Tolerancias de mecanizado: ISO 2768, ajustes y acotación

Ninguna pieza mecanizada está exactamente en su cota nominal: la tolerancia fija la desviación admisible. En lugar de inscribir una tolerancia en cada dimensión, el plano puede remitir, en su cajetín, a una norma de tolerancias generales. La ISO 2768-1 abarca las dimensiones lineales y angulares que no tienen tolerancia individual y define cuatro clases: f (fina), m (media), c (basta) y v (muy basta).

Desviaciones admisibles en dimensiones lineales, en milímetros (desviaciones simétricas, más o menos). «Más de 3 hasta 6» significa por encima de 3 mm y hasta 6 mm inclusive:

Ejemplo: una cota de 50 mm sin tolerancia individual, en un plano de clase m, puede variar ±0,3 mm (entre 49,7 y 50,3 mm); en clase f, ±0,15 mm. La norma prevé también tablas distintas para radios, chaflanes y ángulos, que no se reproducen aquí. La clase m es muy habitual en los planos de piezas mecánicas.

Una cota dentro de su tolerancia no garantiza una forma perfecta: una pieza puede cumplir todas sus dimensiones y, aun así, estar alabeada. La parte 2 de la norma fija tolerancias geométricas generales, en particular para la rectitud, la planitud, la perpendicularidad, la simetría y la oscilación, en tres clases: H (la más fina), K y L (la más amplia).

La designación combina las dos partes. La mención «Tolerancias generales ISO 2768-mK» en el cajetín significa: clase m para las dimensiones lineales y angulares, clase K para la geometría. Sin una mención de este tipo, no se aplica de forma normativa ninguna tolerancia general: el taller recurre entonces a su propia práctica, lo que es fuente de litigios.

En el enfoque GPS (especificación geométrica de productos) más reciente, la ISO 22081 (2021) trata las especificaciones geométricas generales y sustituye a la ISO 2768-2. No obstante, la mención ISO 2768-mK sigue muy extendida en los planos existentes y la mayoría de los talleres la entienden. Compruebe con su oficina técnica la referencia adoptada en su empresa.

Cuando dos piezas se ensamblan (un eje en un taladro, por ejemplo), la tolerancia de cada una determina la holgura o el apriete obtenidos. El sistema ISO de ajustes (ISO 286) normaliza estas tolerancias mediante dos datos: la calidad IT (la cifra, de IT01 a IT18; cuanto menor es, más estrecha es la tolerancia) y la posición de la zona de tolerancia respecto a la cota nominal (la letra, mayúscula para un taladro, minúscula para un eje).

La notación H7/g6 se lee: taladro H7 y eje g6. El sistema de taladro normal (H) es el más habitual: el taladro mantiene la misma posición y se hace variar la letra del eje para obtener una holgura (g, h, f), un ajuste indeterminado (k, js) o un apriete (p, s). Ejemplo para un diámetro nominal de 25 mm:

Estos valores corresponden al intervalo de diámetro de 18 a 30 mm: cambian con el diámetro. Consulte las tablas de la ISO 286-2 o pídaselas a su taller. En cuanto a la fabricación, un taladro H7 se realiza habitualmente por mandrinado fino o con escariador; calidades más finas como IT6 suelen requerir rectificado.

La tolerancia geométrica expresa la función de la pieza mejor que una acumulación de cotas con más y menos. Está definida por la ISO 1101, en el marco de la especificación geométrica de productos (GPS). Una exigencia se inscribe en un marco de tolerancia: símbolo de la característica, valor de la zona de tolerancia (precedido de Ø para una zona cilíndrica) y, después, una o varias referencias (A, B, C), definidas por la ISO 5459. Las características se agrupan en familias:

• Forma (sin referencia): rectitud, planitud, circularidad, cilindricidad.
• Orientación: paralelismo, perpendicularidad, inclinación.
• Posición: posición, coaxialidad, concentricidad, simetría.
• Oscilación: oscilación simple y oscilación total.
• Perfil: perfil de una línea o de una superficie cualquiera.

¿Por qué utilizarla? Para posicionar dos taladros de fijación, una acotación en coordenadas ±a da una zona de tolerancia cuadrada de lado a. Una tolerancia de posición define una zona circular: si se adopta el círculo circunscrito a ese cuadrado (diámetro de aproximadamente 1,41 a), la superficie admisible aumenta en torno a un 57 %. Para un ensamblaje que depende de la desviación radial (tornillo en un agujero, espiga en un taladro), esta zona se ajusta mejor a la función y deja más margen al taller. A cambio, las referencias deben reflejar la forma en que la pieza se monta realmente.

Los planos de origen norteamericano suelen seguir la norma ASME Y14.5, próxima a la ISO 1101 pero distinta en algunos puntos: señálelo al taller. Para controlar estas exigencias suele hacer falta una máquina de medición por coordenadas.

La rugosidad Ra es la desviación media aritmética del perfil, expresada en micrómetros. Durante mucho tiempo estuvo definida por la ISO 4287 e indicada en los planos según la ISO 1302; la serie ISO 21920 las sustituye progresivamente. Los siguientes órdenes de magnitud son orientativos y dependen del material, de la herramienta y de los parámetros de corte:

El Ra no lo dice todo: dos superficies con el mismo Ra pueden tener texturas distintas. Para la mayoría de las piezas, basta una mención general («Ra 3,2 salvo indicación en contrario», por ejemplo) completada con algunas superficies señaladas. Cada grado más de finura añade pasadas, o incluso una operación de rectificado.

Estrechar una tolerancia no se paga de forma lineal. Mientras la exigencia se mantiene dentro de las capacidades normales de la máquina, el efecto es moderado. Más allá, el taller cambia de método, y cada cambio cuesta:

• pasadas de acabado más lentas, herramientas más cuidadas y sustituidas antes;
• una estabilización térmica de la pieza y de la máquina, ya que la temperatura de referencia de la medición es de 20 °C;
• operaciones adicionales (rectificado, repaso en otra máquina);
• un control más fino, a menudo en cada pieza, con un medio de medición cuya incertidumbre sea muy inferior a la tolerancia; suele citarse la regla empírica de la décima parte;
• un mayor riesgo de rechazo, repercutido en el precio.

1. Partir de la función. Para cada superficie, pregúntese qué ocurre si la cota varía: si no cambia nada, basta la tolerancia general.
2. Inscribir las tolerancias generales en el cajetín (ISO 2768-mK, por ejemplo) y acotar individualmente solo las dimensiones funcionales.
3. Utilizar ajustes normalizados (H7/g6, H7/h6…) en lugar de valores a medida.
4. Preferir las tolerancias geométricas para las posiciones, a fin de aprovechar una zona circular, con referencias que reflejen el montaje.
5. Evitar la acotación redundante o en cadena. Cada cota figura una sola vez; una cota auxiliar se pone entre paréntesis y no se controla.
6. Precisar si las cotas se entienden antes o después del tratamiento. Una capa gruesa, como el anodizado duro o el niquelado químico, modifica las dimensiones desde unas micras hasta varias decenas de micras.
7. Distinguir la precisión de la máquina de la tolerancia funcional. Lo que la máquina sabe hacer no es lo que su pieza exige.

Una vez acotado su plano, adjúntelo a un pliego de condiciones completo. En Meaflow, publicar una solicitud es gratis: puede pedir a los proveedores que le respondan que señalen las cotas que encarecen la pieza. Para los materiales, vea materiales para piezas mecanizadas.