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Tolerância em Desenho Mecânico Prof. José Ricardo Gomes Matheus Descrição Entender como é fundamental fabricar componentes mecânicos com as peças que os compõem, ajustando-se perfeitamente ao montá-las, sem que sejam submetidas a tratamentos ou ajustes suplementares. Propósito Para que os defeitos que ocorrem durante a fabricação de cada peça não prejudiquem a montagem e o seu funcionamento, em relação ao conjunto de peças que compõem as máquinas e equipamentos, são utilizadas tolerâncias (limites admissíveis de erro). As tolerâncias são aplicadas tanto no controle das variações de forma geométrica como também nas variações de dimensões. Objetivos Módulo 1 Terminologia e Campo de Tolerância Reconhecer as terminologias e campos de tolerâncias. Módulo 2 Sistema Furo – Base e Sistema Eixo - Base Identificar e distinguir sistemas furo ― base e eixo ― base. Módulo 3 Tolerâncias de Forma e de Posição Diferenciar tolerâncias em elementos isolados e associados. Módulo 4 Tolerância nos Desenhos e Cotagem Identificar como cotar os desenhos com tolerâncias. Introdução Olá! Antes de começarmos, assista ao vídeo e conheça a importância dos campos de tolerâncias e a intercambiabilidade. 1 - Terminologia e Campo de Tolerância Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer as terminologias e campos de tolerâncias. Vamos começar! O que signi�ca Tolerância em Desenho Mecânico? Confira os principais pontos que serão abordados sobre este assunto. Terminologia das tolerâncias As dimensões de peças diferentes, fabricadas com mesmo diâmetro nominal, cujo funcionamento foi experimentado e considerado adequado, podem oscilar dentro de certos limites, mantendo-se as condições de funcionamento anteriormente previstas. Assim, a conjugação requerida de duas peças se assegura somente quando as dimensões limites de tolerância tenham sido previamente estabelecidas. A possibilidade de se substituir umas peças por outras, ao montar ou consertar um equipamento (ou conjunto mecânico), denomina-se intercambiabilidade. Intercambiabilidade é a possibilidade de, quando se monta um conjunto mecânico, tomar-se ao acaso, de um lote de peças semelhantes, prontas e verificadas, uma peça qualquer que, montada ao conjunto em questão, sem nenhum ajuste ou usinagem posterior, dará condições para que o sistema mecânico cumpra as funções para as quais foi projetado. Um requisito fundamental da intercambiabilidade é a seleção de um processo de fabricação que assegure a produção de peças com igual exatidão. Exatidão é a correspondência entre as dimensões reais da peça e aquelas indicadas no desenho. Não existe processo de fabricação capaz de produzir um número ilimitado de peças com exatidão absoluta. Diversas causas, como inexatidões das máquinas, dos dispositivos ou dos instrumentos de medição, fazem com que as dimensões reais (ou efetivas) das peças sejam diferentes daquelas indicadas no desenho, chamadas de dimensões nominais. Confira o conceito dessas terminologias: Dimensões reais (ou efetivas) São as dimensões reais da peça. Podem ser maiores, menores ou iguais às dimensões nominais. Dimensões nominais São as dimensões indicadas no desenho de uma peça. Elas são determinadas por meio do projeto mecânico, em função dos objetivos que deverão atingir. Peças reais possuem dimensões que se afastam para mais ou para menos da cota nominal, apresentando uma certa inexatidão. Assim, para uma peça com uma cota nominal de 145mm, podem ser encontradas peças com 145,023mm, 144,978mm, 145,000mm e assim por diante. Todas as peças cujas dimensões não ultrapassarem as dimensões limites serão úteis, enquanto as demais serão rejeitadas. Esses desvios devem ser controlados para que a intercambiabilidade seja garantida. Deve-se, portanto, determinar a menor precisão possível dentro da qual a peça em questão exerça sua função adequadamente. Qualquer melhoria adicional elevaria o custo do produto. Todos os conceitos a seguir serão baseados nas normas: ABNT NBR6158 e DIN 7182. Exemplo Podemos citar as seguintes peças que trabalham acopladas: chaveta em seu rasgo, eixo no seu coxinete, rolamento no seu mancal, pino no pistão, engrenagem na árvore etc. As dimensões reais são diferentes das dimensões nominais. Estas variações devem ser mantidas dentro de certos limites. Para que a intercambiabilidade seja garantida, é necessário que todos os fabricantes obedeçam a normas predefinidas, ou seja a um sistema de tolerâncias e ajustes. Chamamos de sistema de tolerâncias e ajustes um conjunto de normas, regras e tabelas, que tem como objetivo normalizar e limitar as variações das dimensões de componentes mecânicos visando à intercambiabilidade e garantir sua funcionabilidade. Terminologia de ajustes Ajuste é o modo de se conjugar duas peças introduzidas uma na outra. Por meio do ajuste, pode-se assegurar que as peças acopladas terão movimento relativo entre si ou estarão firmemente unidas. Conheça as terminologias de ajustes. Vamos lá! Superfície de ajuste É toda superfície de contato entre peças acopladas, sejam elas fixas ou móveis. Quanto à superfície, podemos citar os seguintes ajustes: Ajuste cilíndrico Ajuste entre superfícies de ajustes cilíndricas circulares. Ex.: Aro interno do rolamento com o eixo correspondente. Ajuste plano Ajuste entre pares de superfícies de ajustes planas. Ex.: Ajustes entre as guias prismáticas de uma máquina-ferramenta. Ajuste cônico Ajuste entre superfícies de ajustes cônicas circulares. Ex.: Pinos cônicos de centragem entre duas peças. Componentes dos ajustes São os componentes ou peças destinadas ao ajuste. Podem ser: Componente ou peça exterior É a peça do ajuste que cobre a peça acoplada FURO Componente ou peça interior É a peça do ajuste que é coberta pela peça acoplada EIXO Folga Folga (ou jogo) é a diferença, em um acoplamento, entre as dimensões do furo e do eixo, quando o eixo é menor que o furo. Símbolo . Observe a imagem a seguir: Folgas máxima e mínima. Conforme vemos na imagem, as folgas podem ser máxima e mínima. Saiba mais sobre elas: ⇒ ⇒ F Folga máxima É a diferença entre as dimensões máxima do furo e mínima do eixo, quando o eixo é menor que o furo. Símbolo . será sempre positiva. Folga mínima É a diferença entre as dimensões máxima do furo e mínima do eixo, quando o eixo é maior que o furo. Símbolo . será sempre positiva. Interferência É a diferença, em um acoplamento, entre as dimensões do furo e do eixo, quando o eixo é maior que o furo. Símbolo . Confira a imagem: Interferências máxima e mínima. Conforme vemos na imagem, as interferências podem ser máxima e mínima. Confira! Interferência máxima É a diferença entre as dimensões mínima do furo e máxima do eixo, quando o eixo é maior que o furo. Símbolo . será sempre negativa. Fmáx Fmáx = Dma ́x − dmin Fmáx Fmin Fmin = Dmin − dma ́x Fmin I Imáx Imáx = Dmin − dma ́x Imáx Interferência mínima É a diferença entre as dimensões máxima do furo e mínima do eixo, quando o eixo é maior que o furo. Símbolo . será sempre negativa. Tolerância do ajuste É a variação possível da folga ou da interferência entre as peças que se acoplam. Utiliza-se o símbolo . Rotacione a tela. Rotacione a tela. Rotacione a tela. Rotacione a tela. Ajuste É o comportamento de um eixo em um furo, ambos com a mesma dimensão nominal. No acoplamento, sempre haverá ajuste, caracterizado pela folga ou interferência presente. Em um ajuste, o furo e o eixo terão sempre o mesmo diâmetro nominal. Dependendo das variações dimensionais entre as peças que se acoplam, é possível ter ajuste com folga (móvel), com interferência (prensado) ou incerto (indeterminado), conforme observado na imagem a seguir. Diversos tipos de ajustes. Entenda mellhor os tipos de ajustes. Imin Imin = Dma ́x − dmin Imin tAJ tAJ = tEIXO + tFURO tAJ = Fma ́x − Fmin ⇒ Ajuste com folga tAJ = |Ima ́x| − |Imin| ⇒ Ajuste com Interferência tAJ = Fmáx + Imáx ⇒ Ajuste Incerto∣ ∣ Ajuste com folga É aquele em que existe folga ou jogo. Inclui-se o caso em que ou . Nestes ajustes, tem-se: Ajuste com Interferência É o ajuste em que o diâmetro do eixo é sempre maior que o diâmetro do furo. Nestes ajustes, tem-se: Ajuste incerto É o ajuste que pode ser com folga ou com interferência. Neste tipo de ajuste, não pode ser previsto de antemão se haverá folga ou interferência. Somente após o conhecimento das dimensões efetivas é que esses valores poderão ser determinados. Nestes ajustes, tem-se: e Pelos conceitos expostos anteriormente, será sempre possível acoplar duas peças com folga ou com interferência, de tal forma que se tenha um dos três tipos de ajustes. Do ponto de vista organizacional e de uso, tal sistema não seria prático, pois as possibilidades de variações dimensionais para um mesmo ajuste são muito grandes. Para solucionar este problema, criaram-se os sistemas de ajustes, que compreendem uma série de ajustes metodicamente estabelecidos com distintas folgas e interferências. Campo de tolerâncias Campo de Tolerâncias é o valor da dimensão compreendida entre os afastamentos superior e inferior da peça. Dimensões máxima e mínima e tolerância t para eixo e furo. Conheça as seguintes terminologias: Fmin Ima ́x = 0 as ≤ Ai As < ai as ≥ Ai As ≥ ai Dimensões limites São os valores máximo e mínimo admissíveis para a dimensão efetiva. Observe a imagem anterior. Dimensão Máxima É o valor máximo admissível para a dimensão efetiva. Utiliza-se o símbolo para furos e para eixos.Dmáx dmáx Dimensão mínima É o valor mínimo admissível para a dimensão efetiva. Utiliza-se o símbolo para furos e para eixos.Dmin dmin Linha zero É a linha que indica a posição da dimensão nominal em um desenho. Afastamentos É a diferença entre as dimensões limites e a dimensão nominal. Afastamento inferior É a diferença entre a dimensão mínima e a dimensão nominal. Utiliza-se o símbolo para furos e para eixos.Ai ai Afastamento superior É a diferença entre a dimensão máxima e a dimensão nominal. Utiliza-se o símbolo para furos e para eixos.As as Afastamento real É a diferença entre a dimensão efetiva e a dimensão nominal do componente. Tolerância É a variação admissível da dimensão da peça. Símbolo: . A tolerância indica uma faixa de valores compreendidos entres as dimensões limites. Também denominada de Zona de Tolerância ou Campo de tolerância. F t t D D ( ) A posição dos campos de tolerância em relação à linha zero é designada por letras. Confira! Posição dos ajustes dentro dos campos de tolerâncias. Furos Eixos Ou Furos Eixos t = Dmáx − Dmin( ) t = dmáx − dmin( ) t = As − Ai( ) t = as − ai( ) Posição de zona de tolerância É a menor distância entre a linha zero e a zona de tolerância. Esta posição pode ser medida entre a linha zero e o limite inferior ou entre a linha zero e o limite superior, dependendo de qual é a menor distância. Falta pouco para atingir seus objetivos. Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 Sobre o ajuste 55 F7/h6 podemos afirmar que: Parabéns! A alternativa B está correta. %0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D%22c- paragraph%22%3EO%20IT%207%20%C3%A9%20relativo%20ao%20furo%2C%20representado%20pela%20letra%20mai%C3%BAscula.%3C%2Fp%3E%0 Questão 2 Qual a relação entre Folgas e Interferências? A A qualidade de trabalho do eixo é IT 7. B 55 F7 é a tolerância do furo. C O ajuste previsto é fixo. D O diâmetro máximo do furo é de 55mm. E O diâmetro mínimo do eixo é de 55mm. Parabéns! A alternativa E está correta. %0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-paragraph%20u-text--medium%20c- table%20my-4'%3E%5C(F%20%3D%20Dm%C3%A1xF%20-%20Dm%C3%ADnE%20%3D%20(D%20%2B%20As)%20- %20(D%20%2B%20ai)%5C)%3Cbr%3E%5C(F%20%3D%20As%20- %20ai%5C)%3C%2Fp%3E%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-paragraph%20u- text--medium%20c-table%20my-4'%3E%5C(f%20%3D%20Dm%C3%ADnF%20-%20Dm%C3%A1xE%20%3D%20(D%20%2B%20Ai)%20- %20(D%20%2B%20as)%5C)%3Cbr%3E%5C(f%20%3D%20Ai%20%E2%80%93%20as%5C)%3C%2Fp%3E%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%2 paragraph%20u-text--medium%20c-table%20my-4'%3E%5C(IM%20%3D%20Dm%C3%A1xE%20- %20Dm%C3%ADnF%20%3D%20(D%20%2B%20as)%20-%20(D%20%2B%20Ai)%5C)%3Cbr%3E%5C(IM%20%3D%20as%20- %20Ai%5C)%3C%2Fp%3E%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-paragraph%20u- text--medium%20c-table%20my-4'%3E%5C(Im%20%3D%20Dm%C3%ADnE%20-%20Dm%C3%A1xF%20%3D%20(D%20%2B%20ai)%20- %20(D%20%2B%20As)%5C)%3Cbr%3E%5C(Im%20%3D%20ai%20%E2%80%93%20As%5C)%3C%2Fp%3E%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20 2 - Sistema Furo – Base e Sistema Eixo - Base Ao �nal deste módulo, você será capaz de identi�car e distinguir sistemas furo ― base e eixo ― base. A A Folga Máxima é igual ao módulo da Interferência Máxima. B A Folga Mínima é igual ao módulo da Interferência Mínima. C A diferença entre as Folga é maior que a diferença das Interferências. D A diferença entre as Folga é menor que a diferença das Interferências. E A Folga Máxima é igual ao módulo da Interferência Mínima. Vamos começar! Sistema Internacional de Tolerâncias Confira os principais pontos que serão abordados sobre este assunto. Sistema internacional de tolerâncias Sistema ISO O sistema padronizado pelo ISO é constituído por uma série de princípios, regras e tabelas que permitem a escolha racional das tolerâncias adequadas para cada caso. O sistema ISO considera todas as dimensões compreendidas entre 1 e 500mm, subdivididas em grupos para efeito de cálculo da unidade de tolerância (i). Observe a Tabela 1. GRUPO DE DIMENSÕES 0 até 1mm > 50 ≤ 80 > 1 ≤ 3 > 80 ≤ 120 > 3 ≤ 6 > 120 ≤ 180 > 6 ≤ 10 > 180 ≤ 250 > 10 ≤ 18 > 250 ≤ 315 > 18 ≤ 30 > 315 ≤ 400 > 30 ≤ 50 > 400 ≤ 500 Tabela 1: Grupo de subdivisões de medidas, segundo a ISO. CORREIA, 2017, página 4. A unidade de tolerância é o µm e seu cálculo é baseado na média geométrica (MG) de dois valores extremos, como mostrado na fórmula a seguir: Rotacione a tela. Exemplificando: Qual seria a unidade de tolerância para uma dimensão de 60mm? Resposta: 60 está entre 50 e 80, segundo a Tabela 1 Rotacione a tela. Qualidade de trabalho Graus de tolerância Fabricação das peças de um paquímetro ou de qualquer outro instrumento de medição deve conter erros menores que as peças de um motor de automóvel, que por sua vez deve conter erros menores que as peças de uma betoneira. Erros menores implicam tolerâncias menores e melhor acabamento superficial. O sistema ISO estabelece 18 qualidades de trabalho (graus de tolerância) designadas IT 01, IT 0, IT 1, até IT 16 (I de ISO e T de Tolerância) para atender às diversas finalidades de construção de peças. Observe a imagem a seguir: Quanto menor é o número da qualidade, mais preciso é o acabamento Valores das tolerâncias fundamentais Os valores das tolerâncias fundamentais, a partir da qualidade IT 5, são calculadas em função da unidade de tolerância “i”, conforme a Tabela 2. Qualidade (IT) 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 TOLERÂNCIA 7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i 250i 400i 640i 1000 Tabela 2: Relações de IT com as respectivas tolerâncias. CORREIA, 2017, página 7. i = 0, 45 ⋅ 3√MG + 0, 001 ⋅ MG MG = √50 ⋅ 80 = √4000 = 63, 24 i = 0, 45 ⋅ 3√63, 24 + 0, 001 ⋅ 63, 24 = 1, 856μm Exemplificando: Suponha a seguinte medida para um diâmetro qualquer: O diâmetro possui uma tolerância de 30 está entre 18 e 30, segundo a Tabela 1 Rotacione a tela. Pela Tabela 2, IT 6 tem tolerância Podemos concluir que a partir da qualidade de trabalho pretendida pode-se calcular a tolerância adequada. Os valores de IT 01, IT 0 e IT 1(CORREA, 2017, p. 7) são fixados segundo os valores crescentes de uma lei linear, conforme apresentado a seguir, para levar em conta os erros proporcionais às dimensões, que são predominantes nas medições de alta precisão. Confira. IT 01 0,3 + 0,008D IT 0 0,5 + 0,012D IT 1 0,8 + 0,020D Os valores deIT 2, IT 3 e IT 4 são fixados segundo progressão geométrica dos valores correspondentes de IT 1 e IT 5. Na indicação simultânea do furo e do eixo, a simbologia indicativa do furo deve ficar em primeiro lugar. Por exemplo: H7/h6. Tipos de sistema e respectivas categorias de ajustes Sistema furo–base (SFB) Observe o exemplo de aplicação do SFB na Tabela 3. Dimensão nominal (mm) FURO H7 EIXOS Acima de até f 7 g 6 h 6 50 65 +30 0 -30 -60 -10 -29 0 -19 30+0,009−0,004 0, 013mm = 13μm MG = √18 ⋅ 30 = √540 = 23, 24 i = 0, 45 ⋅ 3√23, 24 + 0, 001 ⋅ 23, 24 = 1, 307μm 10i = 13μm (μ) (μ) Dimensão nominal (mm) FURO H7 EIXOS Acima de até f 7 g 6 h 6 65 80 80 100 +35 0 -36 -71 -12 -34 0 -22 100 120 120 140 +40 0 -43 -83 -14 -39 0 -25 140 160 160 180 Tabela 3: Tabela para Furo – Base – H7. CORREIA, 2017, página 14. É o sistema pelo qual, para todas as categorias de ajuste, a dimensão mínima do FURO é igual à dimensão nominal. O número de ajustes possíveis e que satisfaçam as condições de operação do conjunto é extremamente elevado. Para maior simplicidade, sempre que possível, deve ser adotada a posição H do campo de tolerâncias para FURO, obtendo-se, a partir destes, as tolerâncias do EIXO. O sistema FURO-BASE é o mais utilizado em fabricação mecânica, pois fixando-se a dimensão mínima do furo, executa-se apenas usinagem externa no eixo, tarefa mais fácil de executar e medir. Sistema eixo–base (SEB) É o sistema pelo qual, para todas as categorias de ajuste, a dimensão máxima do eixo é igual à dimensão nominal. Utiliza a letra h para o seu campo de tolerância. O sistema EIXO-BASE possui poucas aplicações. Por exemplo: ajuste de diversos cubos no mesmo eixo; montagem de anéis externos de rolamentos; ajustes de furos com eixos calibrados etc. Sistema misto Quando o ajuste é feito fora dos sistemas FURO-BASE e EIXO-BASE, o sistema chama-se misto. Confira os tipos e exemplos de aplicação de ajustes do SFB em peças móveis (uma em relação à outra), utilizando o Sistema ISO. (μ) (μ) Agora, veja os tipos e exemplos de aplicação de ajustes do SFB em peças fixas (uma em relação à outra), utilizando o Sistema ISO. Rotativo Ajuste: H 7/f 7 Aplicação em peças que giram ou deslizam com boa lubrificação. Ex.: eixos, mancais etc. Deslizante Ajuste: H 7/g 6 Aplicação em peças que giram ou deslizam com grande precisão. Ex.: anéis de rolamento, corrediças etc. Deslizante justo Ajuste: H 7/h 6 Aplicação em encaixes fixos de precisão, órgãos lubrificados deslocáveis à mão. Ex.: punções, guias etc. Aderente forçado leve Ajuste: H 7/j 6 Aplicação em órgãos que necessitam de frequentes desmontagens. Ex.: polias, engrenagens, rolamentos etc. Forçado duro Ajuste: H 7/n 6 Aplicação em órgãos passíveis de montagem e desmontagens sem deterioração das peças. À pressão com esforço Ajuste: H 7/s 6 Aplicação em peças impossíveis de serem desmontadas sem deterioração. Ex.: buchas à pressão etc. Estado da superfície Superfícies e acabamento O desenho técnico, além de mostrar as formas e as dimensões das peças, precisa conter outras informações para representá-las fielmente. Uma dessas informações é a indicação dos estados das superfícies das peças. Confira. Os graus de acabamento das superfícies são representados pelos símbolos indicativos de rugosidade da superfície, normalizados pela norma NBR 8404 da ABNT, baseada na norma ISO1302. Os graus de acabamento são obtidos por diversos processos de trabalho e dependem das modalidades de operações e das características dos materiais adotados. Saiba mais Rugosidades são erros microgeométricos existentes nas superfícies das peças, provenientes do processo de fabricação, tais como ranhuras, sulcos, estrias, escamas e crateras. As ranhuras e sulcos são provenientes de marcas da ferramenta durante o avanço ou posicionamento da peça no processo de usinagem. As estrias e escamas formam-se na usinagem, durante a retirada do cavaco. O controle da rugosidade torna-se importante quando aumenta a qualidade de fabricação (tolerância dimensional pequena) ao ponto de ocorrerem irregularidades na superfície da peça maiores do que a tolerância dimensional especificada. Observe a imagem a seguir: Representação gráfica de uma superfície acabada. Além disso, peças sujeitas a esforços intermitentes ou cíclicos, desgaste por atrito ou corrosão superficial, necessitam de maior controle sobre o estado da superfície. As peças destinadas à transmissão de calor, escoamento de fluídos, vedação ou deslizamento, desempenham melhor suas funções quando possuem acabamento adequado. Parâmetros de rugosidade A medição de rugosidade pode ser feita através de microscópios ou rugosímetros. Acabamento É o grau de rugosidade observado na superfície da peça. As superfícies apresentam-se sob diversos aspectos, a saber: em bruto, desbastadas, alisadas e polidas. Superfície em bruto É aquela que não é usinada, mas limpa com a eliminação de rebarbas e saliências. Superfície desbastada É aquela em que os sulcos deixados pela ferramenta são bastante visíveis, ou seja, a rugosidade é facilmente percebida. Superfície alisada É aquela em que os sulcos deixados pela ferramenta são pouco visíveis, sendo a rugosidade pouco percebida. A imagem a seguir apresenta um esquema de medição com rugosímetro. Medição do estado da superfície utilizando um rugosímetro. A ponta de diamante, fixada na ponta do braço do rugosímetro, percorre uma trajetória linear de comprimento predefinido, captando as irregularidades existentes na superfície da peça. O rugosímetro processa as informações enviadas pelo sensor de diamante, realiza cálculos da rugosidade, apresentando um valor numérico no mostrador e/ou imprime um gráfico do perfil de rugosidade da superfície avaliada. Veja a seguir. Perfil de rugosidade da superfície da peça. A ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) adota o método da Rugosidade Média descrito a seguir. Todos os parâmetros são definidos em função de uma linha média, paralela à superfície teórica da peça, posicionada de modo que a soma das áreas dos picos situados acima da linha média seja igual à soma das áreas situadas abaixo da linha média, para um comprimento de amostragem . No exemplo da imagem acima, teríamos que: Rotacione a tela. Rugosidade Média é a média aritmética dos valores absolutos das ordenadas do perfil efetivo da peça em relação à linha média para um comprimento de amostragem definido, e pode ser calculado pela expressão: Rotacione a tela. na qual, é a área do pico ou vale i ( até , e é o comprimento da amostra. Considere que, no exemplo indicado na imagem anterior, sendo: Comprimento de amostragem de A rugosidade média é equivalente a: LA Ra LA A2 + A4 = A1 + A3 Ra LA Ra = ∑Ni=1 Ai LA ,μm Ai i = 1 N) LA A1 = 12μm2 A2 = 16μm2 A3 = 15μm2 A4 = 11μm2 0, 010mm (LA = 10μm) Rotacione a tela. A rugosidade média é o parâmetro mais usado no mundo, sendo aplicável na maioria dos processos de fabricação, e podendo ser medido por qualquer tipo de rugosímetro. Entretanto, esse parâmetro fornece apenas o valor de uma irregularidade média no perfil da peça, não indicando a forma do perfil, nem fazendo distinção entre picos e vales, dificultando a identificação de irregularidades atípicas que podem afetar o desempenho da peça. Sinais antigos de acabamento De acordo com a NBR-6402, a especificação de acabamento nos desenhos por meio de sinais antigos é feita conforme a relação apresentada a seguir. Sinais atuais O sinal de usinagem atualizado deve ser desenhado com linhas estreitas, a um ângulo de 60º e altura de 5mm, conforme mostrado na imagem: Geometria da representação atual de acabamento. Também podemos observar o sinal de usinagem na representação atual de acabamento a seguir: Ra = 12 + 16 + 15 + 11 10 = 5, 4μm Ra Superfície em bruto, forjada, laminada, estampada e de peças fundidas, porém com eliminação de rebarbas. Superfíciedesbastada, os riscos da ferramenta são bastante visíveis. Profundidade dos sulcos a 6, 3 50μm Superfície alisada, os riscos da ferramenta são pouco visíveis. Rugosidade a0, 8 6, 3μm Superfície polida, os riscos da ferramenta não são visíveis. Rugosidade a 0, 1 0, 8μm Símbolo básico. Isoladamente, este símbolo não tem finalidade. Quando a remoção do material é exigida. Quando a remoção do material não é permitida, ou para mostrar quando uma superficie foi obtida no estágio de fabricação, independentemente do fato de que esta tenha sido por remoção de material ou não. A imagem a seguir apresenta a qualidade da superfície de acabamento, baseada na norma ABNT/NBR 8004 e ISO1302. Rugosidades obtidas a partir dos processos de fabricação. Agora, observe como são representadas as informações principais e complementares de rugosidade: Como indicar os novos valores de rugosidade. Na imagem, temos as seguintes indicações: Valor da rugosidade , em mícrons, classe de rugosidade N1 até N12. Método de fabricação, tratamento ou revestimento. Comprimento de amostra em milímetros. Direção das estrias. Sobre metal para usinagem em . Outros parâmetros de rugosidade (entre parênteses). A seguir, temos os valores de rugosidade e suas aplicações. : Aplicação em blocos padrão, réguas triangulares de alta precisão, guias de aparelhos de medida de alta precisão. : Aplicação em aparelhos de precisão, superfícies medidas em micrômetros e calibradores de precisão. : Aplicação em calibradores, elementos de válvulas de alta pressão hidráulica. : Aplicação em agulhas de rolamentos, super-acabamento de camisa de bloco de motor. : Aplicação em pistas de rolamentos, peças de aparelhos de controle de alta precisão. : Aplicação em válvulas giratórias de alta pressão, camisas de blocos de motores. : Aplicação em agulhas de rolamentos de grandes dimensões, colos de virabrequim. : Aplicação em assentos cônicos de válvulas, eixos montados sobre mancais de bronze ou teflon a velocidades médias, superfícies de cames de baixa velocidade. : Aplicação em rolamentos de dimensões médias, colos de rotores de turbinas e redutores. : Aplicação em mancais de bronze, náilon, etc., cones de cubos sincronizadores de caixas de câmbio de automóveis. : Aplicação em flancos de engrenagens, guias de mesas de máquinas-ferramentas. : Aplicação em pistas de assentamento de agulhas de cruzetas em cardas, superficie de guia de elementos de precisão. : Aplicação em válvulas de esferas, tambores de freio. : Aplicação em assentos de rolamentos em eixos com carga pequena, eixos e furos para engrenagens, face de união de caixas de engrenagens. : Aplicação em superfícies usinadas em geral, eixos, chavetas de precisão, alojamentos de rolamentos. : Aplicação em superficies usinadas em geral, superficies de referência e apoio. : Aplicação em superfícies desbastadas por operações de usinagem. : Aplicação em superfícies fundidas, superfícies estampadas. Ra mm Valores e aplicações de rugosidade Ra(μm) = 0, 01 Ra(μm) = 0, 02 Ra(μm) = 0, 03 Ra(μm) = 0, 04 Ra(μm) = 0, 05 Ra(μm) = 0, 06 Ra(μm) = 0, 08 Ra(μm) = 0, 1 Ra(μm) = 0, 15 Ra(μm) = 0, 2 Ra(μm) = 0, 3 Ra(μm) = 0, 4 Ra(μm) = 0, 6 Ra(μm) = 1, 5 Ra(μm) = 2 Ra(μm) = 3 Ra(μm) = 4 Ra(μm) = 5a15 : Aplicação em peças fundidas, forjadas e laminadas. A imagem a seguir apresenta as indicações das características principais da rugosidade, : Indicações principais da rugosidade, . Agora, confira os símbolos e as indicações complementares da rugosidade, . Ra(μm) > 15 Ra Ra Ra Processo de fabricação: fresar Comprimento de amostragem: 2, 5mm Direção das estrias: perpendicular ao plano de projeção da vista. Sobremetal para usinagem: 2mm Falta pouco para atingir seus objetivos. Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 Qual o valor de rugosidade recomendado para agulhas de rolamentos, superacabamento de camisa de bloco de motor? Parabéns! A alternativa C está correta. %0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-paragraph%20u-text--medium%20c- table%20my- 4'%3E%5C(R_%7Ba%7D%5C)%20de%20%5C(0%2C04%20%5Cmu%20m%5C)%20%C3%A9%20o%20recomendado%20para%20agulhas%20de%20rolam Questão 2 Que processo de usinagem é recomendado para uma classe de rugosidade N6? A 0,0 B 0,02 C 0,04 D 0,06 E 0,08 Parabéns! A alternativa E está correta. %0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c- paragraph'%3EDos%20processos%20apresentados%20como%20resposta%2C%20somente%20o%20fresamento%20contempla%20a%20Classe%20N 3 - Tolerâncias de Forma e de Posição Ao �nal deste módulo, você será capaz de diferenciar tolerâncias em elementos isolados e associados. Vamos começar! A Aplainamento B Furação C Lapidação D Polimento E Fresamento Dimensionamento e Tolerância Geométrica (GD & T) Confira os principais pontos que serão abordados sobre este assunto. Dimensionamento GD&T Apesar do alto nível de desenvolvimento tecnológico, ainda não é possível produzir peças perfeitamente exatas. Por causa dessa situação, há aproximadamente 300 anos foram criados sistemas de tolerância dimensional. Um destes sistemas de tolerância é conhecido como sistema cartesiano, e continua sendo ensinado nas escolas técnicas e nas faculdades de engenharia. Sendo usado isoladamente, além de estar obsoleto, aumenta o custo dos produtos. Para que os produtos industriais brasileiros sejam competitivos, é necessário que modernas ferramentas sejam utilizadas a partir dos projetos dos mesmos até a sua fabricação. Para buscar uma melhor qualidade e competitividade de seus produtos, as empresas passarão a cada vez mais utilizar uma ferramenta muito importante: o Dimensionamento e Tolerância Geométrica (GD&T). Essa ferramenta controla, além das dimensões cartesianas, a forma e posição dos elementos de uma peça. Regras fundamentais do dimensionamento As Regras Fundamentais do Dimensionamento é um grupo de regras gerais para dimensionamento e interpretação de desenhos. ASME Y14.5M- 1994 tem definido um grupo de regras fundamentais para esse propósito. As dez regras fundamentais estão listadas a seguir: 1. Cada dimensão deve ter uma tolerância, exceto aquelas dimensões especificamente identificadas como referência, máximo, mínimo, ou tamanho de comercial (estoque comercial). 2. Dimensionamento e tolerância devem se completar, havendo uma definição completa de cada elemento da peça. 3. As dimensões devem ser selecionadas e arranjadas para satisfazer as relações de função e de montagem de uma peça e não deve ser sujeita a mais do que uma interpretação. 4. O desenho deve definir uma peça sem especificar os métodos de manufatura. 5. Um ângulo de 90º aplica-se onde as linhas de centro e as linhas dos elementos descritos são mostradas no desenho de ângulos exatos, e não são mostradas dimensões. 6. Um ângulo básico de 90º aplica-se onde as linhas de centro dos elementos de uma forma ― ou superfícies mostradas em ângulos exatos de um desenho ― são localizadas e definidas por dimensões básicas, e não é especificado o ângulo. Dez regras fundamentais do dimensionamento 7. A menos que de outra forma não especificado, todas as dimensões são aplicadas a 20ºC (68ºF). 8. Todas as dimensões e tolerâncias são aplicadas em condições de estado livre. Este princípio não se aplica às peças não rígidas. 9. A menos que de outra forma especificada, todas as tolerâncias geométricas aplicam-se à profundidade total, ao comprimento e à largura do elemento. 10. Dimensões e tolerâncias aplicam-se somente ao nível de desenho onde eles são especificados. Uma dimensão especificada em um detalhe do desenho não é mandatória para o elemento do desenho de montagem. As primeiras três regras estabelecem convenções de dimensionamento, regra quatro expressa que os métodos de manufatura não devem ser mostrados. Regras cinco e seis estabelecem as convenções para ângulos de 90º. Regras sete, oito e nove estabelecem condições por definição(default) para dimensões e zonas de tolerâncias. A regra dez estabelece uma convenção para qual nível de desenho as dimensões e tolerâncias se aplicam. Sistema de tolerâncias coordenadas Por quase 150 anos, um sistema de tolerâncias chamado “tolerâncias coordenadas” foi o predominante usado nos desenhos de engenharia. Tolerâncias coordenadas é um sistema de dimensionamento onde um elemento da peça é localizado, ou definido, por significar tolerâncias retangulares com tolerâncias dadas. Desvantagens do sistema de tolerâncias coordenadas As tolerâncias coordenadas foram bem-sucedidas quando as companhias eram pequenas, porque ele era fácil de comunicar ao operador para explicar qual era a intenção do desenho de engenharia. Passados os anos, as companhias cresceram de tamanho, as peças foram obtidas por muitos recursos. A habilidade para o projetista e o operador de comunicar diretamente ao operador foi dificultada, e as desvantagens do sistema de tolerâncias coordenadas tornaram-se evidentes. Saiba mais Tolerâncias coordenadas simplesmente não têm a precisão completa de comunicar as exigências da peça. Tolerâncias coordenadas contêm três grandes desvantagens. São elas: Zonas de tolerâncias quadradas ou retangulares. Zonas de tolerâncias de tamanho fixo. Instruções equivocadas para inspeção. Sistema de dimensionamento e tolerâncias geométricas O Dimensionamento e Tolerância Geométrica (GD&T) é uma linguagem internacional usada em desenhos de engenharia para descrever exatamente uma peça. A linguagem do GD&T consiste de um bem-definido grupo de símbolos, regras, definições e convenções. GD&T é uma linguagem matemática precisa que pode ser usada para descrever o tamanho, forma, orientação e localização de elementos (features) da peça. GD&T é também uma filosofia de projeto de como projetar e dimensionar peças. A imagem a seguir mostra um exemplo de um desenho de engenharia com uso do GD&T. Desenho com utilização de GD&T GD&T pode fornecer uniformidade nas especificações e interpretações do desenho, por meio disso reduz as controvérsias e suposições. Projeto, produção e inspeção, todos trabalham na mesma linguagem. Indicações de tolerâncias geométricas Os elementos tolerados, tanto isolados como associados, podem ser linhas, superfícies ou pontos. A tolerância refere-se a um elemento isolado quando ela se aplica diretamente a este elemento, independente dos demais elementos da peça. Quando a tolerância se refere a elementos associados, um desses elementos será o tolerado e o outro será a referência. Os elementos de referência também podem ser linhas, superfícies, pontos ou ainda planos de simetria. lementos tolerados Diferentes indicações nos quadros de tolerâncias (SENAI, 2007, pág. 16) Saiba mais Na verificação, o elemento de referência, embora seja um elemento real da peça, é sempre considerado como ideal, isto é, isento de erros. Alguns tipos de tolerância só se aplicam em elementos isolados. Outros só se aplicam em elementos associados. E há certas características que se aplicam tanto em elementos isolados como elementos associados. Conforme as normas técnicas sobre tolerância geométrica, as características toleradas podem ser relacionadas a: forma, posição, orientação e batimento. Confira! É a variação permitida em relação a uma forma perfeita definida no projeto. Esta variação pode ser de: Retilineidade (retitude) Planeza Circularidade Cilindricidade Perfil de linha qualquer Perfil de superfície qualquer Estabelece o desvio admissível de localização de um elemento da peça, em relação à sua localização teórica, prescrita no projeto. Pode ser de: Concentricidade Simetria Posição Refere-se ao desvio angular aceitável de um elemento da peça em relação à sua inclinação ideal, prescrita no desenho. Este desvio pode ser de: Paralelismo Perpendicularidade Inclinação Refere-se a desvios compostos de forma e posição, em relação ao eixo de simetria da peça, quando essa é submetida à rotação. Pode ser de batimento: Circular Total Quanto à direção pode ser axial, radial, especificada ou qualquer. Tolerância de forma Tolerância de posição Tolerância de orientação Tolerância de batimento Tolerâncias geométricas nos desenhos técnicos Indicação nos desenhos técnicos Nos desenhos técnicos, a característica tolerada deve estar indicada em um quadro retangular, dividido em duas ou mais partes. Nessas divisões, são inscritos, da esquerda para a direita, na seguinte ordem: Símbolo da característica a ser tolerada; O valor da tolerância para dimensőes lineares. Se a zona de tolerância tiver a forma circular ou cilíndrica, este valor deve ser precedido do símbolo de diâmetro ; Letra ou letras, quando for o caso, para identificar os elementos tomados como referência. Nos exemplos a seguir, as imagens ilustram diferentes possibilidades de indicação nos quadros de tolerância. Na imagem, o símbolo indica que se trata de tolerância de circularidade. O valor 0,1 indica que a tolerância é de um décimo de milímetro, no máximo. Neste caso, trata-se de tolerância de um elemento isolado. Na imagem, o valor da tolerância também é de 0,1, mas o símbolo indica que se trata de tolerância de retilineidade. A novidade é o sinal de diâmetro antes do valor da tolerância, que indica que o campo de tolerância neste caso tem a forma cilíndrica. Na imagem, o símbolo mostra que está sendo indicada uma tolerância de paralelismo. Este tipo de tolerância só se aplica a elementos associados. Portanto, é necessário identificar o elemento de referência, neste exemplo representado pela letra A. No exemplo anterior, apenas um elemento foi tomado como referência. Mas, há casos em que é necessário indicar mais de um elemento de referência. Quando isso ocorre, algumas regras devem ser seguidas. No exemplo a seguir, as imagens mostram as formas possíveis de indicação de (∅) mais de um elemento de referência. Na imagem, as letras A, C e B servem para indicar quantos e quais são os elementos tomados como referência. Na imagem, as letras A e B aparecem no mesmo compartimento. Isso indica que os dois elementos de referência têm a mesma importância. Na imagem, as letras A e B estão inscritas no mesmo compartimento, mas aparecem separadas por hífen. eferência Quando as letras que representam os elementos de referência aparecem em compartimentos separados, a sequência de apresentação, da esquerda para a direita, indica a ordem de prioridade. Neste exemplo, o elemento de referência A tem prioridade sobre o C e o B; e o elemento C tem prioridade sobre o B. ífen Essa indicação deve ser usada quando as letras diferentes se relacionam ao mesmo elemento de referência. Se a tolerância se aplica a vários elementos repetitivos, isso deve ser indicado sobre o quadro de tolerância, na forma de uma nota. O número de elementos aos quais a tolerância se refere deve ser seguido por um sinal de multiplicação ou pode-se escrever direto a quantidade de elementos a serem tolerados, como mostra a imagem a seguir. Quantidade de elementos a serem tolerados Se for necessário especificar alguma restrição quanto à forma do elemento tolerado, essa restrição deve ser escrita próxima ao quadro de tolerância, ligada ou não ao quadro por uma linha. Observe a imagem: Especificando restrições quanto à forma do elemento tolerado. Nos exemplos apresentados, a inscrição “não convexo” significa que a superfície efetiva, além de estar dentro dos limites especificados, não pode apresentar perfil convexo. Especificando restrições relacionadas à extensão de uma característica. Se a restrição for relacionada à extensão em que a característica tolerada deve ser verificada, o compartimento da parte a ser verificada deve ser especificado no quadro de tolerância, após o valor da tolerância e separado dele por uma barra inclinada, como mostra a imagem. No exemplo, o valor ao lado da tolerância de 0,01mm significa que o paralelismo do elemento tolerado em relação ao elemento dereferência B, deverá ser verificado numa extensão de 100mm, livremente escolhidos ou indicados no desenho da peça. Pode ser necessário, em alguns casos, indicar uma tolerância mais apertada para uma parte do elemento tolerado. Nesses casos, a indicação restrita a uma parte limitada da peça deve vir indicada no quadro de tolerância, num compartimento abaixo da tolerância principal, como na imagem. Nesse exemplo, deve ser observada a tolerância de paralelismo em relação ao elemento de referência B, de no máximo 0,1mm, que é a tolerância 18 principal. Ao longo da extensão tolerada, uma parte com o comprimento de 200mm admite uma tolerância de paralelismo menor, de no máximo 0,05mm, em relação ao mesmo elemento de referência B. Indicando uma tolerância mais apertada para uma parte do elemento Caso um mesmo elemento tenha de ser tolerado em relação a mais de uma característica, as especificações de tolerância devem ser feitas em dois quadros, um sobre o outro, como apresentada a seguir. Dois tipos de tolerância referentes ao mesmo elemento No exemplo, o mesmo elemento está sendo tolerado quanto à circularidade de forma isolada, e quanto ao paralelismo em relação ao elemento de referência B. Algumas vezes, uma indicação de uma tolerância engloba outra e, portanto, não é necessário indicar as duas. Basta especificar a mais abrangente. Por exemplo, a condição de retitude está contida na especificação de paralelismo. Porém, o contrário não é verdadeiro: a tolerância de retitude não limita erros de paralelismo. Outros símbolos conhecidos como modificadores podem aparecer no quadro de tolerância, ao lado do valor numérico. Por exemplo: O símbolo indicativo da condição de máximo material. O símbolo indicativo da condição de mínimo material. O símbolo indicativo de plano tangente. O símbolo indicativo de campo de tolerância projetado. áximo material Condição de um elemento de forma, para o qual todas as dimensões locais se encontram no limite no qual o material do elemento é máximo. Por exemplo, o menor diâmetro de um furo ou o maior diâmetro de um eixo. ínimo material Condição de um elemento de forma, para o qual todas as dimensões locais se encontram no limite no qual o material do elemento é mínimo. Por exemplo, o diâmetro maior do furo e o menor diâmetro do eixo. Os símbolos indicativos da condição máximo material e da condição de mínimo material tanto podem aparecer após o valor de tolerância, como após a letra de referência, ou ainda depois dos dois. Confira! Símbolos modificadores apresentados no quadro de tolerâncias Os símbolos indicativos de campo de tolerância projetado e de plano tangente são aplicados em alguns casos em que as letras de orientação e de posição não devem ser indicadas em relação ao próprio elemento tolerado, mas sim em relação a uma projeção externa dele. Veja a imagem a seguir: Símbolos modificadores representando uma projeção externa ao elemento. Há várias maneiras de fazer as indicações de tolerância geométricas nos desenhos técnicos. Primeiro, serão examinados os modos de representar o quadro de tolerância em relação aos elementos tolerados. Depois, serão analisadas as formas aceitáveis de indicação dos elementos de referência. Indicação no elemento tolerado Uma forma de indicar a tolerância geométrica no desenho técnico consiste em ligar o quadro de tolerância diretamente ao contorno do elemento tolerado por meio de uma linha auxiliar (linha contínua estreita) com uma seta na sua extremidade. Observe a imagem a seguir. Quadro de tolerância ligado diretamente ao contorno do elemento tolerado por meio de uma linha auxiliar, com uma seta na sua extremidade. Uma alternativa consiste em ligar o quadro de tolerância a uma linha auxiliar no prolongamento do contorno, se a tolerância se aplica à linha ou à própria superfície. Quadro de tolerância ligado ao prolongamento do contorno por uma linha. Quando a tolerância for aplicada a um eixo, como nas duas imagens a seguir, ou ao plano médio de um elemento cotado, como mostra a seguinte imagem à direita, o quadro de tolerância pode ser ligado à linha de extensão, em prolongamento à linha de cota. Tolerância aplicada a um eixo como nas duas primeiras imagens anteriores ou ao plano médio de um elemento cotado. Se a mesma característica de tolerância geométrica e o mesmo valor de tolerância forem especificados para vários elementos distintos, não é necessário repetir o quadro de tolerância para cada elemento. Em vez disso, as indicações de tolerância podem ser feitas como mostra a imagem a seguir: Tolerância especificada por vários elementos distintos Nos dois exemplos, a tolerância de planeza, de no máximo 0,1mm, aplica-se igualmente aos três elementos indicados nos desenhos. Indicação no elemento de referência Em alguns dos exemplos analisados anteriormente, os quadros de tolerância apresentavam uma ou mais letras maiúsculas, representando os elementos de referência para verificação do elemento tolerado. Nos desenhos técnicos, essas mesmas letras maiúsculas devem ser inscritas num quadro e ligadas ao elemento de referência por uma linha auxiliar (linha contínua estreita), que termina num triângulo cheio ou vazio, apoiado sobre o elemento de referência, observe: Elementos de referência representados por letras maiúsculas. A base do triângulo pode apoiar-se diretamente no contorno do elemento de referência ou no seu prolongamento. Só não é permitido apoiar a base do triângulo diretamente sobre uma linha de cota. Confira! A base do triângulo apoiada diretamente no contorno do elemento de referência ou no seu prolongamento Quando o elemento de referência for um plano médio de uma parte cotada, ou um eixo, a base de triângulo pode ser apoiada numa extensão da linha de cota. Veja a seguir. A base do triângulo apoiada na extensão da linha de cota. Na imagem da direita, onde o elemento de referência é o plano médio do rasgo retangular, uma das setas foi suprimida por falta de espaço, o que é aceitável segundo a norma técnica. A base do triângulo não pode ser apoiada diretamente sobre o eixo ou plano médio do elemento de referência, quando se trata do eixo ou plano de um elemento único ou do eixo ou plano comum a dois elementos. Observe a imagem a seguir. A base do triângulo não pode ser apoiada diretamente sobre o eixo ou plano médio do elemento de referência. Para indicar que a tolerância se restringe a uma parte limitada de um comprimento ou superfície, deve-se usar uma linha e ponto larga para delimitar a região tolerada, veja. Tolerância restrita a uma parte limitada de um comprimento ou superfície. Do mesmo modo, se apenas parte do elemento de referência for tomada como base para verificação da característica tolerada, esta parte deve ser delimitada no desenho pela linha traço e ponto largo. Parte do elemento de referência delimitada no desenho pela linha traço e ponto largo. Se houver restrições quanto à forma em alguma parte definida do elemento tolerado, a região correspondente também deve ser delimitada pela linha traço e ponto largo e uma nota deve ser escrita próxima ao quadro de tolerância especificando o tipo de restrição aplicável. Parte do elemento de referência delimitada representada com restrição. Representação de cotas básicas São chamadas de cotas básicas as dimensões teoricamente exatas que determinam a posição, o perfil de uma linha ou de uma superfície qualquer ou a inclinação de um elemento. Essas cotas não devem ser toleradas diretamente. No desenho, elas são representadas emolduradas, como mostra a imagem a seguir. Cotas emolduradas no desenho. No exemplo, as cotas de localização dos furos aparecem dentro de um quadro, que significa que se tratam de cotas básicas. A tolerância de posição aparece indicada em relação ao centro de cada furo, tomando como referência as arestas horizontais e verticais da peça. Esse tipo de indicação tem por objetivo evitar o acúmulo de erros de localização dos elementos na produção da peça. Asvárias tolerâncias geométricas são definidas com suas respectivas zonas de tolerância. Essas zonas correspondem ao que as normas chamam de campo de tolerância, conceito extremamente importante das tolerâncias geométricas. Falta pouco para atingir seus objetivos. Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 Qual das opções a seguir representa uma tolerância de posição? A Planeza B Retilineidade C Simetria D Paralelismo Parabéns! A alternativa C está correta. %0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c- paragraph'%3EA%20toler%C3%A2ncia%20de%20posi%C3%A7%C3%A3o%20estabelece%20o%20desvio%20admiss%C3%ADvel%20de%20localiza%C3 listas%20tamanho%3D%22small%22%20tipo%3D%22ul%22%3E%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%2 list- ul%22%3E%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cli%3E%0A%20 listas%3E%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20 Questão 2 O que significa a simbologia a seguir? Parabéns! A alternativa E está correta. %0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c- paragraph'%3ENos%20desenhos%20t%C3%A9cnicos%2C%20a%20caracter%C3%ADstica%20tolerada%20deve%20estar%20indicada%20em%20um%2 listas%20tamanho%3D%22small%22%20tipo%3D%22ul%22%3E%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%2 list- E Inclinação A Tolerância de circularidade. O valor 0,2 indica que a tolerância é de um décimo de milímetro, no máximo. Neste caso, trata-se de tolerância de um elemento isolado. B Tolerância de planeza. O valor 0,2 indica que a tolerância é de um décimo de milímetro, no máximo. Neste caso, trata-se de tolerância de um elemento isolado. C Indicada uma tolerância de paralelismo, com valor de 0,2. Este tipo de tolerância só se aplica a elementos associados. Portanto, é necessário identificar o elemento de referência. D Indica que se trata de tolerância de retilineidade, com valor de 0,2. O sinal de diâmetro antes do valor da tolerância, que indica que o campo de tolerância, neste caso, tem a forma elíptica. E Indica que se trata de tolerância de retilineidade, com valor de 0,2. O sinal de diâmetro antes do valor da tolerância, que indica que o campo de tolerância, neste caso, tem a forma cilíndrica. ul%22%3E%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cli%3E%0A%20%20%20%20%20%20%20 listas%3E%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20 4 - Tolerância nos Desenhos e Cotagem Ao �nal deste módulo, você será capaz de identi�car como cotar os desenhos com tolerâncias. Vamos começar! Cotagem Confira os principais pontos que serão abordados sobre este assunto. Tolerâncias e ajustes Tolerâncias e ajustes com indicação individual A cotagem normaliza o intercâmbio das informações entre as diversas partes envolvidas em um projeto. De forma mais ampla, a cotagem pode significar a indicação das medidas, ou características, com a utilização do letreiro técnico, sem indicação de unidade (por exemplo, a medida é descrita por 50, e não por 50mm). Para interpretar desenhos cotados você devemos conhecer três elementos básicos: cota ou valor numérico, linha de cota e linha auxiliar. Neste estudo, vamos acrescentar outro elemento: as tolerâncias de fabricação. A tolerância dimensional e geométrica assume um papel fundamental para o projeto e fabricação de produtos, pois estabelece uma representação da variação entre a dimensão máxima e mínima que um componente pode ter. A adoção de sistemas de tolerâncias na manufatura permite simular o processo de fabricação com a eliminação das perdas de material e buscando a otimização do emprego de máquinas, ferramentas e dispositivos, reduzindo drasticamente os custos de produção e proporcionando uma intercambiabilidade entre as peças fabricadas. Com a intercambiabilidade, peças fabricadas em série podem ser montadas, sem necessidades de ajustes, formando outra peça qualquer, qualquer que seja o lote, a data ou o local de fabricação. Esta intercambiabilidade é garantida por meio de uma adequada seleção das tolerâncias e dos ajustes Saiba mais Quando se visa à intercambiabilidade, usa-se a NBR-6158 - Sistemas de Tolerâncias e Ajustes. A cotagem é feita da seguinte forma: Cotas com tolerâncias em peças isoladas. Para peças isoladas Cotas com tolerâncias em peças montadas. Para peças montadas Tolerâncias e rejeição Tolerâncias dimensionais Na cotagem das tolerâncias para dimensões lineares e angulares sem indicação de tolerância individual, devemos usar a NBR ISO 2768 -1, na qual as Classes de Tolerância são assim representadas: f: fino m: médio c: grosso v: muito grosso Confira as tabelas a seguir. Classe de tolerância Intervalos de dimensões nominais (em mm) Designação Descrição f fino m médio c grosso v muito grosso Para dimensões nominais abaixo de 0,5mm, o afastamento deve ser indicado junto à dimensão nominal correspondente Tabela 4: Afastamentos admissíveis para dimensões lineares, exceto raios externos e altura de chanfros (em mm). ANDERSSON, V. 2010, página 5. Classe de tolerância Intervalos de dimensões nominais (em mm) Designação Descrição f fino m médio c grosso v muito grosso Para dimensões nominais abaixo de 0,5mm, o afastamento deve ser indicado junto à dimensão nominal correspondente Tabela 5: Afastamentos admissíveis para cantos quebrados (raios externos e altura de chanfro). ANDERSSON, V. 2010, página 6. Classe de tolerância Intervalos de comprimentos do menor lado do ângulo correspondente (em mm) Designação Descrição ≥ 0, 5 ≤ 3 > 3 ≤ 6 > 6 ≤ 30 > 30 ≤ 120 > 120 ≤ 400 > 400 ≤ 1000 > 1000 ≤ 2000 > 2000 ≤ 4000 ±0, 05 ±0, 05 ±0, 1 ±0, 15 ±0, 2 ±0, 3 ±0, 5 − ±0, 1 ±0, 1 ±0, 2 ±0, 3 ±0, 5 ±0, 8 ±1, 2 ±2 ±0, 2 ±0, 3 ±0, 5 ±0, 8 ±1, 2 ±2 ±3 ±4 − ±0, 5 ±1 ±1, 5 ±2, 5 ±4 ±6 ±8 ≥ 0, 5 ≤ 3 > 3 ≤ 6 > 6 ±0, 2 ±0, 5 ±1 ±0, 4 ±1 ±2 ≤ 10 > 10≤ 50 > 50≤ 120 > 120≤ 400 > 400 Classe de tolerância Intervalos de comprimentos do menor lado do ângulo correspondente (em mm) f fino m médio c grosso v muito grosso Tabela 6: Afastamentos admissíveis para dimensões angulares. ANDERSSON, V. 2010, página 7. As seguintes informações devem ser indicadas na legenda ou próximo dela: a) NBR ISO 2768; b) A classe de tolerância (f, m, c ou v). Observe a imagem a seguir. Tolerâncias em desenho e indicação de norma na legenda. Rejeição de peças que excedam as tolerâncias A menos que especificado, não se deve rejeitar automaticamente peças que excedam as tolerâncias gerais, desde que a condição funcional não seja comprometida. A função permite, geralmente, uma tolerância maior que a tolerância geral. A função de uma peça não é, por isso, sempre garantida quando a tolerância geral for (ocasionalmente) excedida em qualquer elemento da peça. Recomenda-se que, quando for excedida a tolerância geral, ocorra rejeição apenas quando o funcionamento estiver comprometido. O uso de tolerâncias gerais leva às seguintes vantagens: Os desenhos são mais fáceis de ler e assim a comunicação é feita de forma mais efetiva com o usuário do desenho. O desenhista ganha tempo, evitando cálculos detalhados de tolerâncias, sendo suficiente saber que a função permite tolerância maior ou igual à tolerância geral. O desenho mostra rapidamente que elementos podem ser produzidos de modo comum (processo normal), facilitando a engenharia da qualidade que pode reduzir o nível de inspeção. ±1∘ ±0∘30′ ±0∘20′ ±0∘10′ ±0∘5′ ±1∘30′ ±1∘ ±0∘30′ ±0∘15′ ±0∘10′ ±3∘ ±2∘ ±1∘ ±0∘30′ ±0∘20′ As dimensões restantes, que têm indicações individuais de tolerância, deverão, para a maioria das partes, ser elementos controlados cujas funções requerem tolerâncias relativamente menores e que por isso podem necessitar atenções especiais na produção ― isto será útil no planejamento da produção e deve auxiliar o serviço de controle na análise dos requisitos de inspeção. Os pedidos de compra e subcontratações podem ser facilmente negociados quandose conhece a priori a qualidade normal de produção do fornecedor; isso também evita desavenças no fornecimento entre comprador e fornecedor, desde que nesse aspecto os desenhos estejam completos. Análises de tolerâncias De�nições Preliminares Até aqui, as tolerâncias foram aplicadas apenas a dimensões individuais de peças ou, em outras palavras, a cotas individuais de desenhos de peças e de partes. No entanto, um desenho contém mais de uma cota e consequentemente a atribuição das tolerâncias não pode ser desvinculada das relações entre as cotas. Com o uso das normas NBR 6158 e NBR ISO 2768-1, nenhuma cota deve ficar sem especificação de tolerância. Então, é necessário estudar as tolerâncias dos conjuntos de cotas. Observe as imagens a seguir. Desenho com cota auxiliar. Cotas em cadeia. Antes da exposição do assunto, são apresentadas algumas definições preliminares pertinentes ao assunto e obtidas da NBR 10126/1987 – Cotagem em desenho técnico: Cota funcional: cota essencial para a função do objeto ou local. Cota não funcional: cota não essencial para o funcionamento do objeto. Cota auxiliar: dada somente para informação. Não influi nas operações de produção ou de inspeção. Deriva-se de outros valores apresentados no desenho e “nela não se aplica tolerância (segundo NBR 10126 de 1987)”. Cadeia de cotas: série consecutiva de cotas que constitui um conjunto fechado de cotas, referido a uma peça ou conjunto de peças montadas. Componente final: é a cota reservada para atribuir-se uma tolerância compatível com o funcionamento do sistema ou conjunto que contém a peça (é a cota reservada para o acúmulo de tolerâncias). onjunto fechado de cotas Uma condição obrigatória é que as dimensões interrelacionadas formem um contorno fechado. Segundo a NBR 10126, deve ser utilizada somente quando o possível acúmulo de tolerâncias não comprometer a necessidade funcional das partes. Confira a representação da cota de componente final na imagem a seguir. Cota de componente final. Cadeia de Cotas Funcionais Seja o exemplo de cotagem em cadeia de cotas da imagem a seguir: Desenho com cotas em cadeia. Supõe-se que, na fabricação, decidiu-se fixar: a cota AD em 90,00mm; a cota AB em 24,87mm; a cota BC em 50,00mm. Então, a cota CD é igual a 15,13mm e excede o limite superior especificado de 15,00mm. Neste caso, a peça deveria ser refugada. Se fosse aproveitada, causaria uma montagem problemática ou o sistema do qual faz parte não funcionaria. Esse método de cotagem é conhecido como cadeia de dimensões com acumulação de tolerâncias (na bibliografia em inglês é denominado de tolerance stack-up ou também método da intercambiabilidade total). Para o melhor uso desse método, deve-se diminuir o número de cotas e reservar uma delas (a componente final) a qual atribuir-se-á uma tolerância compatível com o funcionamento do sistema que contém a peça. Na imagem a seguir, apresenta-se a mesma peça com cotas modificadas, uma delas reservada (cota CD – componente final) e uma solução de tolerância não acumulada (a cota BC foi omitida). Desenho com cotas modificadas. Afastamentos e Tolerância do Componente Final A análise de tolerâncias baseada na intercambiabilidade total evidencia que a tolerância do componente final é bem maior do que a dos demais componentes. Observe a imagem a seguir. Tolerância do componente final. Para diminuir a tolerância do componente final, deve-se: diminuir a tolerância dos demais componentes (cotas); diminuir o número de componentes (cotas) da cadeia de dimensões; usar a experiência; usar outros métodos (baseados em estatística ou derivados da experiência). Dimensão mínima de C: Rotacione a tela. Como: Cmin = amin − bmax Cmin = C + eiC amin = a + eia Então, Rotacione a tela. Dimensão máxima de C: Rotacione a tela. Como: Então: Rotacione a tela. No caso geral: Rotacione a tela. ou Rotacione a tela. bmax = b + esb Cmin = C + eic = a + eia − (b + esb) = a − b + eia − esb eic = eia − esb Cmax = amax − bmin Cmax = C + esc Amax = a + esa bmin = b + eib Cmax = C + esc = a + esa − (b + eib) = a − b + esa − eib esc = esa − eb eic = n ∑ j=1 eiaj − m ∑ k=1 esbk esc = n ∑ j=1 esaj − m ∑ k=1 eibk Falta pouco para atingir seus objetivos. Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 Sobre o desenho dado, responda: Quais as dimensões máximas do eixo e do furo, respectivamente? A 30,18 e 30,25 B 30,18 e 30,02 Parabéns! A alternativa A está correta. %0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c- paragraph'%3EEixo%20%3D%2030%20%2B%200%2C18%20%3D%2030%2C18mm%3B%3Cbr%3EFuro%20%3D%2030%20%2B%200%2C25%20%3D%20 Questão 2 Tendo como base a imagem dada, responda: Quais as dimensões mínimas do eixo e do furo, respectivamente? Parabéns! A alternativa C está correta. C 30,25 e 30,18 D 30,25 e 30,00 E 30,02 e 30,18 A 30,18 e 30,25 B 30,18 e 30,02 C 30,02 e 30,00 D 30,02 e 30,18 E 30,25 e 30,18 %0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c- paragraph'%3EEixo%20%3D%2030%20%2B%200%2C02%20%3D%2030%2C02mm%3B%20%3Cbr%3EFuro%20%3D%2030%20%2B%200%3D%2030mm Considerações �nais Quando falamos do desenvolvimento de produtos, o conceito de tolerância é fundamental. Partindo da constatação da impossibilidade de se desenvolver projetos sem variações ou de eliminá-las por completo ― uma vez que se trata de algo natural e inerente a toda cadeia produtiva, presente em todos os artefatos físicos ―, a tolerância dimensional e geométrica se refere, portanto, aos desvios considerados admissíveis. Ou seja: valores que podem ser controlados dentro de limites aceitáveis. Ao definir esses desvios, busca-se uma relação entre técnica e economia. Isto é, tenta-se encontrar uma especificação para o produto que resulte em menor custo de fabricação, mas que não comprometa sua qualidade ou funcionalidade. Esse processo não é simples, uma vez que é preciso ter uma visão global de todo o ciclo de desenvolvimento do produto, envolvendo diferentes áreas, competências e pessoas para que se chegue a uma especificação de tolerância que não prejudique o projeto. Podcast Agora, ouça um breve resumo dos principais pontos abordados no estudo sobre Tolerância em Desenho Mecânico. Referências ANDERSSON, V. Análise de tolerâncias na cotagem de peças. In: UFGRS. Metrologia Mecânica. Porto Alegre: UFGRS, 2010. p. 203-225. Capítulo 13. CATAPAN, M. F. Apostila de desenho mecânico 1: parte III. Curitiba: UFPR, 2017. CORREIA, A. L. G. Tolerâncias e ajustes: unidade curricular do desenho técnico. Santa Catarina: IFSC, 2017 MARCO FILHO, F. de; FILHO, J. S. C. Apostila de Metrologia. Rio de Janeiro: UFRJ, 1996. SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL. SENAI. Dimensionamento e tolerância geométrica (GD&T). Rio de Janeiro: SENAI, 2007. Explore + Para entender um pouco melhor sobre tolerâncias em Desenho Mecânico, leia a referência: Rodrigues, A. R. Desenho técnico mecânico: projeto e fabricação no desenvolvimento de produtos industriais. In: Alessandro Roger Rodrigues ... [et al.]. 1. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015.
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