Los ejemplos de tolerancia unilateral se observan generalmente en Procesos de fabricación intercambiables, especialmente donde se requieren ajustes de precisión.
A Tolerancia unilateral básicamente significa un tamaño nominal y una tolerancia positiva o negativa. En Tolerancia Unilateral, la variación de tamaño permitida es solo en una dirección, puede ser positiva o negativa y también se permite el valor cero.
Tolerancia o la variación permisible de la dimensión siempre se permite durante el mecanizado de un componente de acoplamiento o cualquier pieza de ingeniería para evitar un alto costo y un consumo prolongado.
La desviación permisible de la dimensión real de una pieza coincidente sin obstaculizar ninguna precisión funcional y útil para el trabajo real se conoce como tolerancia.
La zona de tolerancia indica la diferencia entre el límite superior e inferior de desviación.
Hay diferentes tipos de tolerancias están enlistados debajo:
- Tolerancia unilateral
- Tolerancia bilateral
- Tolerancia compuesta
- Tolerancia geométrica
Aquí vamos a discutir principalmente sobre Tolerancia Unilateral
El diagrama nos muestra que la tolerancia se encuentra solo en un lado del tamaño básico. Puede estar por encima o por debajo de la dimensión nominal.
A continuación se dan algunos ejemplos de Tolerancias Unilaterales para tener una idea clara:
- 12.0 mm +0/+0.5 mm
- 5.5″ +0.010″/+0.015″
- 5.325″ +0/-0.002″
- 7.1 mm -0.5/-0.6 mm
Los ejemplos anteriores se pueden ilustrar detalladamente de la siguiente manera:
| Medida nominal | Tolerancia inferior | Tolerancia superior |
| 12.0 mm | 12.0 mm | 12.5 mm |
| 5.5 " | 5.51 " | 5.515 " |
| 5.325 " | 5.325 " | 5.323 " |
| 7.1 mm | 6.6 mm | 6.5 mm |
¿Qué es la tolerancia unilateral?
durante mecanizado de piezas acopladas Tolerancia Unilateral ayuda a los operadores a calcular la desviación de una manera fácil y sencilla.
En la tolerancia unilateral, la variación del perfil original solo se permite en una dirección, es decir, los límites de tolerancia se encuentran solo por encima o por debajo del tamaño básico. Aquí la variación en la dimensión está permitida solo en una dirección, no en ambas direcciones.
Tolerancia unilateral es el más utilizado especialmente en el caso de ajustes de precisión debido a su simplicidad en la determinación de las desviaciones.
Ejemplo de Tolerancia Unilateral para mecanizar un eje:
Aquí tratamos de lograr un diámetro de 25 cm, conocido como tamaño básico o nominal. Se permite una desviación del tamaño básico de +0.02 cm como límite superior y +0.01 cm como límite inferior. Aquí, la variación de la dimensión solo se permite en dirección positiva o por encima del tamaño básico.
Tamaño básico: 25 cm
Límite superior: 25+.02=25.02cm
Límite inferior: 25+.01=25.01cm
¿Cómo calcular Cpk para Tolerancia Unilateral?
Las tolerancias unilaterales o de un solo lado imponen solo un límite superior o un límite inferior en el proceso, y dejan la especificación sin límites en el otro lado.
Los índices de capacidad del proceso Cp y Cpk se pueden calcular utilizando las siguientes fórmulas:
Cp = USL-LSL/6σ
Donde USL = Límite de especificación superior
LSL=Límite de especificación inferior
El índice de capacidad del proceso Cpk se utiliza en la industria manufacturera para calcular la capacidad del proceso para cumplir con las expectativas de los clientes. En este mundo competitivo para sostenerse en el mercado el buen conocimiento del valor de Cp y Cpk es una estrategia poderosa.
En general, cuanto mayor sea el valor de Cpk, mejor será el producto o proceso, lo que significa que el proceso o el producto tiene una mayor capacidad para satisfacer a los clientes. En otras palabras, una mejora en el proceso da como resultado un valor de Cpk más alto.
Cpk se calcula determinando la diferencia entre el valor medio y la especificación (superior e inferior), luego esta diferencia se divide por 3 x desviación estándar. El valor obtenido indica la capacidad del proceso, mayor valor significa mejor producto o proceso.
Cpk=Zmín/3
Zmin=Menor de Zupper o Zlower
Zupper=[(USL-Mean)/sigma estimado*]
Zinferior=[(Mean-LSL)/Sigma estimado*]
Sigma estimado=rango promedio/d2
En caso de Unilateral Tolerancia, solo tenemos una especificación o tolerancia, ya sea tolerancia superior o tolerancia inferior. Por ejemplo, en nuestro ejemplo, solo tenemos un valor de tolerancia superior, pero no una tolerancia inferior.
En este caso podemos optar por dos opciones.
- Considerando LSL como 0
- Falta la especificación o tolerancia inferior y el cálculo se realiza sin tenerlo en cuenta.
Deje aquí USL = 0.5
Y sigma estimado = 0.15
En el caso del 1st opción,
Consideramos LSL=0
Zsuperior = [0.5-0.0025/0.15] = 3.316
Zinferior = [0.0025-0/0.15] = 0.01667
Zmin = 0.01667
Cpk = 0.01667/3 = 0.005
Este valor de Cpk, es decir, 0.005, no puede satisfacer a un cliente.
En el caso de la 2ª opción,
Aquí asumimos que falta una especificación o tolerancia más baja, sin LSL, obviamente también falta un valor Z más bajo.
Zupper=3.316(desde arriba)
Cpk=3.316/3=1.10
Un Cpk de 1.10 es más realista que uno de 0.005.
Del ejemplo anterior, está claro que Cpk se puede calcular cuando solo existe una desviación, utilizando solo la especificación disponible y la otra especificación se considera faltante. Ahora considere el límite superior (Zsuperior) o el límite inferior ( Zinferior).
Si consideramos la especificación inferior como cero, dará un valor de Cpk más bajo, lo que no es recomendable.
¿Cómo convertir Tolerancia Unilateral a Tolerancia Bilateral?
A tolerancia bilateral es más Y menos mientras que una tolerancia unilateral es una ventaja OR menos tolerancia.
En el caso de la tolerancia bilateral, se permite la variación del perfil real en ambas direcciones, mientras que en el caso de la tolerancia unilateral, la variación solo se permite en una dirección.
Consideremos un ejemplo de Tolerancia Unilateral es
Aquí Talla básica: 40.0
Tolerancia superior: 40.0+0.0=40.0
Tolerancia inferior: 40.0-0.5 = 39.5
Ahora, si tratamos de convertir esta Tolerancia Unilateral en Tolerancia Bilateral, entonces será:
Dividir la tolerancia total por 2, -0.5/2= -0.25
Determinar la dimensión media, 40.0-0.25= 39.75
Ahora escriba como una tolerancia bilateral,
Para esta nueva forma bilateral
Talla básica: 39.75
Tolerancia superior: 39.75+.25=40.0
Tolerancia inferior: 39.75-0.25 = 39.5
Podemos convertir la tolerancia Unilateral en Tolerancia Bilateral manteniendo la misma zona de Tolerancia e incluyendo la tolerancia +ve y –ve.
¿Cómo encontrar la tolerancia unilateral?
La tolerancia unilateral es una tolerancia dispuesta de manera desigual donde las desviaciones se encuentran solo en una dirección del tamaño nominal.
La tolerancia unilateral consta de un tamaño nominal o tamaño básico y una desviación positiva o negativa. Usando estos valores podemos calcular fácilmente la Tolerancia Unilateral dada para un componente.
Considerando un ejemplo de Tolerancia Unilateral,
1)
Tamaño básico: 25 cm
Límite superior: 25+.02=25.02cm
Límite inferior: 25+.01=25.01cm
Zona de tolerancia=25.02-25.01=0.01 cm
2)
Tamaño básico: 25 cm
Límite superior: 25-.01=24.90cm
Límite inferior: 25-.02=24.80cm
Zona de tolerancia=24.90-24.80=0.10 cm
Soy Sangeeta Das. He completado mi Maestría en Ingeniería Mecánica con especialización en Motores IC y Automóviles. Tengo alrededor de diez años de experiencia en la industria y el mundo académico. Mi área de interés incluye motores IC, aerodinámica y mecánica de fluidos. Puedes alcanzarme en