Tolerancias Geométricas En Mecanizado

En el mundo de la fabricación de maquinaria y componentes industriales, las tolerancias geométricas son esenciales y necesarias. Para que un subconjunto, máquina o componente pueda trabajar de forma eficiente durante muchas horas, las tolerancias, son las que aseguran el funcionamiento y viabilidad de la misma. 

Las tolerancias, empiezan desde el diseño de la pieza, los ingenieros mecánicos desde oficina técnica, son los encargados de calcular, los esfuerzos a los que va a estar sometida la pieza, máquina, ensamblaje o subconjunto.

Después de haber calculado todos los datos necesarios, se hacen los planos necesarios, dónde se indican todas las tolerancias geométricas necesarias, para la fabricación de la máquina, componente o ensamblaje.

Nosotros los que estamos a pie de máquina, tenemos que saber interpretar esas tolerancias y que operaciones de mecanizado necesitamos realizar para fabricar esa máquina, componente o ensamblaje, según los requerimientos del plano.

Para que te hagas una idea, unos alojamientos de unos rodamientos, dónde se va a incorporar un eje. La tolerancia coaxial entre ambos rodamientos, tiene que ser menor a 0.05mm y los alojamientos de los rodamientos, tienen que tener una tolerancia dimensional H7 y con una rugosidad aritmética (Ra) igual o menor a 3.2µm. Además, cada alojamiento tiene una tolerancia geométrica de perpendicularidad de 0.02 mm.

Todo esto puede que te suene, si te dedicas al mecanizado. Nosotros en esta entrada te vamos a indicar cuál es la principal norma DIN de las tolerancias geométricas. Si estas empezando en el sector o simplemente te gusta como hobbie, no os preocupéis, que vamos a explicar en qué consisten estas tolerancias geométricas con ejemplos, y cuáles son las principales operaciones de mecanizado, que nos van a asegurar la precisión necesaria, para conseguir las diferentes tolerancias dimensionales. 

La Importancia De Las Tolerancias Y Ajustes En Mecanizado

Dentro del mecanizado, las tolerancias, podemos decir que es nuestro pan de cada día. Para saber interpretar y comprender las tolerancias, es necesario tener una formación adecuada y una gran experiencia. Hablamos de experiencia, sobre qué tipo de operación de mecanizado realizar en cada caso.

No es lo mismo hace por ejemplo un 30H7, que conseguir una perpendicularidad de 0.05mm en una pieza mecano soldada de 1500 mm de longitud, este último ejemplo expuesto, es el de una tolerancia de guías lineales de maquinaría.  Aquí la experiencia es fundamental y para llegar a conseguir algunas tolerancias, se convierte en todo un desafío.

Además de la experiencia, para conseguir ciertas tolerancias geométricas, se necesita tener unos medios de producción adecuados. Tener una máquina CNC, en perfectas condiciones y una herramienta con la precisión adecuada, para poder conseguir esas tolerancias, harán que nuestro trabajo sea más sencillo y fácil.

Aunque aquí cada profesional tiene sus pequeños trucos o formas de realizar diferentes tipos de trabajos, para poder llegar a fabricar una máquina, componente o ensamblaje, con los requerimientos que exige el plano.

Planteamiento De Piezas Con Tolerancias Y Ajustes

En el planteamiento de la pieza, tenemos que tener en cuenta todas las tolerancias que nos indiquen, los planos de la pieza, maquina o ensamblaje. Aquí podríamos escribir un libro sobre planteamientos, existen infinidad de geometrías, tamaños, materiales, etc.

Sin duda las piezas que mayor desafío presentan en cuanto a tolerancias, son las piezas mecano soldadas o subconjuntos soldados. Tolerancias de planitud, concentricidad, paralelismo, etc, en piezas con forma irregulares.

Donde las vibraciones, condiciones de corte, etc, son todo un desafío para nosotros, recuerda, que si estas empezando en este sector, vas a tener que enfrentarse a diversos desafíos, en los que los errores que cometas son la mayor experiencia que vas a conseguir.

Además de seguir algunos consejos que te indicamos en este blog o en nuestras formaciones, puedes aprender de gente con una alta experiencia, simplemente preguntando o dejándote aconsejar. Cada profesional, tiene una experiencia distinta y puede darte una visión que no conoces, sobre un mismo trabajo. 

Tolerancias Geométricas 

Vamos a comenzar viendo las tolerancias geométricas, las tolerancias geométricas, como su nombre indican, afectan a la geometría de la pieza. Las geometrías que van a ser afectadas por estas tolerancias son: rectitud, planitud, paralelismo, perpendicularidad, redondez, concentricidad, cilindricidad, inclinación, coaxialidad, posición, superficie, forma del perfil, desviación y descentramiento.

Como vemos hay muchos tipos, pero te vamos a ir explicando todos poco a poco y con ejemplos prácticos, para que no tengas ninguna duda a la hora de interpretarlo. Estas tolerancias, se rigen por una norma ISO, se trata de la norma ISO 1011 de tolerancias geométricas. Para poder tener una estandarización, a la hora de comprender, entender e interpretar las tolerancias geométricas, se rigen por una norma ISO, en este caso en la norma ISO 1101 y en 2012 se hizo su última actualización.

Esta norma que se denomina «Geometrical product specifications (GPS) – Geometrical tolerancing – Tolerances of form, localitation and run-out».

Viene a ser lo mismo que » Especificación Geométrica de producto» (GPS), lo que se ha llevado acabado con esta norma ISO, es estructurar y ordenar las diferentes normas de diferentes países, para obtener una norma específica, que incluya todas las tolerancias geométricas, en una sola norma ISO.

Lo que se busca con esta norma, además de estandarizar las tolerancias geométricas, se busca garantizar la viabilidad de los componentes fabricados. Lo que veníamos diciendo al principio, de esta publicación. 

Para que lo que fabriquemos, tenga una validez para el ingeniero o el diseñador, la pieza tiene que estar dentro de las tolerancias especificadas.  Esta tolerancia va a venir definida por tres necesidades básicas. La pieza creada por el diseñador, la pieza fabricada y la pieza fabricada en tolerancias.

Los principios de esta norma ISO, se indica una interpretación común, con representaciones simbólicas, principios de medida, consignación, etc.

Para que tanto diseñadores, ingenieros y técnicos de fabricación, trabajen bajo el mismo sistema y no haya confusión en la fabricación de componentes.

Tipos De Tolerancias Geométricas

Dentro de las tolerancias geométricas, tenemos 4 grandes grupos: tolerancias geométricas de forma, tolerancias geométricas de orientación, tolerancias geométricas de situación o posición y tolerancias geométricas de alabeo u oscilación.

Algunas tolerancias geométricas, pueden indicar varias cosas a la vez, todo va a depender de la geometría que tenga la pieza, tenlo en cuenta por si te encuentras con algo similar. 

Tolerancias Geométricas De Forma

Las tolerancias geométricas de forma, como su nombre indica, son aquellos que se utilizan para controlar la forma y la variación de las características de una pieza, en relación con su forma perfecta o con su forma ideal.

Para aplicar correctamente, este tipo de tolerancias, debemos de considerar funciones de ajuste de piezas, dentro del conjunto. Las tolerancias de forma afectan directamente al rendimiento de la pieza y al intercambio o conexiones con otras piezas. 

las tolerancias, como hemos dicho tienen una razón de ser dentro de la fabricación, deben de ser alcanzables mediante los procesos de mecanizado que conocemos hoy en día. 

Decimos esto, porque poner una tolerancia de forma o de cualquier otro tipo, no cuesta nada, pero fabricar un componente, dentro de esa tolerancia, es otra historia muy distinta. 

Tenemos un total de 7 tolerancias de forma, que son las siguientes:

  • Planitud de una superficie.
  • Rectitud de un eje.
  • Rectitud de una superficie
  • Redondez.
  • Cilindridad.
  • Forma del perfil de una línea.
  • Forma del perfil de una superficie.
Planitud De Una Superficie
Tolerancia geométrica de forma: planitud
Tolerancia geométrica de forma: planitud

Planitud, es la tolerancia que existe entre la superficie ideal y la superficie real. La superficie real es de 0,00 mm, sin ondulaciones ni variaciones. La superficie real, es la superficie que nosotros hemos mecanizado. Ya sea con cualquier tipo de mecanizado: mecanizado por arranque de viruta, mecanizado sin arranque de viruta o mecanizado por abrasión, entre otros.

En el ejemplo de la imagen, nos indica que como máximo en la superficie real, tiene que haber una diferencia de medida, de 0,03 mm de tolerancia. La tolerancia la tenemos desde la superficie ideal 0,00 mm hasta 0,03 mm.

Esta tolerancia se puede conseguir en un centro de mecanizado CNC, aunque por norma general, este tipo de tolerancia requiere de un proceso de rectificado, ya que, en este ejemplo, la tolerancia es estrecha y suele venir acompañada con una rugosidad superficial bastante pequeña. 

Este tipo de tolerancia de forma, se aplica en piezas de gran responsabilidad, como por ejemplo superficies de apoyo para guías lineales, o superficies deslizantes.

Rectitud De Un Eje
Tolerancia geométrica de forma: rectitud de un eje
Tolerancia geométrica de forma: rectitud de un eje

La tolerancia geométrica de forma rectitud de eje, hace referencia a la rectitud del eje de la pieza. Al igual que en el ejemplo anterior de tolerancia de forma planitud de superficie, tenemos una rectitud de eje ideal. La rectitud de eje ideal es 0,00 mm, la tolerancia geométrica de forma entre la superficie ideal y real, del ejemplo de la imagen es de 0,04 mm. 

La rectitud de eje real, es la que conseguimos nosotros durante el mecanizado. La tolerancia de rectitud de eje, se refiere a la diferencia de medida entre la rectitud de eje ideal y la rectitud de eje real. Para conseguir una rectitud de eje real de 0,04 mm, lo podremos conseguir en torno de gran precisión. Un torno tipo suizo, puede conseguir esas tolerancias.

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Aquí el problema reside, cuando la pieza a tornear es de gran longitud y tiene un diámetro pequeño. En este caso la luneta es de gran ayuda, aunque también podremos recurrir al proceso de rectificado, para poder conseguir esa tolerancia sin demasiada dificultad. Con una rectificadora cilíndrica, podemos conseguir esa tolerancia, sin demasiada dificultad.

Un ejemplo entre muchos otros, de este tipo de tolerancia de rectitud de eje, es en los husillos de maquinaria CNC.

Rectitud De Una Superficie
Tolerancia geométrica de forma: rectitud de una superficie
Tolerancia geométrica de forma: rectitud de una superficie

La tolerancia geométrica de forma, rectitud de una superficie, se refiere a la variación de forma de la superficie de la pieza, respecto a una línea nominal. La línea nominal de la pieza, es el centro de eje de la pieza, en la superficie indicada. Partimos de que la pieza tiene, una rectitud perfecta o ideal, que es el equivalente a 0,00 mm.

Por otro lado, tenemos la superficie real, o lo que es lo mismo la superficie que hemos conseguido, con un proceso de mecanizado concreto. 

La tolerancia viene marca, por la diferencia que existe, entre la superficie ideal y la superficie real. Además, la tolerancia, nos tiene que indicar sobre que plano de referencia, tenemos que tener en cuenta, para calcular la tolerancia. Con esta tolerancia, nos aseguramos que la superficie, permanece dentro de unos límites, para que la pieza pueda garantizar su planitud y su rectitud requeridos.

En el ejemplo de la imagen, la tolerancia geométrica de rectitud, nos está indicando que está comprendida entre 0,00 mm (rectitud de superficie ideal) y 0,1 mm (rectitud de superficie real). A se toma como plano de referencia, ya que nos lo está indicando la tolerancia.

Conseguir esta tolerancia, en mecanizado, es relativamente sencilla en mecanizado CNC. Es necesario tener un buen amarre de la pieza y tener la herramienta en perfectas condiciones.

Redondez
Tolerancia geométrica de forma: redondez
Tolerancia geométrica de forma: redondez

La tolerancia geométrica de redondez, hace referencia a un elemento circular o esférico. Esta tolerancia, al igual que las otras tolerancias que hemos visto anteriormente, partimos de un circulo o esfera perfecta. Un circulo, esfera o perfil esférico perfecto, es aquel que es perfectamente redondo, teniendo 0.00 mm de error.

La tolerancia geométrica de redondez, es la diferencia que existe entre un circulo o perfil esférico perfecto y un circulo o perfil esférico real.  En el ejemplo de la imagen, tenemos varias tolerancias de redondez. Por un lado, tenemos una tolerancia geométrica de redondez, en el cono de la pieza.

Nos está indicando una tolerancia de redondez de 0,06 mm. En el eje de la pieza, se indica una tolerancia de redondez de 0.05 mm. Ambas tolerancias, tienen que estar entre 0.00 mm y su tolerancia máxima respectivamente.

Un torno CNC, en buen estado consigue fácilmente este tipo de tolerancia geométrica. Un torno CNC, en buen estado consigue una tolerancia menor a 0.02 mm de redondez. Ejemplos con ese tipo de tolerancia geométrica de 0.05 mm, 0,06 mm, hay mucho tipo de piezas, ya que no es una tolerancia muy estrecha. 

Cilindricidad
Tolerancia geométrica de forma: cilindricidad
Tolerancia geométrica de forma: cilindricidad

La tolerancia geométrica de cilindricidad, se refiere a la diferencia de medida, que existe entre un cilindro perfecto y un cilindro real. Al igual que en los ejemplos anteriores, partimos de un cilindro perfecto de 0,00 mm comparándolo con un cilindro real. En la imagen, tenemos una tolerancia de 0,1 mm de ciindricidad.

Esta tolerancia, es bastante grande y es fácil de conseguir en cualquier tipo de torno, ya sea CNC o convencional, siempre y cuando se encuentre en perfectas condiciones.

Hasta aquí, ya habríamos visto todas las tolerancias geométricas de forma, ahora vamos a ver cuáles son las tolerancias geométricas situación.

Tolerancias Geométricas De Situación

Las tolerancias geométricas de situación, son las tolerancias que se encargan de indicarnos la tolerancia de ubicación de diferentes partes de la pieza, respecto a otras. Con las tolerancias geométricas de situación, conseguimos asegurar que las diferentes partes mecánicas, se ensamblan sin problemas, ya que cumplen con su posición.

Como puedes ver a medida que vamos aprendiendo más sobre las tolerancias geométricas, todas tienen una función especial. Las que vamos a ver ahora, son las tolerancias que definen el posicionamiento.

Por ejemplo, si estamos fabricando una brida, para el sector del oilgas, los taladros periféricos, tienen que tener una tolerancia de concentricidad adecuada, para que las 2 bridas puedan unirse en un ensamblaje.

En matriceria, por ejemplo, si tenemos que realizar varias guías, tienen que tener una tolerancia de posicionamiento. Aseguran que cuando el troquel suba y baje, lo pueda realizar perfectamente y las columnas guía no se deterioren.

Otro ejemplo sencillo, si tenemos un eje de una máquina, los rodamientos alojados en ambos extremos de la máquina, tienen que tener una tolerancia de situación o de posicionamiento. En este caso en concreto, se suelen pedir tolerancias de 0.02 mm a 0.05 mm de concentricidad, en función de la longitud del eje.

Tras estos pequeños ejemplos, vamos a ver cuáles son estas tolerancias.

  • Concentricidad entre dos posiciones.
  • Coaxialidad entre dos ejes.
  • Posición de un eje o punto.
  • Posición de una superficie.
  • Simetria de un plano central, respecto a un plano de referencia.
Concentricidad Entre Dos Posiciones
Tolerancia geométrica de situación: concentricidad de dos posiciones
Tolerancia geométrica de situación: concentricidad de dos posiciones

La tolerancia geométrica de situación, en relación con la concentricidad entre dos posiciones, se refiere a la alineación precisa entre dos elementos, asegurándose que son concéntricos entre sí. Para poder asegurarnos de que son concéntricos, tienen que compartir el mismo eje.

Al igual que hablamos de las tolerancias anteriores de forma, en las tolerancias de situación va a ser lo mismo. Partimos de un punto de referencia perfecto.

Si la concentricidad entre ambos perfiles fuera perfecta, sería de 0.00 mm. Con esta tolerancia de situación o posicionamiento, indicamos cual es la desviación máxima de sus ejes. 

En este caso de esta tolerancia de concentricidad entre dos posiciones, se refiere a perfiles circulares, que se encuentran a la misma altura y parte de un punto en común. Es una de las grandes diferencias que hay respecto a la tolerancia de coaxialidad, que veremos a continuación.

Coaxialidad Entre Dos Ejes
Tolerancia geométrica de situación: coaxialidad de dos ejes
Tolerancia geométrica de situación: coaxialidad de dos ejes

 La tolerancia de coaxiabilidad entre dos ejes, se refiere a la desviación permitida entre los ejes de dos elementos cilíndricos. Se tiene en cuenta en cualquier longitud de ambos ejes y en cualquier punto de la pieza.

La principal diferencia con la tolerancia de situación de concentricidad de dos puntos, es que en este caso solo se tiene en cuenta entre dos puntos de la pieza, ya que se encuentran en la misma superficie.

En el caso de la tolerancia de situación coaxial entre dos ejes, se tiene en cuenta cualquier punto a lo largo de la longitud de su eje. Este es el caso de un eje con dos alojamientos, para rodamientos a los extremos del eje. 

En el ejemplo de la imagen, el perfil circular A y el perfil circular B, tienen que tener una concentricidad de 0,05 mm entre sus ejes, a lo largo de su longitud.  Este es un claro ejemplo de un eje, vayan acoplados unos rodamientos en los perfiles circulares A y B, aunque nos falta información más precisa, como las tolerancias dimensionales de estos perfiles o el perfil de rugosidad requerido. 

Posición De Un Eje O Punto
Tolerancia geométrica de situación: posición de un eje o punto
Tolerancia geométrica de situación: posición de un eje o punto

La tolerancia geométrica de situación, de posición de eje o punto, es la tolerancia que se encarga, de indicar una ubicación relativa de un eje o punto, respecto a un punto de referencia especificado en el plano.

En el ejemplo de la imagen, la tolerancia de situación de un eje o punto, nos está indicando una posición referente a un cilindro perfecto, respecto a sus planos de referencia.

Los planos de referencia, son los planos que indica la tolerancia. El plano A, el plano B y el plano C. Dentro de estos planos de referencia, siguen un orden de importancia. El plano primario o también llamado primer plano, es el plano A. Para esta tolerancia de posición es el plano más importante, ya que es dónde se aloja el cilindro, dentro de él.

El plano B es el plano secundario y el plano C es el plano terciario. Para saber la importancia de estos planos de referencia, con ver el orden de cómo se representa en el plano, ya nos está dando toda la información necesaria.

La tolerancia geométrica de situación de eje o punto, nos indica que puede variar, su posición dentro de una posición ideal. En este caso nos dice que tiene una tolerancia de 0.05 mm. EL cilindro real puede quedar inclinado, descentrado o modificarse su diámetro, todo dentro de su tolerancia máxima permitida de posicionamiento.

Posición De Una Superficie
Tolerancia geométrica de situación: posición de una superficie
Tolerancia geométrica de situación: posición de una superficie

La tolerancia geométrica de situación de posición de superficie, controla la ubicación de una superficie, en relación una ubicación nominal o perfecta o de un sistema de coordenadas definido en el plano.

Con esta tolerancia, aseguramos que la superficie de una pieza, está ubicada o colocada dentro de unos límites admisibles. Con ello garantizamos la correcta alineación y posicionamiento de la superficie, respecto a otras caras o superficies de referencia.

En el ejemplo de la imagen, tenemos un plano de referencia, que es el plano A y el eje de referencia, que es B. La tolerancia geométrica de posición nos indica la simetría entre las dos caras inclinadas a 105°, respecto al plano de referencia A y al eje de referencia B. La tolerancia de posicionamiento es de 0.1 mm.

Esta tolerancia es muy similar a la de planitud, pero en este caso se refiere a la posición entre ambas caras. 

Simetría De Un Plano Central Respecto A Un Plano De Referencia
Tolerancia geométrica de situación: simetria de un plano central respecto a un plano de referencia
Tolerancia geométrica de situación: simetria de un plano central respecto a un plano de referencia

La tolerancia geométrica de situación de un plano respecto a un plano de referencia, se utiliza para controlar la posición del plano de una superficie simétrica, en relación con un plano de referencia nominal o perfecto. La tolerancia segura, que el plano simétrico, está ubicado dentro de unos límites admisibles, en términos de posicionamiento y orientación.

El ejemplo de la imagen, indica que la superficie de la ranura, tiene que estar comprendida entre dos planos paralelos, con una tolerancia de 0,05 mm, y que sean simétricos al plano de referencia A.

Esta tolerancia, es muy poco común en los planos de fabricación, además esta tolerancia se considera más compleja que otras tolerancias geométricas de posición. Requiere una cuidados interpretación y aplicación.

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Un ejemplo de aplicación de este tipo de tolerancias, es en planos de fabricación para superficies de juntas soldadas. Aunque en la mayoría de los casos, con las tolerancias de perpendicularidad y paralelismo, son tolerancias que pueden expresar lo mismo, y si uso es más frecuente en la mayoría de planos.

Con esta última tolerancia de geométrica de situación, ya habríamos visto todas las tolerancias que pertenecen a este grupo. Ahora vamos a ver cuáles son las tolerancias geométricas de orientación. Son las que vamos a ver con mayor frecuencia, en los planos de mecanizado, junto con las de concentricidad y coaxialidad.

Tolerancias Geométricas De Orientación

Las tolerancias geométricas de orientación como su mismo nombre indica, son aquellas que controlan la inclinación, rotación o ángulo de determinadas características, en una pieza en relación a un sistema de coordenadas de referencia.

Estas tolerancias, son las que vemos con más frecuencia en mecanizado, ya que las orientaciones, juegan un papel fundamental en la fabricación de componentes. Estas tolerancias, son las encargadas de que las piezas que fabricamos, cumplan unos requisitos de diseño y funcionamiento.

Las tolerancias geométricas de orientación, nos van a indicar perpendicularidad, paralelismo e inclinación. En función de la geometría de la pieza, o si tamaño, estas tolerancias las veremos en unas medidas muy pequeñas, a pesar del tamaño de la pieza.

Por ejemplo, podemos encontrar unas tolerancias de paralelismos de 0.02 mm, en piezas de 50 mm a 5000 mm e incluso más. Recuerda que una tolerancia estrecha en piezas de gran tamaño, siempre es un reto y tenemos que tener todos los procesos bien definidos, para que la pieza quede dentro de tolerancia.

Un ejemplo de tolerancia de perpendicularidad, puede ser en una pieza que requiera de un proceso de rectificado, dónde nos pueden pedir una perpendicularidad de 0.02 mm.

Un ejemplo de tolerancia angular, es en bridas o tapas de maquinaria. Nos pueden indicar a cada cuantos grados, tenemos que realizar un taladro, para que pase un tornillo de una medida concreta.

Una tolerancia de paralelismo, nos la pueden pedir en piezas de maquinaria, si tenemos que realizar unos asientos para guías lineales, los asientos tienen que tener una tolerancia de paralelismo. Básicamente para que los patines de la pieza que vaya a desplazarse, estén a la misma altura y trabajen de forma adecuada. 

Estos son solo unos pequeños ejemplos, pero hay muchos más, a cualquier sector en el que trabajes o vayas a trabajar, dentro del mecanizado estas tolerancias, las verás todos los días.

Podemos decir que son gran parte del mecanizado de precisión, junto con las tolerancias de concentricidad y coaxialidad, decimos precisión porque conseguir unas geometrías con unas tolerancias muy ajustadas, es tan difícil o más que conseguir algunas tolerancias dimensionales.

Recuerda que todas las tolerancias son importantes, tenemos que tenerlas presentes desde la planificación del mecanizado, hasta los procesos de mecanizado finales.

Ahora vamos a ver cuáles son estas tolerancias geométricas de orientación, más en profundidad. Como hemos comentado anteriormente, tenemos 3 tipos principales y dentro de cada uno tenemos otros 2, que hacen referencia a su eje o a su superficie y son: 

  • Paralelismo de un eje.
  • Paralelismo de una superficie plana y un eje.
  • Perpendicularidad de un eje a una superficie.
  • Perpendicularidad de una superficie a un eje
  • Inclinación de un eje respecto a una superficie.
  • Inclinación de una superficie respecto a un eje.
Paralelismo De Un Eje
Tolerancia geométrica de orientación: paralelismo de un eje
Tolerancia geométrica de orientación: paralelismo de un eje

La tolerancia geométrica de orientación de paralelismo de un eje, se utiliza para controlar la alineación paralela, respecto a un eje de referencia. Esta tolerancia geométrica, nos indica que tenemos una desviación máxima, de otros elementos, respecto a su eje nominal. Los elementos que puede indicar esta tolerancia, puede ser unos agujeros, unos rebajes laterales, etc.

Aunque en este ejemplo, se hace referencia a unos taladros, la tolerancia de paralelismo de eje, puede afectar a otros elementos que se indique en el plano. Lo que nos tiene que indicar, cual es el eje de referencia, para ver la desviación admisible de la tolerancia. Tenemos que prestar atención en el plano, para ver cuál es nuestro eje de referencia.

En el ejemplo de la imagen, tenemos una tolerancia geométrica de paralelismo de eje, dónde nos está indicando que el diámetro pequeño, tiene que tener una tolerancia de perpendicularidad respecto al eje de referencia A, dónde está el diámetro grande.

Ambos diámetros, son atravesados por el mismo eje de referencia A, y la tolerancia nos está indicando, que para que la pieza sea válida, ambos diámetros, tiene que encontrarse entre 0.00 mm y 0.03 mm, respecto al eje de referencia A.

Paralelismo De Una Superficie Plana Y Un Eje
Tolerancia geométrica de orientación: paralelismo de una superficie y un eje
Tolerancia geométrica de orientación: paralelismo de una superficie y un eje

La tolerancia geométrica de orientación de paralelismo de una superficie plana y de un eje, se utiliza para controlar la alineación paralela, de una superficie plana, respecto a un eje de referencia. Con esta tolerancia, se garantiza que la superficie plana, está alineada de manera paralela al eje, dentro de unos limites establecidos por la tolerancia.

En está tolerancia, vamos a tener una superficie, que nos lo va a indicar el plano y un eje de referencia que también se tiene que indicar en el plano. 

Esta tolerancia hace referencia a la superficie de referencia respecto al eje de referencia. La superficie tiene que estar paralela respecto al eje de referencia. En el ejemplo de la imagen, la tolerancia de orientación de paralelismo de una superficie plana y un eje, nos indica que la superficie B, respecto al eje de referencia A, tienen que ser paralelos, dentro de una tolerancia de 0.01 mm. 

Esta tolerancia, es bastante estrecha y para conseguir un paralelismo tan ajustado, es necesario usar herramientas de precisión. Por ejemplo, para conseguir esa tolerancia de paralelismo, la mejor forma es realizar un proceso de rectificado o utilizar herramientas de precisión para bruñir la superficie. La rugosidad superficial, en tolerancias estrechas, juega un papel fundamental.

Perpendicularidad De Un Eje A Una Superficie
Tolerancia geométrica de orientación: perpendicularidad de un eje a una superficie
Tolerancia geométrica de orientación: perpendicularidad de un eje a una superficie

La tolerancia geométrica de orientación de perpendicularidad de un eje a una superficie, es la que se usa para controlar la inclinación entre un eje y una superficie plana. En esta tolerancia, tenemos una superficie de referencia, que es desde dónde se indica la perpendicularidad del eje. La tolerancia indica, cual es la desviación del eje, en cuanto a su inclinación.

Con esta tolerancia, se garantiza que el eje está alineado de manera perpendicular, con la superficie de referencia. La tolerancia, nos indica cual es el límite admisible de inclinación del eje sobre un cilindro.  En el ejemplo de la imagen, la tolerancia indica que el eje de referencia, debe de estar dentro de un cilindro, marcado por la tolerancia.

La tolerancia que indica el cilindro es de 0.1 mm, y el plano de referencia, para que el eje quede perpendicular, es el plano de referencia A. 

Las tolerancias de perpendicularidad, en mecanizado son muy habituales. Ahora veremos el otro ejemplo que existe, sobre perpendicularidad, este tipo de tolerancias, suelen ser estrechas y requieren de mecanizado de precisión. Por ejemplo, las tolerancias de alojamientos H7, suelen pedir perpendicularidades de 0.02 a 0.05 mm.

Con una fresa de acabado en buen estado, usando unas buenas condiciones de corte, podemos obtener un buen resultado. Si tuviéramos que hacer medidas más grandes, podríamos optar por usar escariadores o mandrinos, ya que estas herramientas son de gran precisión, con las que podríamos conseguir tolerancias estrechas de perpendicularidad y concentricidad.

Perpendicularidad De Una Superficie A Un Eje
Tolerancia geométrica de orientación: perpendicularidad de una superficie a un eje
Tolerancia geométrica de orientación: perpendicularidad de una superficie a un eje

la tolerancia geométrica de orientación de perpendicularidad de una superficie a un eje, es similar a la que hemos en el anterior apartado, pero cambia su referencia principal. En esta tolerancia geométrica, nuestra referencia principal es el eje de la pieza, sobre la superficie. Esta tolerancia, se utiliza para controlar el ángulo de inclinación de la superficie, respecto a su eje de referencia.

Con esta tolerancia, se garantiza, que la superficie está alineada de forma perpendicular, dentro de los límites establecidos por la tolerancia, respecto a su eje central. En el ejemplo de la imagen, la tolerancia indica, que el eje central del agujero, tiene que estar dentro de un cilindro, con una tolerancia de 0.03 mm, de forma perpendicular, respecto al plano de referencia A.

Para conseguir estás tolerancias de perpendicularidad, en superficies, necesitamos usar herramientas de precisión para que podamos alcanzar la tolerancia. En este caso al ser una pieza cilíndrica, con un torno CNC, podemos alcanzar esa tolerancia de perpendicularidad, sin problemas. Suponiendo obviamente, que el torno CNC, se encuentre en perfectas condiciones de uso.

En el caso de la fresadora CNC, para alcanzar esta tolerancia, suponiendo que la fresadora CNC, este en óptimas condiciones de uso, necesitamos herramienta de calidad.

En más de una ocasión, personalmente he visto tolerancias de perpendicularidad de 0.05 mm en piezas de calderería de unas dimensiones al entorno de 800-1000 mm. Es todo un reto conseguir esas tolerancias y requiere de experiencia, paciencia y definir un buen planteamiento.

Realizar varias pasadas en vacío, modificar las velocidades de corte de las herramientas y aumentar el paso diferencial de la fresa, son solo unos de tantos «trucos» por decirlo de alguna manera, para lograr conseguir tolerancias estrechas, como las del ejemplo de la imagen. 

Inclinación De Un Eje Respecto A Una Superficie
Tolerancia geométrica de orientación: inclinación de un eje respecto a una superficie
Tolerancia geométrica de orientación: inclinación de un eje respecto a una superficie

La tolerancia geométrica de inclinación de un eje respecto a una superficie, es la tolerancia que se encarga de controlar, el ángulo de inclinación, dentro de unos límites, de un eje respecto a una superficie. Con esta tolerancia, nos aseguramos que la pieza, tiene unos valores de inclinación permitidos, para que la pieza cumpla sus funciones mecánicas.

Esta tolerancia afecta al eje de la pieza, respecto a una superficie definida, en el plano de la pieza. 

Con esta tolerancia, se garantiza que el eje está alineado, respecto al ángulo de la superficie definida, en el plano de fabricación de la pieza. En el ejemplo de la imagen, nos está indicando que la línea central del agujero, tiene que estar dentro de un cilindro, con una tolerancia de 0.1 mm. El eje del cilindro, nos está indicando que es paralelo a la superficie de referencia B y está inclinado 45º, respecto al plano de referencia A.

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Inclinación De Una Superficie, Respecto A un Eje
Tolerancia geométrica de orientación: inclinación de una superficie respecto a un eje
Tolerancia geométrica de orientación: inclinación de una superficie respecto a un eje

Vamos con la última tolerancia geométrica de orientación, se trata de la tolerancia de inclinación de una superficie respecto a un eje. Esta tolerancia, es muy similar a la que hemos visto en el ejemplo anterior, pero esta vez, nuestra principal referencia es la superficie o también llamado plano de referencia.

La tolerancia geométrica de inclinación de una superficie, respecto a un eje, es la que se encarga de controlar el ángulo de inclinación, dentro de unos límites, entre una superficie y su eje de referencia. En esta tolerancia, lo que varía es la superficie dentro de unos límites. Tenemos que respetar el ángulo, pero la altura de la superficie, es en la que afecta la tolerancia.

Para saber cuál es la diferencia de alturas entre superficies, necesitamos saber cuál es la medida de la superficie de referencia, que se marca en el plano. Aunque en el ejemplo de la imagen, no se mencione ya que solo estamos viendo la expresión de la tolerancia, en el plano tiene que venir definido.

Con esta tolerancia, nos aseguramos que la superficie está alineada de manera inclinada, respecto a un eje, dentro de una tolerancia asignada en la superficie. En el ejemplo de la imagen, la tolerancia nos está indicando, que la superficie inclinada, tiene una tolerancia de 0.15 mm y que se encuentra inclinada a 75°, respecto a su eje de referencia A.

Ahora vamos con el último grupo de tolerancias geométricas, que son las de alabeo u oscilación.

Tolerancias Geométricas De Alabeo Y Oscilación

Las tolerancias de alabeo y oscilación, son tolerancias geométricas que vamos a ver principalmente en piezas cilíndricas. Si eres tornero o si estás en proceso de serlo, seguro que te familiciarás con este tipo de tolerancias. Las tolerancias de alabeo y oscilación, como su nombre indican, son las que afectan a ejes de piezas cilíndricas y sus diámetros de superficie.

Estas tolerancias geométricas, veremos que en algunos casos afectan a secciones concretas de la pieza. Esto es debido a que hay partes de la pieza que son de mayor responsabilidad o más exigentes por decirlo así. 

En fresadora, no se ven este tipo de tolerancias, ya que solo afectan a piezas cilíndricas y por norma general, cuando las piezas de torno vienen a la fresadora, para realizar otro tipo de operaciones, los cuerpos cilíndricos ya vienen terminados.

Sin embargo, en centros multitarea, que son capaces de tornear y fresar a la vez, sí que podemos encontrar este tipo de tolerancias geométricas, de alabeo y oscilación. 

Dentro de las tolerancias de alabeo y oscilación, tenemos 5 en total que son:

  • Descentramiento radial de una línea de contorno, respecto a un eje.
  • Descentramiento radial de la sección, de una línea de contorno respecto a un eje.
  • Descentramiento radial total de una superficie lateral a un eje.
  • Desviación axial de una superficie respecto a un eje.
  • Descentramiento axial total de una superficie plana con respecto a un eje.
Descentramiento Radial De Una Línea De Contorno, Respecto A Un Eje
Tolerancia geométrica de  alabeo u oscilación: descentramiento radial de una línea de contorno, respecto a un eje.
Tolerancia geométrica de alabeo u oscilación: descentramiento radial de una línea de contorno, respecto a un eje.

Comenzamos, viendo la primera tolerancia geométrica de alabeo, se trata de la tolerancia de descentramiento radial de una línea de contorno respecto a un eje. Como su nombre indica, es la tolerancia que viene marcada por el descentraje de una sección cilíndrica, respecto a su eje de referencia.

Lo que indica esta tolerancia, es el descentraje o descentramiento de unas secciones definidas en la tolerancia, estas secciones de la pieza, pueden encontrarse unidas o separadas por otras secciones a la vez.

La tolerancia solo afecta a las secciones marcadas por la tolerancia. En el ejemplo de la imagen, afectan a 2 secciones, sección A y sección B.

Con esta tolerancia nos aseguramos que la línea de contorno, permanece dentro de unos límites definidos por la tolerancia de oscilación o desviación radial. En el ejemplo de la imagen. podemos ver que tenemos un eje central dispuesto en ángulo recto que atraviesa toda la pieza. El eje de referencia coincide con el eje de las secciones de referencia A y B.

El alabeo o descentramiento que permite, esta tolerancia de la imagen, es de 0.1 mm, entre la sección A y la sección B. 

Descentramiento Radial De La Sección, De Una Línea De Contorno Respecto A Un Eje
Tolerancia geométrica de  alabeo u oscilación: descentramiento radial de la sección, de una línea de contorno respecto a un eje.
Tolerancia geométrica de alabeo u oscilación: descentramiento radial de la sección, de una línea de contorno respecto a un eje.

La tolerancia geométrica de alabeo u oscilación de descentramiento radial de la sección de una línea de contorno, respecto a un eje. Es aquella que afecta a una sección de una línea de contorno, respecto a un circulo definido como eje nominal. Esta tolerancia viene marca por la desviación máxima permitida en la sección de la pieza definida.

Esta tolerancia es muy similar a la anterior, pero solo afecta a una sección en concreto. En el caso de la imagen, afecta a un ángulo de abertura, dentro de una sección. Podemos decir que es un caso muy especial, ya que son en piezas, que una parte puede venir con un material diferente o un tratamiento específico en esa zona o por una tolerancia dimensional específica. 

Con esta tolerancia, nos aseguramos de que la línea del contorno, en una sección del círculo, permanece dentro de unos límites definidos, por la tolerancia de desviación radial. En el ejemplo de la imagen, podemos ver que tenemos un eje central, en ángulo recto que atraviesa la pieza.

Tenemos una sección de 120°, dónde nos indica una tolerancia de oscilación radial de 0.1 mm. Esta tolerancia afecta a cualquier sección transversal dentro de la sección A y del sector de 120°. 

Descentramiento Radial Total De Una Superficie Lateral De Un Eje
Tolerancia geométrica de alabeo u oscilación: descentramiento radial de una superficie lateral a un eje
Tolerancia geométrica de alabeo u oscilación: descentramiento radial de una superficie lateral a un eje

La tolerancia geométrica de alabeo u oscilación de descentramiento radial total de una superficie lateral a un eje, hace referencia a toda la longitud de la pieza. Para poder diferenciarlo, del resto de tolerancias de oscilación que hemos visto anteriormente, solo tenemos que fijarnos en el icono representativo de la tolerancia.

Cuando hablamos de desviación radial total, que afecta a toda la superficie, tenemos 2 flechas. Cuando afecta solo a una sección de la pieza, tenemos 1 flecha.

Tenemos el mismo ejemplo, que en una tolerancia de oscilación anterior. Mismas secciones marcadas, pero con una tolerancia geométrica distinta. Esta tolerancia afecta a toda la superficie de la pieza. Con esta tolerancia, nos aseguramos que la superficie lateral, está dentro de unos límites especificados por la tolerancia. Permitiendo una oscilación o desviación radial, en cualquier punto de la superficie. 

En este ejemplo, se indica que la superficie exterior, o diámetro comprendido entre la sección A y la sección B, debe de estar dentro de dos cilindros coaxiales, comprendidos en una oscilación o desviación de 0.03 mm, a lo largo de toda su longitud. El eje de los cilindros, corresponde con el eje de referencia total de la pieza, que atraviesa ambas secciones A y B.

Desviación Axial De Una Superficie Respecto A Un Eje
Tolerancia geométrica de alabeo u oscilación: desviación axial de una superficie respecto a un eje.
Tolerancia geométrica de alabeo u oscilación: desviación axial de una superficie respecto a un eje.

Vamos con la penúltima tolerancia geométrica de alabeo u oscilación. Se trata de la tolerancia geométrica de alabeo, u oscilación de desviación axial de una superficie respecto a un eje.  En la tolerancia, nos viene marca una superficie de referencia y un diámetro, dónde nos indica el eje de referencia.

Esta tolerancia, nos indica la desviación axial de la superficie, respecto a un eje, hace referencia a la variación o desviación de la superficie, respecto a su eje nominal.

Con esta tolerancia, nos aseguramos que la desviación axial de la pieza en la sección indicada, está dentro de unos límites especificados por su tolerancia. En este ejemplo, se indica que la desviación axial, se encuentra dentro de dos circunferencias, que tengan una distancia máxima de 0.04 mm. Nuestro eje de referencia, es el eje A.

Descentramiento Axial Total De Una Superficie Plana Con Respecto A Su Eje
Tolerancia geométrica de alabeo u oscilación: descentramiento axial total de una superficie plana respecto a un eje.
Tolerancia geométrica de alabeo u oscilación: descentramiento axial total de una superficie plana respecto a un eje.

Esta tolerancia geométrica de alabeo, u oscilación hace referencia a la desviación axial total de una superficie plana respecto a un eje de referencia. La variación permitida es de la superficie plana, respecto a su eje de referencia. Esta tolerancia es muy similar a la anterior, pero en este caso la desviación afecta a toda la superficie de la pieza.

En este ejemplo, cómo afecta a la superficie seleccionada, la de mayor diámetro, afecta a toda la superficie con este diámetro. La superficie de diámetro más pequeño, no se ve afectada por la superficie. 

Esta tolerancia, puede ser un poco contradictoria con la anterior, pero la anterior hace referencia a una parte de la sección del diámetro no al total, por eso tiene una tolerancia más estrecha. Con esta tolerancia de desviación axial total, de una superficie plana, respecto a un eje de referencia, nos aseguramos que la pieza está dentro de unos límites de descentraje, marcados por su tolerancia, respecto a su eje nominal.

Esta tolerancia, afecta a toda la longitud de la sección de la pieza marcada en la tolerancia.

En el ejemplo de la imagen, se indica que la superficie plana, debe encontrarse entre dos planos paralelos, con una tolerancia de 0.1 mm y que tienen que ser perpendiculares al eje de referencia A.

Resumen

Con este artículo, esperamos a ver despejado todas las dudas que podrías haber tenido sobre las tolerancias geométricas. Como apunte importante, siempre nos debemos de fijar en los ejes o superficies de referencia, ya que es desde dónde tenemos que empezar a contar la medida de tolerancia.

Existen varias interpretaciones para un mismo icono de tolerancia, tenemos que prestar atención a la geometría de la pieza y saber interpretar cada tolerancia en cada caso particular. Esperemos que te haya resultado interesante y que te haya servido de aprendizaje, que para nosotros lo ha sido.

Para comprender perfectamente las tolerancias, además de consultar nuestras explicaciones, es necesario ver muchos planos, de diferentes formas geométricas, tanto de fabricación para torno, como de fabricación para fresadora.

Como siempre la experiencia es un grado, pero con el tiempo, interpretar las tolerancias geométricas, se convierte en una tarea sencilla. Con esto no nos queremos enrollar mucho más, asique si te ha gustado el artículo, puedes comentarnos o indicar tu satisfacción con el contenido, seleccionando las estrellas. ¡Nos vemos en la próxima!

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