La clase de producto A es una clase de tolerancia, no una clase de calidad

Lo que las clases controlan realmente

ISO 4759-1:2000 (segunda edición, confirmada por ISO en 2022) abarca pernos, tornillos, espárragos y tuercas de las clases de producto A, B y C, con los tornillos autorroscantes en clase A. El apartado 1 expone el significado sin rodeos: la clase de producto indica la magnitud de las tolerancias, siendo A la más precisa y C la menos.

Lo que abarca:

• Entrecaras de la cabeza o de la tuerca, entrearistas, altura de llave
• Altura de cabeza, diámetro de la caña, longitud total, longitud roscada
• Dimensiones de la cara de apoyo
• Rectitud, posición, coaxialidad y salto total
• Y la clase de tolerancia de rosca que debe usarse (véase más abajo)

La parte de defectos superficiales merece abrirse, porque no funciona como espera un inspector. ISO 6157-1 clasifica los defectos según cómo se formaron y no según su tamaño, de modo que un tipo de grieta está prohibido a cualquier tamaño y otro se admite hasta un diámetro de rosca completo.

Las clases no se amplían en orden

Esta es la parte que vale la pena conocer, y es la suposición que teníamos mal. La disposición del apartado 3.1.1 no es un escalado uniforme:

Pongamos números reales. Para un elemento de fijación de cabeza hexagonal M10, con entrecaras nominal s = 16, altura de cabeza nominal k = 6,4 y longitud nominal l = 50:

Esas cifras coinciden con las normas de producto vigentes: ISO 4014:2022 da para M10 en clase A s = 16,00/15,73 y k = 6,22–6,58, mientras que ISO 4016:2022 da para M10 en clase C s = 16,00/15,57 y k = 5,95–6,85.

Sí llega a la rosca

El resumen cómodo es que ISO 965 rige la rosca e ISO 4759 todo lo demás. Es una simplificación útil, pero no del todo correcta. El apartado 3.1.2 de ISO 4759-1 asigna directamente la clase de tolerancia de la rosca exterior:

Esa excepción es la razón por la que conviene describir los dos ejes como distintos más que como independientes. Un elemento de clase C en 8.8 no lleva la clase de rosca holgada que su clase de producto implicaría de otro modo. Las normas de producto y de recubrimiento pueden fijar otras clases a su vez; lo que un recubrimiento le hace al diámetro de paso se explica en recubrimiento y tolerancia de rosca.

No hay clase por defecto

«Si el plano no dice nada, es clase A» no es una regla. No existe un valor por defecto universal para los elementos de fijación. El orden de determinación es:

1. La norma de producto citada en el plano o el pedido: ISO 4762, ISO 4014, ISO 4016, etc.
2. La clase de producto que esa norma especifica
3. Las tolerancias correspondientes que toma de ISO 4759-1
4. Y cuando la norma de producto e ISO 4759-1 discrepan, el apartado 1 da prioridad a la norma de producto

Qué clase lleva cada norma habitual:

En ISO 4014 e ISO 4017, la clase A se aplica a d = M1.6 hasta M24 con longitud nominal no superior a 10d o 150 mm, lo que sea menor; por encima se aplica la B.

Cuatro errores frecuentes

1. «A es más resistente.» No. La resistencia la rige ISO 898-1, donde 8.8 significa una resistencia nominal a la tracción de 800 MPa y una relación nominal de límite elástico de 0,8, lo que da un límite elástico nominal de 640 MPa. La clase de producto no aparece en ese sistema.
2. «Más estrecho es mejor, así que especifiquemos A.» A solo significa bandas de tolerancia más pequeñas. La decisión de ingeniería es una norma de producto adecuada para el montaje, el apriete con llave, el posicionamiento y la carga, no la más estrecha disponible. Entre los costos de sobreespecificar están los artículos que no se tienen en stock, proveedores que deben adaptar utillaje, clasificar o añadir mediciones, tamaños largos y grandes sin stock normalizado en clase A, y una especificación incompatible con una norma de producto que convierte la pieza en una especial no normalizada.
3. «A cuesta más.» No hay un porcentaje general citable, y la dirección puede invertirse: una pieza normalizada de clase A fabricada en gran volumen puede ser más barata que una pieza poco común de clase C, porque el stock y el volumen de producción pueden pesar más que la propia clase de tolerancia.
4. «C es una clase de rechazo.» No. Es una clase legítima con sus propias normas: ISO 4016 e ISO 4018 son clase C por definición, no por fallo. La construcción metálica y la ingeniería general la usan deliberadamente.

Uno más que estuvimos a punto de escribir: una cabeza demasiado grande para entrar en un cajeado cilíndrico no es una consecuencia típica de elegir la clase C. La entrecaras usa una tolerancia h, así que se desvía hacia valores negativos. La interferencia suele deberse a un tipo de cabeza equivocado, una norma de producto equivocada, una diferencia de entrecaras entre DIN e ISO, o un cajeado diseñado sin comprobar la envolvente máxima; véase dos sistemas de designación.

Qué es realmente esa entrecaras, y por qué no puede deducirse de la rosca, es una tabla y no una fórmula: la relación con la rosca cambia de sentido entre M5 y M6, y la entrearistas mínima queda por debajo de la de un hexágono de aristas vivas.

El resto de la familia

ISO 4759-3:2016 (cuarta edición) abarca arandelas de las clases de producto A, C y F, para diámetros nominales de 1 a 150 mm. Su redacción es más clara que la de la parte 1: una clase de producto es un intervalo de tolerancia especificado relativo a características dimensionales y geométricas, con F para fina, A para precisa y C para tolerancias grandes.

ISO 4759-2:1979 abarcaba pernos, tornillos y tuercas de 1 a 3 mm en clase de producto F para mecánica de precisión. Fue anulada el 14 de enero de 1999, y la página de ciclo de vida de ISO no indica sustituta, por lo que debe describirse como anulada sin sucesora designada por ISO, no como reemplazada por la parte 1.

Qué poner en el plano

1. Cite la norma de producto con número y año. Con ella va la clase, y es la que prevalece.
2. No especifique una clase que contradiga la norma citada. ISO 4016 es clase C; pedir «ISO 4016 clase A» crea una pieza especial, no una pieza mejor.
3. Compruebe el límite antes de suponer A. En pernos y tornillos de cabeza hexagonal, A termina en M24 o 10d, lo que llegue primero.
4. Si una característica geométrica importa de verdad, indíquela. En una M10, el salto de la cara de apoyo en clase C es el doble que en A y B; si eso importa a su unión, conviene especificarlo en lugar de inferirlo.
5. Mantenga la resistencia aparte. La clase de resistencia es otra línea del plano y no se deriva de la clase de producto.

Con qué se relaciona

Cómo leer el resto de una designación se explica en qué contiene una designación; qué significan los números de resistencia, en los números de las clases de resistencia; y cómo varias tolerancias dimensionales se suman en una misma unión, en acumulación de tolerancias.

Referencias

• ISO 4759-1:2000, segunda edición (confirmada en 2022): apartado 1 (significado de las clases, prioridad de la norma de producto), 3.1.1 (disposición por grupos de características), 3.1.2 (clases de tolerancia de rosca), 3.1.3 y 3.1.4 con las figuras asociadas, 3.2.2.3 (salto total de la cara de apoyo), anexo A, tablas A.1 y A.2 (valores IT y js)
• ISO 4759-3:2016, cuarta edición: arandelas, clases de producto A, C y F, de 1 a 150 mm
• ISO 4759-2:1979: anulada el 14 de enero de 1999; ISO no indica sustituta
• ISO 4762:2004 (clase A, M1.6–M64); ISO 4014:2022 e ISO 4017:2022 (clases A y B); ISO 4016:2022 e ISO 4018:2022 (clase C, M5–M64)
• ISO 965-1:2026, ISO 965-2:2024, ISO 965-3:2021: el propio sistema de tolerancias de rosca
• ISO 898-1:2013, apartado 5 y tabla 1: el sistema de designación de clases de resistencia
• Serie ISO 6157 (defectos superficiales); ISO 4042 (recubrimientos); ISO 3269 (inspección de aceptación)

La aceptación de cada pedido concreto se rige por la norma de producto que invoque su plano.

La clase de producto es además uno de los elementos con los que la norma de requisitos generales define un elemento de fijación normalizado, y uno de los dos únicos de esa lista que no llevan condición alguna. Qué más figura en la lista, y qué estado de entrega fija por defecto esa misma norma, se trata en otra página.

Véase también cómo declara una JIS su grado de correspondencia, IDT o MOD.

⚠️ Algo que está justo al lado y con lo que es fácil confundirlo. Una clase de producto no describe resistencia, pero una norma de producto sí puede decidir qué combinaciones de clase de producto y clase de resistencia normaliza. En JIS B 1180, la clase C se limita a 4.6 y 4.8 y las clases A y B a las clases de resistencia superiores, y JSA ha publicado un dictamen según el cual una nota al pie que remite a otra norma no amplía ese alcance. La nota al pie no era un permiso.

Este artículo trata el paso 6: documentación. El orden completo es sustrato, rosca, cabeza, accionamiento, acabado y documentación. El artículo inglés Specifying a screw explica por qué alterarlo genera retrabajo.

Preguntas frecuentes

¿La clase de producto A significa mejor calidad?

Significa tolerancias más estrechas en dimensiones y geometría, y nada más. ISO 4759-1 establece que la clase de producto indica la magnitud de las tolerancias, siendo A la más precisa y C la menos. No dice nada de la resistencia a la tracción, la calidad del material, el tratamiento térmico, la resistencia a la corrosión, la calidad del recubrimiento, los defectos superficiales como grietas o pliegues, ni las tasas de aceptación de lotes. Eso lo rigen, respectivamente, ISO 898-1, la serie ISO 6157, ISO 4042 e ISO 3269.

¿Las tolerancias simplemente se amplían de A a B y a C?

No, y aquí se rompe la suposición. Según el apartado 3.1.1, la caña y la cara de apoyo son estrechas en A y B y amplias en C, mientras que las demás características son estrechas en A y amplias en B y C. En un elemento de cabeza hexagonal M10, la entrecaras es idéntica en B y C, la longitud es idéntica en B y C, y el salto total de la cara de apoyo es idéntico en A y B. Solo la altura de cabeza se amplía en las tres clases. Una clase de producto es una configuración completa, no un multiplicador.

¿La clase de producto afecta a la tolerancia de la rosca?

Sí, y por eso el resumen habitual de que ISO 965 rige la rosca e ISO 4759 todo lo demás es solo una aproximación. El apartado 3.1.2 de ISO 4759-1 asigna las clases de tolerancia de la rosca exterior: 6g para las clases A y B, y normalmente 8g para la clase C, salvo que los elementos de clase C a partir de la clase de resistencia 8.8 usan 6g. Las normas de producto y de recubrimiento pueden fijar otras clases a su vez.

Si el plano no indica clase de producto, ¿es clase A por defecto?

No existe ese valor por defecto para los elementos de fijación. La determinación va de la norma de producto citada en el plano a la clase que esa norma especifica y a las tolerancias correspondientes de ISO 4759-1; y cuando la norma de producto e ISO 4759-1 discrepan, el apartado 1 da prioridad a la norma de producto. El plano de un tornillo no normalizado sin norma de producto ni especificación de tolerancias no tiene clase hasta que alguien la indique.

¿La clase A está siempre limitada a M24?

Ese límite pertenece a determinadas normas de producto, no a ISO 4759-1. En ISO 4014 e ISO 4017, para pernos y tornillos de cabeza hexagonal, la clase A se aplica de M1.6 a M24 con longitud nominal no superior a diez diámetros o 150 milímetros, lo que sea menor, y la clase B por encima. Los tornillos de cabeza cilíndrica con hexágono interior ISO 4762 son clase A hasta M64, así que la afirmación es cierta para los pernos de cabeza hexagonal y falsa como generalización.

¿La clase C es un producto de menor calidad?

No. Es una clase legítima con sus propias normas de producto: ISO 4016 e ISO 4018 son clase C por definición, no por no alcanzar algo más estrecho, y la construcción metálica y la ingeniería general la especifican deliberadamente. Tampoco la clase A cuesta necesariamente más: no hay un porcentaje general citable, y una pieza normalizada de clase A fabricada en gran volumen puede ser más barata que una pieza poco común de clase C, porque el stock y el volumen de producción pueden pesar más que la clase de tolerancia.