Tema 1 - Introdução à engenharia de fabricação mecânica

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<p>Introdução à Engenharia de Fabricação Mecânica Prof. Gustavo Simão Rodrigues Descrição Estudo dos princípios de Engenharia de Fabricação Mecânica, classificações dos processos de fabricação, sistemas de ajustagem e tolerâncias, calibradores e introdução ao controle estatístico do processo. Propósito Conhecer os principais tipos de processos de fabricação mecânica, sistemas de ajustagem, calibradores e o controle estatístico do processo, visando especificar o melhor delineamento para reduzir custos e tempo de produção. Preparação Antes de iniciar o conteúdo, faça o download do Solucionário, nele você encontrará o feedback das atividades. Objetivos</p><p>Módulo 1 Classificação dos processos de fabricação Reconhecer os processos de fabricação. Módulo 2 Tolerâncias e ajustes Aplicar os conceitos de tolerâncias e ajustes. Módulo 3 Calibradores para verificação de peças Analisar os calibradores para verificação de peças. Módulo 4 Controle estatístico do processo de fabricação Aplicar os métodos de controle estatístico em processos de fabricação. Introdução</p><p>Confira um resumo dos principais conceitos de Engenharia de Fabricação Mecânica abordados neste estudo Para assistir a um vídeo sobre o assunto, acesse a versão online deste conteúdo. 1 - Classificação dos processos de fabricação Ao final deste módulo você será capaz de reconhecer os processos de fabricação. Vamos começar! Classificação de processos de fabricação Confira os principais pontos sobre o assunto que serão abordados ao longo deste conteúdo.</p><p>Para assistir a um vídeo sobre o assunto, acesse a versão online deste conteúdo. Processos da indústria metalmecânica Processo de Produção A fabricação de produtos teve uma grande evolução na Revolução Industrial, quando o processo produtivo passou de artesanal e manual o termo "manufatura") para a produção por meio de máquinas e uso de fontes de energia, como o carvão, para alimentar as máquinas a vapor. No chão de fábrica, o conjunto de processos que convertem a matéria- prima em produtos semiacabados ou no produto final é chamado de Processo de Produção, que engloba: A preparação dos meios de produção e a organização dos locais de trabalho. 0 recebimento e a estocagem de matéria- prima, produtos semiacabados e produtos prontos. Todas as fases de fabricação das peças, partes e montagem de produtos.</p><p>A estocagem e a expedição de matéria- prima, partes e de peças acabadas. Embalagem dos produtos. Inspeção nas diversas fases de fabricação. Processo de fabricação A parte do Processo de Produção ligado diretamente às mudanças consecutivas do estado do produto que está sendo fabricado é definida como o Processo de Fabricação. Conheça alguns Processos de Fabricação. Estudaremos detalhadamente cada um deles neste módulo. Usinagem</p><p>Conformação mecânica Soldagem Fundição</p><p>Metalurgia do pó Manufatura Aditiva Manufatura versus Fabricação Manufatura: aspectos tecnológico e econômico A palavra manufatura é derivada de duas palavras latinas: manus (mãos) e factus (fazer). Etimologicamente, essa junção de palavras tem o significado de "feito à mão". Em português, a palavra manufatura é usada desde quando o termo "feito à mão" descrevia com precisão os métodos de fabricação da época. Atualmente, grande parte dos processos de fabricação modernos é automatizada, e os comandos são processados por computador. Segundo Groover (2014), a manufatura tem duas conotações: tecnológica e econômica.</p><p>Do ponto de vista tecnológico, manufatura é a aplicação de processos físicos e químicos utilizados para modificar as propriedades, a geometria e/ou a aparência de um material com o objetivo de produzir peças ou produtos. A manufatura também inclui a montagem de várias partes ou subconjuntos para formar um conjunto ou produto final único. Os processos de fabricação envolvem a combinação de máquinas, ferramentas, energia e mão de obra e estão representados na imagem a seguir. de Material Produto inicial fabricado Processos de fabricação Sucata e refugo Processo de fabricação: aspecto tecnológico Assim, a fabricação é quase sempre definida como uma sequência de operações, e cada operação individual leva o material a um estado mais próximo do produto final. No aspecto econômico, a manufatura é definida como transformação de matérias-primas em itens com maior valor agregado por meio de uma ou mais etapas de processamento e/ou montagem. Observe o aspecto econômico da manufatura na imagem a seguir.</p><p>Processos de fabricação Valor agregado $$ $ $$$ Material Material em Produto inicial processo fabricado Processo de fabricação: aspecto econômico conceito-chave no aspecto econômico é que a fabricação agrega valor ao material a partir da mudança da sua forma e/ou de suas propriedades, ou pela sua combinação com outros materiais que também tenham sido modificados. Sendo assim, o produto torna-se mais valioso em função dos processos de fabricação empregados. Exemplo Agrega-se valor quando o minério de ferro é convertido em aço ou quando a areia é transformada em vidro, ou quando o petróleo é refinado em plástico; e quando o plástico, por sua vez, toma a forma de brinquedo com geometria complexa, tornando-o ainda mais Dessa maneira, a manufatura de produtos metálicos, tanto do ponto de vista tecnológico quanto econômico, tem início na obtenção de minérios. Os principais são: Hematita (Fe2O3) minério de ferro brasileiro, que tem a hematita como principal mineral portador de óxido de ferro, é uma commodity de grande importância na economia, faturando 49 bilhões de reais já no primeiro trimestre de 2021 (MONTEIRO; MATIOLO, 2021). Bauxita Brasil é o maior produtor de bauxita do mundo, com uma reserva estimada em 2,7 trilhões de</p><p>toneladas Cassiterita (SnO2) É um minério de estanho, sendo o estado de Rondônia o maior produtor brasileiro, com 11,4 mil toneladas brutas e pureza de 74,58%. (CRUZ, 2021). A partir da redução desses (e de outros) minérios, obtêm-se os metais e as ligas utilizados para produção dos diversos tipos de matérias-primas que posteriormente são empregadas para iniciar os diversos processos de fabricação até a obtenção do produto final. A imagem a seguir mostra um fluxograma genérico para a sua fabricação. Minérios Ex.: Hematita Bauxita Cassiterita Redução Ex.: Alto forno, Eletrólise Metais e Ligas Ex.: Fe-C, Al, Al-Si, Cu, Ni, Sn Estado Estado líquido sólido Deformação Solidificação Fusão e plástica e ruptura Processos de solidificação Processos lingotamento Processos de de moagem atomização Lingotes Pó e placas metálico Deformação Fusão e Deformação plástica solidificação plástica Processos de Processos Processos conformação de fundição de prensagem Ex.: laminação Difusão Produtos primários Processos Ex.: chapas, barras, de sinterização trilhos, perfilados Peça semiacabada Deformação Ex.: pistões, engrenagens plástica Processos de Deformação plástica localizada e ruptura conformação Processos de usinagem convencional Ex.: forjamento Fusão e solidificação Peça semiacabada do Deformação plástica e difusão Ex.: portas de carro, Processos de soldagem martelos, parafusos, talheres Difusão, transformação de fases e Tratamento térmicos Difusão, adesão Tratamento superficiais Produto final Peças de carro, de aviões, utensílios domésticos etc. Ex.: engrenagens, colheres, tesouras Fluxograma de rotas para fabricação de produtos metálicos</p><p>Principais Processos de Fabricação Usinagem Pode ser definida como o processo de fabricação em que ocorre a mudança da geometria da matéria-prima por meio da remoção de material (cavaco), utilizando uma ferramenta apropriada. A imagem a seguir mostra a sequência de usinagem a partir do material bruto até o produto final; no caso, uma engrenagem cônica helicoidal. Em cada etapa da sequência de usinagem, ocorre a remoção de material. A esse material removido dá-se o nome de cavaco, que pode ser observado na imagem a seguir Para a remoção do cavaco, utilizam-se ferramentas especiais para cada tipo de operação de usinagem. o principal material usado nas ferramentas de usinagem é o carboneto de tungstênio (WC), obtido a partir da metalurgia do pó. As ferramentas de carboneto de Tungstênio</p><p>são conhecidas como pastilhas de metal duro, ilustradas na imagem a seguir. o aço rápido também é amplamente utilizado como ferramenta de usinagem. o aço rápido é um tipo de aço carbono que, para ser fabricado, são adicionados a ele diversos tipos de ligas como tungstênio, cromo, molibdênio, vanádio e cobalto. A imagem a seguir exemplifica algumas ferramentas de aço rápido. Para que ocorra a remoção de material por meio da ferramenta de usinagem, são utilizadas as máquinas-ferramentas Veja um exemplo de uma dessas denominada torno. Nas máquinas-ferramentas são realizadas operações de usinagem, como:</p><p>Torneamento Furação Retífica</p><p>Serramento Aplainamento Fresamento Conformação Mecânica É o processo de fabricação em que a forma do produto final é obtida por meio de deformação plástica da matéria-prima.</p><p>É o único processo de fabricação capaz de melhorar as propriedades mecânicas do produto final em relação à matéria-prima, tendo em vista o endurecimento por encruamento. As principais operações de conformação mecânica são: laminação, conformação de chapas, extrusão, trefilação e forjamento. Confira mais detalhes sobre cada uma delas. Laminação A laminação consiste em passar o material (normalmente, chapa metálica) entre dois rolos de modo a reduzir sua espessura, de maneira semelhante ao que é feito com massas, como na imagem à esquerda. Em sua maioria, os rolos são cilíndricos, e o atrito entre eles faz com o que a chapa passe por entre os cilindros, como mostrado na imagem à direita. Exemplo de laminação com massas à esquerda e processo de laminação de uma barra metálica à direita. Conformação de chapas A conformação de chapas pode ser classificada em: corte de chapas, dobramento, estiramento, estampagem e prensagem, como mostrado na imagem a seguir.</p><p>Força Força Molde Extrator Tenaz Tira de garras Força Força Chapa Corte Matriz Dobramento Estiramento Força Força Punção Anel fixador Anel de suporte Êmbolo do encosto Estampagem Prensagem Processos de conformação de chapas metálicas. Extrusão A extrusão é um processo que consiste em forçar o metal a passar por uma matriz com canal convergente de modo a assumir a forma da seção transversal da matriz como exemplificado nas imagens a seguir, tanto para a extrusão direta (a) quanto para a extrusão indireta (b). Pistão Tarugo Matriz Peça final extrudada Força a) Peça final extrudada Matriz Tarugo Força b) Processo de extrusão de uma viga metálica. Trefilação A operação de trefilação consiste em forçar a matéria-prima através de uma matriz em forma de canal convergente, denominada fieira ou trefila, por meio de uma força trativa aplicada do lado de saída da matriz.</p><p>Como efeitos comparativos, na operação de extrusão, o metal é empurrado para fora da matriz e, na operação de trefilação, o metal é puxado para fora da matriz. Barra Matriz Peça Força Processo de trefilação de uma viga metálica. Forjamento Trata-se de um processo de conformação de metais por meio de forças de compressão. o forjamento pode ser realizado por meio de marteladas (manual ou utilizando um martelo de potência), ou por meio de uma prensa hidráulica. Esse processo pode ser feito a frio ou quente, dependendo de qual geometria se quer alcançar, e qual grau de dureza se quer impor à peça conformada. Processo de forjamento de um material metálico. Soldagem Podemos definir soldagem como o conjunto de processos em que duas partes metálicas são permanentemente unidas pela junção da interface de contato, que é induzida pela combinação de temperatura, pressão e condições metalúrgicas.</p><p>A soldagem é um dos três processos existentes para unir partes Saiba mais Os outros dois métodos são a união mecânica, incluindo o uso de parafusos e porcas, rebites etc., e união por adesivos, que utiliza materiais não metálicos, tais como resinas termorrígidas e termoplásticas, elastômeros artificiais etc., com o objetivo de criar uma junta entre as duas superfícies que se deseja unir. Fundição o processo de fabricação por fundição consiste em fundir o metal, ou seja, mudar a fase do metal de estado sólido para líquido, e introduzir o metal líquido em um molde para que, ao solidificar, tome a forma da cavidade interna dele. A imagem a seguir mostra o fluxograma básico para a produção de uma peça fundida. Desenho técnico da peça Modelagem Areia Modelo preparada Macharia Moldagem Metal Molde líquido Reciclagem Vazamento com adição e solidificação de areia nova Fusão e Conjunto fundido tratamento com adição de metal Desmoldagem Areia usada Corte de canais e massalotes Canais e massalotes Rebarbação e limpeza Peça semiacabada Outros processos e controle de qualidade Peça acabada Fluxograma simplificado das operações básicas para a produção de uma peça fundida. Metalurgia do Pó</p><p>processo de fabricação por metalurgia do pó consiste na compactação de pós-metálicos em matrizes, formando um compacto verde com a forma desejada. Em seguida, o compacto verde é aquecido (sinterizado) em atmosfera controlada para unir as superfícies de contato entre as partículas e eliminar os vazios entre elas, ocorrendo assim a consolidação em um corpo denso com forma e propriedades desejadas. Operações secundárias, geralmente, são realizadas, como, por exemplo: calibração, tamboreamento, impregnação em óleo e, posteriormente, usinagem para melhorar a precisão dimensional, acabamento superficial, aumentar a resistência mecânica, diminuir a porosidade e conferir propriedades especiais ao produto final. A imagem a seguir ilustra esquematicamente o processo de fabricação por metalurgia do pó: Pós Lubrificantes metálicos e aditivos Mistura Compactação 6 Sinterização Tamboreamento Calibração Impregnação Tratamento de óleo térmico Tanque de óleo Principais etapas na produção de peças por metalurgia do pó. Manufatura Aditiva A manufatura aditiva, popularmente conhecida como impressão 3D, combina uma série de tecnologias para produzir peças a partir de modelos digitais. Cada tipo de impressão 3D tem uma forma característica de criar o material.</p><p>10:23 Planejamento de Processos de Fabricação Processos de Fabricação: documentação e finalidade Em termos de documentação, os processos de fabricação têm por finalidade estabelecer as práticas e tecnologias de fabricação, por meio de estruturas metodológicas, com o intuito de eliminar a falta de padronização, característica da produção que existia antes da Revolução Industrial. Os principais dados fornecidos pelos processos de fabricação são: Roteiro de fabricação das peças. Máquinas a serem utilizadas na fabricação das peças. Caminho percorrido pelas peças no chão de fábrica.</p><p>Ferramental adequado para cada operação, sejam ferramentas de produção ou instrumentos e dispositivos de controle. Especificações relacionadas à metalurgia, geometria, dimensão e de revestimentos químicos que serão empregadas nas diversas operações. Essas informações são transmitidas aos processos de fabricação no chão de fábrica, para a execução correta da fabricação e garantia da qualidade dos produtos fabricados, atendendo às especificações dos desenhos de cada peça, subconjunto ou conjunto. A imagem a seguir mostra esquematicamente essa relação: Projeto de Processo de Chão de produto fabricação Operações do Concepção Desenhos processo Fabricação Sequência de operações ordenadas segundo regras de precedência Processo de fabricação no chão de fábrica.</p><p>Falta pouco para atingir seus objetivos. Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 o termo manufatura é usado desde quando o termo "feito à mão" descrevia com precisão os métodos de fabricação da época. Atualmente, o termo manufatura tem duas conotações: tecnológica e econômica. Do ponto de vista econômico, a manufatura é definida como A</p><p>a aplicação de processos físicos e químicos utilizados para modificar as a transformação de matérias-primas em itens com B maior valor agregado. a montagem de várias partes ou subconjuntos para C formar um conjunto ou produto final único. a sequência de operações e cada operação D individual leva o material a um estado mais próximo do produto final. a combinação de máquinas, ferramentas, energia e E mão de obra que transforma a matéria-prima em produto fabricado. Parabéns! A alternativa B está correta. Veja o feedback completo no Solucionário disponibilizado no campo Preparação. Questão 2 Em uma indústria automotiva, é necessário fabricar um parafuso empregado na suspensão cujas propriedades mecânicas sejam maiores do que da matéria-prima recebida, para que ele possa resistir às solicitações de trabalho. Qual dos processos abaixo deve ser utilizado para fabricar esse parafuso? A Torneamento B Laminação C Soldagem</p><p>D Fundição E Impressão 3D Parabéns! A alternativa B está correta. Veja o feedback completo no Solucionário disponibilizado no campo Preparação. 2 - Tolerâncias e ajustes Ao final deste módulo, você será capaz de aplicar os conceitos de tolerâncias e ajustes. Vamos começar! 0 princípio da aplicação do Sistema de Tolerâncias</p><p>Confira os principais pontos sobre o assunto que serão abordados ao longo deste conteúdo. Para assistir a um vídeo sobre o assunto, acesse a versão online deste conteúdo. Fabricação seriada, fabricação flexível e intercambiabilidade Sistemas de Produção e Princípio da intercambialidade Após a Revolução Industrial, os métodos de fabricação sofreram grandes transformações, gerando a criação e o desenvolvimento das indústrias e abandonando a produção artesanal e individual de peças e produtos. desenvolvimento das indústrias e a oferta de mais produtos, de certa forma, desenvolveu na sociedade consumidores cada vez mais críticos e ávidos por produtos de qualidade e baixo custo. 4 Produção em Massa do Modelo A.</p><p>primeiro sistema de produção que visou aumentar a produtividade e reduzir os custos foi o sistema de produção em massa, no qual a produção é feita em larga escala, com produtos padronizados, seguindo uma linha de montagem no chão de fábrica. Esse sistema foi desenvolvido por Henry Ford no início do século XX, e o grande volume de produção é a principal ferramenta para redução dos custos. Entretanto, o sistema de produção em massa gerava um alto nível de retrabalho e baixo grau de variedade de produtos. Com o aumento de competitividade entre as indústrias e consumidores cada vez mais exigentes, esse sistema de produção tornou-se obsoleto. Surgiu então o sistema Toyota de produção, ou Toyotismo, que primava pela qualidade dos produtos e tinha como princípio atender à necessidade do consumidor, ou seja, a produção só começa por conta da real demanda do mercado, implicando não haver grandes estoques nas indústrias. Dessa maneira, para eliminar os retrabalhos, as peças fabricadas isoladamente devem ser montadas sem necessidade de ajuste, o que só é possível se todas as peças possuírem formas e qualidades iguais. Esse é o princípio da intercambialidade. Produção em massa do tear automatizado Toyota, exibido no Museu Toyota. Durante os processos de fabricação, nenhuma peça possui uma medida exata. Há sempre um desvio da medida nominal, para mais ou para</p><p>menos, devido a vibrações no sistema, falta de rigidez na máquina e nos dispositivos de fixação, desgaste das ferramentas etc. As definições de tolerâncias e acabamento superficial e o sistema de ajustes são fundamentais para que seja garantida a intercambialidade entre quaisquer peças aleatórias para montar um conjunto. Sendo assim, para se fabricar uma peça, medidas devem ser impostas, considerando todo o processo de fabricação e margens de erros, como veremos a seguir. Medidas de fabricação de peças Cota e afastamento Vamos estudar cota nominal, afastamento nominal, afastamento superior e afastamento inferior. Veja a definição de cada um a seguir: Cota nominal ou dimensão nominal (D) Dimensão geral (em mm). É a partir da dimensão nominal que são derivadas as dimensões limites pela aplicação dos afastamentos superior e inferior. Afastamento nominal Variação (diferença) entre as dimensões limite e nominal. Afastamento superior (as) Diferença entre a dimensão máxima que a peça pode ter e a nominal.</p><p>Afastamento inferior Diferença entre a dimensão mínima que a peça pode ter e a nominal. Por convenção, quando os afastamentos se referirem a eixos ou furos, devem ser utilizadas as seguintes expressões: Furos A imagem a seguir apresenta um eixo com o diâmetro nominal D, o diâmetro nominal D com o afastamento superior (as) e o diâmetro nominal D com o afastamento inferior D Determinação de diâmetro e afastamento Veja exemplos de eixo e furo: eixo -0,010 Logo: Dmar Logo: Dmax : = A imagem a seguir ilustra os diâmetros tanto aplicados a um eixo quanto a um furo.</p><p>D+as D+As +A Eixo Furo Determinação da medida de um diâmetro Tolerância de fabricação, conjunto mecânico e linha zero Por definição, tolerância de fabricação é a diferença entre a medida máxima e mínima que a peça pode ter. Caracteriza o grau de precisão que a peça irá ter. É representada por: t : tolerância de fabricação do eixo : tolerância de fabricação do furo = Já o conjunto mecânico, é definido como reunião de uma peça furo em uma peça eixo. Como consequência, tem-se: Folga Folga máxima Tolerância de funcionamento (TF): A linha zero, na representação gráfica das zonas de tolerância, é a linha de referência que representa a medida nominal (D). Observe.</p><p>e as As Furo Linha Zero Eixo Zonas de tolerância Veja um exemplo para compreender melhor. Exemplo No conjunto mecânico a seguir, vamos determinar: tolerância de fabricação do furo (tf ); tolerância de fabricação do eixo (te); tolerância de funcionamento (TF); folga máxima (F); folga mínima (f). Furo 45+0,025 -0,000 Eixo 45 -0,025 -0,050 Solução: Temos: : = - = 0,075mm - = Ajuste com interferência</p><p>Ajuste com interferência é a distância, antes do acoplamento, entre a medida do furo e a do eixo, sempre que o furo for menor do que o eixo. Deve ser considerada uma folga negativa. É quando a folga tiver sinal negativo Interferência (I) Na imagem a seguir, temos uma peça com diâmetro maior do que o furo. Logo, a interferência (ou folga negativa) está sendo evidenciada. Interferência (I) Demonstração da folga negativa Os valores máximos e mínimos da folga negativa podem ser determinados da seguinte maneira: Categoria de Ajuste e Grau de Tolerância Categoria de Ajuste As peças fabricadas têm grau de tolerância para serem consideradas em bom estado. Para isso, é necessário conhecer as categorias e qualidades de ajustes, que veremos a seguir.</p><p>Os ajustes são classificados segundo o tipo de folga existente, ou seja, de acordo com os conjuntos, conforme a possibilidade de movimento relativo entre eixo e furo. Ajuste com folga F>0ef>0 Ajuste com interferência F<0ef<0 Ajuste incerto (com folga; com interferência) Grau de tolerância ou Qualidade do ajuste grau de tolerância é estabelecido para garantir o funcionamento da peça, ou seja, são desvios das dimensões das peças aceitáveis, o que garante o funcionamento da peça, na função desejada. A ABNT NBR 6158 prevê 18 qualidades de trabalho, identificadas pelas letras IT seguidas de números. Cada uma delas corresponde a um valor de tolerância IT: 01, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 e 16. Os ITs de 01 a 4 (chamados de primeiro grupo) correspondem a calibradores e instrumentos de precisão. Um segundo grupo pega de IT 5 a IT 16, sendo este grupo dividido da seguinte maneira: IT 5 Dimensões externas de peças isoladas (sem ajuste). a IT 11 Peças usinadas e ajustadas. IT 12 a IT 16 Laminações e embutimentos (sem processo de ajuste). A tabela a seguir mostra os valores numéricos desses ITs considerando dimensões nominais:</p><p>Dimensão Graus de tolerância-padrão nominal (mm) IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 Acima Até Tolerância inclusive (um) (mm) 0,8 1.2 2 3 4 6 10 14 25 40 60 0.14 0,6 1 3 6 1 1.5 2.5 4 5 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.3 0.75 1.2 1.8 6 10 1 2.5 4 6 9 15 22 36 58 90 0.15 0.22 0,36 2.2 10 18 1.2 2 3 5 8 11 18 27 43 70 110 0.18 0.27 0,43 0.7 1.1 1.8 2.7 18 30 2.5 4 6 9 13 21 33 52 84 130 0.21 0.84 1.3 2.1 3.3 30 50 1.5 2.5 4 7 11 16 25 39 62 100 160 0.25 0.39 0.62 1 2.5 50 80 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 190 0.3 0,46 0.74 1.2 1.9 3 4,6 80 120 4 6 10 15 22 35 54 87 140 220 0,35 0,87 2.2 5.4 120 180 3.5 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 1 2.5 4 180 250 4.5 7 10 14 20 29 46 72 115 185 290 0.72 1.85 2.9 4,6 7.2 250 315 6 8 12 16 23 32 52 81 130 210 320 0,81 2.1 3.2 5.2 8,1 Tabela 1 da NBR 6158/1995: Valores numéricos de graus de tolerância-padrão IT para dimensões nominais até Sistema Furo Base (SFB) e Sistema Eixo Base (SEB) Podemos definir o sistema furo base (SFB) e sistema eixo base (SEB) da seguinte forma: Sistema de ajuste furo base - SFB Sistema de ajuste cuja dimensão mínima dos furos é igual à dimensão nominal, sendo a linha zero o limite inferior da tolerância. Esse sistema é utilizado entre eixos, polias, engrenagens etc. Sistema de ajuste eixo base - SEB Sistema cujas dimensões máximas do eixos são iguais às dimensões nominais. A linha zero corresponde ao limite superior da tolerância. Utiliza-se esse tipo de ajuste em carcaças, buchas pré-usinadas com furo de polia, capa externa de rolamentos etc. Escolha do Grau de tolerância e do Sistema base Para as usinagens de peças, é necessário escolher o grau de tolerância a ser adotado e, também, o sistema base. A escolha do grau de tolerância ou qualidade e do sistema base dependem: Grau de tolerância ou qualidade da função que o conjunto vai exercer;</p><p>do custo de fabricação; da vida útil desejada para o conjunto. Sistema base das exigências de construção; do consumo de material; do custo de fabricação; da compra de ferramentas e calibradores. Caso utilize-se o sistema furo base - SFB, devem ser apresentados os campos de tolerância, como podemos ver na imagem a seguir: cota nominal campos ITs Campos de tolerância. Em que: indicam a posição em relação à linha zero; para os furos são designadas letras maiúsculas; para os eixos são designadas letras minúsculas; simbologia. Veja agora exemplos de preenchimento de campos de tolerância: Para 0 SFB H ex. 129 H8 / e7 Para 0 SEB h Ex. 80 M9 / h8</p><p>No sistema furo base também precisamos compreender a categoria de ajustes, como a seguir: Ajuste com folga (quando f = 0 deslizante) Ajuste incerto f<0eF>0 Ajuste com interferência f<0eF<0 Exemplo Calcular os afastamentos para o ajuste 100 M8/h7 SEB (h) Eixo 100 h8 Para realizar esse cálculo, precisamos utilizar a tabela dos valores de graus de tolerância, como feito a seguir. Dimensão Graus de tolerância-padrão nominal (mm) IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 Acima Até Tolerância inclusive (um) (mm) - 0,8 2 3 4 6 14 25 40 60 0,14 0,25 0,4 0,6 1 3 6 1 2.5 4 5 8 2 18 30 48 75 0.12 0.48 0.75 1.2 1.8 6 10 1 2.5 4 6 9 5 22 36 58 90 0,15 1.5 2.2 10 18 1.2 2 3 5 8 11 8 27 43 70 110 0,18 0,27 0,43 1.1 1,8 2.7 18 30 2.5 4 6 9 13 21 33 52 84 130 2.1 3.3 30 50 1.5 2.5 4 7 11 16 25 39 62 100 160 0,39 1 2.5 3.9 50 80 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 190 0,46 1.2 3 4.6 80 120 4 22 35 54 87 140 220 0,35 2.2 3.5 5.4 120 180 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 1 2.5 4 180 250 4.5 7 10 14 20 29 46 72 115 185 290 1.15 1.85 4.6 7.2 250 315 6 8 12 16 23 32 52 81 130 210 320 0,52 0,81 1.3 2.1 3.2 5.2 8,1 Tabela 1 da NBR 6158/1995: Valores numéricos de graus de tolerância-padrão IT para dimensões nominais até Encontrado o valor desejado, voltamos ao cálculo:</p><p>Tab.1 IT7 + 100 = 0,035 -0,035 0.000 -0,035 Considerando agora o furo M8, temos que: Furo 100 M8 Da tabela: Dimensão Graus de tolerância-padrão nominal (mm) IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 Acima Até Tolerância inclusive (um) (mm) - 0.8 1.2 2 3 4 6 10 4 25 40 60 0,1 0.25 0.4 0,6 1 3 6 1 1.5 2.5 4 5 8 12 8 30 48 75 0.18 0.75 1.2 1.8 6 10 1 2.5 4 6 9 15 2 36 58 90 0,15 0,36 0,58 0,9 2.2 10 18 1.2 2 3 5 8 11 18 43 70 110 0,27 0,43 1.1 2.7 18 30 2.5 4 6 9 13 21 52 84 130 0,52 2.1 3,3 30 50 1.5 2.5 4 7 11 16 25 9 62 100 160 0.25 0.39 0,62 1 1,6 2.5 3.9 50 80 2 3 5 8 13 19 30 6 74 120 190 0,3 0,46 0,74 1.2 3 4.6 80 120 4 40 22 35 54 87 140 220 1.4 2.2 3.5 5.4 120 180 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 0.63 1 1.6 2.5 4 6.3 180 250 4.5 7 10 14 20 29 46 72 115 185 290 0,46 0.72 1.85 2.9 7.2 250 315 6 8 12 16 23 32 52 81 130 210 320 0.52 0,81 2.1 3.2 5.2 Tabela 1 da NBR 6158/1995: Valores numéricos de graus de tolerância-padrão IT para dimensões nominais até Temos que: Tab.1 IT8 + 100 tf=0,054 Agora, para determinar o afastamento, devemos considerar a tabela 3 da NBR 6158, da seguinte maneira: Dimensão Afastamento inferior El Afastamentosfunda nominal Todosos graus de tolerância Até Acima Até (mm) IT6 IT7 IT8 IT8 de IT8 (incl.) IT8 (incl. Acima Atée inclusive A(A) B(A) C CD D E EF F FG G H J - 3(A)(E) +270 +140 +60 +34 +20 +14 +10 +4 +2 0 +2 +4 +6 0 0 -2 3 6 +270 +140 +70 +46 +30 +20 +14 +10 +6 +4 0 +5 +6 +10 -4 A 6 10 +280 +150 +80 +56 +40 +25 +18 +13 +8 +5 0 +5 +8 +12 A 10 14 +290 +150 +95 +50 +32 +16 +6 0 +6 +10 +15 14 18 18 24 +300 +160 +110 +65 +40 +20 +7 0 +8 +12 +20 24 30 30 40 +310 +170 +120 +80 +50 +25 +9 0 +10 +14 +24 40 50 +320 +180 +130 50 65 +340 +190 +140 +100 +60 +30 +10 0 +13 +18 +28 65 80 +360 +200 +150 80 100 +380 +220 +170 +120 +72 +36 +12 0 +16 +22 +34 100 120 +410 +240 +180 I Tabela 3 da NBR 6158/1995: Valores numéricos dos afastamentos fundamentais para furos. Logo:</p><p>Tab. 3 => As = A Para determinar o valor de utiliza-se as colunas da direita da Tabela 3 da NBR. 6158,1995: Dimensão Valores para (um) nominal Graus de tolerância- (mm) padrão Acima Atée inclusive IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 - 3(A)(E) 0 0 0 0 0 3 6 1 1,5 1 3 4 6 6 10 1 1,5 2 3 6 7 10 14 1 2 3 3 7 9 14 18 18 24 1,5 2 3 4 8 12 24 30 30 40 1,5 3 4 5 9 14 40 50 50 65 2 3 5 6 11 16 65 80 80 100 2 4 5 7 13 19 100 120 Tabela 3 da NBR Valores numéricos dos afastamentos fundamentais para furos. Com o valor encontrado na tabela, temos: = -0,013+0,019=+0,006 Logo, como que = -0,048 100 +0,060 -0,048 - f =</p><p>- F +0,095(F>0) Conclui-se que é um ajuste incerto. Devido à grande aplicação industrial dos ajustes, alguns desses ajustes mecânicos já são tabelados para facilitar. De acordo com Senai (1971), temos os seguintes tipos de ajustes mecânicos: Livre Exemplo de ajuste Montagem à mão, com facilidade. Extra preciso: Mecânica precisa: Mecânica média: Mecânica ordinária: Exemplo de aplicação: Peças cujos funcionamentos necessitam de folga por força de dilatação, mau alinhamento etc. Rotativo Exemplo de ajuste</p><p>Montagem à mão podendo girar sem esforço. Extra preciso: Mecânica precisa: Mecânica média: H&f Mecânica Exemplo de aplicação: Peças que giram ou deslizam com boa lubrificação. Ex.: eixos, mancais etc. Deslizante Exemplo de ajuste Montagem à mão com leve pressão. Extra preciso: Mecânica média: Mecânica média: Mecânica ordinária: Exemplo de aplicação: Peças que deslizam ou giram com grande precisão. Ex.: anéis de rolamentos, corrediças etc. Deslizante justo Exemplo de ajuste</p><p>Montagem à mão, porém, necessitando de algum esforço. Extra preciso: H6h5 Mecânica precisa: Mecânica média: não se aplica Mecânica ordinária: não se aplica Exemplo de aplicação: Encaixes fixos de precisão, lubrificados deslocáveis à mão. Ex.: punções, guias etc. Aderente forçado leve Exemplo de ajuste Montagem com auxílio de martelo. Extra preciso: Mecânica precisa: Mecânica média: não se aplica Mecânica ordinária: não se aplica Exemplo de aplicação: Orgãos que necessitam de frequentes desmontagens. Ex.: polias, engrenagens, rolamentos etc.</p><p>Forçado duro Exemplo de ajuste Montagem com auxílio de martelo pesado. Extra preciso: Mecânica precisa: Mecânica média: não se aplica Mecânica ordinária: não se aplica Exemplo de aplicação: Órgãos possíveis de montagens e desmontagens sem deformação das peças. À pressão com esforço Exemplo de ajuste prensa Montagem com auxílio de balancim ou por dilatação. Extra preciso: H6P5 Mecânica precisa: H7P6 Mecânica média: não se aplica Mecânica ordinária: não se aplica</p><p>Exemplo de aplicação: Peças impossíveis de serem desmontadas sem deformação. Ex.: buchas à pressão etc. Mão na massa Questão 1 Calcular os afastamentos para o ajuste 10 H9/e8: A 10 +0,036 e 10 -0,025 0,000 -0,047 10 +0,060 e 10-0,015 -0,048 -0,043 C 10 +0,036 e 10 -0,015 0,000 -0,043 D 10 0,000 +0,036 e 10 0,000 -0,015 E 10 +0,060 -0,048 -0,015 Parabéns! A alternativa A está correta. Veja o feedback completo no Solucionário disponibilizado no campo Preparação. Questão 2 Calcular os afastamentos para o ajuste 115 F9/h8: A 115 +0,123 e 115 -0,010 +0,036 -0,036</p><p>B 115 +0,060 e -0,048 -0,054 C e 115 +0,123 -0,054 +0,036 D 115 +0,060 e 115 +0,025 -0,048 -0,054 E 115+0,123 e 115 -0,024 +0,036 -0,048 Parabéns! A alternativa C está correta. Veja o feedback completo no Solucionário disponibilizado no campo Preparação. Questão 3 Calcular os afastamentos para o ajuste 63 H7/j6: A 63 +0,030 e 0,000 -0,007 B 63 +0,060 e 63 +0,024 -0,048 0,000 C 63 +0,060 e 63 +0,012 -0,048 -0,007 D 63 +0,030 e 63 +0,012 0,000 -0,007 - E e 63 +0,046 0,000 -0,009 Parabéns! A alternativa D está correta. Veja o feedback completo no Solucionário disponibilizado no campo Preparação.</p><p>Questão 4 Calcular os afastamentos para o ajuste 52 H8/n7: A 52+0,046 520,000 e 52 +0,050 +0,020 52+0,046 e 52 +0,020 +0,010 C 52+0,046 -0,065 D e 52 +0,030 -0,048 +0,020 E e 52 -0,065 -0,024 Parabéns! A alternativa A está correta. Veja o feedback completo no Solucionário disponibilizado no campo Preparação. Questão 5 Calcular os afastamentos para o ajuste 20 N7/h6: A e 20 +0,006 -0,013 -0,014 B 20+0,060 e -0,048 C 20 +0,060 e -0,048 -0,014 D 20+0,060 e -0,048 -0,015</p><p>E -0,038 -0,013 20 +0,060 e Parabéns! A alternativa A está correta. Assista ao vídeo para conferir a resolução da questão. Para assistir a um vídeo sobre o assunto, acesse a versão online deste conteúdo. -0- Ouestão 6 Calcular os afastamentos para o ajuste 35 H6/p5: A 35 +0,016 e 35 +0,027 0,000 +0,011 B 35 +0,060 e 35 +0,027 -0,048 +0,011 C 35 +0,016 e 35 +0,026 0,000 +0,008 D 35 +0,060 e 35 +0,047 -0,048 +0,026 E 35+0,016 e 35 +0,047 +0,026 Parabéns! A alternativa E está correta. Veja o feedback completo no Solucionário disponibilizado no campo Preparação.</p><p>Teoria na prática As posições 1 a 4 marcadas na árvore de manivelas da imagem a seguir indicam os locais de montagem das bielas, cujo diâmetro nominal é de 42mm. Determine as medidas desse diâmetro na árvore de manivelas e na biela. 2 3 1 4 Árvore de manivelas Mostrar solução Falta pouco para atingir seus objetivos. Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 Seja um furo com a medida 15 +0,024 e um eixo com medidas Eixo: +0,002 15+0,012 Pode-se afirmar que A o ajuste é com interferência. B o ajuste é com folga. C o ajuste é incerto.</p><p>D a tolerância de fabricação do furo é 0,032. E a tolerância de fabricação do eixo é 0,012. Parabéns! A alternativa C está correta. Veja o feedback completo no Solucionário disponibilizado no campo Preparação. Questão 2 No par eixo-furo a seguir, os valores de tolerância de fabricação do furo ); tolerância de fabricação do eixo (te) e tolerância de funcionamento (TF) valem, respectivamente: Furo 45 +0,054 +0,000 Eixo 45 -0,050 -0,030 A 0,104; 0,030; 0,084 B 0,104; 0,030; 0,134 C 0,054; 0,080; 0,134 D 0,054; 0,080; 0,084 E 0,080; 0,054; 0,134 Parabéns! A alternativa C está correta. Veja o feedback completo no Solucionário disponibilizado no campo Preparação.</p><p>3 - Calibradores para verificação de peças Ao final deste módulo, você será capaz de analisar os calibradores para verificação de peças. Vamos começar! A aplicação dos calibradores na verificação de peças Confira os principais pontos sobre o assunto que serão abordados ao longo deste conteúdo. Para assistir a um vídeo sobre o assunto, acesse a versão online deste conteúdo. -0- Calibradores</p><p>Definição de calibradores Podemos definir os calibradores como padrões geométricos utilizados em larga escala, principalmente na indústria metalmecânica. Em peças que necessitem de ajustes de montagem, as tolerâncias de fabricação são especificadas pelo projeto das peças. Saiba mais Uma maneira de verificar a qualidade funcional de peças de maneira mais ágil é o emprego dos calibradores denominados "passa/não passa". Em função de ser um dispositivo simples e com preço relativamente baixo, os calibradores são uma solução econômica para diversos tipos de verificação de medidas na indústria, como, por exemplo, verificação de eixos, furos, roscas etc., de acordo com sua aplicação/utilização e não com relação às tolerâncias especificadas. Para que sejam empregados com critério, os calibradores são fabricados em aço temperado e, geralmente, possuem as superfícies que entram em contato com a parte a ser verificada retificadas. Além do que, a estabilidade das dimensões também é influenciada pelo nível de qualidade das superfícies. De acordo com sua função, os calibradores fixos podem ser classificados em três grupos (ABNT, 1980): Calibradores de fabricação para dimensões limites Utilizados na verificação de peças. Calibradores de referência e contracalibradores Utilizados no controle e regulagem de calibradores. Blocos padrão</p><p>Utilizados para verificar outros tipos de calibradores e para aferir os instrumentos de medição por leitura. No caso da verificação das dimensões limite, os calibradores devem estar de acordo com o princípio de Frederick Winslow Taylor, que diz que a dimensão limite "passa" deve ser verificada com um calibrador de comprimento igual ao comprimento de ajustagem da peça (calibrador "passa"). Já a dimensão limite "não passa" deve ser verificada com um calibrador que apalpe a superfície da peça em dois pontos diametralmente opostos e verifique uma posição de cada vez. A aplicação estrita do princípio de Taylor nem sempre é conveniente ou necessária. Para calibradores "passa" justificam-se exceções nos casos a seguir: Furos Lado "Passa" Lado "Não passa" 6<D<315</p>