Pe un desen de execuție, o cotă rareori este un singur număr. Lângă ea apare un interval, o pereche de abateri sau un cod format din literă și cifră. Cine citește greșit acel cod produce piese care nu intră unde trebuie sau, la fel de costisitor, piese prelucrate mult mai fin decât era nevoie. Diferența dintre cele două erori este că prima se vede imediat, la montaj, iar a doua se vede abia în costul pe reper, la sfârșitul lunii.
Sistemul de toleranțe și ajustaje este, în esență, o convenție care permite ca doi oameni din două ateliere diferite să înțeleagă același lucru dintr-un desen. Merită înțeles nu doar de proiectanți, ci și de cei care programează mașinile, de cei care măsoară și de cei care negociază prețul unei piese cu un furnizor.
Cota nominală, abaterile și câmpul de toleranță
Orice cotă are trei componente. Cota nominală este valoarea teoretică, cea scrisă mare: 40 mm. Abaterile sunt cele două valori care spun cât de mult are voie piesa să se abată de la nominal, de exemplu +0,025 și 0. Câmpul de toleranță este distanța dintre limita superioară și cea inferioară — în exemplul dat, 0,025 mm, adică 25 de microni.
Notațiile pe care le vezi în practică sunt trei. Prima este abaterea explicită, scrisă ca 40 +0,025 / 0. A doua este intervalul direct, 40,000–40,025. A treia, cea care derutează, este notația ISO cu literă și cifră: 40 H7. Litera indică poziția câmpului de toleranță față de linia zero, iar cifra indică mărimea lui, adică precizia. Literele mari se folosesc pentru alezaje (găuri, interior), literele mici pentru arbori (exterior). Așa se explică perechea H7/g6, care descrie o gaură și un arbore.
Litera H are un rol special: pentru alezaje, H înseamnă că abaterea inferioară este zero, deci gaura nu poate fi mai mică decât nominalul, doar mai mare. Simetric, litera h pentru arbori înseamnă că abaterea superioară este zero. De aceea majoritatea sistemelor de ajustaje pleacă fie de la alezaj unitar (H), fie de la arbore unitar (h) — este mai ieftin să variezi doar una dintre piese.
Ce spune de fapt cifra: gradul de toleranță
Cifra din notație, numită grad de toleranță, nu corespunde unei valori fixe în milimetri. Aceeași cifră înseamnă un câmp mai larg pe o cotă mare și unul mai îngust pe o cotă mică, pentru că precizia realizabilă depinde de dimensiune. Un IT7 pe 20 mm și un IT7 pe 200 mm sunt intervale foarte diferite ca număr de microni, dar reprezintă un efort tehnologic comparabil.
Ca ordine de mărime, orientativ pentru piese de câteva zeci de milimetri: gradele IT5–IT6 țin de rectificare sau de strunjire fină pe mașini rigide și bine reglate; IT7 este pragul obișnuit pentru alezaje de rulmenți și bucșe, obținut prin alezare sau rectificare; IT8–IT9 se obțin la strunjire și frezare curentă; IT11 și peste sunt tolerențe largi, pentru cote necritice. Valorile exacte nu se rețin, se citesc din tabelele standardului aplicabil sau din manualul de proiectare al firmei — dacă lucrezi cu ele zilnic, merită să ai tabelul tipărit lângă mașină, nu căutat de fiecare dată.
Regula practică pe care o uită mulți: fiecare treaptă de precizie în plus costă. Trecerea de la IT9 la IT7 poate însemna o operație suplimentară, un alt utilaj, o altă sculă și un control mai strâns. Trecerea de la IT7 la IT5 poate însemna rectificare, deci o mașină în plus în flux și un timp de livrare mai lung. O toleranță strânsă pusă din reflex, fără o cerință funcțională reală, este una dintre cele mai scumpe greșeli de proiectare, tocmai pentru că nu se vede niciodată ca defect.
Ajustaje: cu joc, intermediare și cu strângere
Ajustajul descrie relația dintre două piese care se asamblează. Se obține din combinația dintre câmpul alezajului și cel al arborelui și se împarte în trei categorii.
- Ajustaj cu joc — arborele este întotdeauna mai mic decât alezajul, indiferent unde cad ambele în câmpul lor. Se folosește acolo unde piesele trebuie să se rotească sau să gliseze una față de alta: H7/g6 pentru o ghidare precisă, H8/f7 pentru un lagăr de alunecare obișnuit, H11/c11 pentru montaje grosiere unde contează doar să intre.
- Ajustaj intermediar — în funcție de unde cad efectiv cele două piese în câmpurile lor, poate rezulta un joc mic sau o strângere mică. Tipic H7/k6 sau H7/j6. Se folosește pentru centrări precise care trebuie totuși demontabile, de obicei cu un element separat care preia momentul, cum ar fi o pană.
- Ajustaj cu strângere — arborele este întotdeauna mai mare decât alezajul, iar montajul se face prin presare sau prin dilatare termică. H7/p6 sau H7/s6 sunt uzuale. Aici transmiterea momentului se face prin frecare, iar demontarea este dificilă și adesea distructivă.
Alegerea nu se face după intuiție, ci după ce trebuie să facă îmbinarea: se rotește, transmite moment, se demontează la mentenanță, suportă variații mari de temperatură. Un rulment montat pe un arbore cu ajustaj greșit se va încălzi, va face zgomot și se va uza rapid, iar cauza nu va fi evidentă la prima analiză. Când astfel de probleme se repetă, ele ajung de obicei să fie tratate ca defecte de montaj, deși originea lor este în desen; o analiză structurată de tipul celei descrise în articolul despre cum se aplică FMEA într-o fabrică pentru a preveni defecte le prinde mult mai devreme.
Ce verifici efectiv la recepția pieselor
O cotă tolerată nu are valoare dacă nu poate fi măsurată repetabil. Regula empirică folosită curent este ca instrumentul să aibă o rezoluție de aproximativ zece ori mai fină decât câmpul de toleranță verificat. Un șubler cu rezoluție de 0,02 mm nu are ce căuta la verificarea unei cote cu toleranță de 0,025 mm — vei respinge piese bune și vei accepta piese rele, în proporții pe care nu le poți estima.
De aceea, înainte de a discuta dacă lotul este conform, verifică sistemul de măsurare: instrument etalonat și în termen, temperatura pieselor apropiată de cea a laboratorului (oțelul se dilată vizibil la scara microniilor), aceeași metodă de măsurare la tine și la furnizor, punct de măsurare definit pe desen. Foarte multe litigii de calitate cu furnizorii nu sunt despre piese, ci despre metode de măsurare diferite. Când constatarea este totuși reală, ea se documentează formal, așa cum se descrie în ghidul despre cum se completează corect un raport de neconformitate, cu valori măsurate și metoda folosită, nu cu formulări generale.
Un ultim detaliu care schimbă interpretarea întregului desen: toleranțele dimensionale nu controlează forma și poziția. O gaură poate fi perfect în interval ca diametru și totuși inutilizabilă pentru că axa ei este înclinată sau decalată față de suprafața de referință. Pentru aceasta există toleranțele geometrice — coaxialitate, perpendicularitate, planeitate, bătaie — notate separat, în casete. Dacă desenul primit de la client conține astfel de casete și în atelier nu le citește nimeni, discuția despre calitate va fi purtată tot timpul pe cotele greșite. Când ai dubii asupra unei cote critice, cel mai ieftin lucru pe care îl poți face este să suni proiectantul înainte de a începe prelucrarea, nu după.
