Aula_3_Introducao_Ajustes_Tolerancia

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Ajustes e Tolerâncias
A produção seriada de produtos industriais no século XX estimulou a redução de
preços em relação à produção artesanal, fator que determina a competitividade entre
empresas. Entretanto, é praticamente impossível fabricar peças cujas dimensões
tenham uma exatidão matemática. Imprecisões da própria máquina-ferramenta usada,
erros de centragem e fixação da peça na máquina, desgaste da ferramenta de corte,
variações de temperatura, falta de rigidez do conjunto peça-máquina-ferramenta,
entre outros fatores, obrigam a admitir certas discrepâncias entre dimensões nominais
desejadas e as dimensões efetivas observadas na peça pronta.
Para se obter, sem que haja a necessidade de se efetuar trabalhos de ajustagem,
posicionamentos corretos nos encaixes de uma máquina, por exemplo, é necessário
que as dimensões sejam mantidas dentro de uma determinada tolerância. Os
encaixes podem ser com folga ou interferência (apertado), dependendo do tipo de
produto e do tipo de serviço que será executado. A tolerância é determinada através
de erros admissíveis nas medidas nominais de uma peça (NIEMANN, 1982;
STEMMER, 1974).
Devido a esta exigência e a de obter produtos de modo mais econômico, o erro
admissível deve estar entre limites pré-fixados. O valor admissível do erro na forma ou
na dimensão da peça é função das seguintes variáveis (KIRCHOFF, 1980; NIEMANN,
1982):
a) Intercambiabilidade – É a possibilidade de se efetuar a montagem de um conjunto
sem necessidade de ajuste algum, ou seja, tomando uma peça qualquer ao acaso,
tem-se a certeza que a mesma desempenhará satisfatoriamente a função;
b) Função – Sendo a peça um elemento de um conjunto, a função que a mesma
desempenha pode ser crítica ou não e, portanto, sua fabricação requer maior ou
menor precisão;
c) Produção – Sendo a fabricação em série e de grande produção, as tolerâncias
admissíveis são controladas, visando o barateamento das peças;
d) Máquina-ferramenta – O erro admissível dependerá da qualidade e da tecnologia
empregada para a fabricação da máquina-ferramenta;
e) Operador – Qualificação e treinamento do operador podem resultar em peças bem
acabadas.
f) Instrumentos de medição – O instrumento de medição, e sua precisão, usado
para a fabricação da peça.
Ajustes e Tolerâncias
Exemplo: Pastilhas do freio de um veículo.
Tolerância Dimensional
É muito difícil executar peças com as medidas rigorosamente exatas porque todo
processo de fabricação está sujeito a imprecisões. Sempre acontecem variações ou
desvios das cotas indicadas no desenho. Entretanto, é necessário que peças
semelhantes, tomadas ao acaso, sejam intercambiáveis, isto é, possam ser
substituídas entre si, sem que haja necessidade de reparos e ajustes. A prática tem
demonstrado que as medidas das peças podem variar, dentro de certos limites, para
mais ou para menos, sem que isto prejudique a qualidade. Esses desvios aceitáveis
nas medidas das peças caracterizam o que chamamos de tolerância dimensional.
As cotas indicadas no desenho técnico são chamadas de dimensões nominais. É
impossível executar as peças com os valores exatos dessas dimensões porque vários
fatores interferem no processo de produção, tais como imperfeições dos instrumentos
de medição e das máquinas, deformações do material e falhas do operador. Então,
procura-se determinar desvios, dentro dos quais a peça possa funcionar
corretamente. Esses desvios são chamados de afastamentos.
Os afastamentos são desvios aceitáveis das dimensões nominais, para mais ou
menos, que permitem a execução da peça sem prejuízo para seu funcionamento e
intercambiabilidade.
Afastamentos
Tolerância é a variação entre a dimensão máxima e a dimensão mínima. Para obtê-la,
calculamos a diferença entre uma e outra dimensão.
Tolerância
A tolerância admissível aumenta com a dimensão nominal, isto é, quanto maiores as
dimensões, em geral, maior poderá ser a tolerância para produtos. Na verdade, a
eficiência de uma peça em um produto está associada ao desempenho que o mesmo
deverá ter em relação as suas condições de trabalho (estanqueidade, velocidade,
rotação e etc). A tolerância admissível varia aproximadamente com a raiz cúbica da
dimensão nominal, ou seja, 3D. Assim, a unidade internacional de tolerância, cujo
símbolo é “i”, é dada em micrometro [μm], cujo valor é obtido da relação (NIEMANN,
1982; STEMMER, 1974):
Em que “D” entra em milímetros e “i” em micrometro. 
O segundo termo da relação só passa a ser expressivo para dimensões pequenas.
Tolerância Admissível 
A base do estudo de tolerâncias e ajustes é a combinação de eixos e furos e é
adotada a terminologia brasileira segundo a ABNT (NBR-6173, 1980).
Definições
Representação esquemática de furo e eixo. Fonte: KIRCHOFF, 1980. 
Furo – Toda peça na qual se considera a medida interna;
Eixo – Toda peça na qual se considera a medida externa;
Dimensão nominal – É a medida indicada no projeto. Sempre que possível deve ser
usado um número normalizado com o intuito de reduzir o número de ferramentas e
calibradores necessários. Símbolo: D para furo e d para eixo;
Dimensão efetiva – É a dimensão obtida através da medição da peça pronta. As
medições de precisão devem ser executadas em uma sala a 20 °C.
Símbolo: Def para furo e def para eixo;
Dimensão máxima – É o valor máximo admissível para a dimensão efetiva.
Símbolo: Dmax para furo e dmax para eixo;
Dimensão mínima – É o valor mínimo admissível para a dimensão efetiva.
Símbolo: Dmin para furo e dmin para eixo;
Tolerância – É a variação permissível da dimensão da peça, é dada pela diferença
entre as dimensões limites (dimensão máxima e mínima).
t = Dmax - Dmin ou t = dmax - dmin
Definições
Afastamento – É a diferença entre a dimensão limite e a dimensão nominal;
Afastamento superior – É a diferença entre a dimensão máxima e a dimensão
nominal. Pode ser valor positivo ou negativo.
Afastamento inferior – É a diferença entre a dimensão mínima e a dimensão
nominal. Pode ser valor positivo ou negativo.
Linha zero – É a linha que fixa a dimensão nominal e serve de origem dos
afastamentos, ou seja, é a linha que passa pela dimensão nominal.
Medida tolerada – É o conjunto da medida nominal da peça acompanhada dos
afastamentos superior e inferior. É representada da seguinte maneira:
Definições
Campo de tolerância – É o conjunto de valores compreendidos entre os valores
limites dos afastamentos. É representado por um retângulo. Quando o retângulo é
hachurado ou de cor, a representação é do campo de tolerância de um eixo; caso o
retângulo seja branco, representa o campo de tolerância de um furo.
Representação esquemática campo de tolerância. Fonte: STEMMER, 1974. 
Escolha da tolerância e indicação em desenho 
Para a escolha do campo de tolerância e sua posição, que depende da finalidade da
peça, devem-se observar as seguintes regras:
1º) A finalidade da peça – Determinadas peças podem ter funções vitais no
desempenho de um equipamento. Podem-se comparar duas situações extremas:
a) Uma tampa de panela que se acopla em uma panela de cozimento de alimento.
Neste caso, a tolerância e o acoplamento entre ambos não é rigoroso em relação ao
segundo caso.
b) Um eixo de motor que se acopla em um mancal de deslizamento, cujo eixo irá
trabalhar com alta rotação.
2º) Método de produção – O processo de fabricação de peças pode determinar a
tolerância permitida, tem-se como exemplo, peças fabricadas por fundição de areia
permitem tolerâncias grandes em relação ao processo de fundição de precisão;
3º) Custo de produção – O custo de fabricação aumenta com a exigência de maior
precisão. Isto significa que peças de maior qualidade exigem processo de fabricação
mais específico para obtenção da qualidade, muitas vezes recorrendo-se de vários
processos de fabricação para uma mesma peça.