetro interno del orificio o las ranuras que se acoplan con los insertos mediante presión. Mientras tanto, su tolerancia influye en la unión entre ellos.
Métodos de aplicación de ajuste a presión
Es esencial para la fabricación y la funcionalidad. Por ejemplo, el eje puede tener una tolerancia de diámetro de +0.01 a 0.02 mm, mientras que el orificio puede tener una tolerancia de -0.01 a 0.02 mm para crear la interferencia necesaria para el ajuste a presión.
La norma ISO (ISO 286,) implica dos formas de tolerancia de ajuste a presión: tolerancias basadas en ejes (tamaño constante de eje) y tolerancias basadas en orificios (tamaño constante de orificio). representados por símbolos como p6, H7, etc. Estos símbolos combinan un grado de tolerancia y una desviación para definir dimensiones precisas para agujeros y ejes.
Tabla de tolerancia de ajuste a presión
Para facilitar la fabricación y el montaje, se utilizan normas internacionales durante el diseño y la determinación de tolerancias de la característica de acoplamiento. Para ello, la tabla de tolerancias de ajuste a presión es la herramienta para diseñadores y fabricantes, que ayuda a garantizar las tolerancias correctas. Las tablas de tolerancias ANSI son las más comunes entre las distintas normas aceptadas a nivel mundial.
Una tabla de tolerancias de ajuste a presión es un formato tabular (a veces gráficos) que ilustra los tamaños nominales y los rangos de desviación permitidos para las tolerancias. En función de la interferencia requerida, los diseñadores e ingenieros pueden elegir diferentes grados de tolerancia para orificios y ejes.
Ejemplo de cuadro de tolerancia
Consideraciones para la tolerancia de ajuste a presión
Para elegir las tolerancias de ajuste a presión adecuadas, es necesario tener en cuenta las propiedades del material, las restricciones térmicas, la lubricación y los métodos de presión para el ajuste. Analicemos brevemente las consideraciones clave:
- Propiedades del material
Tenga en cuenta la resistencia mecánica, la elasticidad, la ductilidad y otras propiedades para elegir el rango correcto de tolerancias para la unión por ajuste a presión. Por lo general, los materiales más duros requieren tolerancias más estrictas, ya que tienen una baja capacidad de conformado. El ajuste a presión se trata de la deformación de las superficies de contacto; las fuerzas empujan el inserto de acoplamiento hacia orificios, cavidades o ranuras que deforman el material radialmente hacia afuera.
- Expansión Térmica:
Impactos de las propiedades térmicas en el ajuste a presión
Se refiere a cuánto aumenta la longitud del radio con el aumento de temperatura previo al grado; para medir esto se utiliza el coeficiente de expansión térmica. Debe tenerlos en cuenta para el ensamblaje de piezas fabricadas con materiales diferentes. Si la característica de recepción de la pieza tiene una expansión térmica mayor, las tolerancias regulares se ven afectadas ya que se expande más que las piezas de inserción. Además, se recomienda utilizar la temperatura adecuada para el ensamblaje de ajuste a presión considerando las propiedades térmicas de los componentes acoplados.
- Calidad de acabado superficial
Acabado liso de los ejes de las bombas.
Ya sea que las piezas estén mecanizadas por CNC o producidas con otros métodos, tenga en cuenta el nivel de rugosidad de las superficies de contacto. La razón es que la calidad de la superficie afecta la fricción entre las superficies de contacto durante el ajuste a presión. Las superficies lisas producen menos fricción y los elementos de la superficie pueden ser relativamente débiles. Además, también puede aplicar Recubrimientos o pinturas metálicas para ajustar las tolerancias necesarias para satisfacer las interferencias deseadas entre las piezas.
¡Pruebe Boda ahora!
Cálculo de la fuerza de ajuste a presión
La fuerza de ajuste a presión es la fuerza necesaria para que el eje (o la pieza de inserción) pase por el orificio, de modo que ambos componentes se unan de forma permanente mediante el conformado en frío. Factores como el tipo de material, el tamaño de las piezas acopladas, la presión de contacto y la calidad de la superficie afectan este valor de fuerza.
Ajuste a presión con una prensa mecánica
El uso de una fuerza inadecuada puede agrietar el material, mientras que una fuerza baja no logra lograr la resistencia de unión deseada.
Puede calcular la fuerza de ajuste a presión utilizando la siguiente fórmula:
F=π⋅d⋅L⋅P
Donde d es el diámetro (mm), L es la longitud de interferencia (mm) y P es la presión de contacto (MPa). Primero debe averiguar la presión de contacto;
Presión de contacto=
Lugar: δ es el interferencia (re)= Diámetro del eje-Diámetro del orificio (Deje- -Dagujero), V es el coeficiente de Poisson y E es la elasticidad del módulo.
Además, puedes utilizar un Calculadora de ajuste a presión en línea Para calcular la fuerza, es necesario introducir algunos parámetros relacionados y se obtienen los resultados.
Consejos para tolerancias de ajuste a presión de piezas mecanizadas
Montaje a presión de cojinete y orificio
Las consideraciones típicas para tolerar juntas preajustadas son las siguientes:
- Tenga en cuenta las tolerancias de mecanizado
Si sus piezas están mecanizadas con CNC para uniones a presión, considere la Tolerancia de mecanizado CNC. Si las tolerancias de mecanizado no pueden justificar la variación permitida para el ajuste a presión, ajuste la tolerancia en el dibujo en consecuencia.
- Distancia entre lugares de montaje
Si hay varias ubicaciones de ajuste a presión en un solo conjunto, tenga en cuenta la distancia entre ellas. Además, tenga en cuenta la carga axial para diferentes conjuntos de tolerancias y encuentre el valor óptimo de acuerdo con los valores óptimos de fuerza.
- Uso adecuado de la tabla de tolerancias
Analice su diseño y utilice la tabla de tolerancias para encontrar la tolerancia óptima de ajuste a presión que regule el nivel de interferencia que desea. Para ello, debe elegir una tabla estándar adecuada (como ASNI, ISO, etc.) y analizar los valores de acoplamiento por interferencia.
- Lubricación
La lubricación afecta la fricción de la superficie, al igual que la interfaz entre las superficies en contacto. Por lo tanto, elija las tolerancias en función de si va a utilizar lubricación en superficies que interfieren o no.
¡Pruebe Boda ahora!
¿Cómo medir la tolerancia de ajuste a presión de piezas mecanizadas?
La medición de componentes mecanizados por CNC a presión es esencial para garantizar que se encuentren dentro del límite de tolerancia para la interfaz deseada o no. Para ello se utilizan calibres, micrómetros, máquinas de medición por coordenadas (CMM), etc.
Medición CMM
A continuación se detallan los instrumentos comunes utilizados en Fabricantes de mecanizado CNC para medir las tolerancias de ajuste a presión;
- Micrómetros y medidores
- Indicadores de paso/no paso
- Máquinas de medición por coordenadas (CMM)
- Dispositivos de medición de espesor por ultrasonidos,
- Calibrador
- Dispositivos de medición óptica
- Escáneres de rayos X
Medición y análisis 3D de ajuste a presión en software informático
Además, se recomienda elegir un método/instrumento de medición adecuado y verificar los requisitos con un Tabla de tolerancias de ajuste a presión. Garantiza que los componentes que se ajustan estén calificados para el ensamblaje y proporciona interferencias suficientes para el rendimiento.
Ofrecemos soluciones de mecanizado CNC para piezas de ensamblaje
Si sus productos o sistemas tienen uniones de ajuste a presión y otras uniones de ensamblaje, podemos mecanizar su diseño para cumplir con las piezas de unión e interfaz deseadas. Nuestras instalaciones de mecanizado CNC avanzado pueden lograr una mayor precisión en función de las tolerancias de ajuste a presión requeridas para el ensamblaje. Además, puede aprovechar la experiencia de nuestros ingenieros para optimizar sus diseños de acuerdo con los requisitos de ajuste.
Entonces, sube tus diseños y solicita una cotización para servicio de mecanizado !
Conclusión
Elegir Tolerancias de ajuste a presión Depende de los materiales de los que están hechas las piezas, de sus índices de expansión térmica y de la interferencia deseada al aplicar la presión. Esto es importante para lograr uniones permanentes que puedan soportar la resistencia de carga requerida sin afectar la integridad del material.
Preguntas Frecuentes
¿Cuál es la regla principal para el ajuste a presión?
La regla general para la tolerancia de ajuste a presión es "Debe haber una interferencia mínima entre la superficie de contacto para una conexión segura, normalmente “0.001 a 0.002” por cada pulgada de diámetro de acoplamiento”.
¿Por qué son importantes las tolerancias de ajuste a presión en el ensamblaje mecánico?
El ajuste a presión de tolerancia es importante para lograr una precisión Interferencia entre componentes que evita deslizamientos y daños materiales durante la conexión. De esta manera, diseñadores y fabricantes se comunican sobre los requisitos de montaje.
¿Cuál es un ejemplo real de tolerancia de ajuste a presión?
Un ejemplo común en el mundo real de tolerancia de ajuste a presión es la carcasa del cojinete. Por ejemplo,El diámetro exterior del rodamiento debe ser mayor que el orificio de la carcasa para lograr un ajuste perfecto que evite que el rodamiento gire dentro de la carcasa durante el funcionamiento.
¿La tolerancia de mecanizado CNC y la tolerancia de ajuste a presión están relacionadas entre sí?
Sí, están relacionados entre sí. Sí, las tolerancias CNC definen dimensiones precisas de piezas mecanizadas, mientras que las tolerancias de ajuste a presión se refieren a la desviación permitida de las dimensiones para los ajustes a presión requeridos.