Apresentação dos Conteudos de GD&T

Prévia do material em texto

TÉCNICO EM MECÂNICA
1
Msc. Leandro de Moura
https://www.linkedin.com/in/lmess/
http://lattes.cnpq.br/8053837834008692
ATUALMENTE É SUPERVISOR DE PROJETOS NA PLANLINK SOLUÇÕES EM PROJETOS LTDA E COORDENADOR TÉCNICO DE CURSO JUNTO AO SISTEMA FIRJAN. TEM EXPERIÊNCIA COM ELEMENTOS ORGÂNICOS DE MÁQUINAS, ELEMENTOS FINITOS, MODELAMENTO E SIMULAÇÃO, GERENCIAMENTO DE PROJETOS.
GD&T
CONCEITOS
3
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
O QUE É E PARA QUE SE APLICA OS PROCESSOS DE AJUSTAGEM MECÂNICA?
Na fabricação em série, é necessário que as peças acopladas sejam passíveis de serem trocadas por outras, que tenham as mesmas especificações das peças originais. Assim, ao se fabricar componentes mecânicos é fundamental que certas peças ajustem-se reciprocamente ao montá-las, sem que sejam submetidas a tratamentos ou ajustes suplementares
CONCEITOS
4
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
PROJETO MECÂNICO – Expressa-se por meio de um desenho mecânico indicando a forma e as dimensões da peça, de modo a se reproduzir um número ilimitado.
DIMENSÃO NOMINAL (DN) – É a dimensão básica da peça e que fixa a origem dos afastamentos. É a dimensão indicada no projeto, em milímetros [mm]. 
INTERCAMBIALIDADE – É a possibilidade de se tomar ao acaso uma peça qualquer de um lote e utilizá-la na montagem de um conjunto, sem necessidade de qualquer trabalho de usinagem e com segurança de que equipamento funcionará conforme o especificado. 
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
CONCEITOS
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. 
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
CONCEITOS
DIMENSÕES LIMITES: São os valores máximo e mínimo admissíveis para a dimensão efetiva;
DIMENSÃO MÁXIMA: É o valor máximo admissível para a dimensão efetiva;
DIMENSÃO MINIMA: É o valor mínimo admissível para a dimensão efetiva; 
CONCEITOS
7
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
SISTEMAS DE TOLERÂNCIA – Conjunto de princípios, regras, fórmulas e tabelas que permite a escolha racional de tolerâncias para a produção econômica de peças mecânicas intercambiáveis. Têm por finalidade estabelecer limites para os desvios, em relação à dimensão nominal e evitar que se tente obter uma exatidão excessiva nas dimensões das peças.
AFASTAMENTOS – É a diferença entre as dimensões limite e a nominal. É o desvio, a tolerância permitida para a peça, em função do tipo de trabalho e da dimensão nominal. 23,505 +0,50 mm
 Real/ Efetivo 23,005 
 Inferior 22,505 -0,50 mm
CONCEITOS
8
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
AFASTAMENTO INFERIOR: diferença entre as dimensões mínima e a nominal. 
AFASTAMENTO SUPERIOR: diferença entre as dimensões máxima e a nominal. 
AFASTAMENTO REAL: É a diferença entre a dimensão efetiva e a dimensão nominal do componente.
CONCEITOS
9
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
TOLERÂNCIA: É a variação admissível da dimensão da peça. Símbolo: t - A tolerância indica uma faixa de valores compreendidos entres as dimensões limites. Também denominada de Zona de Tolerância ou Campo de tolerância. 
LINHA ZERO: É a linha que indica a posição da dimensão nominal em um desenho. Ela serve de referência para os afastamentos.
Afastamentos acima da linha zero são positivos (+);
Afastamentos abaixo da linha zero são negativos (-);
CONCEITOS
10
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
POSIÇÃO DA 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. 
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
Dimensão máxima: D máx. = D + As (as)
Dimensão mínima: D min. = D + Ai (ai) 
Afastamento Superior: As (as) = Dmáx - D
Afastamento Inferior: Ai (ai) = Dmín - D
30,005[mm] - Ai
DN30
30,01[mm] - As
Ai=30,005[mm] – 30,000[mm]
Ai=0,005[mm]
FURO
As=30,01[mm] – 30,000[mm]
As=0,01[mm]
30
+0,01
+0,005
30,01 [máx.]
30,005[min.]
CAMPO DE TOLERÂNCIA (t)= [(+0,01)-(+0,005)]=0,095
t
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
1. Um eixo apresenta dimensão nominal Ø = 86 mm, afastamento superior e inferior respectivamente 0,089 mm e 0,011 mm. Determine a tolerância e as dimensões deste eixo. Faça um desenho esquemático deste eixo indicando estes valores
Ø86,089
Ø86,011
Ø86,000
DN86
t = Dmáx - Dmin (FURO)
t = dmáx - dmin (eixo)
t = As - Ai (FURO)
t = as - ai (eixos) 
t = [(+86,089) – (+86,011)]=0,078mm
t
eixo
Tolerâncias
0,089
0,011
Afastamento
t = [(+0,089) – (+0,011)]=0,078mm
86
+0,089
+0,011
CONCEITOS
13
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
AJUSTE é o modo de se conjugar duas peças introduzidas uma na outra. Através do ajuste pode-se assegurar que as peças acopladas terão movimento relativo entre si ou estarão firmemente unidas.
SUPERFÍCIE DE AJUSTE: Toda superfície de contato entre peças acopladas, sejam elas fixas ou móveis. 
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. 
CONCEITOS
14
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
AJUSTE CÔNICO: Ajuste entre superfícies de ajustes cônicas circulares. Ex.: Pinos cônicos de centragem entre duas peças. 
COMPONENTES DO AJUSTES: São os componentes ou peças destinadas ao ajuste. 
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 
CONCEITOS
15
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
Em acoplamentos múltiplos uma peça pode atuar como eixo em um par e como furo em outro par. Ex.: Buchas em mancais de escorregamento, Cones de Morse
CONCEITOS
16
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
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.
FOLGA MÁXIMA: É a diferença entre as dimensões máxima do furo e mínima do eixo, quando o eixo é menor que o furo. Símbolo Fmáx. 
Fmáx= Dmáx - dmin. Através desta equação Fmáx será sempre positiva
FOLGA MÍNIMA: É a diferença entre as dimensões mínima do furo e máxima do eixo, quando o eixo é menor que o furo. Símbolo Fmin.
Fmin= Dmin - dmáx. Através desta equação Fmin será sempre positiva
CONCEITOS
17
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
CONCEITOS
18
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
TIPOS DE AJUSTE
CONCEITOS
19
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
TIPOS DE AJUSTE
CONCEITOS
20
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
TIPOS DE AJUSTE
CONCEITOS
21
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
SISTEMAS DE AJUSTE
SISTEMA DE AJUSTE é um conjunto de princípios, regras, tabelas e fórmulas que permite uma escolha racional de tolerâncias no acoplamento eixo-furo, para se obter uma condição pré-estabelecida.
CONCEITOS
22
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
SISTEMAS DE AJUSTE
• EIXO-BASE Sistema de ajuste no qual as folgas ou interferências exigidas são obtidas pela associação de furos de várias classes de tolerâncias com eixos de uma única classe de tolerância. Neste sistema a dimensão do eixo é idêntica à dimensão nominal, isto é, o afastamento superior é zero.
SISTEMAS MAIS USADO NA MECÂNICA
CONCEITOS
23
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
SISTEMAS DE AJUSTE
• FURO-BASE Sistema de ajustes no qual as folgas ou interferências exigidas são obtidas pela associação de eixos de várias classes de tolerâncias com furos de uma única classe de tolerância. Neste sistema a dimensão mínima do furo é idêntica à dimensão nominal, isto é, o afastamento inferior é zero.
QUALIDADE DO TRABALHO
24
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
Baseado nos conceitos fundamentais desenvolveu-se o conceito de ajustes e tolerâncias,elaborado pela ISO (International Standartization Organization). O sistema de ajustes e tolerâncias ISO determina três condições fundamentais:
1. Uma série de grupos de diâmetros de 1 a 500 mm. 
2. Uma série de tolerâncias fundamentais que determinam a qualidade da usinagem. Existem 18 qualidades distintas: IT01, IT0, IT1, IT2, IT3...IT16. 
3. Uma série de posições da tolerância que definem a sua posição em relação à linha zero, ou seja, a sua classe de ajuste. 
QUALIDADE DO TRABALHO
25
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
UNIDADE DE TOLERÂNCIA ( I )
É um valor numérico que serve de base para o desenvolvimento do sistema de tolerâncias e fixa a ordem de grandeza dos afastamentos. É calculado pelas expressões:
         (para dimensões nominais até 500 mm inclusive) – Eq. 1;
  (para dimensões nominais acima de 500 mm até 3150 mm);
Onde: 
i =   unidade de tolerância expressa em micrometros (µm);
D  =   média geométrica dos dois valores extremos de cada grupo de dimensões.
QUALIDADE DO TRABALHO
26
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
Baseado nos conceitos fundamentais desenvolveu-se o conceito de ajustes e tolerâncias, elaborado pela ISO (International Standartization Organization). O sistema de ajustes e tolerâncias ISO determina três condições fundamentais:
IT = ISO Tolerance
QUALIDADE DO TRABALHO
27
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
PROCESSO DE FABRICAÇÃO VS. QUALIDADE DO TRABALHO
QUALIDADE DO TRABALHO
28
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
IT01 - IT0: GRANDE PRECISÃO. 
• IT1 A IT4: SÃO EMPREGADAS PRINCIPALMENTE PARA CONSTRUÇÃO DE CALIBRADORES E INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO. 
• IT5 A IT9: SÃO EMPREGADAS NA GRANDE MAIORIA DAS CONSTRUÇÕES MECÂNICAS. 
EM BARRAS TREFILADAS EMPREGAM-SE NORMALMENTE AS QUALIDADES 9 A 11. 
• IT12 A IT16: SÃO EMPREGADAS EM PEÇAS FUNDIDAS, SOLDADAS OU BARRAS LAMINADAS. 
A posição do campo de tolerância define a sua posição em relação à linha zero. A posição do campo de tolerância é a distância entre a dimensão mais próxima à linha zero até a própria linha zero. 
29
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
POSIÇÃO NO CAMPO DA TOLERÂNCIA
Furos: A, B, C, CD, D, E, EF, F, FG, G, H, J, JS, K, M, N, P, R, S, T, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC. 
Eixos: a, b, c, cd, d, e, ef, f, fg, g, h, j, js, k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc. 
30
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
POSIÇÃO NO CAMPO DA TOLERÂNCIA
INTERFERÊNCIA
FOLGA
31
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
POSIÇÃO NO CAMPO DA TOLERÂNCIA
INTERFERÊNCIA
FOLGA
32
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
POSIÇÃO NO CAMPO DA TOLERÂNCIA
33
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
PASSO A PASSO DA DEFINIÇÃO DE ELEMENTOS ACOPLADOS USANDO A NBR-6158
DADO O ACOPLAMENTO DE AJUSTES ACIMA, PEDE-SE A DETERMINAÇÃO DA TOLERÂNCIA PADRÃO, AFASTAMENTO SUPERIOR, AFASTAMENTO INFERIOR, DIMENSÕES MÁXIMAS, DIMENSÕES MINIMAS, FOLGA MÁXIMA, FOLGA MINIMA E REPRESENTAÇÃO DA RESPOSTA DE FORMA NUMERAL.
34
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
1º PASSO – COMEÇAR POR UM DOS ELEMENTOS
ELEMENTO ESCOLHIDO = FURO = 40H7.
2º PASSO – IDENTIFICAR A IT
IT7 = P/ DN40 = 0,025mm 
Tabela 1 NBR-6158
35
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
3º PASSO – CALCULAR AFASTAMENTOS (FURO) 
PARA AFASTAMENTOS DOS FUROS USAREMOS A TABELA 3 DA NBR-6158 E TAMBEM A REGRA DISPOSTA NA FIGURA 16 DA MESMA NORMA.
Figura 16 – Afastamento para furo
36
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
4º PASSO – CALCULAR AFASTAMENTOS SUPERIOR/ INFERIOR (ES/ EI) 
CONSULTANDO A TABELA 3 DA NBR-6158 SELECIONAREMOS O DIÂMETRO (EIXO X), APÓS VERIFICAREMOS A TOLERÂNCIA PADRÃO SOLICITA NO RESPECTIVO (EIXO Y).
NESTE CASO (EI) = 0,000 mm LOCALIZADA NO AFASTAMENTO INFERIOR (EI)
Tabela 3– Afastamento para FURO
37
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
5º PASSO – CALCULAR AFASTAMENTO SUPERIOR (ES) 
COMO FOI ENCONTRADO O VALOR DE (EI) CABE AGORA ENCONTRARMOS O VALOR DO AFASTAMENTO SUPERIOR (ES).
PARA ISSO VOLTAREMOS A FIGURA 16, ONDE OBERVA-SE QUE A TOLERÂNCIA PADRÃO ESTÁ CONTIDA NOS LIMITES DE “H” PORTANTO, BASTA APLICAR A FORMULAÇÃO DE (ES) INDICADA .
(ES) = EI + IT = (ES) = 0,000 + 0,025 = (ES) = 0,025 mm
Figura 16 – Afastamento para FURO
38
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
6º PASSO – CALCULAR DIMENSÃO MÁXIMA DO FURO (G) E DIMENSÃO MINIMA DO FURO (K)
APÓS ENCONTRARMOS (ES) E (EI) VAMOS CALCULAR A DIMENSÃO MÁXIMA DO FURO:
(G) = DN + ES	
(G) = 40,000 + 0,025 = (G) = 40,025 mm
APÓS ENCONTRARMOS (ES) E (EI) VAMOS CALCULAR A DIMENSÃO MINIMA DO FURO:
(K) = DN + EI
(K) = 40,000 + 0,000 = (K) = 40,000 mm
39
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
7º PASSO – REPRESENTAR O NUMERICAMENTE E NO SISTEMA ISO O AJUSTE
 SISTEMA NUMÉRICO SISTEMA ISO
40
+0,025
+0,000
40H7
40
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
8º PASSO – REPETIREMOS A ANÁLISE DE FORMA SIMILAR, AGORA CONSIDERANDO O eixo 
ELEMENTO ESCOLHIDO = eixo = 40g6.
9º PASSO – IDENTIFICAR A IT
IT6 = P/ DN40 = 0,016mm 
Tabela 1 NBR-6158
41
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
10º PASSO – CALCULAR AFASTAMENTOS (eixo) 
PARA AFASTAMENTOS DOS eixos USAREMOS A TABELA 2 DA NBR-6158 E TAMBEM A REGRA DISPOSTA NA FIGURA 15 DA MESMA NORMA.
Figura 15 – Afastamento para eixo
42
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
11º PASSO – CALCULAR AFASTAMENTOS SUPERIOR/ INFERIOR (es/ ei) 
CONSULTANDO A TABELA 2 DA NBR-6158 SELECIONAREMOS O DIÂMETRO (EIXO X), APÓS VERIFICAREMOS A TOLERÂNCIA PADRÃO SOLICITA NO RESPECTIVO (EIXO Y).
NESTE CASO (es) = -0,009 mm LOCALIZADA NO AFASTAMENTO INFERIOR (es)
Tabela 2– Afastamento para eixo
43
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
12º PASSO – CALCULAR AFASTAMENTO INFERIOR (ei) 
COMO FOI ENCONTRADO O VALOR DE (es) CABE AGORA ENCONTRARMOS O VALOR DO AFASTAMENTO SUPERIOR (ei).
PARA ISSO VOLTAREMOS A FIGURA 15, ONDE OBERVA-SE QUE A TOLERÂNCIA PADRÃO ESTÁ CONTIDA NOS LIMITES DE “h” PORTANTO, BASTA APLICAR A FORMULAÇÃO DE (ei) INDICADA .
(ei) = es - IT = (ES) = -0,009 - 0,016 = (ei) = 
-0,025 mm
Figura 15 – Afastamento para FURO
44
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
13º PASSO – CALCULAR DIMENSÃO MÁXIMA DO eixo (g) E DIMENSÃO MINIMA DO eixo (k)
APÓS ENCONTRARMOS (es) E (ei) VAMOS CALCULAR A DIMENSÃO MÁXIMA DO eixo:
(g) = DN + es	
(g) = 40,000 + (-0,009) = (g) = 39,991 mm
APÓS ENCONTRARMOS (ES) E (EI) VAMOS CALCULAR A DIMENSÃO MINIMA DO eixo:
(k) = DN + ei
(k) = 40,000 + (-0,025) = (k) = 39,975 mm
45
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
14º PASSO – REPRESENTAR O NUMERICAMENTE E NO SISTEMA ISO O AJUSTE
 SISTEMA NUMÉRICO SISTEMA ISO
40
-0,009
-0,025
40g6
46
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
15º PASSO – CALCULAR AS FOLGAS MÁXIMAS E MINIMAS ENTRE FURO & eixo
FOLGA MÁXIMA = Fmáx. = ES – ei
Fmáx. = 0,025 mm – (-0,025 mm) = 0,050mm;
FOLGA MINIMA = Fmin. = EI – es
Fmin. = 0,000 mm – (-0,009 mm) = 0,009mm;
47
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
Escolha do Ajuste:
A escolha de ajustes para um determinado acoplamento é parte do projeto mecânico do componente. 
Esta escolha deve ser baseada na função e no grau de responsabilidade do conjunto mecânico. A escolha de um sistema de ajuste (furo-base ou eixo-base) é feita levando-se em consideração a facilidade de fabricação. É mais fácil variar as medidas de eixos do que de furos, devendo-se assim tentar usar o sistema FURO-BASE.
48
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
49
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
50
2.2 TOLERÂNCIAS E AJUSTE
O sistema FURO-BASE de longe oferece as maiores 
vantagens, principalmente no quesito custo X beneficio.
De maneira geral têm-se as seguintes tendências de aplicação de ajustes nos diversos tipos de projetos:
 
Construção de baixa precisão: Eixo-base; 
Construção de média e alta precisão: Furo-base; 
Material eletro-ferroviário: Furo-base; 
Maquinaria pesada: Eixo-base;
Indústria automobilística e aeronáutica: furo-base, eixo-base;
51
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
Este tipo de tolerância estabelece os princípios gerais para indicação de forma, orientação, posição e batimento, e, ainda, as definições geométricas apropriadas, onde tais definições estão regidas pela NBR 6409:1997 (Tolerâncias geométricas - Tolerâncias de forma, orientação, posição e batimento - Generalidades, símbolos, definições e indicações em desenho).
52
2.3TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
DETERMINAM LIMITES DE VARIAÇÃO DE FORMAS GEOMÉTRICAS
DETERMINAM LIMITES DE ORIENTAÇÃO ESPACIAL ENTRE ELEMENTOS
53
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
54
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
55
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
56
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
57
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
58
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
59
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
60
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
61
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
62
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
63
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
64
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
65
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
66
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
67
2.3 TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
68
BIBLIOGRAFIA BÁSICA
JUVINALL,R.C.; MARHEK,K.M. Fundamentos do Projeto de Componentes de Máquinas. 4ed. São Paulo: Editora LTC, 2008.
BUDYNAS,R.G.; NISBETT,J.K. Elementos de Máquinas de Shigley. 8ed. São Paulo: Editora McGraw-Hill – ARTMED, 2011.
PUGLIESI,M.; BINI, E.; RABELLO,I.D. Tolerâncias, Rolamentos e Engrenagens. São Paulo: Editora Hemus, 2007.
UICKER JR., J. J.; PENNOCK, G. R.; SHIGLEY, J. E. Theory of Machines and Mechanisms. 3ed. New York, USA: Oxford, 2003
SHIGLEY, J. E.; BUDYNAS, R. G.; MISCHKE, C. R.. Projeto de Engenharia Mecânica. 7ed. Porto Alegre: Bookman, 2005.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR