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1 Tolerâncias e ajustes - Em todo projeto de peças ou produtos é necessário especificar dimensões e tolerâncias (dimensionais e geométricas), que delimitem a forma/geometria e a superfície dos componentes, assegurando a intercambiabilidade dos conjuntos e ajustes formados. Todas as peças cujas dimensões não ultrapassam as dimensões limites serão úteis, do contrário serão refugadas ou retrabalhadas!! - Tolerância dimensional (t): consiste no limite de inexatidão admissível na fabricação de uma determinada peça, sendo a variação permissível da dimensão. - Ajuste ou acoplamento: modo de se conjugar duas peças introduzidas uma na outra, podendo ser um ajuste c/ interferência, incerto ou c/ folga (ex.: ajuste forçado, deslizante, rotativo, livre, etc.). - Existem sistemas de tolerância e ajustes normalizados para os elementos geométricos rotineiramente utilizados, como: eixos, furos, cones, parafusos, roscas, engrenagens, etc. Terminologia para tolerâncias e ajustes: Eixo: para fins de tolerâncias e ajustes, consiste em qualquer parte de uma peça cuja superfície externa é destinada a alojar-se (encaixar-se) na superfície interna de outra. Furo: para fins de tolerâncias e ajustes, consiste a todo elemento cuja superfície interna destina-se a alojar a superfície externa de outra. Portanto, o conceito de furo e eixo, para fins de tolerâncias e ajustes, está relacionado com a função do elemento e não com a figura ou volume geométrico!! Obs.: as tolerâncias, dimensões e afastamentos devem ser representados por letras MAIÚSCULAS quando se referem a FUROS, e minúsculas para eixos. Dimensão nominal (Dn ou dn): dimensão teórica indicada no desenho/projeto. Dimensão efetiva (De ou de): dimensão real da peça obtida através de instrumentos de medição. Linha zero (Lz): é uma linha tracejada, colocada exatamente na posição correspondente à dimensão nominal. Serve de origem aos afastamentos. 2 Dimensões limites: são aquelas que definem a faixa de oscilação cuja dimensão real (efetiva) da peça deve estar compreendida, assegurando a intercambiabilidade dos sistemas, sendo: Dmín ≤ De ≤ Dmáx dmín ≤ de ≤ dmáx Dimensão máxima (Dmáx ou dmáx): dimensão limite máxima permitida para a dimensão efetiva sem que a peça seja rejeitada. Dmáx = Dn + As dmáx = dn + as Dimensão mínima (Dmín ou dmín): dimensão limite mínima permitida para a dimensão efetiva sem que a peça seja rejeitada. Dmín = Dn + Ai dmín = dn + ai Afastamento (A ou a): é a diferença entre as dimensões limites e a dimensão nominal. Afastamento superior (As ou as): diferença entre a dimensão máxima e a dimensão nominal. As = Dmáx – Dn (para furos) as = dmáx – dn (para eixos) Afastamento inferior (Ai ou ai): diferença entre a dimensão mínima e a dimensão nominal. Ai = Dmín – Dn (para furos) ai = dmín – dn (para eixos) Ajuste c/ folga Ajuste c/ interferência Tolerância dimensional (t): valor obtido pela diferença entre as dimensões máxima e mínima ou pela diferença entre os afastamentos superior e inferior. através das dimensões através dos afastamentos (para eixos) t = dmáx – dmín t = as – ai (para furos) t = Dmáx – Dmín t = As – Ai 3 Folga ou jogo (F): é a diferença, num acoplamento eixo-furo, entre as dimensões do furo e do eixo, quando o eixo for menor que o furo. dmáx < Dmín Folga máxima (Fmáx): é a diferença entre as dimensões máxima do furo e a mínima do eixo, quando o eixo for menor que o furo. Fmáx = Dmáx – dmín = As – ai Folga mínima (Fmín): é a diferença entre as dimensões mínima do furo e a máxima do eixo, quando o eixo for menor que o furo. Fmín = Dmín – dmáx = Ai – as Interferência (I): é a diferença, num acoplamento eixo-furo, entre as dimensões do furo e do eixo, quando o eixo for maior que o furo. dmín > Dmáx Interferência máxima (Imáx): é a diferença entre as dimensões mínima do furo e a máxima do eixo, quando o eixo for maior que o furo. Imáx = dmáx – Dmín = as – Ai Interferência mínima (Imín): é a diferença entre as dimensões máxima do furo e a mínima do eixo, quando o eixo for maior que o furo. Imín = dmín – Dmáx = ai – As Normalização das tolerâncias - Define o valor da tolerância e sua posição em relação à dimensão nominal, a partir do grau de qualidade requerida e da própria dimensão nominal, apresentando valores normalizados. - O sistema de tolerância ISO (International Standartization Organization) define elementos característicos visando a escolha racional de tolerâncias, conforme: grupo de dimensões, qualidade do trabalho, unidade de tolerância, campo de tolerâncias e outras regras especiais. a) Grupo de dimensões - São agrupamentos de dimensões que possibilitam a escolha dos melhores valores de tolerâncias e afastamentos, conforme a dimensão nominal da peça. Ex.: Uma tolerância de 100µm pode ser considerada grande para um diâmetro de 10mm, ou pequena se o diâmetro for de 500mm. - Sendo assim, foram criados 14 grupos principais e 22 grupos intermediários de dimensões. Os números das dimensões foram definidos a partir de uma progressão geométrica conhecida como série Renard (Charles Renard). 4 b) Qualidade de trabalho ou grau de precisão - São 18 qualidades de trabalho/precisão, designadas pelo símbolo IT (tolerância ISO), onde: IT01 – IT0 – IT1 – IT2 – IT3 – IT4 – IT5 – IT6 – IT7 – IT8 – IT9 – IT10 – IT11 – IT12 – IT13 – IT14 – IT15 – IT16 + PRECISÃO – - A escolha da qualidade do trabalho deve ser orientada conforme o tipo de peça e os recursos disponíveis em sua fabricação. Graus de precisão Aplicações IT01 a IT1 Mecânica de precisão, ótica, relojoaria IT1 a IT4 Para calibres IT5 a IT11 Para peças que devem acoplar-se (uso geral) IT11 a IT16 Peças isoladas Graus de precisão Processos de fabricação IT10 a IT11 Furação IT9 a IT11 Fresamento IT6 a IT11 Torneamento IT3 a IT7 Retificação c) Unidade internacional de tolerância (i) - Utilizada para o cálculo da tolerância fundamental, conforme o grupo de dimensão, aplicando a seguinte fórmula: DDí ⋅+⋅= 001,045,0 3 [µm] Onde: D é a média geométrica em “mm” dos dois extremos do grupo de dimensões onde se encontra a dimensão nominal, logo: )()( supinf extremoextremoD ⋅= - Para obter a tolerância fundamental em cada qualidade de trabalho, é necessário multiplicar o valor da unidade internacional de tolerância a uma constante normalizada, sendo: - A partir da relação da unidade internacional de tolerância com a qualidade IT, foram elaboradas tabelas com os valores normalizados da tolerância fundamental. Recomenda-se, conforme a ISO, a utilização das tabelas devido aos diferentes critérios de arredondamentos. 5 d) Campo de tolerância - Nos fornece a posição (afastamentos superior e inferior) das tolerâncias em relação a linha zero (Lz). Os campos são designados por uma ou duas letras, sendo as MAIÚSCULAS utilizadas para FUROS e as minúsculas para eixo, como segue: Eixos Para as posições a até h, o afastamento de referência (tabelado) é superior e negativo. Para as posições j até zc, o afastamento de referência (tabelado) é inferior e positivo. Furos Para as posições A até H, o afastamento de referência (tabelado) é inferior e positivo. Para as posições J até ZC, o afastamento de referência (tabelado) é superior e negativo. Folga 6e) Regras especiais - Para a posição “n” com qualidade de IT9 até IT16 (inclusive), e dimensão maior que 3 e até 500mm, o afastamento superior As será igual a zero; - Para as posições de “j” até “n” com qualidade até IT8 (inclusive), e para as posições de “p” até “zc” com qualidade até IT7 (inclusive), o afastamento de referência será superior e simétrico ao afastamento inferior do eixo da mesma letra (com o sinal trocado), acrescido da diferença entre as tolerâncias das qualidades do furo e a imediatamente anterior; )( 1−−+−= nnis ITITaA - Para a posição “js”, o afastamento é igual a ½IT, com valores negativos para eixos e positivos para furos. 7 Exercícios: 1- Calcular a tolerância “t” e as dimensões máxima e mínima, para um eixo c/ diâmetro nominal = 30mm, e c/ seguintes afastamentos: a) as = + 0,036mm ai = + 0,015mm b) as = + 0,013mm ai = – 0,008mm c) as = – 0,025mm ai = – 0,042mm 2- Considerando um acoplamento de dimensão nominal = 40mm e As = + 0,064mm, Ai = + 0,025mm, as = 0 e ai = – 0,039mm, verifique se há folga? Se constatada encontre os valores da Fmáx e Fmín. 3- Encontre a unidade internacional de tolerância (i), e determine a tolerância fundamental p/ as dimensões abaixo através de cálculos. Compare os valores encontrados c/ aqueles tabelados. a) Dn = 12mm IT7 b) Dn = 7mm IT8 4- Encontre os afastamentos em “mm” p/ os elementos abaixo: a) 40g6 b) 40G7 c) 48p7 d) 15D5f4
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