Clases de tolerancia de conformidad con ISO 22081 y DIN ISO 2768: Uso optimizado de tolerancias generales

Este artículo trata sobre el tema de las tolerancias generales y sus tareas en el proceso de diseño.

Las tolerancias son un aspecto esencial para la fabricación de piezas mecánicamente móviles, ya que garantizan la interacción correcta de los componentes. Las tolerancias generales y sus clases de tolerancia se utilizan para simplificar los dibujos.

La norma DIN ISO 2768 especifica las tolerancias. Muchos ingenieros de diseño utilizan tolerancias generales como una variación simplificada de tolerancias para facilitar el proceso de diseño.

¿Qué son las tolerancias en el diseño?

Las tolerancias en el diseño se definen generalmente como la desviación de una dimensión de su valor ideal. Esta desviación se divide en clases de tolerancia que determinan los efectos de la desviación. DIN ISO 2768 define qué tolerancias son adecuadas para cada aplicación.

Los términos más importantes son:

• Dimensión nominal
• Dimensión superior (+/-), también llamada dimensión máxima
• Dimensión inferior (+/-), también llamada dimensión mínima
• Dimensión límite
• Ajuste: Es la relación dimensional (tipo y forma) de dos componentes. Por ejemplo, cómo encajan un cojinete y un eje; cuánta «holgura» hay entre los dos componentes.

La tolerancia con las dimensiones superior e inferior también se denomina límite de tolerancia.

Para piezas mecanizadas, se aplica la norma DIN ISO 2768, que describe las siguientes características:

• Para longitudes, bordes rotos y diámetros
• Para ángulos
• Para concentricidad y excentricidad axial
• Para la forma y la posición
• Para simetría
• Para perpendicularidad
• Para planitud y rectitud

En el futuro, la norma DIN ISO 2768 se sustituirá por la nueva ISO 22081.

Tolerancia según ISO 22081

Como ingeniero de diseño, gracias a la norma ISO 22081, puede simplificar las especificaciones del producto y la prueba de conformidad de forma óptima describiendo todas las características no relevantes para las funciones de forma clara y completa, teniendo en cuenta las características especiales de la tecnología de producción y la física de los materiales. La aplicación cuidadosa de tolerancias generales puede ayudar a simplificar el diseño y garantizar que los resultados cumplan los requisitos.

Los ingenieros de diseño que utilizan ISO 22081 deben optimizar el uso de clases de tolerancia general y especificaciones geométricas generales. En lugar de especificar valores de tolerancia, ISO 22081 solo determina la característica especificada:

• Característica de posición
• Característica de forma de superficie
• Característica de forma de línea
• Característica de excentricidad total y excentricidad axial
• Característica de rectitud
• Característica de simetría
• Característica de perpendicularidad
• Característica de posición y forma
• Característica de planitud
• Característica de distancia
• Característica de paralelismo
• Característica de coaxialidad
• Característica de concentricidad
• Característica de pendiente y ángulo
• Característica de redondez

El usuario debe decidir por sí mismo qué valor de tolerancia (constante o variable) es el más adecuado para implementar la característica y también debe determinar el sistema de referencia completo obligatorio con todos los elementos geométricos nominales tolerados.

NOTA: la documentación completa y clara del producto y la conformidad del producto es un requisito previo obligatorio para cumplir con la creciente cooperación y externalización global. Como ingeniero de diseño, es importante conocer las clases de tolerancia e ISO 22081 para utilizarlas de forma óptima para el diseño.

¿Qué debe tener en cuenta al utilizar DIN ISO 22081?

Si usted, como diseñador, desea hacer un uso optimizado de las clases de tolerancia y de la DIN ISO 22081, debe considerar los siguientes criterios de exclusión para evitar ambigüedades. Hemos enumerado las excepciones más importantes aquí:

• La norma DIN ISO 22081 no se aplica a todos los elementos geométricos integrales derivados de elementos de medición de tamaño integral que se pueden utilizar con una especificación geométrica individual. Estos se definen directamente en la documentación técnica del producto o indirectamente mediante atributos CAD en el conjunto de datos digitales para la definición del producto.
• La norma DIN ISO 22081 no se aplica a elementos de dimensiones lineales ni a regiones parciales de elementos de dimensiones lineales que están sujetos a una especificación de dimensión general o que tienen una especificación de dimensión individual que se define directamente en la documentación técnica del producto o indirectamente por atributos CAD en el conjunto de datos digitales para la definición del producto.
• Es importante saber que ISO 22081 no se aplica a los elementos de referencia especificados en el campo de referencia del indicador de tolerancia de la especificación geométrica general.

Tolerancias según DIN ISO 22081

La Organización Internacional de Normalización (ISO) ha desarrollado la DIN ISO 22081 para clases de tolerancia en diseño e ingeniería mecánica. DIN ISO 22081 incluye cuatro tolerancias básicas: tolerancia de ajuste, tolerancia de geometría, tolerancia dimensional y tolerancia de posición y alineación.

La tolerancia de ajuste define las dimensiones y los ajustes que deben observarse al instalar componentes. También determina la distancia que puede haber entre las piezas.

La tolerancia de geometría define la forma y el tamaño de ciertos componentes y garantiza que tengan la precisión requerida.

La tolerancia dimensional se refiere a las dimensiones y tolerancias de un componente y se utiliza para minimizar los efectos de desviaciones no deseadas al fabricar componentes.

La tolerancia de posición y alineación rige la dirección y la posición en la que se debe instalar un componente para lograr determinada precisión.

Lo que debe observar en la norma DIN ISO 2768

A finales de 2022 se publicaron nuevos estándares internacionales para las tolerancias generales. La norma DIN ISO 22081 reemplazará pronto a la antigua norma DIN ISO 2768.

La antigua norma DIN ISO 2768 sigue siendo válida (a fecha de marzo de 2023) y, por lo tanto, se puede seguir utilizando.

Para diseños nuevos, se recomienda el uso de la nueva norma DIN ISO 22081.

Como fabricante japonés, MISUMI fabrica sus productos de acuerdo con la norma japonesa JIS B0401, que es idéntica a la norma ISO 22081.

Selección de la clase de tolerancia adecuada y lo que debe observarse

Las tolerancias generales se dividen en clases.

El proceso de ingeniería de diseño debe tener en cuenta los siguientes factores:

• precisión de ajuste requerida
• Costes

IMPORTANTE: La clase de tolerancia también define el gasto de fabricación o adquisición del componente. Cuanto menor sea la tolerancia, mayores serán los costes

Las tolerancias generales se dividen en:

• f (f) fina, p. ej., ingeniería de precisión
• m (m) media – p. ej., ingeniería mecánica (precisión típica del mecanizado)
• c (c) gruesa, p. ej., piezas fundidas
• v (v) muy gruesa: apenas se utiliza en la actualidad porque los métodos de fabricación modernos permiten una mayor precisión

¿Cómo se indican y muestran las tolerancias y las clases de tolerancia en los planos de ingeniería?

El cajetín de un dibujo técnico define la tolerancia de todo el dibujo con una abreviatura. La especificación exacta se describe en los estándares DIN 406-10 y DIN 406-11.

Por ejemplo:

• DIN ISO 2768-m (para media)
• Tolerancia general DIN ISO 2768-c (para gruesa)

Los programas CAD muestran automáticamente los ajustes de tolerancia, por lo que no es necesario insertarlos manualmente.

¿Qué tolerancias deben seguir observándose?

DIN ISO 2768 o ISO 22081 se aplica a las piezas mecanizadas.

Otras normas se aplican a otros procesos de fabricación, por ejemplo:

• DIN 16742 para piezas moldeadas por inyección
• DIN 12020 para la fabricación de perfiles de aluminio
• ISO 20457 para piezas de plástico

Control de calidad para tolerancias y componentes: cómo ofrecer resultados precisos

Como fabricantes, sabemos lo importante que es que los componentes que diseñamos y producimos cumplan con los más altos estándares de calidad. Medir las tolerancias es una parte importante de nuestro control de calidad.

Al utilizar diferentes tolerancias, su componente puede fabricarse de manera que cumpla con los requisitos de diseño.

Como fabricante japonés, MISUMI fabrica sus productos de acuerdo con JIS B0401, que es idéntica a ISO 22081.

MISUMI utiliza tolerancias especialmente precisas h5/g6 para muchos componentes. Para obtener más información, utilice nuestras tablas de tolerancia según JIS B04011, 2 (1998).

Tablas de tolerancia para las dimensiones de conformidad con DIN ISO 2768-1

La DIN ISO 2768-1 especifica las tolerancias dimensionales.

Tablas de tolerancia para la forma y la posición de conformidad con DIN ISO 2768-2

DIN ISO 2768-2 define las tolerancias de forma y posición.

Además de las tolerancias generales, puede restringir más las tolerancias de los ejes y mangos en las tablas de opciones aquí.