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Prof. Dr. Norival Ferreira dos Santos Neto Departamento de Engenharia Mecânica - UEM nfsneto@uem.br 4331 Processos de Fabricação I Maringá-PR 2019 Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 2 Tópico 1 – Tolerâncias e Ajustes Introdução Normalização Terminologia das tolerâncias Tipos de ajustes Campos de tolerância Classes de ajustes Tolerâncias de cota total Rugosidade superficial Tolerâncias geométricas Metrologia 4331 – Processos de Fabricação I Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 3 4331 – Processos de Fabricação I AULA - 03 • Terminologia das Tolerâncias: 1. Tolerâncias – terminologia 2. Afastamentos 3. Ajustes 4. Tipos de Ajustes: Folgas / Interferências 5. Furo / Eixo Base 6. Exemplos / Exercício Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 4 1. Tolerâncias - terminologia • Dimensões reais variam dentro de certos limites, chamados de dimensões limite máxima e mínima. • O limite de inexatidão admissível para uma peça é determinado por sua tolerância. 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. Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 5 Tolerâncias - terminologia Tolerâncias: – Dimensional: – Geométrica: – Rugosidade: Ø 10 - 13 μm - 28 μm Ø 9,987 mm a Ø 9,972 mm Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEMTolerâncias - terminologia • Tolerância Dimensional: – Dimensão Nominal: é a dimensão indicada no desenho. – Dimensão Efetiva: é a dimensão que se obtém medindo-se a peça. – Dimensões Limites: são os valores máximos e mínimos admissíveis para a peça. 6 Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 77 Tolerâncias - terminologia • Dimensão Máxima: é o valor máximo admissível para a dimensão efetiva (medindo-se a peça). • Dimensão Mínima: é o valor mínimo admissível para a dimensão efetiva . • Afastamento: Diferença entre as dimensões limites e a nominal. Convenção: (Dmáx) FUROS – LETRAS MAIÚSCULAS (dmáx) eixos – letras minúsculas Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 88 Exemplo - Terminologias Dimensões nominal, efetiva e limites de uma peça Dimensão Nominal (do desenho) Dimensões Limites (máximos e mínimos admissíveis) Tolerância Dimensão Efetiva (medida) Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 99 2. Afastamentos LINHA ZERO: • É a linha que indica a DIMENSÃO NOMINAL. • Serve de origem aos afastamentos. FURO eixotolerâncias tolerâncias Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 10 Afastamentos Afastamento Inferior: • É a diferença entre a dimensão mínima e a nominal. • Símbolos: – Ai para furos – ai para eixos. FURO eixo Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 11 Afastamentos Afastamento Superior: • É a diferença entre a dimensão máxima e a nominal. • Símbolos: – As para furos – as para eixos. FURO eixo Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 12 Afastamentos ACIMA da Linha Zero: • Afastamentos POSITIVOS (superior ou inferior). ABAIXO da Linha Zero: • Afastamentos NEGATIVOS (+) Positivos (-) Negativos FURO eixo (-) Negativos (+) Positivos Obs. Valores das TOLERÂNCIAS são sempre POSITIVOS. Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 1313 Afastamentos Cálculo da Tolerância: t = Dmax – Dmin (furos) t = dmax – dmin (eixos); ou t = As – Ai (furos) t = as – ai (eixos) Dimensão Máxima: Dmax = D + As dmax = d + as Dimensão Mínima: Dmin = D + Ai dmin = d + ai FURO eixo Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 1414 Exemplo - Tolerância Um eixo tem dimensão nominal Φ30 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 ai as Linha Zero Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 1515 Exercício Faça um desenho representativo e calcule a tolerância (t), dimensões máxima e mínima, e os afastamentos superior e inferior: Eixo 94,0 +0,025 -0,025 Furo 45,20 +0,075 -0,000 Furo 52,50 +0,075 +0,035 Eixo 52,50 +0,040 -0,020 Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 1616 3. Ajustes • Se existe uma variação entre as dimensões das peças, como estas se encaixam? Ajuste é o modo de se conjugar duas peças introduzidas uma na outra, estabelecendo o seu grau de união. • Pelo seu ajuste, que é definido a partir da finalidade do conjunto a ser montado. • O ajuste sempre existirá, com eixo e furo de mesma dimensão nominal, quando o eixo acoplar-se a um furo será caracterizado por folga ou interferência. Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 1717 Ajustes • 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. Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 18 Ajustes • Representação de Eixo-Furo: os elementos são dispostos coincidentemente na parte inferior, evidenciado as tolerâncias na parte superior. Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 19 • Folga (F): é a diferença entre as dimensões do furo e do eixo (eixo < furo). – Ajuste com folga: • afastamento superior do eixo é menor ou igual ao afastamento inferior do furo (as ≤ Ai), ou; • a dimensão máxima do eixo é menor ou igual à dimensão mínima do furo (dmax ≤ Dmin). 4. Tipos de Ajustes Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 20 • Interferência (I): é a diferença entre as dimensões do furo e do eixo (eixo > furo). – Ajuste com interferência: • afastamento superior do furo é menor do que o afastamento inferior do eixo (As < ai), ou; • a dimensão máxima do furo é menor do que a dimensão mínima do eixo (Dmax < dmin). Tipos de Ajustes Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 2121 Tipos de Ajustes • Folga Máxima (Fmax): é a diferença entre as dimensões máxima do furo e mínima do eixo (eixo < furo). Fmax = Dmax – dmin • Folga Mínima (Fmin): é a diferença entre as dimensões mínima do furo e a máxima do eixo (eixo < furo). Fmin = Dmin – dmax Obs. Valores de FOLGAS são sempre POSITIVOS. Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 22 Tipos de Ajustes • Interferência Máxima (Imax): é a diferença entre as dimensões mínima do furo e máxima do eixo (eixo > furo). Imax = Dmin – dmax • Interferência Mínima (Imin): é a diferença entre as dimensões máxima do furo e mínima do eixo (eixo > furo). Imin = Dmax – dmin Obs. Valores de INTERFERÊNCIAS são sempre NEGATIVOS. Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 23 Tipos de Ajustes ou Por convenção: Ajuste com Folga Fmin = Dmin – dmax = 0 Imax = Dmin – dmax = 0 OBSERVAÇÃO: POR CONVENÇÃO, NOS CASOS EM QUE A FOLGA MÍNIMA SEJA ZERO, OU QUE A INTERFERÊNCIA MÁXIMA SEJA ZERO, ESTE AJUSTE É DENOMINADO DE AJUSTE COM FOLGA. Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 2424 Tipos de Ajustes • Ajuste Incerto ou Indeterminado: afastamento superior do eixo (dimensão máxima do eixo) é maior do que o afastamento inferior do furo (dimensão mínima do furo) E o afastamento superior do furo (dimensão máxima do furo)é maior ou igual ao afastamento inferior do eixo (dimensão mínima do eixo). Dependendo das dimensões efetivas das peças, poderemos ter um ajuste com folga ou com interferência. as > Ai ou dmáx > Dmín As > ai ou Dmáx > dmín E Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 2525 5. Furo / Eixo-Base: Conceitos • Furo-base é o furo cuja linha zero constitui o limite inferior da tolerância (ou seja, Ai = 0). Furo-Base Dimensão mínima (Dmín) do furo é igual à dimensão nominal. Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 26 • Eixo-base é o eixo cuja linha zero constitui o limite superior da tolerância (ou seja, as = 0). Furo / Eixo-Base: Conceitos Eixo-Base Dimensão máxima (dmáx) do eixo é igual à dimensão nominal. Linha zero Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 27 Furo / Eixo-Base: Conceitos O sistema FURO-BASE É O NORMALMENTE ADOTADO para os diversos tipos de acoplamentos, pela maior facilidade em se usinar uma superfície externa de um eixo à uma superfície interna de um furo. Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 2828 Furo / Eixo-Base: Conceitos No sistema de ajustes utiliza-se os conceitos de furo-base e eixo-base: Representação de um ajuste no sistema furo-base: AJUSTE COM FOLGA AJUSTE INCERTO OU INDETERMINADO AJUSTE COM INTERFERÊNCIA Representação de um ajuste no sistema eixo-base: AJUSTE COM FOLGA AJUSTE COM INTERFERÊNCIA AJUSTE INCERTO OU INDETERMINADO Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 2929 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= +0,064mm 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 inferior do furo é diferente de zero. Como o afastamento superior do eixo é zero, o sistema é eixo-base. Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 3030 Exemplo b. O ajuste é com folga, pois 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 Linha zero Prof. Dr. Norival Neto Universidade Estadual de Maringá - UEM 3131 Exercício Em um acoplamento, a dimensão nominal do encaixe é de 125 mm. O furo tem para os afastamentos superior e inferior respectivamente os valores As= +0,055mm e Ai = 0,000 mm. O eixo tem os seguintes valores para os afastamentos superior e inferior as = +0,022 mm e ai = - 0,035 mm. Determinar: a. faça um desenho do acoplamento; b. se existe furo-base ou eixo-base; c. que tipo de ajuste é este; d. as folgas e/ou interferências máximas e mínimas.