Tolerancias y ajustes en cachas de cuchillo: qué indicar y qué dejar general

Entregue un plano a cinco talleres y las cotizaciones variarán en un factor de dos. Casi toda esa dispersión son las tolerancias. No porque los talleres discrepen sobre la dificultad, sino porque un plano con cuarenta indicaciones ajustadas obliga a cada uno a cotizar inspección y desecho que no deberían necesitar.

Esto es lo que realmente necesita ser ajustado en una cacha de cuchillo y lo que no.

Las características que controlan el ajuste

Posiciones de los agujeros de tornillo. Esta es la principal. Las cachas se atornillan a un liner o a un bastidor, y si el patrón está desviado, la cacha queda saliente de un lado o los tornillos se atascan. Indique la posición verdadera respecto a una referencia declarada, típicamente dentro de 0,05 mm. Tolerancia de posición, no más-menos en cada coordenada: la diferencia importa y es más barata de cumplir.

Profundidad del avellanado. Las cabezas de tornillo salientes son el defecto más visible en un cuchillo terminado. Tolerancia quizá de ±0,05 mm en la profundidad; el diámetro puede ser más holgado.

Espesor total en la cara de contacto. Determina si la cacha queda enrasada. ±0,05 mm suele bastar. Observe que es el espesor en la cara, no el espesor máximo incluyendo un contorno.

Cualquier superficie que se indexe contra el liner. Si hay un escalón, un rebaje o un saliente de ubicación, es una característica de ajuste. Todo lo demás en la cara posterior es estético.

Taladro de holgura del pivote, si existe. Necesita dar holgura, no ajustarse. Dele una tolerancia generosa por el lado grande.

Lo que no necesita ser ajustado

El perfil exterior. El contorno. Los anchos de chaflán. Las profundidades de cavidad que existen para aligerar. La geometría de la rampa del pulgar. Todo esto se siente más que se mide, y nada de ello se acumula en un ensamblaje.

Déjelos al cuadro de tolerancias generales. ISO 2768 media es el valor por defecto sensato y es lo que la mayoría de los talleres asumen cuando un plano calla, lo cual está bien en un contorno y es desastroso en un patrón de tornillos, y por eso mismo se indica explícitamente el patrón de tornillos.

Por qué la tolerancia ajustada cuesta dinero

Cuatro costes separados, por lo que el multiplicador sorprende:

1. Mecanizado más lento. Pasadas de acabado más ligeras, y más numerosas.
2. Mejores herramientas, reemplazadas antes. Una herramienta desgastada que aún produce una superficie estética aceptable no mantendrá una dimensión ajustada.
3. Más inspección. Una indicación de 0,02 mm suele significar CMM en lugar de calibre, lo que supone tiempo por pieza.
4. Desecho. Piezas que se habrían enviado ya no lo son.

Cada uno es modesto. Juntos son la diferencia entre una cotización viable y una que se discute.

Referencias

Declare una. Un plano con tolerancias y sin esquema de referencias es ambiguo, y el taller elegirá una referencia que convenga a su sujeción, que puede no ser la cara que importa a su ensamblaje.

Para una cacha, la elección habitual es la cara de contacto plana como referencia primaria y un agujero de tornillo como secundaria. Dígalo en el plano.

Acabado superficial

Ra 1,6 micrómetros es una superficie normal de mecanizado y es sobre la que van la mayoría de los acabados. Ra 0,8 cuesta dinero real y solo vale la pena bajo un pulido. Nada por debajo es un requisito EDC.

Observe que el proceso de acabado cambia la superficie de todos modos: el stonewash y el granallado borran ambos la textura de mecanizado. Indicar un Ra fino en una cara que será granallada es quemar dinero.

Pares emparejados

Si las cachas izquierda y derecha deben ser simétricas a la vista, dígalo, y pida que se produzcan e inspeccionen como par y no como dos números de pieza. Dos cachas individualmente dentro de tolerancia pero en extremos opuestos del rango pueden verse visiblemente desparejadas en el cuchillo terminado.

La regla

Indique las tres o cuatro dimensiones que controlan el ensamblaje. Deje el resto general. Declare una referencia. Esa sola disciplina quita de un quince a un veinte por ciento de una cotización EDC típica sin cambiar nada que un cliente vaya a notar. Envíe el plano y le diremos qué indicaciones no sirven de nada. Relacionado: cómo redactar una solicitud de cotización que un taller pueda cotizar.

ISO 2768 en la práctica

La mayoría de los planos EDC se apoyan en un cuadro de tolerancias generales, lo digan o no. ISO 2768 es la norma que lo define, y conocer los valores ayuda a juzgar si el valor por defecto es adecuado.

Para dimensiones lineales, ISO 2768 media (m) da aproximadamente:

Tamaño nominal	Desviación permitida
0,5 a 3 mm	±0,1 mm
3 a 6 mm	±0,1 mm
6 a 30 mm	±0,2 mm
30 a 120 mm	±0,3 mm

ISO 2768 fina (f) es aproximadamente la mitad de esos valores. Para piezas EDC, 2768-f es un valor por defecto razonable: está bien dentro de lo que cualquier taller competente mantiene sin esfuerzo especial, y mantiene las dimensiones estéticas más ajustadas que la media sin disparar el coste de inspección.

Escriba la clase en el plano: «Tolerancias generales ISO 2768-f salvo indicación contraria». Una línea, y elimina una ambigüedad que de otro modo resuelve quien esté programando.

Posición verdadera frente a más-menos

Para un patrón de tornillos, una tolerancia más-menos en las coordenadas X e Y crea una zona de tolerancia cuadrada. La posición verdadera crea una redonda.

La zona redonda es mayor en área para el mismo error máximo, lo que significa que el taller dispone de más tolerancia utilizable para el mismo resultado funcional. Es a la vez más correcta y más barata de cumplir. Úsela para patrones de agujeros.

Una indicación como «posición 0,1 mm de diámetro, referencia A-B» es más útil, más estándar y menos cara que «±0,05 en X e Y».

Acumulación de tolerancias

El fallo que sorprende a la gente: todas las dimensiones están dentro de tolerancia y el ensamblaje aun así no funciona.

Una cacha, un liner y un tornillo llevan cada uno tolerancia. Si el avellanado de la cacha está en el lado poco profundo, el liner en el lado grueso y la cabeza del tornillo en el lado alto, la cabeza sobresale aunque nada esté fuera de especificación.

Dos mitigaciones:

1. Haga la aritmética antes de liberar el plano. Sume las desviaciones del peor caso en las características que se acumulan y compruebe si el resultado aún funciona.
2. Ajuste solo la característica que domina. Normalmente es la profundidad del avellanado. Ajustar una dimensión a la mitad es más barato que ajustar cuatro a una cuarta parte.

Planitud, y por qué las cachas se alabean

La planitud es una tolerancia de forma, separada del espesor. Una cacha puede tener exactamente 3,00 mm de espesor en todas partes y aun así estar visiblemente curvada.

Ocurre porque el material retirado de forma desigual de una placa laminada libera tensiones residuales. Las soluciones son placa con alivio de tensiones (temple T651, vea 6061 frente a 7075), una operación de alivio de tensiones entre el desbaste y el acabado, o mecanizar la pieza de forma simétrica para que la tensión se libere de manera uniforme.

Si la planitud de la cara de contacto importa, indíquela explícitamente: «planitud 0,05 en toda la cara de contacto». Sin indicación, nadie la comprueba.

Agujeros roscados

Dos cosas que conviene declarar en lugar de suponer:

Clase de rosca. 6H es el ajuste interno estándar y el valor por defecto sensato. Indíquelo.

Profundidad de rosca completa frente a profundidad de taladro. Un agujero ciego tiene una rosca incompleta en el fondo. Si su tornillo necesita cinco filetes completos de engrane, especifique la profundidad de rosca completa, no la profundidad del agujero.

Redactar el plano

Un plano EDC viable tiene:

• Un cajetín con nombre de pieza, revisión, material, acabado y unidades
• Una nota de tolerancias generales que nombre ISO 2768-f
• Un esquema de referencias, normalmente la cara de contacto más un agujero
• Tres o cuatro dimensiones marcadas como críticas, con tolerancias reales
• Todo lo demás acotado pero sin tolerancia, sujeto al cuadro general
• Una nota sobre la condición de aristas y si las dimensiones son antes o después del acabado

Cabe en una hoja y es una especificación completa. Envíelo con el STEP; vea qué archivo CAD enviar.

FAQ

¿Qué tolerancia puede mantener realmente un buen taller? Habitualmente ±0,02 mm en una característica bien apoyada con sujeción adecuada. ±0,005 mm es alcanzable con verificación CMM y rectificado, con un coste real. La cuestión nunca es qué es posible, sino qué merece la pena pagar.

¿Debo tolerar el contorno? No. Dele una tolerancia de perfil si realmente importa para el ajuste; si no, déjelo al cuadro general. El contorno se siente, no se mide.

¿Qué tan ajustado debe ser el diámetro del agujero de tornillo? Holgado. Un agujero de paso debe dar holgura. Lo que importa es la posición, no el diámetro.

¿Y si no sé qué dimensiones son críticas? Describa el ensamblaje en su lugar: «esta cara se apoya contra el liner, estos agujeros reciben tornillos M2 hasta el bastidor». Cualquier taller competente identificará las características críticas a partir de eso y se lo dirá. Es una mejor descripción que adivinar tolerancias.

¿Una tolerancia más ajustada mejora la calidad? Solo en las características que controlan la función. En todo lo demás aumenta el coste y el desecho sin cambiar nada que un cliente perciba.

¿Puedo aflojar las tolerancias tras la primera pieza? Sí, y vale la pena. Si la primera pieza muestra que el taller mantiene una dimensión con comodidad, aflojar la indicación en la serie de producción puede reducir el coste de inspección. Pregunte.