Introduo Nos dias atuais o regime de produo

Introdução Nos dias atuais o regime de produção em longa escala, é necessário que as peças que trabalhem em conjunto seja logo substituídas por similares quando houver pane. Denomina-se intercambiabilidade essa possibilidade da troca de vários componentes de um sistema mecânico sem que haja um processo adicional como um ajuste ou conformação posterior para que o sistema funcione do jeito que foi projetado. Com isso a fabricação seriada não fica comprometida e garante uma produção eficiente para qualquer lote, época, e dia, para isso é preciso adotar um sistema de ajustes e tolerâncias. O grande desafio é fabricar com exatidão que é conformar as dimensões reais da peça com o proposto pelo desenho. Infelizmente os processos industriais não são capazes de fabricar continuamente dimensões dadas pelo desenho com a exatidão absoluta pois as maquinas com o tempo perdem essa exatidão do desenho que é chamada de nominal.

-Dimensões nominais: São as dimensões indicadas no desenho de uma peça. Elas são determinadas através do projeto mecânico, em função dos objetivos que deverão atingir. -Dimensões reais (ou efetivas): São as dimensões reais da peça. Estas dimensões podem ser maiores, menores ou iguais às dimensões nominais. Por exemplo, uma peça com uma cota nominal de 150 mm pode ser encontrada na produção peças com 150, 018 mm, 149, 982 mm, 150. 000 mm e entre outras. Deve-se portanto, determinar a menor precisão possível dentro da qual a peça em questão exerça sua função adequadamente. Qualquer melhoria adicional elevaria o custo do produto. As dimensões reais são diferentes das dimensões nominais. Estas variações devem ser mantidas dentro de certos limites. Para que a intercambiabilidade seja garantida é necessário que todos os fabricantes obedeçam a normas prédefinidas, entre elas estão a ABNT e NBR (Brasil), DIN (Alemanha)

Foi elaborado um Sistema de tolerâncias e ajustes que é um conjunto de normas, regras e tabelas que Têm como objetivo normalizar e limitar as variações das dimensões de componentes mecânicos visando a intercambiabilidade e garantir sua funcionabilidade, com ela foi definida alguns conceitos básicos, aqui discutidas e outras ao longo desse trabalho. -Dimensões reais: variam dentro de certos limites, chamados de dimensão limite máxima e mínima • O limite de inexatidão admissível para uma peça é determinado por sua tolerância. Obs. : Entende-se por tolerância a variação máxima admissível que é permitida em uma peça ou conjunto. Exemplo: – Dimensão nominal = 40, 000 mm – Dimensão limite máxima = 40, 039 mm – Dimensão limite mínima = 40, 000 mm (Portanto sua tolerância será de 0, 039 mm)

2. Tolerância • Dimensional • Rugosidade • Geométrica 2. 1. Tolerância Dimensional • Dimensão Nominal: é a dimensão indicada no desenho. • Dimensão Efetiva: é a dimensão que se obtém medindo a peça. • Dimensões Limites: são os valores máximos e mínimos admissíveis para a peça. • Dimensão Máxima: é o valor máximo admissível para a dimensão efetiva. – Convenção: Letras maiúsculas para furos (Dmáx) e minúsculas para eixos (dmáx). • Dimensão mínima: é o valor mínimo admissível para a dimensão efetiva. Segue a mesma convenção.

2. 2. Afastamento: Diferença entre as dimensões limites e a nominal.

2. 3. Linha Zero: é a linha que indica a dimensão nominal e serve de origem aos afastamentos. Acima da linha zero, afastamentos positivos. Abaixo, negativos

Exemplo Um eixo tem dimensão nominal Φ 30 mm e afastamentos superior e inferior respectivamente +0, 036 mm e +0, 015 mm. Calcular a tolerância t e as dimensões máxima e mínima Resolução t = as – ai, para a tolerância t no caso de eixos t = 0, 036 – 0, 015 = 0, 021 mm Para as dimensões máxima e mínima: dmax = d + as dmax = 30, 000 + 0, 036 = 30, 036 mm dmin = d + ai dmin = 30, 000 + 0, 015 = 30, 015 mm

3. Ajustes Se existe uma variação entre as dimensões das peças, como estas se encaixam? • Através do seu ajuste, o qual é definido a partir da finalidade do conjunto a ser montado Ajuste é o modo de se conjugar duas peças introduzidas uma na outra, estabelecendo o seu grau de união. O ajuste sempre existirá, com eixo e furo de mesma dimensão nominal, quando o eixo acoplar-se a um furo caracterizado por folga ou interferência • Eixo: todo elemento cuja superfície externa destina-se a encaixar-se na superfície interna de outra • Furo: todo elemento cuja superfície interna destina-se a encaixar-se na superfície externa de outra

3. 1. Folga: é a diferença entre as dimensões do furo e do eixo (eixo < furo) 3. 1. 1. Folga Máxima: é a diferença entre as dimensões máxima do furo e mínima do eixo (eixo < furo) Fmax = Dmax – dmin 3. 1. 2. Folga Mínima: é a diferença entre as dimensões mínima do furo e a máxima do eixo (eixo < furo) Fmin = Dmin – dmax

3. 2. Interferência: é a diferença entre as dimensões do furo e do eixo (eixo > furo) 3. 2. 1. Interferência Máxima: é a diferença entre as dimensões mínima do furo e máxima do eixo (eixo > furo) Imax = Dmin – dmax 3. 2. 2. Interferência Mínima: é a diferença entre as dimensões máxima do furo e mínima do eixo (eixo > furo) Imin = Dmax – dmin

• Ajuste com folga: afastamento superior do eixo é menor ou igual ao afastamento inferior do furo, ou a dimensão máxima do eixo é menor ou igual à dimensão mínima do furo • Ajuste com interferência: afastamento superior do furo é menor ou igual ao afastamento inferior do eixo, ou a dimensão máxima do furo é menor ou igual à dimensão mínima do eixo • OBSERVAÇÃO: POR CONVENÇÃO, NOS CASOS EM QUE ACONTECER QUE A FOLGA MÍNIMA SEJA ZERO O AJUSTE É DENOMINADO AJUSTE COM FOLGA. DA MESMA MANEIRA, NOS CASOS EM QUE A INTERFERÊNCIA MÁXIMA FOR ZERO. OU SEJA SE: Fmin = Dmin – dmax = 0 ou Imax = Dmin – dmax = 0

3. 3. Ajuste incerto: afastamento superior do eixo é maior que o afastamento inferior do furo e o afastamento superior do furo são maior que o afastamento inferior do eixo, ou a dimensão máxima do eixo é maior que a mínima do furo e a máxima do furo maior que a mínima do eixo.

• Furo-base é o furo cuja linha zero constitui o limite inferior da tolerância (ou seja, Ai = 0) • Eixo-base é o eixo cuja linha zero constitui o limite superior da tolerância (ou seja, as = 0) • Qualidade de trabalho é o grau de precisão fixado pela norma de tolerâncias e ajustes

• Unidade de tolerância: valor numérico calculado em relação às médias geométricas dimensões limites de cada grupo, segundo fórmula fundamental • Tolerância fundamental: tolerância calculada para cada qualidade de trabalho e para cada grupo de dimensões • Sistema de tolerâncias: conjunto de princípios, regras, fórmulas e tabelas que permite a escolha racional de tolerâncias para a produção de peças intercambiáveis • Sistema de ajustes: conjunto de princípios, regras, fórmulas e tabelas que permite a escolha racional de tolerâncias no acoplamento eixo-furo • Campo de tolerância: é o conjunto de valores compreendidos entre os afastamentos superior e inferior

Exemplo Em um acoplamento, a dimensão nominal do encaixe é de 40 mm. O furo tem para os afastamentos superior e inferior respectivamente os valores As= +0, 064 mm e Ai = +0, 025 mm. O eixo tem os seguintes valores para os afastamentos superior e inferior as = 0, 000 mm e ai = - 0, 039 mm. Determinar : a. se existe furo-base ou eixo-base; b. que tipo de ajuste é este; c. as folgas e/ou interferências máximas e mínimas.

Resolução a. Não existe furo-base, tendo em vista que o afastamento infe rior do furo é diferente de zero. Como o afastamento superior do eixo é zero, o sistema é um sistema eixo-base. b. O ajuste é um ajuste com folga, tendo em vista que o afastamento superior do eixo (as=0, 000 mm) é menor que o afastamento inferior do furo (Ai = + 0, 025 mm). c. Como o ajuste é com folga, deve- se calcular as folgas máximas e mínimas. Fmax = Dmax – dmin

Resolução a. Não existe furo-base, tendo em vista que o afastamento inferior do furo é diferente de zero. Como o afastamento superior do eixo é zero, o sistema é um sistema eixo-base. b. O ajuste é um ajuste com folga, tendo em vista que o afastamento superior do eixo (as=0, 000 mm) é menor que o afastamento inferior do furo (Ai = + 0, 025 mm). c. Como o ajuste é com folga, deve- se calcular as folgas máximas e mínimas. Fmax = Dmax – dmin Fmax = 40, 064 - 39, 961 = 0, 103 mm Fmin = Dmin - dmax Fmin = 40, 025 - 40, 000 = 0, 025 mm

• Unidade de Tolerância: é calculada pela expressão: i = 0, 45 3 D + 0, 001 D • Qualidade de Trabalho: sistema de tolerâncias e ajustes prevê 18 qualidades de trabalho, designadas por IT 01, IT 0, IT 1, IT 2, . . . , IT 16 (I = ISO e T = tolerância) – IT 01 à IT 3 (eixos) e IT 01 à IT 4 (furos) são recomendadas para calibradores – IT 4 à IT 11 (eixos) e IT 5 à IT 11 (furos) são recomendadas para peças que formam conjuntos – IT 11 à IT 16 (eixos e furos) são recomendadas para execuções mais grosseiras de peças que não formarão conjunto

Exemplo 1 a. Qual a unidade de tolerância para 12 mm? b. Determinar a tolerância fundamental para a qualidade de tolerância IT 7, utilizando-se do cálculo. Resolução a. O grupo de dimensões no qual está inserido o valor 12 mm, tem como valores extremos 10 e 18 mm (ver tabela 1), portanto, a média geométrica é: D = 10 x 18 = 13, 41 mm i = 0, 45 3 13, 41 + 0, 001 X 13, 41 i = 1, 0824 μm b. A tolerância fundamental para a qualidade de trabalho IT 7 é dada por (tabela 2. 1): t = 16 i t = 16 X 1, 0824 = 17, 32 μm Obs. : Tolerâncias < 100: arredondamento deve ser múltiplo de 1 (tabela 2. 2), portanto, t = 17 μm. Todavia, a tabela apresenta o valor 18 μm

• Tolerâncias fundamentais: calculadas através da unidade de tolerância para cada diâmetro (tabela 1) – Indicam a tolerância para um grupo de dimensões e uma determinada qualidade de trabalho • A Posição dos Campos de Tolerância em relação à linha zero é designada através de letras da seguinte forma: – Furos: A – B – C – D – E –. . . – ZA – ZB – ZC – Eixos: a – b – c – d – e –. . . – za – zb – zc • Esta posição representa os afastamentos superior e Inferior

3. 4. Campos de Tolerância

3. 5. Representação Simbólica Exemplo para um conjunto furo-eixo: 25 = Dimensão nominal; H 7 = Posição H p/ IT 7 (furo); m 6 = Posição m p/ IT 6 (eixo) • Da tabela 4, tem-se: +0, 021 – Furo: 25 +0, 008 – Eixo: 25+0, 000+0, 021

3. 6. Sistemas de ajustes • No sistema de ajustes utilizam-se os conceitos de furo-base e eixo-base Representação de um ajuste no sistema furo-base: a) ajuste com folga; b) ajuste incerto; c) ajuste com interferência Representação de um ajuste no sistema eixo-base: a) ajuste com folga; b) ajuste incerto; c) ajuste com interferência

Exemplos de sistemas Exemplo de um sistema eixo-base

4. Conclusão O sistema furo-base de longe oferece as maiores vantagens, principalmente no quesito custo X beneficio, possibilitando ainda melhores condições de montagens e desmontagens para todos os tipos de ajustes, devido às máquinas que geralmente seu furo é fixo e seu eixo móvel permitindo uma troca mais facilitada, além do mais na geral os eixos são descartados devido às desgastes do que os furos. O sistema eixo-base deve ser usado, sempre que possível, um eixo com uma única dimensão, sem escalonamento. 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 e ajustes combinados. Geralmente todos os tipos de acoplamentos imaginados já foram testados suas tolerâncias, então há tabela para todos os tipos de acoplamentos os mais comuns são: ABNT NB-86, ISO R-286 e DIN 7154.

5. Bibliografia consultada: l l l ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas - Sistema de tolerâncias e ajustes. NBR 6158, 1995 Telecurso 2000 curso profissionalizante Mecânica. Metrologia. Fundação Roberto Marinho. FIESP, CIESP, SENAI, IRS; Ed. Globo. Sites: SENAI (ES) / CST (Companhia Siderúrgica de Tubarão) UFSC - Prof. Armando Albertazzi Gonçalves Jr.