Explicación de las tolerancias de la chapa metálica

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Fecha de publicación: 2 de diciembre de 2022

En el diseño de piezas en 3D, la dimensión del diseño de las piezas necesita una cantidad total y un rango que puede ser cambiado.

Los diseñadores de piezas deben tener en cuenta la gama de cambios de dimensiones del producto a la hora de diseñar.

Si el rango de variación de la dimensión de la pieza no es apropiado, como por ejemplo si la tolerancia de la chapa es demasiado pequeña.

Entonces, será necesario un proceso de fabricación de piezas más preciso para garantizar la precisión de la pieza.

Sólo unos pocos fabricantes disponen de esta tecnología, y el coste de producción aumentará considerablemente.

Si el margen de tolerancia es demasiado grande, no se puede garantizar la calidad de las piezas.

Por lo tanto, una tolerancia razonable es calcular el rango de variación apropiado del tamaño de la pieza.

¿Qué es la tolerancia de la chapa?

La tolerancia de la chapa es un rango que permite cambiar las dimensiones de diseño de las piezas.

El rango de tolerancia es el límite superior e inferior del tamaño de diseño de la pieza variable.

La zona de tolerancia de la chapa metálica se refiere a un área limitada por las desviaciones superior e inferior.

Las tolerancias holgadas tienen una zona de tolerancia más amplia, mientras que las estrictas tienen límites superiores e inferiores de un rango menor.

Un rango de tolerancia estricto también significa que las dimensiones de la pieza son más precisas.

¿Por qué necesitamos la tolerancia en chapa metálica?

Durante el procesamiento de las piezas, las pequeñas diferencias en las placas metálicas darán lugar a diferencias en los productos finales.

El grosor, la pureza, la textura, la edad y el método de procesamiento de los materiales afectarán a la calidad del procesamiento de la chapa.

Permitir un cierto rango de tolerancia puede hacer que la pieza se ajuste mejor.

También puede reducir el coste de producción, siempre que se controle dentro de un rango razonable.

Dado que un tamaño demasiado preciso requiere una tecnología y un equipo más profesional, suele tardar más en completarse.

Por lo tanto, en el diseño de las piezas, el uso de tolerancias razonables tiene un impacto importante en el tamaño de las mismas.

Definiciones relativas de las tolerancias

Hay muchas formas de tolerancia en el procesamiento de chapa metálica. La tolerancia puede utilizarse para la longitud, la anchura y el grosor de las piezas.

Las tolerancias pueden establecerse para el grosor de las paredes, las curvas, los rizos, los avellanados, los dobladillos, los agujeros, las ranuras, las muescas, las lengüetas, etc.

Las piezas no sólo tienen tolerancia dimensional, sino también diferencias entre la forma real o la posición mutua de los puntos, líneas y superficies que constituyen las piezas y la forma y posición mutua de la geometría ideal.

Esta diferencia de forma se denomina tolerancia de forma, y la diferencia de posición mutua se denomina tolerancia de posición, lo que se denomina colectivamente tolerancia de forma y posición.

Tolerancia de la cota: denominada abreviadamente tolerancia, se refiere al valor absoluto de la diferencia entre la cota límite máxima y la cota límite mínima.

O la diferencia entre la desviación superior y la desviación inferior. Es la variación de tamaño permitida.

Tolerancia de posición: se refiere a la variación total permitida por la posición del elemento real asociado al punto de referencia.

La tolerancia posicional es un error que limita la relación geométrica entre el elemento medido y el elemento de referencia.

Según sus diferentes relaciones geométricas, la tolerancia de posición puede dividirse en tolerancia de orientación, tolerancia de posicionamiento y tolerancia de excentricidad.

Grados de tolerancia: se refiere a los grados que determinan la precisión de las dimensiones.

La norma internacional se divide en 18 grados.

Cuanto mayor sea el rango de variación admisible (valor de tolerancia) del tamaño, menor será la dificultad de procesamiento.

IT01 a IT4 - para la producción de manómetros, calibradores de enchufe e instrumentos de medición.

IT5 a IT7 - para ajustes en aplicaciones de ingeniería de precisión, IT8 a IT11 - para mecanizado general.

IT12 a IT14 - para el tratamiento de la chapa o la estampación, IT15 a IT16 - para la fundición, el corte general, etc.

IT17 a IT18 - para la tolerancia de la dimensión de moldeo de plástico, la dimensión de contorno general de los instrumentos quirúrgicos, el trabajo en frío y la dimensión de soldadura.

Símbolo de toleranciaLa tolerancia de la dimensión es un valor absoluto sin signo.

Desviación límite = dimensión límite - dimensión básica, desviación superior = dimensión límite máxima - dimensión básica, desviación inferior = dimensión límite mínima - dimensión básica.

Cuando las dimensiones básicas son las mismas, cuanto menor sea la tolerancia dimensional, mayor será la precisión dimensional.

La tolerancia de cota es igual a la diferencia entre la cota límite máxima y la cota límite mínima o igual a la diferencia entre la desviación superior y la desviación inferior.

¿Cómo determinar las tolerancias de las chapas?

La tolerancia de la pieza se refiere a las dimensiones sin indicaciones de tolerancia en el diseño y la fabricación de las piezas.

También se refiere a aquellas dimensiones que no están incluidas en la cadena de dimensiones y que no tienen un impacto directo en las propiedades de ajuste.

A partir de la definición de tolerancia, la tolerancia de la pieza tiene una importante influencia en el ajuste dimensional de las piezas en el diseño mecánico.

Si la tolerancia de la pieza no se puede seleccionar correctamente, la cadena de dimensiones del diseño de la pieza estará incompleta.

En el proceso de marcado de la tolerancia, algunas piezas con requisitos de menor precisión pueden utilizar tolerancias generales.

Si los requisitos de precisión son elevados, la tolerancia se especificará detalladamente en el diseño mecánico.

Asegúrese de que la tolerancia de la pieza puede satisfacer las necesidades reales.

La función de una pieza determina el tamaño, la forma, la ubicación y otros requisitos de sus elementos correspondientes.

La selección del grado de tolerancia debe garantizar los requisitos de diseño y calidad de las piezas.

También hay que tener en cuenta el coste de procesamiento, el rendimiento del producto, la función, la vida útil y el consumo de combustible.

Formado o doblado+/- 0,508 mm (0,020")
Doblar hacia el agujero o la característica+/-0,254 mm (0,010")
Diámetros con inserciones+/-0,0762 mm (0,003")
Angularidad+/- 1°
Agujeros+/-0,127 mm (0,005")
De borde a borde±0,127 mm (0,005")
Borde del agujero±0,127 mm (0,005")
De agujero a agujero±0,127 mm (0,005")
Agujero para el hardware±0,254 mm (0,010")
Borde al hardware±0,254 mm (0,010")
De hardware a hardware±0,381 mm (0,015")
Doblar al agujero±0,381 mm (0,015")
Doblar al hardware±0,381 mm (0,015")
Doblar hasta el borde±0,254 mm (0,010")
Doblar para doblar±0,381 mm (0,015")
PAUTAS DE TOLERANCIA

¿Cómo hacer un análisis de tolerancia?

Los métodos de análisis de tolerancia son principalmente unidimensionales y tridimensionales.

El método unidimensional no necesita comprar software, por lo que el coste es bajo, mientras que el método tridimensional cuesta más.

También hay dos métodos diferentes para el análisis de la tolerancia unidimensional, uno es el caso peor y el otro es el método de la raíz cuadrada media (RSS).

El segundo método pertenece a la categoría de los métodos estadísticos, mientras que el método de los límites es relativamente sencillo.

Límite superior de la dimensión USL: 10,2+10,2+10,2+10,2+10,2=51

Límite inferior de la dimensión: 9,8+9,8+9,8+9,8=49, por lo que el rango de fluctuación de la dimensión D es de 49~51

El método de límite es la acumulación directa de cada límite de tamaño, mientras que el método estadístico es considerar la probabilidad de cada tamaño para calcular la probabilidad de cada tamaño después de la acumulación.

Si queremos utilizar el método de la probabilidad para analizar, necesitamos conocer la probabilidad respectiva de cada dimensión.

La siguiente es la probabilidad de distribución de la dimensión A. Si es un proceso estable, entonces debe ser una distribución normal.

Entonces necesitamos conocer la distribución global, y necesitamos conocer los dos parámetros de la distribución normal, la media y la desviación estándar.

La desviación estándar describe el estado discreto de una distribución. Es una medida de la dispersión media de un grupo de datos.

La desviación estándar es grande, lo que indica que hay una gran diferencia entre la mayoría de los valores y el valor medio.

La pequeña desviación estándar indica que la diferencia entre la mayoría de los valores y la media es pequeña.

Tras conocer el valor medio y la desviación estándar, podemos ver la distribución de esta dimensión.

Como se muestra en la figura anterior, el valor medio es 10 y la desviación estándar es 0,067.

Si se acumulan dos dimensiones, el valor medio es el mismo, y la desviación estándar es diferente, entonces la distribución acumulativa es completamente diferente.

Los resultados serán diferentes si el estado de distribución de la fluctuación de la dimensión es diferente.

La definición original de la tolerancia es la vía de la definición del límite, que no puede describir bien una distribución.

Se necesitan dos parámetros para describir una distribución, el valor medio y la desviación estándar.

Para asociarse con la tolerancia del intervalo original, es necesario introducir otro parámetro, el CPK.

Para simplificar la descripción, suponemos que el centro no se desplaza, CP=CPK.

Como se muestra en la siguiente figura, con un rango de tolerancia y CP, se puede conocer la desviación estándar. Si se añade el valor medio, se puede determinar la distribución normal.

La siguiente tabla muestra el nivel sigma correspondiente a CP (CPK). CP (CPK) 2 significa 6 sigmas, y CP (CPK) 1,67 significa 5 sigmas.

Cuando conocemos el CP (CPK), podemos obtener el nivel sigma, y conocemos la distribución normal.

Por lo tanto, el valor medio, el rango de tolerancia y el CP (CPK) deben conocerse durante el análisis de tolerancia.

Si conocemos la distribución de todas las dimensiones en la cadena de dimensiones, tenemos que calcular la distribución de la variación total.

Necesitamos la fórmula de cálculo de RSS(Root Sum Square), es decir, el cuadrado de la desviación estándar de la distribución normal de la desviación estándar global es igual a la suma cuadrada de la desviación estándar de cada sub-distribución.

Por lo tanto, la desviación estándar de cada dimensión=el nivel sigma correspondiente a la tolerancia/CP, como se muestra en la figura siguiente σ expresa la desviación estándar.

σ²= (tolerancia/ sigma del proceso) ²

El apilamiento diferente σ² es la distribución total de la desviación estándar global σ²

Por último, se puede utilizar una plantilla de Excel para aplicar el proceso de análisis.

Rellene los parámetros relevantes de cada dimensión en la tabla de la plantilla para obtener los resultados de apilamiento de la desviación estándar global.

Conclusión

Este blog presenta los conocimientos básicos de la tolerancia en chapa metálica y cómo realizar el análisis de la tolerancia.

El diseño de las piezas es cada vez más complejo y, en consecuencia, la tolerancia es cada vez más estricta.

Para conseguir la tolerancia de la chapa en el diseño de las piezas, los fabricantes necesitan utilizar máquinas precisas para la producción.

ADH cuenta con 20 años de experiencia en la fabricación de máquinas de procesamiento de chapa.

Nuestros productos incluyen frenos de prensa, máquinas cizallas, máquinas de corte por láser de fibraetc.

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Preguntas Frecuentes

¿Qué es la tolerancia de planicidad de la chapa?

La planitud es un concepto de tolerancia de forma. El símbolo de la planitud es un círculo (○), que es un índice que limita la variación del círculo real con respecto al círculo ideal.

Es un requisito para el contorno circular de las piezas con superficies cilíndricas (incluidas las superficies cónicas y esféricas) dentro de una sección normal (un plano perpendicular al eje).

¿Qué es la tolerancia estándar de la chapa metálica?

Una tolerancia estándar es cualquier tolerancia enumerada en una norma internacional para determinar el tamaño de la zona de tolerancia.

La tolerancia estándar se divide en grados de tolerancia, unidades de tolerancia y dimensiones básicas.

En general, las tolerancias estándar se dividen en 18 grados.

En el caso de las piezas con un tamaño determinado, cuanto más alto sea el nivel de tolerancia estándar, menor será el valor de la tolerancia estándar y mayor será la precisión del tamaño.

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