Material 5 - Metrologia e Usinagem

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<p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>Disciplina: METROLOGIA E USINAGEM</p><p>Professor: Dr. Gill Bukvic</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• SISTEMA DE AJUSTE</p><p>• Nos processos de fabricação, na montagem, na manutenção de componentes</p><p>mecânicos ou de qualquer máquina, é necessário um critério para garantir</p><p>que os componentes funcionam adequadamente.</p><p>• Para que isso ocorra, devem-se prever sistemas de ajustes padronizados</p><p>entre eixos e furos.</p><p>• A ABNT NBR 6158:199530 define sistema de ajuste como aquele que</p><p>compreende eixos e furos pertencentes a um sistema de tolerâncias.</p><p>• Portanto, o ajuste é a relação resultante da diferença, antes da montagem,</p><p>entre as dimensões dos dois elementos a serem montados.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• SISTEMA DE AJUSTE</p><p>• O grau de tolerância ou qualidade de trabalho utilizado no Brasil é o IT, em</p><p>que I é “ISO” e T significa “tolerância”.</p><p>• O grupo de tolerância é considerado correspondente ao mesmo nível de</p><p>precisão para todas as dimensões nominais.</p><p>• Portanto, os graus de tolerância padrão são designados pelas letras IT e por</p><p>um número (por exemplo, IT6).</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• SISTEMA DE AJUSTE</p><p>• Outro item importante é a unidade de tolerância (i). De acordo com a ABNT</p><p>NBR 6158:1995,30 a unidade de tolerância representa o valor numérico</p><p>calculado em relação às médias geométricas das dimensões limites para</p><p>cada grupo, segundo uma fórmula fundamental, que serve de base ao</p><p>desenvolvimento do sistema e fixa a ordem de grandeza dos afastamentos</p><p>para furos e eixos, que pode ser calculada pela Equação 4.1.</p><p>• Em que:</p><p>• i = unidade de tolerância, expressa em m.</p><p>• D = média geométrica (raiz quadrada do produto) dos valores extremos</p><p>de cada grupo de dimensões defi nidos e expressos em μm.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• SISTEMA DE AJUSTE</p><p>• Supondo que um eixo tenha diâmetro de 57 mm, pergunta-se: a) Qual é a</p><p>unidade de tolerância (i) para esse eixo?</p><p>• Para calcular a unidade de tolerância é necessário consultar a Tabela 4.1 e</p><p>encontrar os valores extremos em que o número 57 mm está inserido.</p><p>• Nesse caso, temos 50 mm e 80 mm. Calculando a média geométrica de 50 e</p><p>80, tem-se 63,25 mm.</p><p>• Pela Equação 4.1, encontra-se i = 1,797 μm.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• SISTEMA DE</p><p>AJUSTE</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• SISTEMA DE AJUSTE</p><p>• b) Calcular tolerância padrão (t) para a qualidade de trabalho IT8. Para</p><p>calcular a tolerância padrão, a ABNT NBR 6158:199530 estabeleceu a Tabela</p><p>4.2, que fornece os valores para os graus de tolerâncias padrão de IT1 até</p><p>IT18. Nesse caso, como a qualidade de trabalho é IT8, t = 25i, logo, t = 25 x</p><p>1,797 mm, então t = 45 μm.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• SISTEMA DE AJUSTE</p><p>• Quando o grau de tolerância é associado a um afastamento fundamental para</p><p>formar uma classe de tolerância, as letras IT são omitidas (por exemplo, h7).</p><p>• Os graus IT0 e IT01 não são de uso geral, mas são dados para fins de</p><p>informação.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• SISTEMA DE AJUSTE</p><p>• Apesar de a ABNT NBR 6158:1995 prever vinte graus de tolerância, para</p><p>ABNT NBR 6158:1995, a qualidade de trabalho mais utilizada vai de 01,0, 1</p><p>até 16.</p><p>• Os graus de tolerância padrão IT01 a IT5 são utilizados para</p><p>calibradores, enquanto</p><p>• Os IT6 a IT10 são mais empregados para a grande maioria das</p><p>construções mecânicas e</p><p>• Os IT11 a IT16 têm aplicação em peças que necessitem de tolerâncias</p><p>mais grosseiras, como peças fundidas, forjadas ou barras laminadas.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• SISTEMA DE AJUSTE</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• SISTEMA DE AJUSTE</p><p>• Para analisar um tipo de ajuste, é necessário ainda conhecer os termos folga</p><p>e interferência.</p><p>• Para a ABNT NBR 6158:199530, folga é a diferença positiva entre as</p><p>dimensões do furo e do eixo, antes da montagem, quando o diâmetro do eixo</p><p>é menor que o diâmetro do furo.</p><p>• A Figura 4.7 mostra o esquema representativo de folga.</p><p>• Em uma montagem, existe folga mínima quando se tem uma diferença</p><p>positiva entre a dimensão mínima do furo e a dimensão máxima do eixo.</p><p>• Existe folga máxima quando se tem uma diferença positiva entre a dimensão</p><p>máxima do furo e a dimensão mínima do eixo.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• SISTEMA DE AJUSTE</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• SISTEMA DE AJUSTE</p><p>• Interferência é a diferença negativa entre as dimensões do furo e do eixo,</p><p>antes da montagem, quando o diâmetro do eixo é maior que o do furo.</p><p>• A Figura 4.8 mostra o esquema representativo de uma interferência.</p><p>• Em uma montagem, existe interferência mínima quando se tem uma diferença</p><p>negativa entre a dimensão máxima do furo e a dimensão mínima do eixo.</p><p>• Existe interferência máxima quando se tem uma diferença negativa entre a</p><p>dimensão mínima do furo e a dimensão máxima do eixo.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• SISTEMA DE AJUSTE</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• TIPOS DE AJUSTE</p><p>• O tipo de ajuste é uma função da aplicação dos componentes (furo e eixo) em</p><p>determinada montagem.</p><p>• Os ajustes podem ser:</p><p>• com folga,</p><p>• com interferência e</p><p>• incertos.</p><p>• Alguns autores também usam o termo indeterminado no lugar de incerto.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Ajuste com folga</p><p>• Se uma montagem não exigir pressão entre os componentes (eixo e furo), o</p><p>tipo de ajuste será com folga.</p><p>• Isso ocorrerá quando a dimensão mínima do furo for maior ou, em caso</p><p>extremo, igual à dimensão máxima do eixo.</p><p>• Essa análise também pode ser feita em função dos afastamentos.</p><p>• O ajuste será com folga quando o afastamento superior do eixo for menor ou</p><p>igual ao afastamento inferior do furo.</p><p>• A Figura 4.9 mostra o esquema representativo de um ajuste com folga.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Ajuste com folga</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Ajuste com interferência</p><p>• Se em uma montagem houver exigência de pressão entre os componentes</p><p>(eixo e furo), o tipo de ajuste será com interferência.</p><p>• Isso ocorrerá quando a dimensão máxima do furo for menor ou, em caso</p><p>extremo, igual à dimensão mínima do eixo. Essa análise também pode ser</p><p>feita em função dos afastamentos.</p><p>• O ajuste será com interferência quando o afastamento superior do furo for</p><p>menor ou igual ao afastamento inferior do eixo.</p><p>• A Figura 4.12 mostra o esquema representativo de um ajuste com</p><p>interferência.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Ajuste com interferência</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Ajuste incerto</p><p>• O ajuste incerto, que alguns autores também chamam de indeterminado, é</p><p>aquele em que o afastamento superior do eixo é maior que o afastamento</p><p>inferior do furo e o afastamento superior do furo é maior que o afastamento</p><p>inferior do eixo.</p><p>• Nesse tipo de ajuste pode ocorrer uma folga ou uma interferência entre o furo</p><p>e o eixo quando montados, dependendo das dimensões efetivas do furo e do</p><p>eixo, isto é, os campos de tolerância do furo e do eixo se sobrepõem</p><p>parcialmente ou totalmente.</p><p>• A Figura 4.14 mostra o esquema representativo de um ajuste incerto.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Ajuste incerto</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Ajuste incerto</p><p>• Os ajustes incertos ou indeterminados são utilizados quando é necessária</p><p>grande precisão de giro entre o eixo e o furo sem que se possa arriscar</p><p>qualquer excentricidade devido à folga resultante,</p><p>ou ainda quando existe</p><p>variação de esforço ou de temperatura durante o funcionamento do sistema</p><p>montado.</p><p>• O momento torçor deve ser transmitido por meio de elementos mecânicos</p><p>auxiliares, como chavetas, pinos, estrias e buchas, entre outros.</p><p>• Esses elementos devem ser montados com fraca pressão e desmontados de</p><p>modo que não provoquem deterioração da superfície de contato.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Ajuste incerto</p><p>• Pela sua montagem com folga ou interferência, sempre se deve levar em</p><p>conta que ajustes incertos ou indeterminados, por possuírem diferenças</p><p>inferiores e superiores para furos e para eixos muito próximos da linha zero,</p><p>são de grande precisão.</p><p>• Por isso, na usinagem do eixo e do furo há necessidade de um acabamento</p><p>de baixa rugosidade que deve ser executado em retificadoras ou em</p><p>máquinas-ferramenta de boa precisão.</p><p>• Portanto, o bom desempenho dos componentes montados com ajustes</p><p>incertos depende principalmente da qualidade do processo de fabricação</p><p>desses componentes.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Designação para dimensão com tolerância</p><p>• De acordo com a ABNT NBR 6158:1995, uma dimensão com tolerância deve</p><p>ser designada pela dimensão nominal seguida da designação da classe de</p><p>tolerância exigida ou dos afastamentos em valores numéricos.</p><p>• Por exemplo: 32H7; 80js; 100g6; ou 95±0,008.</p><p>• A determinação dos afastamentos limite (superior e inferior) é feita a partir de</p><p>consulta a tabelas fornecidas pela ABNT NBR 6158:1995, tanto para furos</p><p>quanto para eixos.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Exemplos de cálculo de afastamentos limite (superior e inferior)</p><p>• 1. 46H7 - Com base na Tabela 4.3, como a dimensão nominal é 47 mm e está</p><p>entre 30 mm e 50 mm e a qualidade de trabalho é H7, o afastamento superior</p><p>do furo é As = 25 μm. Já o afastamento inferior do furo é zero (Ai = 0).</p><p>• 2. 25H10 - Utilizando os mesmos procedimentos, As = 0,084 mm e Ai = 0.</p><p>Note -se que na qualidade de trabalho H, todos os afastamentos inferiores do</p><p>furo (Ai) são iguais a zero.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Exemplos de cálculo</p><p>de afastamentos</p><p>limite (superior e</p><p>inferior)</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Exemplos de cálculo de afastamentos limite (superior e inferior)</p><p>• 3. 19J8 - Com base na Tabela 4.4, como a dimensão nominal é 19 mm e está</p><p>entre 18 mm e 30 mm e a qualidade de trabalho é J8, o afastamento superior</p><p>do furo, As = 20 μm. Já o afastamento inferior do furo é Ai = -13 μm.</p><p>• 4. 13K7 - Com base na Tabela 4.4, utilizando os mesmos procedimentos: As =</p><p>6 μm e Ai = -12 μm.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Exemplos de cálculo</p><p>de afastamentos</p><p>limite (superior e</p><p>inferior)</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Exemplos de cálculo de afastamentos limite (superior e inferior)</p><p>• 5. 5h6 - Com base na Tabela 4.5, como a dimensão nominal é 15 mm e está</p><p>entre 10 mm e 18 mm e a qualidade de trabalho é h6, o afastamento superior</p><p>do eixo, as = 0. Já o afastamento inferior do eixo é ai = -11 μm.</p><p>• 6. 31h8 - Na Tabela 4.5, utilizando os mesmos procedimentos: as = 0 e ai = -</p><p>39 μm. Nota -se que, na qualidade de trabalho h, todos os afastamentos</p><p>superiores do eixo (as) são iguais a zero.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Exemplos de cálculo de afastamentos limite (superior e inferior)</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Designação para ajustes</p><p>• Os ajustes entre elementos que se podem acoplar devem ser designados por:</p><p>• Dimensão nominal comum.</p><p>• Símbolo da classe de tolerância para furo.</p><p>• Símbolo da classe de tolerância para eixo.</p><p>• Por exemplo, 55 H7/m6, 55 H7-g6 ou 55 H7g6.</p><p>• Uma das aplicações dessa designação é verificar o tipo de ajuste</p><p>caracterizado por letras e números.</p><p>• Nesse caso, é necessário utilizar tabelas para encontrar os afastamentos</p><p>inferiores e superiores e, em seguida, fazer uma análise para definir o tipo de</p><p>ajuste correspondente à montagem.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Exemplos de análise do tipo de ajuste correspondente à montagem</p><p>• 1. 29H7h6 - Para fazer essa análise, inicialmente, é necessário encontrar os</p><p>afastamentos superiores e inferiores do furo e do eixo.</p><p>• Consultando a Tabela 4.3, em função do diâmetro 29 mm, encontram -se</p><p>As = 21 μm e Ai = 0 para o furo.</p><p>• Para o eixo, consultando a Tabela 4.5, em função do diâmetro 29 mm,</p><p>encontram–se as = 0 e ai = -13 μm.</p><p>• Como o afastamento superior do eixo (0) é menor ou igual ao</p><p>afastamento inferior do furo (0), tem -se um ajuste com folga.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Exemplos de análise do tipo de ajuste correspondente à montagem</p><p>• 2. 17H7s6</p><p>• Consultando a Tabela 4.3, em função do diâmetro 17 mm, encontram -se</p><p>As = 18 μm e Ai = 0 para o furo.</p><p>• Para o eixo, consultando a Tabela 4.6, em função do diâmetro 17 mm,</p><p>encontram -se as = 39 μm e ai = 28 μm.</p><p>• Como o afastamento superior do furo (18 μm) é menor que o afastamento</p><p>inferior do eixo (28 μm), tem -se um ajuste com interferência.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Exemplos de análise do tipo de ajuste correspondente à montagem</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Exemplos de análise do tipo de ajuste correspondente à montagem</p><p>• 3. 20H7k6</p><p>• Consultando a Tabela 4.3, em função do diâmetro de 20 mm, encontram-</p><p>se As = 21 μm e Ai = 0 para o furo.</p><p>• Para o eixo, consultando a Tabela 4.7, em função do diâmetro de 20 mm,</p><p>encontram-se as = 15 μm e ai = 2 μm.</p><p>• Nesse caso, como o afastamento superior do eixo (15 μm) é maior que o</p><p>afastamento inferior do furo (0) e o afastamento superior do furo (21 μm)</p><p>é maior que o afastamento inferior do eixo (2 μm), conclui -se que nesse</p><p>tipo de ajuste pode ocorrer interferência ou folga entre o furo e o eixo</p><p>quando montados. Portanto, tem-se um ajuste incerto.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Exemplos de análise do tipo de ajuste correspondente à montagem</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Critérios para escolha de um tipo de ajuste</p><p>• A escolha de um tipo de ajuste não é uma tarefa muito fácil, porque depende</p><p>principalmente da aplicabilidade da máquina ou equipamento.</p><p>• Uma peça, um conjunto, um componente, um equipamento ou uma máquina</p><p>só terão funcionamento adequado se forem fabricados e montados</p><p>obedecendo a tolerâncias e ajustes normalizados.</p><p>• Além disso, devem ser escolhidas classes de tolerância baseadas em normas</p><p>para não se criarem situações que não possam ser avaliadas por critérios</p><p>técnicos.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Critérios para escolha de um tipo de ajuste</p><p>• A ABNT NBR 6158:199530 faz as seguintes recomendações práticas para a</p><p>escolha de um tipo de ajuste:</p><p>• Deve-se verificar, antes de tudo, se o ajuste a ser adotado é do sistema</p><p>furo-base ou eixo -base.</p><p>• Deve-se dar preferência ao sistema furo-base para o uso geral, pois isso</p><p>permite evitar a multiplicidade desnecessária de calibradores de</p><p>verificação de medidas.</p><p>• O sistema eixo-base deve ser escolhido somente no caso em que a sua</p><p>utilização resultar em inquestionáveis vantagens econômicas (por</p><p>exemplo, quando houver necessidade de montar peças com furos tendo</p><p>diferentes afastamentos em um único eixo).</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Critérios para escolha de um tipo de ajuste</p><p>• A ABNT NBR 6158:199530 faz as seguintes recomendações práticas para a</p><p>escolha de um tipo de ajuste:</p><p>• Os outros afastamentos e campos de tolerâncias (letras e números)</p><p>devem ser escolhidos para furos e eixos, de modo a obter folgas ou</p><p>interferências mínimas e máximas correspondentes que melhor</p><p>satisfaçam as condições requeridas</p><p>para funcionamento (especialmente</p><p>nos casos de ajustes críticos com interferências acentuadas).</p><p>• Nesse caso, as tolerâncias devem ser as maiores e precisam ser</p><p>compatíveis com a condição de utilização.</p><p>• Sendo mais difícil a usinagem de um furo do que a de um eixo, pode ser</p><p>escolhido para o furo um grau de tolerância maior que o do eixo, como</p><p>H8f7.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Critérios para escolha de um tipo de ajuste</p><p>• O ponto-chave para a escolha de uma tolerância ou ajuste é a experiência do</p><p>projetista, que precisa conhecer as exigências técnicas do projeto.</p><p>• Além disso, ele precisa conhecer os processos de fabricação da peça ou</p><p>equipamento, bem como o nível de exatidão da máquina operatriz que</p><p>fabricará a peça, pois não se podem exigir tolerâncias apertadas de máquinas</p><p>operatrizes obsoletas, com folgas excessivas nos componentes ou sujeitas a</p><p>vibrações nos eixos.</p><p>• Uma tolerância muito apertada perde significado se a superfície apresenta -se</p><p>muito irregular.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Critérios para escolha de um tipo de ajuste</p><p>• No caso de componentes dinâmicos, há necessidade de verificar a influência</p><p>da velocidade no tipo de tolerância ou ajuste.</p><p>• Quando acoplados, dois componentes em movimento podem sofrer elevação</p><p>da temperatura durante o funcionamento, que pode provocar dilatação das</p><p>peças e modificar as folgas.</p><p>• Um cuidado especial deve ser observado em acoplamentos com interferência</p><p>muito forte, porque a pressão de montagem pode causar deformação do eixo</p><p>ou do furo, como nos ajustes H7n6 e N7h6, que podem ser aplicados em</p><p>pinhões em eixos de motores, ou H7n6 e S7h6, que correspondem à</p><p>prensagem a quente.</p><p>• A falta de controle dessas montagens pode provocar trincas, que, por sua vez,</p><p>podem acarretar ruptura desses componentes.</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>• Quiz – Aula</p><p>• Determine os afastamento superiores e inferiores a partir do ajustes indicados</p><p>nos desenhos das peças:</p><p>a) b)</p><p>c) d)</p><p>Gill Bukvic – gill.bukvic@unisagrado.edu.br</p><p>Obrigado</p>