Slide Aula 2 - Tolerância Dimensional - 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 Tolerâncias Nr. 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 Inspection Ø outside Ø inside Count of te Radius R Radius R Measure Measure Measure 2  A padronização de pesos e medidas tem sido um esforço da humanidade desde tempos remotos, porém até o século XVIII não havia um sistema de medição de consenso. 3 Introdução  Os primeiros padrões do metro e do kilograma, contra os quais todas as cópias futuras deveriam ser comparadas, foram depositados nos arquivos da República Francesa, em 1799, dedicados a “todos os tempos e todos os homens” 4 Introdução  A dificuldade comum era a dependência dos países das cópias dos padrões originais. Para superar essa e outras dificuldades, foi fundado o Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM), conforme tratado diplomático conhecido como a Convenção do Metro, no dia 20 de maio de 1875. 5 Introdução  Para lembrar a assinatura da Convenção do Metro, no dia 20 de maio é comemorado o Dia Mundial da Metrologia. 6 Introdução  Em 1973, foi criado no Brasil o Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial, o Inmetro, hoje chamado Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia 7 Introdução  Indústrias automobilísticas, aeroespaciais e eletrônicas, entre outras, são montadoras que dependem de peças e partes de fornecedores especializados, por exemplo, turbinas, telas de plasma, computadores de bordo, motores etc. Cada fornecedor precisa de uma acreditação, e de um eficiente sistema de Gestão da Qualidade 8 Medidas para controle da fabricação  A definição de tolerâncias dimensionais é uma condição essencial para a competitividade das empresas (Guimarães, 1998).  É muito difícil executar peças com as medidas rigorosamente exatas porque todo processo de fabricação está sujeito a imprecisões (Agostinho, 1977). 9 Medidas para controle da fabricação  É necessário que peças semelhantes, tomadas ao acaso, sejam intercambiáveis (Neto, 2012). 10 Medidas para controle da fabricação  São sete as unidades de base do SI 11 Unidades de base do SI Unidades derivadas do SI Grandeza Derivada Unidade Derivada Coerente do SI Nome Símbolo Nome Símbolo Área A metro quadrado m² Volume V metro cúbico m³ Velocidade v metro por segundo m/s Aceleração a metro por segundo ao quadrado m/s² Número de ondas σ, ν metro elevado à potência menos 1 m⁻¹ Densidade, massa específica ρ kilogramo por metro cúbico kg/m³ Densidade superficial ρA kilogramo por metro quadrado kg/m² 12 13 Mú ltiplos e submú ltiplos das unidades SI 14 Controle dimensional e suas unidades principais  Nenhum meio de fabricação ou processo de usinagem é capaz de obter rigorosamente a dimensão prefixada para a peça. Se o erro tolerável for conhecido, os meios de fabricação e o controle das dimensões podem ser escolhidos com vistas à redução de custos e maior produtividade 15 Controle dimensional e suas unidades principais  Para fazer o controle, usam-se os instrumentos, que também são controlados por outros instrumentos (os padrões). No campo da mecânica, as dimensões são lineares e angulares. No entanto, outros fatores exercem influência nas dimensões, como força, temperatura, pressão, massa, e até o tempo 16 Controle dimensional e suas unidades principais  As tolerâncias e estados de superfície estão interligados. Quando são especificados valores baixos para as tolerâncias, isso obriga a ter bons acabamentos superficiais. Note-se que o inverso não é válido. 17 Controle dimensional e suas unidades principais  A tolerância é uma extensão da cotagem, que fornece informação adicional acerca da forma, dimensão e posição dos elementos. A tolerância fornece ainda informações essenciais para a fabricação, pois as tolerâncias especificadas podem condicionar o processo de fabricação a ser usado e vice-versa 18 Controle dimensional e suas unidades principais  A tolerância destina-se a limitar os erros de fabricação das peças, sejam eles geométricos ou dimensionais Tipos de tolerâncias Tolerâncias Para variações de dimensões Tolerância Dimensional Para variações de forma geométrica Para Elementos Isolados Tolerância de Forma Para Elementos Associados Tolerância de Orientação Tolerância de Posição Tolerância de Batimento 19 20 Tolerâncias  As medidas das peças podem variar, dentro de certos limites, para mais ou para menos, sem que isto prejudique a qualidade. Eixo com os valores de variação permissível. 21 Tolerâncias  Em um sistema moderno de fabricação, necessita-se que cada peça ou conjunto de um produto final seja feito de acordo com as especificações definidas quanto às dimensões, forma e acabamento (Agostinho, 1977). 22 Tolerâncias  O sistema de tolerâncias e ajustes, tem como base a ABNT NBR 6158:1995 – Sistema de tolerâncias e ajustes, e as tolerâncias geométricas, tendo como referência a ABNT NBR 6409:1997 – Tolerâncias geométricas -Metrologia e Controle Dimensional. 23 Tolerâncias  O sistema de tolerâncias e ajustes, tem como base a ABNT NBR 6158:1995 – Sistema de tolerâncias e ajustes, e as tolerâncias geométricas, tendo como referência a ABNT NBR 6409:1997 – Tolerâncias geométricas -Metrologia e Controle Dimensional. 24 Tolerância dimensional  É a variação permissível da dimensão, dada pela diferença entre a dimensão máxima e mínima estabelecida para uma peça, (Guimarães, 1998). 25 Tolerância dimensional  Dimensão Nominal: dimensão teórica indicada no desenho.  Dimensão Efetiva: é a dimensão real da peça obtida por meio de instrumentos de medição.  Linha zero: linha tracejada colocada exatamente na posição correspondente à dimensão nominal. 26 Tolerância dimensional  Afastamentos (A ou a): desvios aceitáveis da dimensão nominal, para mais e para menos 27 Tolerância dimensional  Os afastamento inferiores e superiores podem ser tanto negativos como positivos. Quando a dimensão máxima ou mínima está acima da linha zero o afastamento correspondente é positivo. 28 Tolerância dimensional  Caso a dimensão máxima ou mínima esteja abaixo da linha zero o afastamento é negativo.  Tanto um quanto outro indicam os limites máximo e mínimo da dimensão real da peça. Afastamento Inferior: diferença entre a dimensão mínima e a nominal. Afastamento Superior: diferença entre a dimensão máxima e a nominal. Exercício Afastamento: Analise a vista abaixo e responda as perguntas requeridas. Complete os espaços com os valores correspondentes: a) Afastamento superior: b) Afastamento inferior: c) Dimensão máxima: d) Dimensão mínima: Exercício Afastamento: Dentre as medidas abaixo, assinale com um X as cotas que podem ser as dimensões efetivas deste ressalto: a) 20,5 b) 20,04 c) 20,06 d) 20,03 Exercício Afastamento: Analise a vista abaixo e responda as perguntas requeridas. a) Afastamento superior: b) Afastamento inferior: c) Dimensão máxima: d) Dimensão mínima: 33 Tolerância dimensional  Tolerância dimensional é a diferença entre as dimensões limites ou afastamentos entre as quais pode variar uma cota sem comprometer a funcionalidade ou a intercambiabilidade de um elemento dado. 34 Tolerância dimensional  É possível definir tolerância dimensional em função das dimensões máximas, dimensões mínimas e afastamentos. 35 Tolerância dimensional  No processo de normalização a tolerância é escolhida em função do grau de qualidade e da dimensão nominal dentre valores normalizados. 36 Tolerância dimensional  Além dos valores das tolerâncias, é fundamental a definição da posição do campo de tolerâncias, que é o conjunto dos valores compreendidos entre o afastamento superior e o afastamento inferior; corresponde ao intervalo que vai da dimensão mínima à dimensão máxima. 37 Tolerância dimensional  Qualquer dimensão efetiva entre os afastamentos superior e inferior, inclusive a dimensão máxima e a dimensão mínima, está dentro do campo de tolerância. 38 Tolerância dimensional  As tolerâncias de peças que funcionam em conjunto dependem da função que estas peças vão exercer. Conforme a função, um tipo de ajuste será necessário. 39 Sistema de Tolerância e Ajustes (ABNT/ISO)  Ele estabelece uma série de tolerâncias fundamentais que determinam a precisão da peça, ou seja, a qualidade de trabalho, uma exigência que varia de peça para peça, de uma máquina para outra. 40 Sistema de Tolerância e Ajustes (ABNT/ISO)  A norma brasileira prevê 18 qualidades de trabalho. Essas qualidades são identificadas pelas letras: IT seguidas de numerais. A cada uma delas corresponde um valor de tolerância. Observe, no quadro abaixo, as qualidades de trabalho para eixos e furos: 41 Sistema de Tolerância e Ajustes (ABNT/ISO) 42 Sistema de Tolerância e Ajustes (ABNT/ISO)  Grau de precisão deve considerar objetivos do componente e recursos de fabricação. 43 Sistema de Tolerância e Ajustes (ABNT/ISO)  Grau de precisão deve considerar objetivos do componente e recursos de fabricação. 44 Sistema Internacional de Tolerância  Devem-se tomar como base todas as dimensões compreendidas entre 1 e 500 mm para efeito de cálculo da unidade de tolerância (i), Como mostra a Tabela 9.1, essas dimensões são subdivididas em grupos para evitar o cálculo das tolerâncias e dos afastamentos para cada dimensão isoladamente, facilitando o processo. 45 Sistema Internacional de Tolerância 46 Sistema Internacional de Tolerância  1. Calcular à unidade de tolerância para a dimensão de 60 mm. Como a dimensão de 60 está incluída no grupo de dimensões maior que 50 e menor ou igual a 80 (segundo a Tabela 9.1) e sabendo que a média geométrica é igual à raiz quadrada do produto dos valores. 47 Sistema Internacional de Tolerância  2. Calcular a unidade de tolerância para a dimensão de 30 mm. Como a dimensão de 30 está incluída no grupo de dimensões maior que 18 e menor ou igual a 30 (segundo a Tabela 9.1), temos: 48 Tolerâncias fundamentais  O sistema ISO estabelece a forma para obtenção dos valores das tolerâncias, chamadas de tolerâncias fundamentais, para cada qualidade de trabalho. A partir da qualidade IT 5, os valores das tolerâncias fundamentais são obtidos em função da unidade de tolerância i, conforme mostra a Tabela 9.2. 49 Tolerâncias fundamentais  Com os valores em unidade de tolerância da Tabela 9.2, é possível calcular, para a qualidade pretendida, o valor da tolerância fundamental para qualquer dimensão. Por exemplo, utilizando o valor da unidade de tolerância (i =1,3 𝜇 ), calculado anteriormente para a dimensão de 30 mm, tem-se os seguintes resultados de tolerâncias fundamentais: 50 Tolerâncias fundamentais  As tolerâncias fundamentais para as qualidades de trabalho IT 01, IT 0 e IT 1 são determinadas segundo os valores crescentes de uma lei linear, para levar em conta os erros proporcionais às dimensões que são predominantes nas medições de alta precisão, conforme mostra a Tabela 9.3. 51 Tolerâncias fundamentais  Os valores das tolerâncias fundamentais para as qualidades IT 2, IT 3 e IT 4 são fixados segundo a progressão geométrica dos valores correspondentes de IT 1 e IT 5. 52 Tolerâncias fundamentais  A norma, apresenta os valores das tolerâncias fundamentais das qualidades de trabalho IT 01 a IT 16 para todos os grupos de dimensões, conforme mostra a Tabela 9.4. 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