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Tolerância Dimensional Na confecção de peças e componentes mecânicos é impossível obter a exatidão absoluta das dimensões indicadas no desenho, seja por erros das máquinas operatrizes, defeitos e desgastes das ferramentas, seja pela imperfeição dos instrumentos de medidas, erros de leitura do operador, entre outros; Sempre acontecem variações ou desvios das cotas indicadas no desenho. Entretanto, é necessário que peças semelhantes, tomadas ao acaso, sejam intercambiáveis. A prática tem demonstrado que as medidas das peças podem variar, dentro de certos limites, para mais ou para menos, sem que isto prejudique a qualidade; Esses desvios aceitáveis nas medidas das peças caracterizam o que chamamos de tolerância dimensional. A tolerância é uma extensão da cotagem; A tolerância dimensional destina-se a limitar erros dimensionais de fabricação de peças. O custo de fabricação das peça esta ligado ao grau de precisão exigido. Portanto quanto maior a precisão necessária, maior será o custo de fabricação da peça. As tolerâncias dimensionais são utilizadas em peças individuais e em montagem estão normalizadas com um conjunto de classes de qualidade e de posições. No Brasil, o sistema de tolerâncias recomendado pela ABNT segue as normas internacionais ISO. As cotas indicadas no desenho técnico são chamadas de dimensões nominais; As cotas que se obtém medindo a peça são denominadas dimensões efetivas; Dimensões limites: valores máximos e mínimos admissíveis para as dimensões efetivas; Tolerância (T): é a variação permitida das dimensões da peça, dada pela diferença entre as dimensões máximas e mínimas; Desvios: são valores dentro dos quais a peça possa funcionar corretamente. Esses desvios são chamados de afastamentos; Afastamento ou desvio superior (As, as): diferença entre as dimensões máxima e nominal; Afastamento ou desvio inferior (Ai, ai): diferença entre as dimensões mínima e nominal; Linha zero: linha que nos desenhos fixa a dimensão nominal e serve de origem aos afastamentos. Eixo: nome dado a qualquer peça, ou parte de peça, que em uma montagem, vai estar contida em outra. Em geral, a superfície externa de um eixo trabalha acoplada, isto é, unida à superfície interna de um furo; Furo: peça externa, que em uma montagem, vai conter outra. Tolerância fundamental (IT): classe de qualidade de acordo com o sistema ISO de desvios e ajustes; Afastamento ou desvio fundamental: posição da zona de tolerância em relação à linha zero. A norma ISO 286-1:1988 define 28 desvios fundamentais para eixos e furos; Classe de tolerância: combinação de tolerância fundamental e desvio fundamental, ex.: h7, H5. Dois valores positivos: A dimensão nominal do diâmetro da peça = Afastamento superior: as = Afastamento inferior: ai = Dimensão máxima: nom.+ as = Dimensão mínima: nom.+ ai = Tolerância: as - ai = Portanto dimensão efetiva (real) está no intervalo entre: 20 mm; 0,28 mm 0,18 mm; 20 + 0,28 = 20,28 mm; 20 + 0,18 = 20,18 mm; 0,28 – 0,18 = 0,10 mm; 20,18 à 20,28 mm São indicados nos desenho da seguinte forma: Dois valores negativos: A dimensão nominal do diâmetro da peça = Afastamento superior: as = Afastamento inferior: ai = Dimensão máxima: nom.+ as = Dimensão mínima: nom.+ ai = Tolerância: as - ai = Portanto dimensão efetiva (real) está no intervalo entre: 16 mm; - 0,20 mm; - 0,41 mm; 16 + (-0,20) = 15,80 mm; 20 + (-0,41) = 15,59 mm; 0,20 – 0,41 = 0,21 mm; 15,59 à 15,80 mm São indicados nos desenho da seguinte forma: 12 mm; - 0,5 mm; - 0,5 mm; 12 + 0,5 = 12,5 mm; 12 + (-0,5) = 11,5 mm; 0,5 – (- 0,5) = 1,0 mm; 11,5 à 12,5 mm São indicados nos desenho da seguinte forma: Sentidos diferentes: A dimensão nominal do diâmetro da peça = Afastamento superior: as = Afastamento inferior: ai = Dimensão máxima: nom.+ as = Dimensão mínima: nom.+ ai = Tolerância: as - ai = Portanto dimensão efetiva (real) está no intervalo entre: Durante a montagem de um eixo em um furo 3 situações podem ocorrer: folga, interferência (aperto) e a ajuste incerto. Ajuste: é a relação obtida, antes da montagem, das dimensões das peças; Ajuste com folga: quando o eixo se encaixa no furo de modo a deslizar ou girar livremente. Quando o afastamento superior do eixo é menor ou igual ao afastamento inferior do furo. dmax = dnom + as = 25 – 0,20 = 24,80 mm Dmin = Dnom – Ai = 25 – 0,00 = 25,00 mm dmax < Dmin, portanto temos: AJUSTE COM FOLGA Ajuste com interferência: quando o eixo se encaixa no furo com certo esforço, de modo a ficar fixo. Quando o afastamento superior do furo é menor ou igual ao afastamento inferior do eixo. Dmax = Dnom + As = 25 + 0,21 = 25,21 mm dmin = dnom + ai = 25 + 0,28 = 25,28 mm Dmax < dmin, portanto temos: AJUSTE COM INTERFERÊNCIA Ajuste incerto: situações intermediárias em que o eixo pode se encaixar no furo com folga ou com interferência, dependendo das suas dimensões efetivas. É o ajuste intermediário entre o ajuste com folga e o ajuste com interferência. Neste caso, o afastamento superior do eixo é maior que o afastamento inferior do furo, e o afastamento superior do furo é maior que o afastamento inferior do eixo. dmax = dnom + as = 30 + 0,18 = 30,18 mm Dmin = Dnom + Ai = 30 + 0 = 30,00 mm Dmax = Dnom + As = 30 + 0,25 = 30,25 mm dmin = dnom + ai = 30 + 0,02 = 30,02 mm dmax > Dmin e dmin < Dmax, portanto temos: AJUSTE COM INCERTO A norma ISO 286-1 define 20 classes de tolerâncias fundamentais (classes de qualidade), representadas pelas letras IT (a letra I vem de ISO e a letra T vem de tolerância) seguidas de um número de ordem, ex. IT01, IT0, IT1, IT2 etc... As qualidades 11 a 16 correspondem às maiores tolerâncias de fabricação. Essas qualidades são aceitáveis para peças isoladas, que não requerem grande precisão. Processos de fabricação: O cálculo de tolerância é baseado na unidade de tolerância: 𝑖 = 0,45 𝐷′ 3 + 0,001. 𝐷′ Onde: 𝑖 = unidade de tolerância em micron (μ); D’ = média geométrica dos dois valores externos de cada grupo de dimensões normalizadas. A unidade de tolerância serve de base ao desenvolvimento do sistema que fixa a ordem de grandeza dos afastamentos. Exemplo: grupo de dimensão: 50 ≤ 80 e IT9 t = 40 𝑖 𝐷′ = 50𝑥80 = 4000 = 63,25 𝑚𝑚 𝑖 = 0,45 63,25 3 + 0,001𝑥63,25 = 1,8565𝜇 𝑡 = 40𝑥1,8565 = 74,26 ≅ 74𝜇 As classes de qualidade determinam o valor do campo de tolerância mas não define a posição deste campo em relação à linha zero. Dependendo do ajuste requerido o campo pode situar mais próximo oumais afastado, acima ou abaixo da linha zero. O sistema ISO estabelece 28 campos de tolerâncias, identificados por letras do alfabeto latino. Cada letra está associada a um determinado campo de tolerância. Os campos de tolerância para eixo são representados por letras minúsculas: Os 28 campos de tolerância para furos são representados por letras maiúsculas: Posição dos campos de tolerância: A posição H para furos e h para eixos possui a característica de ter uma posição limite coincidente com a linha zero para a qual os limites serão referidos exclusivamente ao grau de precisão exigido (classe de qualidade). Os afastamentos de referência para eixos é calculado com o auxílio de equações em função da média geométrica D’ dos dois extremos do grupo de dimensões ao qual pertence o diâmetro D em mm. Continuação: E assim por diante até a campo zc. Afastamentos fundamentais para eixos: Afastamentos fundamentais para furos: São inúmeras as possibilidades de combinação de tolerâncias de eixos e furos, com a mesma dimensão nominal, para cada classe de ajuste. Mas, para economia de custos de produção, apenas algumas combinações selecionadas de ajustes são recomendadas, por meio de tabelas divulgadas pela ABNT. Sistema furo-base: baseado num furo com desvio fundamental na posição H. Mais utilizado. Sistema eixo-base: baseado num eixo com desvio fundamental na posição h. Apenas quando apresentar vantagem econômica. Deve-se utilizar a maior tolerância possível sem comprometer os requisitos funcionais de projeto. Furo-base: Eixo-base: Classe de ajusto recomendada para o sistema de furo-base: Classe de ajusto recomendada para o sistema de furo-base: Devem ser indicadas em campo apropriado na legenda, ou junto dela: Desvios admissíveis para cotas lineares: Desvios admissíveis para boleados e concordâncias: O diâmetro interno do furo representado neste desenho é 40 H7. A dimensão nominal do diâmetro do furo é 40 mm. A tolerância vem representada por H7; a letra maiúscula H representa tolerância de furo padrão; o número 7 indica a qualidade de trabalho. Sistema furo-base. H7 0 (afastamento inferior) e + 0,025 mm(afastamento superior); g6 -0,009 mm (afastamento inferior) e -0,025 mm (afastamento superior); Exemplos A dimensão nominal do eixo é igual à dimensão nominal do furo: 70 mm. A tolerância do furo é J7 e a tolerância do eixo é h6. O h indica que se trata de um ajuste no sistema eixo-base. h6 0 (afastamento inferior) e - 0,019 mm(afastamento superior); J7 -0,012 mm (afastamento inferior) e 0,018 mm (afastamento superior);
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