Slide Aula 6 - Ajuste Equivalente - 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 2 Escolha do sistema de ajustes  A NBR 6158 permite a utilização de 3 sistemas. 1- Furo base 2- Eixo base 3- Sistema misto 3 Sistema misto  Em casos excepcionais usa-se o sistema misto na fabricação de peças especiais, onde obtém-se jogos e interferências, fazendo-se variar as dimensões do eixo e do furo.  A tolerância passa a ter, portanto uma posição qualquer, diferente de H e h. 4 Sistema misto  A ISO prevê a normalização para certos elementos de material ferroviário, tais como M9/a11, D8/c12 e D8/d12. 5 Sistema misto  É também o caso para a utilização em ajustes de furos estriados e canais de chavetas. 6 Sistema misto  Sistema de ajustes onde pode-se variar tanto a posição do campo de tolerância do eixo como do furo.  O número de ajustes possíveis é extremamente elevado, pode-se obter inúmeras combinações que satisfaçam as mesmas condições de folga ou interferência desejadas.  Situação ideal é aquela onde exista um número reduzido de possibilidades de ajustes e todas as condições de ajustes sejam possíveis. Sistema misto Fixa-se a posição do campo de tolerâncias do furo na posição H e varia-se a posição do eixo para obter o efeito de folga ou interferência desejado. Fixa-se a posição do campo de tolerâncias do eixo na posição h e variar-se a posição do furo. Furo-base e Eixo-base 8 Ajustes equivalentes  Um ajuste é dito equivalente, quando os valores das folgas máximas e mínimas desse ajuste são iguais as valores das folgas máximas e mínimas de um outro ajuste.  Exemplo: Verificar se o ajuste 40H9/b8 é equivalente ao ajuste 40H8/b9, 40B9/h8 e 40B8/h9 9 Ajustes equivalentes  São equivalentes os ajustes das formas 11 Ajustes equivalentes  Na escolha por um dos sistemas de ajuste, a preferência sempre recai para o sistema SFB ou SEB, porém nos casos em que eles não satisfaçam aos problemas de ajuste, pode ser usado o sistema misto.  Lembrando, o SFB é o preferencial devido aos custos, é mais fácil usinar um eixo do que um furo. 12 Ajustes equivalentes  Para escolha entre SFB e SEB devemos considerar: 1- Considerações de ordem construtivas; 2- Custos de usinagem; 3- Considerações sobre as ferramentas e calibres. 13 Critérios para escolha de um tipo de ajuste  A escolha de um tipo de ajuste não é uma tarefa muito fácil, porque depende principalmente da aplicabilidade da máquina ou equipamento. 14 Critérios para escolha de um tipo de ajuste  Uma peça, um conjunto, um componente, um equipamento ou uma máquina só terão funcionamento adequado se forem fabricados e montados obedecendo a tolerâncias e ajustes normalizados. Além disso, devem ser escolhidas classes de tolerância baseadas em normas para não se criarem situações que não possam ser avaliadas por critérios técnicos. 15 Critérios para escolha de um tipo de ajuste  ABNT NBR 6158 faz as seguintes recomendações práticas para a escolha de um tipo de ajuste: 1. Deve-se verificar, antes de tudo, se o ajuste a ser adotado é do sistema furo-base ou eixo-base. 16 Critérios para escolha de um tipo de ajuste 2. Deve-se dar preferência ao sistema furo- base para o uso geral, pois isso permite evitar a multiplicidade desnecessária de calibradores de verificação de medidas. 17 Critérios para escolha de um tipo de ajuste 3. O sistema eixo-base deve ser escolhido somente no caso em que a sua utilização resultar em inquestionáveis vantagens econômicas (por exemplo, quando houver necessidade de montar peças com furos tendo diferentes afastamentos em um único eixo). 18 Critérios para escolha de um tipo de ajuste 4. Os outros afastamentos e campos de tolerâncias (letras e números) devem ser escolhidos para furos e eixos, de modo a obter folgas ou interferências mínimas e máximas correspondentes que melhor satisfaçam as condições requeridas para funcionamento (especialmente nos casos de ajustes críticos com interferências acentuadas). Nesse caso, as tolerâncias devem ser as maiores e precisam ser compatíveis com a condição de utilização. 19 Critérios para escolha de um tipo de ajuste 5. Sendo mais difícil a usinagem de um furo do que a de um eixo, pode ser escolhido para o furo um grau de tolerância maior que o do eixo, como H8f7. 20 Critérios para escolha de um tipo de ajuste O ponto-chave para a escolha de uma tolerância ou ajuste é a experiência do projetista, que precisa conhecer as exigências técnicas do projeto. 21 Critérios para escolha de um tipo de ajuste Além disso, ele precisa conhecer os processos de fabricação da peça ou equipamento, bem como o nível de exatidão da máquina operatriz que fabricará a peça, pois não se podem exigir tolerâncias apertadas de máquinas operatrizes obsoletas, com folgas excessivas nos componentes ou sujeitas a vibrações nos eixos 22 Critérios para escolha de um tipo de ajuste Uma tolerância muito apertada perde significado se a superfície se apresenta muito irregular. 23 Critérios para escolha de um tipo de ajuste No caso de componentes dinâmicos, há necessidade de verificar a influência da velocidade no tipo de tolerância ou ajuste. Quando acoplados, dois componentes em movimento podem sofrer elevação da temperatura durante o funcionamento, que pode provocar dilatação das peças e modificar as folgas. 24 Critérios para escolha de um tipo de ajuste Um cuidado especial deve ser observado em acoplamentos com interferência muito forte, porque a pressão de montagem pode causar deformação do eixo ou do furo, como nos ajustes H7n6 e N7h6, que podem ser aplicados em pinhões em eixos de motores, ou H7n6 e S7h6, que correspondem à prensagem a quente. 25 Critérios para escolha de um tipo de ajuste A falta de controle dessas montagens pode provocar trincas, que, por sua vez, podem acarretar ruptura desses componentes. 26 Rugosidade A rugosidade superficial consiste em erosões microscópicas deixadas pela ferramenta de corte após os processos de usinagem, por exemplo 27 Rugosidade A medição da rugosidade superficial pode ser feita através de microscópios ou rugosímetro. Rugosidade Superficial Outros equipamentos 3D measuring technology 29 Rugosidade A superfície de uma peça pode ser dividida em duas camadas limite distintas: a externa e a interna. A camada limite interna da superfície é resultado da ação mecânica da usinagem e sua profundidade depende da severidade da usinagem a que foi submetida. A camada limite externa encontra-se entre a atmosfera externa e a estrutura atômica do material. 30 Rugosidade O termo textura refere-se aos picos e vales produzidos na superfície por um processo de fabricação particular. Por convenção, a textura compreende duas componentes: a rugosidade e a ondulação. 31 Rugosidade A integridade de uma superfície trata dos efeitos internos do material e é descrita na Figura. Refere-se, por exemplo, às tensões residuais que podem ser avaliadas com a técnica de difração de raios X. O estudo da microestrutura, por sua vez, pode ser analisado através de uma análise metalográfica. 32 Rugosidade A rugosidade desempenha um papel importante no comportamento dos componentes mecânicos. Ela influi na: • Qualidade de deslizamento. • Resistência ao desgaste. • Possibilidade de ajuste do acoplamento forçado. • Resistência oferecida pela superfície ao escoamento de fluidos e lubrificantes. • Qualidade de aderência que a estrutura oferece às camadas protetoras. • Resistência à corrosão e à fadiga. • Vedação. • Aparência. 33 Rugosidade A grandeza, a orientação e o grau de irregularidade da rugosidade podem indicar suas causas, que, entre outras, são: • Imperfeições nos mecanismos das máquinas-ferramenta. • Vibrações no sistema peça-ferramenta. • Desgaste das ferramentas. • O próprio método de conformação da peça. 34 Parâmetros de rugosidade Os parâmetros de rugosidade são baseados na ISO 4287 que define os termos e conceitos indispensáveis para a compreensão desses parâmetros e os procedimentos de avaliação de rugosidade.  Rugosidade média (Ra)  Rugosidade máxima (Ry)  Rugosidade total (Rt) 35 Parâmetros de rugosidade  Rugosidade média (Ra) A rugosidade média (Ra) é o parâmetro mais utilizado pela indústria. É a média aritmética dos valores absolutos das ordenadas de afastamento (yi), dos pontos do perfil de rugosidade em relação à linha média, dentro do percurso de medição (lm) 36 Parâmetros de rugosidade  Rugosidade média (Ra) Por ser o parâmetro mais utilizado pela indústria, a rugosidade média (Ra) pode ser empregada em vários componentes, como peças fabricadas por torneamento, fresagem, aplainamento e retificação, peças ornamentais, guias de máquinas ou em componentes gerais, que não necessitem de acabamento especial. 37 Indicação da rugosidade Ra pelos números de classe  A norma ABNT NBR 8404: de indicação do Estado de Superfícies em Desenhos Técnicos esclarece que a característica principal (o valor) da rugosidade Ra pode ser indicada pelos números (N) da classe de rugosidade correspondente, quanto maior for o valor de N maior será o valor da rugosidade em micrômetro (μm) que caracteriza pior acabamento superficial. Rugosidade superficial de acordo com o processo de produção 39 Rugosidade máxima (Ry)  Está definida como o maior valor das rugosidades parciais (Zi) que se apresenta no percurso de medição (lm). Por exemplo: na Figura, o maior valor parcial é o Z3, que está localizado no 3° cut-off e corresponde à rugosidade Ry 40 Rugosidade máxima (Ry)  Com base nessas informações, conclui-se que Ry é o parâmetro indicado para analisar as rugosidades dos seguintes casos: • Superfícies de vedação. • Assentos de anéis de vedação. • Superfícies dinamicamente carregadas. • Tampões em geral. • Parafusos altamente carregados. • Superfícies de deslizamento em que o perfil efetivo é periódico. 41 Rugosidade total (Rt)  Corresponde à distância vertical entre o pico mais alto e o vale mais profundo no comprimento de avaliação (lm), independentemente dos valores de rugosidade parcial (Zi), como mostrado 42 Exemplo  Variação da rugosidade em função da rotação para diferentes velocidades de avanços na usinagem. 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. 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