TELECURSO 2000 Mecânica - 28. toler?ncia dimensional

TELECURSO 2000 Mecânica - 28. toler?ncia dimensional

(Parte 1 de 3)

AULA 28

Tolerância dimensional

É muito difícil executar peças com as medidas rigorosamente exatas porque todo processo de fabricaçªo estÆ sujeito a imprecisıes. Sempre acontecem variaçıesvariaçıesvariaçıesvariaçıesvariaçıes ou desviosdesviosdesviosdesviosdesvios das cotas indicadas no desenho. Entretanto, Ø necessÆrio que peças semelhantes, tomadas ao acaso, sejam intercambiÆveisintercambiÆveisintercambiÆveisintercambiÆveisintercambiÆveis, isto Ø, possam ser substituídas entre si, sem que haja necessidade de reparos e ajustes. A prÆtica tem demonstrado que as medidas das peças podem variar, dentro de certos limitesdentro de certos limitesdentro de certos limitesdentro de certos limitesdentro de certos limites, para mais ou para menos, sem que isto prejudique a qualidadequalidadequalidadequalidadequalidade. Esses desvios aceitÆveisdesvios aceitÆveisdesvios aceitÆveisdesvios aceitÆveisdesvios aceitÆveis nas medidas das peças caracterizam o que chamamos de tolerância dimensionaltolerância dimensionaltolerância dimensionaltolerância dimensionaltolerância dimensional, que Ø o assunto que vocŒ vai aprender nesta aula.

As tolerâncias vŒm indicadas, nos desenhos tØcnicos, por valores e símbolos apropriados. Por isso, vocŒ deve identificar essa simbologia e tambØm ser capaz de interpretar os grÆficos e as tabelas correspondentes.

As peças, em geral, nªo funcionam isoladamente. Elas trabalham associadas a outras peças, formando conjuntos mecânicosconjuntos mecânicosconjuntos mecânicosconjuntos mecânicosconjuntos mecânicos que desempenham funçıes determinadas. Veja um exemplo abaixo:

Num conjunto, as peças se ajustam, isto Ø, se encaixam umas nas outras de diferentes maneiras e vocŒ tambØm vai aprender a reconhecer os tipos de ajustes possíveis entre peças de conjuntos mecânicos.

normas internacionais ISO(International Organization For Standardization ).

No Brasil, o sistema de tolerâncias recomendado pela ABNT segue as A observância dessas normas, tanto no planejamento do projeto como na execuçªo da peça, Ø essencial para aumentar a produtividade da indœstria nacional e para tornar o produto brasileiro competitivo em comparaçªo com seus similares estrangeiros.

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Introduçªo Nossa aula

AULA28O que Ø tolerância dimensional As cotas indicadas no desenho tØcnico sªo chamadas de dimensıesdimensıesdimensıesdimensıesdimensıes nominaisnominaisnominaisnominaisnominais. É impossível executar as peças com os valores exatos dessas dimensıes porque vÆrios fatores interferem no processo de produçªo, tais como imperfeiçıes dos instrumentos de mediçªo e das mÆquinas, deformaçıes do material e falhas do operador. Entªo, procura-se determinar desviosdesviosdesviosdesviosdesvios, dentro dos quais a peça possa funcionar corretamente. Esses desvios sªo chamados de afastamentos.afastamentos.afastamentos.afastamentos.afastamentos.

Afastamentos

Os afastamentos sªo desvios aceitÆveis das dimensıes nominais, para mais ou menos, que permitem a execuçªo da peça sem prejuízo para seu funcionamento e intercambiabilidade. Eles podem ser indicados no desenho tØcnico como mostra a ilustraçªo a seguir:

Neste exemplo, a dimensªo nominal do diâmetro do pino Ø 20 m20 m20 m20 m20 m. Os afastamentos sªo: + 0,28 m+ 0,28 m+ 0,28 m+ 0,28 m+ 0,28 m (vinte e oito centØsimos de milímetro) e + 0,18 m+ 0,18 m+ 0,18 m+ 0,18 m+ 0,18 m (dezoito centØsimos de milímetro). O sinal +++++ (mais) indica que os afastamentos sªo positivos, isto Ø, que as variaçıes da dimensªo nominal sªo para valores maiores.

O afastamento de maior valor (0,28 m, no exemplo) Ø chamado de afastamento superiorafastamento superiorafastamento superiorafastamento superiorafastamento superior; o de menor valor (0,18 m) Ø chamado de afastamentoafastamentoafastamentoafastamentoafastamento inferiorinferiorinferiorinferiorinferior. Tanto um quanto outro indicam os limites mÆximomÆximomÆximomÆximomÆximo e mínimomínimomínimomínimomínimo da dimensªo real da peça.

Somando o afastamento superior à dimensªo nominal obtemos a dimensªodimensªodimensªodimensªodimensªo mÆximamÆximamÆximamÆximamÆxima, isto Ø, a maior medida aceitÆvel da cota depois de executada a peça. Entªo, no exemplo dado, a dimensªo mÆxima do diâmetro corresponde a:

20 m + 0,28 m = 20,28 m.20,28 m.20,28 m.20,28 m.20,28 m.

Somando o afastamento inferior à dimensªo nominal obtemos a dimensªodimensªodimensªodimensªodimensªo mínima,mínima,mínima,mínima,mínima, isto Ø, a menor menor menor menor menor medida que a cota pode ter depois de fabricada. No mesmo exemplo, a dimensªo mínima Ø igual a 20 m + 0,18 m, ou seja,

20,18 m20,18 m20,18 m20,18 m20,18 m.

Assim, os valores: 20,28 m e 20,18 m correspondem aos limites mÆximo e mínimo da dimensªo do diâmetro da peça.

Depois de executado, o diâmetro da peça pode ter qualquer valor dentro desses dois limites.

ou realrealrealrealreal; eladeve estar dentro dos limites da dimensªo mÆximadimensªo mÆximadimensªo mÆximadimensªo mÆximadimensªo mÆxima e da dimensªodimensªodimensªodimensªodimensªo

A dimensªo encontrada, depois de executada a peça, Ø a dimensªo efetivadimensªo efetivadimensªo efetivadimensªo efetivadimensªo efetiva mínimamínimamínimamínimamínima.

AULA28Verificando o entendimento Analise a vista ortogrÆfica cotada e faça o que Ø pedido.

l afastamento superior:;
l afastamento inferior:;
l dimensªo mÆxima:;
l dimensªo mínima:

a)a)a)a)a)Complete os espaços com os valores correspondentes:

b)b)b)b)b)Dentre as medidas abaixo, assinale com um X as cotas que podem ser dimensıes efetivas deste ressalto: 20,5 ( )20,04 ( )20,06 ( )20,03 ( )

Veja se vocŒ acertou: a)a)a)a)a) afastamento superior: +0,05 m; afastamento inferior: + 0,03 m; dimensªo mÆxima: 20,05 m; dimensªo mínima: 20,03 m; b)b)b)b)b) 20,04 e 20,03 m.

Quando os dois afastamentos sªo positivos, a dimensªo efetiva da peça Ø sempre maiormaiormaiormaiormaior que a dimensªo nominal. Entretanto, hÆ casos em que a cota apresenta dois afastamentos negativos, ou seja, as duas variaçıes em relaçªo à dimensªo nominal sªo para menor, como no próximo exemplo.

que os afastamentos sªo negativos: ----- 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 e ----- 0,41 0,41 0,41 0,41 0,41Quando isso acontece, o

Para saber qual a dimensªo mÆximadimensªo mÆximadimensªo mÆximadimensªo mÆximadimensªo mÆxima que a cota pode ter basta subtrairsubtrairsubtrairsubtrairsubtrair o afastamento superior da dimensªo nominal. No exemplo: 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 ----- 0,20 = 15,80 0,20 = 15,80 0,20 = 15,80 0,20 = 15,80 0,20 = 15,80. Para obter a dimensªo mínimadimensªo mínimadimensªo mínimadimensªo mínimadimensªo mínima vocŒ deve subtrair o afastamento inferior da dimensªo nominal. Entªo: 16,016,016,016,016,0 ----- 0,41 = 15,590,41 = 15,590,41 = 15,590,41 = 15,590,41 = 15,59. A dimensªo efetiva deste diâmetro pode, portanto, variar dentro desses dois limites, ou seja, entre 15,80 m e 15,59 m. Neste caso, de dois afastamentos negativos, a dimensªo efetiva da cota serÆ sempre menor que a dimensªo nominal.

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HÆ casos em que os dois afastamentos tŒm sentidos diferentes, isto Ø, um Ø positivo e o outro Ø negativo. Veja:

Quando isso acontece, o afastamento positivopositivopositivopositivopositivo sempre corresponde ao afastamento superiorsuperiorsuperiorsuperiorsuperior e o afastamento negativonegativonegativonegativonegativo corresponde ao afastamento inferiorinferiorinferiorinferiorinferior .

Verificando o entendimento Analise o pino e indique o que Ø pedido

a)a)a)a)a) afastamento superior:;
b)b)b)b)b) afastamento inferior:

Neste caso, os dois afastamentos tŒm o mesmo valor numØrico. O que determina qual Ø o afastamento superior Ø o sinal de +++++ (mais) e o que determina o afastamento inferior Ø o sinal de - - - - - (menos). Logo: a)a)a)a)a) afastamento superior: + 0,02; b) b) b) b) b) afastamento inferior: - 0,02.

Numa mesma peça, as cotas podem vir acompanhadas de diferentes afastamentos, de acordo com as necessidades funcionais de cada parte. Analise o desenho tØcnico do pino com rebaixo, ao lado. Depois, interprete as cotas pedidas.

Verificando o entendimento

a)a)a)a)a)A dimensªo nominal do comprimento da peça Ø; o afastamento superior
Øe o afastamento inferior Ø........;
b)b)b)b)b)O diâmetro da parte rebaixada tem dois afastamentos positivos:e .......;
logo; a dimensªo efetiva deste diâmetro deve ser um valor entree........;
c)c)c)c)c)A dimensªo mÆxima do comprimento da parte rebaixada Øe a dimensªo
mínima Ø;

Observe o desenho tØcnico e complete os espaços em branco.

d)d)d)d)d)O diâmetro maior da peça tem 2 afastamentos negativos, logo a dimensªo efetiva desta cota Ø ............. que a dimensªo nominal.

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Confira suas respostas: a)a)a)a)a) 40, + 0,25 e - 0,25; b)b)b)b)b) + 0,23 e + 0,12; 12,23 m e 12,12 m; c)c)c)c)c) 20,2 m e 19,9 m; d)d)d)d)d) menor.

Tolerância

Tolerância Ø a variaçªovariaçªovariaçªovariaçªovariaçªo entre a dimensªo mÆxima e a dimensªo mínima. Para obtŒ-la, calculamos a diferença entre uma e outra dimensªo. Acompanhe o cÆlculo da tolerância, no próximo exemplo:

Verificando o entendimento Calcule a tolerância da cota indicada no desenho.

Tolerância =

Nesse exemplo, os dois afastamentos sªo negativos.Assim, tanto a dimensªo mÆxima como a dimensªo mínima sªo menores que a dimensªo nominal e devem ser encontradas por subtraçªo. Para a cota Ø 16 m, a tolerância Ø de 0,21 m (vinte e um centØsimos de milímetro). A tolerância pode ser representada graficamente. Veja:

Nessa representaçªo, os valores dos afastamentos estªo exagerados. O exagero tem por finalidade facilitar a visualizaçªo do campo de tolerância, campo de tolerância, campo de tolerância, campo de tolerância, campo de tolerância, que Ø o conjunto dos valores compreendidos entre o afastamento superior e o afastamento inferior; corresponde ao intervalo que vai da dimensªo mínima à dimensªo mÆxima.

Qualquer dimensªo efetiva entre os afastamentos superior e inferior, inclusive a dimensªo mÆxima e a dimensªo mínima, estÆ dentro do campo de tolerância.

Cálculo da tolerância ESC 1:1

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As tolerâncias de peças que funcionam em conjunto dependem da funçªo que estas peças vªo exercer. Conforme a funçªo, um tipo de ajuste Ø necessÆrio. É o que vocŒ vai aprender a seguir.

Ajustes

Para entender o que sªo ajustes precisamos antes saber o que sªo eixos e furos de peças. Quando falamos em ajustes, eixoeixoeixoeixoeixo Ø o nome genØrico dado a qualquer peça, ou parte de peça, que funciona alojada em outra. Em geral, a superfície externa de um eixo trabalha acoplada, isto Ø, unida à superfície interna de um furo. Veja, a seguir, um eixo e uma bucha. Observe que a bucha estÆ em corte para mostrar seu interior que Ø um furo.

Eixos e furos de formas variadas podem funcionar ajustados entre si. Dependendo da funçªo do eixo, existem vÆrias classes de ajustes. Se o eixo se encaixa no furo de modo a deslizar ou girar livremente, temos um ajuste com folga.ajuste com folga.ajuste com folga.ajuste com folga.ajuste com folga.

Quando o eixo se encaixa no furo com certo esforço, de modo a ficar fixo, temos um ajuste com interferŒnciaajuste com interferŒnciaajuste com interferŒnciaajuste com interferŒnciaajuste com interferŒncia.

Existem situaçıes intermediÆrias em que o eixo pode se encaixar no furo com folga ou com interferŒncia, dependendo das suas dimensıes efetivas. É o que chamamos de ajuste incertoajuste incertoajuste incertoajuste incertoajuste incerto.

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Em geral, eixos e furos que se encaixam tŒm a mesmamesmamesmamesmamesma dimensªo nominal. O que varia Ø o campo de tolerância dessas peças.

O tipo de ajuste entre um furo e um eixo depende dos afastamentos determinados. A seguir, vocΠvai estudar cada classe de ajuste mais detalhadamente.

Ajuste com folga Quando o afastamento superior do eixo Ø menor ou igual ao afastamento inferior do furo, temos um ajuste com folgaajuste com folgaajuste com folgaajuste com folgaajuste com folga. Acompanhe um exemplo:

Os diâmetros do furo e do eixo tŒm a mesma dimensªo nominal: 25 m.

O afastamento superior do eixo Ø - 0,20- 0,20- 0,20- 0,20- 0,20; a dimensªo mÆxima do eixoeixoeixoeixoeixo Ø: 25 m - 0,20 m = 24,80 m; a24,80 m; a24,80 m; a24,80 m; a24,80 m; a dimensªo mínima do furo Ø: 25,0 m - 0,0 m = 25,0 m25,0 m25,0 m25,0 m25,0 m.

Portanto, a dimensªo mÆxima do eixo (24,80 m) Ø menormenormenormenormenor que a dimensªo mínima do furo (25,0 m) o que caracteriza um ajuste com folga. ajuste com folga. ajuste com folga. ajuste com folga. ajuste com folga. Para obter a folga, basta subtrair a dimensªo do eixo da dimensªo do furo. Neste exemplo, a folga Ø 25,0 m - 24,80 m = 0,20 m0,20 m0,20 m0,20 m0,20 m.

Ajuste com interferŒncia Neste tipo de ajuste o afastamento superior do furo Ø menor ou igual ao afastamento inferior do eixo. Veja:

+0,21, o afastamento superior Ø + 0,21+ 0,21+ 0,21+ 0,21+ 0,21;na cota do eixo:

25+0,28 +0,41, o afastamento inferior Ø + 0,28+ 0,28+ 0,28+ 0,28+ 0,28. Portanto, o primeiro Ø menorØ menorØ menorØ menorØ menor que o segundo, confirmando que se trata de um ajuste com interferŒncia.

m - 25,21 m = 0,07 m0,07 m0,07 m0,07 m0,07 mComo o diâmetro do eixo Ø maior que o diâmetro

Para obter o valor da interferŒncia, basta calcular a diferença entre a dimensªo efetiva do eixo e a dimensªo efetiva do furo. Imagine que a peça pronta ficou com as seguintes medidas efetivas: diâmetro do eixo igual a 25,28 m e diâmetro do furo igual a 25,21 m. A interferŒncia corresponde a: 25,28 do furo, estas duas peças serªo acopladas sob pressªo.

ESC 1:1 ESC 1:1

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Ajuste incerto É o ajuste intermediÆrio entre o ajuste com folga e o ajuste com interferŒncia.

Neste caso, o afastamento superior do eixo Ø maior que o afastamento inferior do furo, e o afastamento superior do furo Ø maior que o afastamento inferior do eixo. Acompanhe o próximo exemplo com bastante atençªo.

Compare: o afastamento superior do eixo (+0,18) Ø maiormaiormaiormaiormaior que o afastamento inferior do furo (0,0) e o afastamento superior do furo (+ 0,25) Ø maiormaiormaiormaiormaior que o afastamento inferior do eixo (+ 0,02). Logo, estamos falando de um ajusteajusteajusteajusteajuste incertoincertoincertoincertoincerto .

Este nome estÆ ligado ao fato de que nªo sabemos, de antemªo, se as peças acopladas vªo ser ajustadas com folga ou com interferŒncia. Isso vai depender das dimensıes efetivas do eixo e do furo.

Sistema de tolerância e ajustes ABNT/ISO

As tolerâncias nªo sªo escolhidas ao acaso. Em 1926, entidades internacionais organizaram um sistema normalizado que acabou sendo adotado no Brasil pela ABNT: o sistema de tolerâncias e ajustes ABNT/ISOsistema de tolerâncias e ajustes ABNT/ISOsistema de tolerâncias e ajustes ABNT/ISOsistema de tolerâncias e ajustes ABNT/ISOsistema de tolerâncias e ajustes ABNT/ISO (NBR 6158).

peça, ou seja, a qualidade de trabalho, a qualidade de trabalho, a qualidade de trabalho, a qualidade de trabalho, a qualidade de trabalho, umaexigŒncia que varia de peça para

O sistema ISOISOISOISOISO consiste num conjunto de princípios, regras e tabelas que possibilita a escolha racional de tolerâncias e ajustes de modo a tornar mais econômica a produçªo de peças mecânicas intercambiÆveis. Este sistema foi estudado, inicialmente, para a produçªo de peças mecânicas com atØ 500 m de diâmetro; depois, foi ampliado para peças com atØ 3150 m de diâmetro. Ele estabelece uma sØrie de tolerâncias fundamentais que determinam a precisªoprecisªoprecisªoprecisªoprecisªo da peça, de uma mÆquina para outra.

A norma brasileira prevŒ 1818181818 qualidades de trabalho. Essas qualidades sªo identificadas pelas letras: ITITITITIT seguidas de numerais. A cada uma delas corresponde um valor de tolerância. Observe, no quadro abaixo, as qualidades de trabalho para eixos e furos:

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requerem grande precisªo; daí o fato de estarem classificadas como mecânicamecânicamecânicamecânicamecânica grosseiragrosseiragrosseiragrosseiragrosseira. Peças que funcionam acopladas a outras tŒm, em geral, sua qualidade estabe- lecida entre IT 4IT 4IT 4IT 4IT 4 e IT 1IT 1IT 1IT 1IT 1, se forem eixos; jÆ os furos tŒm sua qualidade entre IT 5IT 5IT 5IT 5IT 5 e IT 1IT 1IT 1IT 1IT 1. Essa faixa corresponde à mecânica corrente,mecânica corrente,mecânica corrente,mecânica corrente,mecânica corrente, ou mecânica de precisªomecânica de precisªomecânica de precisªomecânica de precisªomecânica de precisªo. Verifique se ficou bem entendido, resolvendo o próximo exercício.

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