Grados de tolerancia estándar IT5-IT8 en mecanizado CNC

En diseño, geometría y fabricación, las dimensiones lo son todo. Un pequeño cambio en cualquier dimensión puede afectar la eficiencia o precisión del producto empleado en cualquier aplicación. Las tolerancias se definen para limitar estos cambios a un valor determinado. La Organización Internacional de Normalización (ISO) define estas tolerancias. En este artículo se analizan diversos grados de tolerancia utilizados en diseño y fabricación.

¿Qué son los grados de tolerancia estándar IT5-IT8?

Los grados de tolerancia IT5 a IT8 están definidos por la norma ISO y permiten variaciones dimensionales permisibles. Por ejemplo:

• El grado de tolerancia IT5 significa una variación permisible muy baja en la dimensión
• IT6 significa alta precisión pero tolerancias relativamente flexibles en comparación con IT5
• IT7 proporciona tolerancias flexibles para aplicaciones generales
• IT8 proporciona un mayor rango en las variaciones permitidas

Explicación de la tolerancia de ingeniería

En ingeniería, la tolerancia se refiere a la variación aceptable en cualquier dimensión. El ajuste y el rendimiento de una pieza en la aplicación dependen de la tolerancia de ingeniería.

¿Qué significan los grados de tolerancia estándar?

Estos grados de tolerancia estándar indican el grado de tolerancia permitido para realizar variaciones en las dimensiones. Cuanto menor sea el grado de tolerancia, más estricta será la tolerancia; por ejemplo, IT8 significa una mayor tolerancia permitida en comparación con IT5.

Grado de tolerancia vs. tamaño de dimensión

El grado de tolerancia especifica la variación máxima permitida en la dimensión. Por ejemplo, ± 0.01 mm es un valor de tolerancia basado en un grado de tolerancia.

El tamaño de la dimensión es simplemente el tamaño de la pieza en el diseño, como por ejemplo 1.5 mm de espesor.

Calificaciones de TI en el sistema ISO 286

La norma ISO 286 es una norma internacional que define un sistema de límites y ajustes. Se utiliza principalmente en ingeniería mecánica. Los grados IT se definen en la norma ISO 286, que además define la variación admisible en las dimensiones de las piezas.

¿Cómo calcular las tolerancias de mecanizado de los grados IT?

Las tolerancias IT son definidas por la ISO. Para especificar estas tolerancias, se realizan los cálculos pertinentes. Analicemos los cálculos utilizados en el mecanizado de tolerancias IT.

Términos Importantes

Durante los cálculos se utilizan estos términos importantes:

1. Tamaños nominales

Un tamaño nominal es un valor típico de una dimensión en ingeniería o planos de una pieza. Por ejemplo, 10 mm de ancho es un tamaño nominal, pero el tamaño real puede ser de 9.8 mm.

2. Tamaños básicos

Este es el tamaño inicial de una dimensión en ingeniería o en la etapa de diseño, pero es el valor exacto en función del cual se especifican las tolerancias.

3. Tamaños reales

El tamaño real de una pieza o dimensión es el tamaño final, que se calcula tras la fabricación. Por ejemplo, si se fabrica un eje con un diámetro de 10 mm, este es el tamaño real.

4. Límites de tamaño

Los límites de tamaño en ingeniería o al especificar las dimensiones se refieren al tamaño máximo y mínimo que debe tener una pieza. Por ejemplo, el diámetro de un eje no debe exceder los 10.2 mm ni ser inferior a 9.9 mm.

5. Subsidio

La tolerancia se refiere a la variación permitida en la dimensión de una pieza. Por ejemplo, 0.2 mm en los lados superior e inferior es una tolerancia.

7. Unidad de tolerancia (i)

La unidad de tolerancia puede ser mm o µm, según el tamaño real de la pieza. Por ejemplo, ±0.1 m para una longitud de 10 m.

8. Valor de tolerancia (T)

El valor de tolerancia es la diferencia real entre los límites superior e inferior de la dimensión de una pieza. Por ejemplo, si:

10/+0.01 mm

10/-0.02 mm

• Por lo tanto, el valor de tolerancia es 0.03 mm.

Cálculo de la unidad de tolerancia estándar i (en µm)

Fórmula ISO 286 para el cálculo de la unidad de tolerancia estándar i en µm:

i = 0.45 * ∛D + 0.001 * D

Lugar:

• i= unidad de tolerancia estándar en µm
• D= dimensión media geométrica en mm (para ejes/agujeros: √(D_max × D_min))

Ejemplo (cálculo rápido):

Si D=50mm:

1. ∛50=3.6
2. 45 × 3.684 = 1.658
3. Añadir término lineal: 001×50=0.05
4. Suma: i=1.658+0.05=1.708 μm

Resultado: i=1.71 μm

Del número de TI a la tolerancia numérica

Cada número IT tiene una tolerancia numérica diferente. Si el número IT es IT7, el valor numérico será de 0.025 mm. Cuanto menor sea la tolerancia, mayor será la precisión requerida.

Valores de tolerancia IT5–IT8 por rango de tamaño

Los grados de tolerancia IT5 a IT6 se refieren a un rango de variación admisible específico en las dimensiones básicas. Determinemos los rangos de tamaño para estos valores IT según las diferentes aplicaciones.

Rangos típicos IT5 e IT6

Por ejemplo, un agujero en la industria aeroespacial requeriría una mayor precisión, por lo que aquí se emplean números de tolerancia IT5 e IT6.

Rangos típicos IT7 e IT8

Los valores de tolerancia IT7 e IT8 ofrecen una mayor variación dimensional admisible en comparación con los valores IT5 e IT6. Por ejemplo, un valor de tolerancia en los bastidores de las máquinas.

Grados IT5–IT8 y ajustes en sistemas agujero-eje

La ISO ha diseñado un sistema de límites y ajustes para agujeros y conjuntos de ejes . Para ajustes con holgura, de transición y de interferencia, se utilizan las tolerancias IT5, IT6, IT7, IT8, etc.

Tipos de ajustes comunes

Existen tres tipos principales de ajuste:

1. Ajuste de interferencia
2. Ajuste de liquidación
3. Ajuste de transición

Estos grados de tolerancia controlan el nivel de precisión para cada tipo de ajuste. Los grados de tolerancia IT5-IT8 son esenciales para definir la precisión. La posición del orificio y la zona de tolerancia del eje definen el tipo de ajuste.

Pares comunes H7/h6, H8/f7 y similares

H7

• H=sistema de agujeros con respecto a la desviación inferior= 0
• 7 significa grado de tolerancia de TI.

Mientras que h y f son letras de tolerancia del eje.

Se adapta a piezas giratorias y deslizantes.

Los ajustes basados ​​en H con grados de tolerancia IT proporcionan:

• Costo de fabricación aceptable
• Movimiento suave
• Despeje controlado

Por eso se utilizan para piezas giratorias y deslizantes.

• H7/g6:
• Es un ajuste de transición, que puede resultar en una ligera holgura o una ligera interferencia, dependiendo de la dimensión real.
• Las aplicaciones incluyen cubos, engranajes y acoplamientos.

Procesos de mecanizado frente a la capacidad IT5-IT8

Los grados de tolerancia tienen un gran impacto en los procesos de mecanizado, ya que controlan directamente la precisión requerida de una pieza. Por ejemplo, si se utiliza el grado de tolerancia IT5, se requiere una precisión ultraalta.

Torneado, fresado y rectificado

Los procesos comunes en máquinas CNC/tornos incluyen fresado , torneado y rectificado. Por ejemplo, para fabricar un eje, se utiliza el proceso de torneado. Durante estos procesos se utilizan grados de tolerancia IT5 a IT8 según la precisión requerida. Por ejemplo:

Mecanizado IT5

La tolerancia de grado IT5 significa que se requiere una precisión ultra alta y se utiliza en aplicaciones como piezas de instrumentos, ejes y agujeros de alta precisión , puntas de cojinetes, etc.

Mecanizado IT6

El rango de variaciones admisibles en los tamaños es superior al IT5 en este grado de tolerancia, por lo que el nivel de precisión en el mecanizado es relativamente inferior. Se utiliza para:

• Orificios y ejes de engranajes
• Componentes neumáticos e hidráulicos
• Asientos de rodamientos

Mecanizado IT7

El nivel de precisión en el mecanizado es relativamente inferior al de IT6, por lo que se permiten mayores variaciones dimensionales. Se utiliza en:

• Piezas generales de maquinaria
• Componentes de bombas y motores
• Piezas mecánicas de automoción

Mecanizado IT8

En los grados de tolerancia ISO, este número IT ofrece la mayor variedad de tamaños en tolerancia. Sus aplicaciones generales incluyen:

1. Conjuntos fabricados y soldados
2. Piezas de maquinaria agrícola
3. Conjuntos mecánicos comerciales

Escariado, mandrilado y bruñido

• Escariado: Para el acabado de agujeros pretaladrados para lograr una alta precisión
• Perforación: Para agrandar los agujeros existentes
• Bruñido: Para producir un patrón de superficie en forma de cruz para la retención de aceite

Todos estos procesos utilizan grados de tolerancia (IT5 – IT8) para cumplir con los requisitos de precisión.

Cuando necesitas esforzarte para alcanzar IT5

El rectificado se puede utilizar para alcanzar el grado de tolerancia IT5, por ejemplo

1. Para materiales endurecidos donde otras operaciones de corte no son efectivas
2. Se requiere un control estricto sobre la precisión geométrica
3. Requisitos estrictos de acabado de superficies

Tolerancia internacional en diferentes industrias

• Piezas automotrices de precisión

IT6, IT7 e IT8 se utilizan para lograr una mayor precisión de las piezas automotrices durante el mecanizado CNC de precisión.

• Piezas médicas de precisión

Los grados de tolerancia IT5, IT6, IT7 e IT8 se utilizan cuando se requiere ultra precisión, por ejemplo, en piezas médicas.

• Componentes de maquinaria industrial

Los grados de tolerancia IT7 e IT8 se utilizan en componentes de maquinaria industrial porque, en lugar de la precisión, estos componentes son más importantes para el ajuste funcional y la durabilidad.

• Componentes del robot

Los grados de tolerancia IT6 e IT7 se utilizan comúnmente para piezas robóticas con movimiento crítico, como ejes de unión, asientos de rodamientos, orificios de reductores/cajas de engranajes, acoplamientos, componentes de transmisión e interfaces de efectores finales en el mecanizado CNC de precisión. Estos grados más estrictos ayudan a controlar la holgura y la concentricidad, reducen el juego y la vibración, y mejoran la repetibilidad tras el ensamblaje. Para piezas estructurales sin movimiento (bastidores, cubiertas, soportes de montaje, protecciones), IT7 e IT8 suelen ser suficientes, ya que priorizan el ajuste estable, la durabilidad y la rapidez del ensamblaje, por encima de la ultraprecisión.

Elegir entre IT5, IT6, IT7 e IT8

Generalmente, la elección entre IT5, IT6, IT7 o IT8 depende de la aplicación. La principal diferencia entre estos grados reside en el nivel de precisión alcanzado tras el mecanizado. Por ejemplo, el IT5 se refiere a la ultraalta precisión.

Principales factores que influyen al elegir las titulaciones de TI

Estos son algunos factores importantes que influyen al elegir un número de TI durante el diseño y la fabricación:

Rol funcional

Si la aplicación es muy crítica, como un implante, la elección de IT5 es fundamental. Por lo tanto, la funcionalidad es fundamental al elegir la categoría de TI.

Tipo de ajuste y montaje

Si el tipo de montaje y ensamblaje se aplica al sector aeroespacial, se requiere un mecanizado de alta precisión. Por lo tanto, se utilizan tolerancias IT5 o IT6.

Material y proceso de mecanizado

Algunos materiales, como el hierro fundido, son muy difíciles de mecanizar con altísima precisión, por lo que se elige el grado IT en consecuencia. Lo mismo ocurre con el proceso de mecanizado.

Otras características personalizadas

Las características personalizadas implican que el diseño de la pieza difiere ligeramente del diseño estándar. Para lograr estas características, se requiere mecanizado personalizado.

Para sus proyectos, ya sean con características estándar o personalizadas, TUOFA le proporcionará mejoras técnicas en el diseño y los mejores servicios de mecanizado. En TUOFA, contamos con máquinas de última generación y operadores expertos. Por ello, TUOFA puede proporcionar piezas de altísima precisión a los mejores precios y con los plazos de entrega más cortos.

Grados de TI recomendados para piezas CNC típicas

La funcionalidad de una pieza es crucial a la hora de elegir la calidad IT durante el proceso de mecanizado. Por ejemplo:

Consejos de diseño para usar calificaciones de TI en dibujos

Ciertos factores, como el uso de grados IT y límites directos, deben comprenderse antes de diseñar o mecanizar una pieza. Estos factores son fundamentales para lograr piezas de alta precisión.

Dónde utilizar calificaciones de TI frente a límites directos

Cuando la fabricación se especifica de forma estandarizada, especialmente si es para ensambles o producción en masa, entonces es importante elegir grados IT en los dibujos.

Cuando las piezas no son estándar o de diseño único y la cantidad es baja, se utilizan límites directos en los dibujos.

Combinación con ISO 2768 y GD&T

Los grados IT por sí solos no pueden controlar el nivel de precisión en el mecanizado. Por lo tanto, siempre se combinan con la norma ISO 2768 y GD&T en los planos. Por ejemplo:

• Las calificaciones de TI controlan la variación del tamaño
• La norma ISO 2768 proporciona tolerancias generales para las dimensiones
• GD&T controla la forma, la orientación, la ubicación y el descentramiento.

Consejos de diseño para sus proyectos personalizados

Al personalizar sus proyectos, concéntrese en estos factores:

• Conozca la función de las partes en su proyecto
• Utilice grados de tolerancia en una jerarquía
• En lugar de calificaciones de TI simples, utilice ajustes estándar
• Elija el grado de TI con respecto a la capacidad del proceso
• Definir claramente tamaños básicos, límites y grados.

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¿Cuanto más apretado, mejor?

Sí, una tolerancia más estricta significa que la pieza se fabricará exactamente según el plano requerido. No hay defectos de mecanizado que mejoren la eficiencia de las piezas. Por lo tanto, en comparación con tolerancias flexibles o relajadas, las tolerancias más estrictas son más valiosas.

¿Por qué es mejor una tolerancia estricta? ¿Cuándo no?

Una tolerancia estricta en cada diseño no aumenta la eficiencia de la pieza. Una tolerancia más estricta exige un mecanizado más minucioso, laborioso y avanzado, lo que incrementa considerablemente los gastos.

Una tolerancia estricta resulta útil cuando se necesita controlar el ajuste, la alineación, la intercambiabilidad y un rendimiento estable, especialmente en interfaces críticas como asientos de rodamientos o ajustes a presión, donde el rango de interferencia es importante. Sin embargo, no es recomendable para características no críticas: puede obligar a configuraciones adicionales, un mecanizado más lento, mayor cantidad de material desechado y mayor inspección. La mejor regla es simple: estricta donde protege la función, estándar donde no.

Consejos para el mecanizado de los grados IT5 a IT8

Estos son algunos consejos prácticos para el mecanizado de los grados de tolerancia IT5 – IT8:

Adapte el grado de TI al material

Los grados de tolerancia IT varían según el material. Por ejemplo, para hierro templado o fundido, la maquinabilidad es deficiente. Por lo tanto, generalmente se elige IT 7 o IT 8.

Mantenerse estricto con las características críticas

Al elegir los grados de tolerancia IT5 a IT8, se debe considerar la característica de la pieza. Si la característica es crítica, elija el grado de tolerancia más bajo.

Costo de tolerancia vs. esfuerzo de mecanizado

Las tolerancias demasiado ajustadas incrementan el esfuerzo y los costos de mecanizado. Por lo tanto, la tolerancia debe seleccionarse teniendo en cuenta el esfuerzo de mecanizado.

Conclusión

La precisión de una pieza se controla directamente mediante los grados IT. Los grados IT están definidos por la norma ISO. Estos grados guían las variaciones dimensionales permitidas. La unidad de tolerancia depende del tamaño básico de la pieza; por ejemplo, la tolerancia se expresa en mm si el tamaño básico es de 50 mm. Para evitar errores de mecanizado y mantener la eficiencia de las piezas, se utilizan las normas ISO 2768 y GD&T junto con los grados de tolerancia. Factores como la elección del número de grado IT en relación con el proceso de mecanizado son cruciales para lograr las tolerancias durante el mecanizado de una pieza.

Preguntas frecuentes sobre las calificaciones de TI

¿Qué significan IT5 e IT6 en la práctica?

En la práctica:

• IT5 significa ultraalta precisión
• IT6 significa alta precisión

¿Cómo se relacionan las calificaciones de TI con los ajustes H7 y h6?

• H significa agujero
• h significa el eje
• 7 y 6 definen el grado de TI

Por ejemplo, H7 significa grado de tolerancia IT7 para un agujero.

¿Qué grado de TI puede lograr el mecanizado CNC estándar?

Los grados de tolerancia IT7 e IT8 se pueden lograr mediante mecanizado CNC estándar.