Slide Aula 11 - Tolerância de Orientação e de Posição - 2024-1

Fabricação de sistemas mecânicos Universidade Federal do Maranhão – UFMA Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas – CCET CAMPUS SÃO LUÍS CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Prof. Dr. : Helio Cantanhêde e-mail : helio.cantanhede@ufma.br 1 Introdução Tolerâncias Para variações de dimensões Para variações de forma geométrica Tolerância Dimensional Para Elementos Isolados Tolerância de Forma Tolerância de Orientação Para Elementos Associados Tolerância de Posição Tolerância de Batimento Tolerância Geométrica Desvio de Forma Definido como a variação das superfícies reais em relação aos sólidos geométricos que os definem. Em outras palavras, desvio de forma de uma peça é a diferença entre a superfície real da peça e a sua forma geométrica teórica definida no projeto. Dividido em: MACROGEOMÉTRICOS OU MICROGEOMÉTRICOS. MACROGEOMÉTRICOS: são desvios macroscópicos que podem ser constatados através de instrumentos de medição. MICROGEOMÉTRICOS: são desvios microscópicos, basicamente superficiais que podem ser constatados através de microscópios de medição e rugosímetro. Desvio de Forma NBR 6409 Tolerâncias geométricas – Tolerâncias de forma, orientação, posição e batimento - Generalidades, símbolos, definições e indicações em desenho 5 Tolerância de orientação  Esse tipo de desvio é definido para superfícies ou elementos nos quais pontos ou superfícies se comuniquem por meio da interseção de suas linhas. A tolerância de orientação é representada pelo paralelismo, pela perpendicularidade e pela inclinação de uma superfície 6 Tolerância de orientação  Tolerância de paralelismo Nesta peça, o eixo do furo superior deve ficar paralelo ao eixo do furo inferior, tomado como referência. O eixo do furo superior deve estar compreendido dentro de uma zona cilíndrica de diâmetro t, paralela ao eixo do furo inferior, que t constitui a reta de referência. 7 Tolerância de orientação  Tolerância de paralelismo 8 Tolerância de orientação  Tolerância de paralelismo Na peça, o elemento tolerado foi uma linha reta: o eixo do furo superior. O elemento tomado como referência também foi uma linha: o eixo do furo inferior. Mas, há casos em que a tolerância de paralelismo de um eixo é determinada tomando-se como referência uma superfície plana 9 Tolerância de orientação  Tolerância de paralelismo O campo de tolerância é limitado por duas linhas retas paralelas, afastadas de uma distância “t” e paralelas à linha de referência, se a tolerância for especificada em um só plano 10 Tolerância de orientação  Tolerância de paralelismo A linha de centro do furo superior deve estar contida entre duas retas afastadas em 0,1 mm, que são paralelas à linha de centro do furo inferior (linha de referência A) Tolerância Geométrica Desvio de Posição  PARALELISMO Tolerância Geométrica Desvio de Posição  PARALELISMO 13 Tolerância de orientação  O paralelismo entre dois planos é definido como a distância de dois planos paralelos a um plano de referência, entre os quais se devem localizar os planos reais. 14 Tolerância de orientação  O campo de tolerância é limitado por duas linhas retas paralelas, afastadas a uma distância t e paralelas à linha de referência, se a tolerância for especificada em um só plano 15 Tolerância de orientação  No caso da tolerância de paralelismo de uma superfície em relação a uma superfície de referência, o campo de tolerância é limitado por dois planos paralelos afastados a uma distância de t = 0,01 mm e paralelos à superfície de referência, conforme mostra a Figura. 16 Tolerância de orientação  O aparato usado para medir o paralelismo pode ser montado sobre uma mesa de desempeno, que servirá de superfície de referência, e pode- se usar um relógio comparador com resolução de 0,01 mm para medir o desvio 17 Tolerância de orientação  Para verificar a tolerância de paralelismo da superfície, desloca-se o relógio comparador sobre a peça e verificam-se as oscilações das medidas que correspondem aos desvios. Nesse caso, se a peça apresentar desvios menores ou iguais a 0,01 mm, a tolerância de paralelismo da superfície está compatível com a norma. 18 Tolerância de orientação  Tolerância de perpendicularidade Nesta peça, o eixo do furo vertical B deve ficar perpendicular ao eixo do furo horizontal C. Portanto, é necessário determinar a tolerância de perpendicularidade de um eixo em relação ao outro 19 Tolerância de orientação  Tolerância de perpendicularidade Tomando como reta de referência o eixo do furo C, o campo de tolerância do eixo do furo B fica limitado por dois planos paralelos, distantes entre si uma distância t e perpendiculares à reta de referência. 20 Tolerância de orientação  Tolerância de perpendicularidade Dependendo da forma da peça, pode ser mais conveniente indicar a tolerância de perpendicularidade de uma linha em relação a um plano de referência. 21 Tolerância de orientação  Tolerância de perpendicularidade A tolerância de perpendicularidade pode ser avaliada numa zona compreendida entre duas superfícies, duas linhas paralelas ou por um cilindro perpendicular a uma referência, conforme a Figura 22 Tolerância de orientação  Tolerância de perpendicularidade Nesse caso, a linha de centro da peça deve estar contida em um cilindro de diâmetro 0,01 mm perpendicular à superfície da base (superfície de referência A). 23 Tolerância de orientação  Tolerância de perpendicularidade O aparato usado para medir a perpendicularidade pode ser montado sobre uma mesa de desempeno, que servirá de superfície de referência, e pode-se usar um relógio comparador com resolução de 0,01 mm para medir o desvio. 24 Tolerância de orientação  A Figura mostra o aparato para medir a perpendicularidade de uma peça. Para análise de perpendicularidade, movimenta-se a peça em toda a sua extensão para que o relógio comparador mostre a variação de sua dimensão. 25 Tolerância de orientação  Se o desvio for menor ou igual a 0,01 mm, a peça que foi medida possui perpendicularidade de acordo com a norma. 26 Tolerância de orientação  Tolerância de inclinação O furo da peça representada a seguir deve ficar inclinado em relação à base 27 Tolerância de orientação  Tolerância de inclinação Para que o furo apresente a inclinação correta é necessário determinar a tolerância de inclinação do eixo do furo. 28 Tolerância de orientação  Tolerância de inclinação O elemento de referência para determinação da tolerância, neste caso, é o plano da base da peça. O campo de tolerância é limitado por duas retas paralelas, distantes entre si uma distância t, que formam com a base o ângulo de inclinação especificado a TABELA 9.9 TOLERÂNCIAS DE ORIENTAÇÃO PARA ELEMENTOS ASSOCIADOS. DEFINIÇÃO E INTERPRETAÇÃO SÍMBOLO EXEMPLO DE INDICAÇÃO PARALELISMO A linha indicada deve estar situada entre duas superfícies paralelas, afastadas pelo valor da tolerância e paralelas à superfície de referência. INCLINAÇÃO A superfície indicada deve estar situada entre duas superfícies paralelas, afastadas pelo valor da tolerância e inclinadas em relação à superfície de referência com o ângulo especificado. PERPENDICULARIDADE A superfície indicada deve estar situada entre duas superfícies paralelas, afastadas pelo valor da tolerância e perpendiculares à superfície de referência. 30 Tolerância de posição  Quando tomamos como referência a posição, três tipos de tolerância devem ser considerados: de posição; de concentricidade/ coaxialidade e de simetria.  Tolerância de posição é a diferença entre uma aresta ou superfície da peça e a posição teórica prescrita pelo projeto da peça 31 Tolerância de posição  Tolerância de posição Quando a localização exata de um elemento, como por exemplo: uma linha, um eixo ou uma superfície, é essencial para o funcionamento da peça, sua tolerância de localização deve ser determinada. Observe a placa com furo, a seguir. 32 Tolerância de posição  Tolerância de posição Como a localização do furo é importante, o eixo do furo deve ser tolerado. O campo de tolerância do eixo do furo é limitado por um cilindro de diâmetro t. O centro deste cilindro coincide com a localização ideal do eixo do elemento tolerado 33 Tolerância de posição  Tolerância de concentricidade ou coaxialidade Quando duas ou mais figuras geométricas planas regulares têm o mesmo centro, dizemos que elas são concêntricas. Quando dois ou mais sólidos de revolução têm o eixo comum, dizemos que eles são coaxiais 34 Tolerância de posição  Tolerância de concentricidade ou coaxialidade Em diversas peças, a concentricidade ou a coaxialidade de partes ou de elementos, é condição necessária para seu funcionamento adequado. Mas, determinados desvios, dentro de limites estabelecidos, não chegam a prejudicar a funcionalidade da peça 35 Tolerância de posição  Tolerância de concentricidade ou coaxialidade Daí a necessidade de serem indicadas as tolerâncias de concentricidade ou de coaxialidade. Veja a peça abaixo, por exemplo: 36 Tolerância de posição  Tolerância de concentricidade ou coaxialidade Essa peça é composta por duas partes de diâmetros diferentes. Mas, os dois cilindros que formam a peça são coaxiais, pois têm o mesmo eixo. O campo de tolerância de coaxialidade dos eixos da peça fica determinado por um cilindro de diâmetro t cujo eixo coincide com o eixo ideal da peça projetada. 37 Tolerância de posição  Nesse caso, será estudada a concentricidade, cujo campo de tolerância é limitado por um círculo de diâmetro t, cujo centro coincide com o centro de referência se o valor da tolerância for precedido pelo símbolo de diâmetro. A Figura mostra o centro do círculo, em que está o quadro de tolerância, contido em um círculo de diâmetro de 0,01 mm, concêntrico com o centro do círculo A (centro de referência). 38 Tolerância de posição  Para medir a concentricidade de uma peça cilíndrica com um furo, pode ser utilizado um paquímetro externo, conforme a Figura. Nesse caso, podem ser feitas várias medidas perpendicularmente ao diâmetro e verificadas essas oscilações. Se os desvios forem menores ou iguais a 0,01 mm, a tolerância de concentricidade está dentro dos limites estabelecidos na norma. 39 Tolerância de posição  Tolerância de simetria Em peças simétricas é necessário especificar a tolerância de simetria. Observe a peça a seguir, representada em perspectiva e em vista única: 40 Tolerância de posição  Tolerância de simetria Preste atenção ao plano que divide a peça em duas partes simétricas. Na vista frontal, a simetria vem indicada pela linha de simetria que coincide com o eixo da peça. Para determinar a tolerância de simetria, tomamos como elemento de referência o plano médio ou eixo da peça. 41 Tolerância de posição  Tolerância de simetria O campo de tolerância é limitado por dois planos paralelos, equidistantes do plano médio de referência, e que guardam entre si uma distância t. É o que mostra o próximo desenho. TABELA 9.10 TOLERÂNCIAS DE POSIÇÃO PARA ELEMENTOS ASSOCIADOS. DEFINIÇÃO E INTERPRETAÇÃO SÍMBOLO EXEMPLO DE INDICAÇÃO POSIÇÃO O valor da tolerância deve ser determinado pelo desvio admissível de um ponto, uma reta ou um plano. CONCENTRICIDADE O desvio deve estar situado dentro de um círculo de diâmetro igual ao valor da tolerância. TABELA 9.10 TOLERÂNCIAS DE POSIÇÃO PARA ELEMENTOS ASSOCIADOS. DEFINIÇÃO E INTERPRETAÇÃO EXEMPLO DE INDICAÇÃO SÍMBOLO COAXILIDADE O desvio deve estar situado dentro de um cilindro de diâmetro igual ao valor da tolerância cuja linha de centro coincide com a superfície de referência. SIMETRIA O desvio deve estar situado entre duas linhas ou duas superfícies paralelas, afastadas no valor da tolerância e dispostas simetricamente em relação à linha ou à superfície de referência. 44 Tolerância de batimento circular radial e circular axial  Tolerância de batimento Quando um elemento dá uma volta completa em torno de seu eixo de rotação, ele pode sofrer oscilação, isto é, deslocamentos em relação ao eixo. Dependendo da função do elemento, esta oscilação tem de ser controlada para não comprometer a funcionalidade da peça Por isso, é necessário que sejam determinadas as tolerâncias de batimento, que delimitam a oscilação aceitável do elemento. As tolerâncias de batimento podem ser de dois tipos: axial e radial 45 Tolerância de batimento circular radial e circular axial  Tolerância de batimento Axial, refere-se a eixo. Batimento axial quer dizer balanço no sentido do eixo. O campo de tolerância, no batimento axial, fica delimitado por dois planos paralelos entre si, a uma distância t e que são perpendiculares ao eixo de rotação 46 Tolerância de batimento circular radial e circular axial  Tolerância de batimento O batimento radial, por outro lado, é verificado em relação ao raio do elemento, quando o eixo der uma volta completa. O campo de tolerância, no batimento radial é delimitado por um plano perpendicular ao eixo de giro que define dois círculos concêntricos, de raios diferentes. A diferença t dos raios corresponde à tolerância radial. 47 Tolerância de batimento circular radial e circular axial  As superfícies de revolução, como cilindros ou furos redondos, devem ser convenientemente dimensionadas com suas respectivas tolerâncias, porque estão sujeitas a variações de fabricação, já que podem apresentar ovalização, conicidade ou excentricidade em relação ao eixo. 48 Tolerância de batimento circular radial e circular axial  Por isso, esses desvios devem ser minimizados para não afetarem o funcionamento normal de um componente ou uma máquina. 49 Tolerância de batimento circular radial e circular axial  O campo de tolerância de batimento circular radial é limitado, em qualquer plano perpendicular à linha de centro, por dois círculos concêntricos, afastados a uma distância t, cujos centros coincidem com a linha de referência, conforme mostrado na Figura. 50 Tolerância de batimento circular radial e circular axial  De acordo com a ABNT NBR 6409 o batimento radial não deve ser maior que 0,1 mm em qualquer plano durante uma rotação completa em torno da linha de centro comum de A e B (eixos de referência), como mostra a Figura 51 Tolerância de batimento circular radial e circular axial  Para medir a tolerância de batimento circular radial de um eixo, por exemplo, podem ser utilizados como aparatos a contraponta, a castanha de um torno e um relógio comparador, conforme mostrado na Figura 52 Tolerância de batimento circular radial e circular axial  A análise consiste em verificar o desvio durante uma rotação completa do eixo em relação ao centro de referência, que corresponde às posições da contraponta do torno e sua castanha. Se os desvios em uma volta completa do eixo forem menores ou iguais a 0,1 mm, a tolerância de batimento circular radial desse eixo está dentro dos limites estabelecidos na norma 53 Tolerância de batimento circular axial  O batimento circular axial pode ser definido como o desvio que existe no sentido do eixo. O campo de tolerância é limitado em qualquer posição radial por duas circunferências idênticas, afastadas axialmente a uma distância de 0,1 mm, definindo uma superfície cilíndrica cuja linha de centro coincide com a linha de referência, como mostra a Figura. 54 Tolerância de batimento circular axial  Note-se que, nessa figura, a verificação do batimento circular axial deve ser frontal, ou seja, observada como indica a seta. 55 Tolerância de batimento circular axial  Para medir a tolerância de batimento circular axial de um eixo, por exemplo, podem ser utilizados como aparatos uma castanha de torno e um relógio comparador, conforme mostra a Figura 56 Tolerância de batimento circular axial  A análise consiste em verificar o desvio durante uma rotação completa do eixo em relação ao centro de referência, que corresponde à castanha do torno. Se os desvios em uma volta completa do eixo forem menores ou iguais a 0,1 mm, a tolerância de batimento circular axial desse eixo estará dentro dos limites estabelecidos na norma. Tolerâncias de batimentos para elementos associados Batimento circular Axial Radial O desvio admissível é limitado em qualquer posição radial por duas circunferências idênticas afastadas axialmente pelo valor da tolerância O desvio admissível é limitado em qualquer posição radial por dois círculos concêntricos afastados pelo valor da tolerância Batimento total Axial Radial O desvio admissível é limitado por dois planos paralelos afastados pelo valor da tolerância e perpendiculares à linha de referência O desvio admissível é limitado por duas superfícies cilíndricas coaxiais afastadas pelo valor da tolerância cujas linhas de centro coincidem com a linha de referência 58 Exemplo 1  Indique a tolerância geométrica no quadro apropriado sabendo que: a tolerância é aplicada a uma superfície de forma qualquer; o valor da tolerância é de cinco centésimos de milímetro 59 Exemplo 2  Analise o desenho e depois resolva o exercício a) Que tipo de tolerância está indicada nesse desenho? b) Qual o valor da tolerância? c) Qual o elemento tomado como referência? 60 Vídeos para análises  https://www.youtube.com/watch?v=G7wnGeR_69k  https://www.youtube.com/watch?v=issxkaMsoJI&list=PLXgyQh4QDmBZB_K2ELKwE 339xByaYvOrR&index=2 Referências Gerais; 1. Farago, f. t., ph.d., Handbook of Dimensional Measurement. Industrial Press Inc. 200, Madison Avenue, New York, n.y. 10016. 2. Hill, R.; Jensen, C. H. Modern Engineering Tolerancing. Mcgraw-hill Reyerson Limited. 3. Galyer, J.F. W.; Shotbolt, C.R., Metrology for Engineers. Cassel – London Complementar; 1.Agostinho, O. L.; Rodrigues, A. C.S. Lirani, J., Princípios de Engenharia de Fabricação Mecânica. Tolerância, Ajustes Desvios e Análise de Dimensões. Edgard Blücher, Ed. Da Universidade de São Paulo. 2. Novaski, O. Introdução à Engenharia de Fabricação Mecânica. Editora EdgardBlücher Ltda. 3. Albuquerque, O. P. e. Tolerâncias e Ajustes. Edições Engenharia. 4. Alvim & Moraes. Fabricação Mecânica – Rio de Janeiro, GB., Almeida Neves– Editores Ltda. 5. GROOVER, Mikell P. Introdução aos processos de fabricação. Grupo GenLTC, 2000 6. GROOVER, Mikell P. Fundamentos da moderna manufatura. Tradução Givanildo Alves dos Santos, Luiz Claudio de Queiroz, v. 5, 2017. 7. SILVA NETO, Joao Cirilo da; CUNHA, Lauro S. Metrologia e controle dimensional: conceitos, normas e aplicações. Brasil: Campus, 2012. 35