TOLERÂNCIAS E AJUSTES (SISTEMA ISO) NBR 6158 GENERALIDADES O sistema ISO de tolerâncias e ajustes é relativo às tolerâncias para dimensões de peças uniformes e os ajustes correspondem a sua montagem. Para simplificar, somente as peças de seção circular são previstas explicitamente. No entanto tudo que se diz a respeito deste tipo de peças aplica-se integralmente a todas peças uniformes. Em particular furo e eixo são termos convencionalmente utilizados para designar características internas ou externas de uma peça qualquer: largura de um rasgo, espessura de uma chaveta, etc. TOLERÂNCIA Pela inevitável imprecisão dos processos de fabricação, uma peça não pode ser executada rigorosamente a um dimensão fixa, mas para que ela cumpra a sua função, é suficiente que ela esteja entre dois limites admissíveis e a diferença entre eles constitui a tolerância. DEFINIÇÕES Dimensão Número que expressa em uma unidade particular o valor numérico de uma dimensão linear. Dimensão nominal Dimensão a partir da qual são derivadas as dimensões limites pela aplicação dos afastamentos superior e inferior. Dimensão efetiva Dimensão de um elemento obtido pela medição. Dimensões limites Dimensões máxima e mínima admissíveis de um elemento dentre as quais se encontra a dimensão efetiva. Elemento Parte em observação de uma peça. Afastamentos fundamentais Diferença algébrica entre uma dimensão (dimensão efetiva, dimensão limite, etc.) e a correspondente dimensão nominal. Afastamento superior Furo: ES = D max - D nom Eixo: es = D max - D nom Afastamento inferior Furo: EI = D min - D nom Eixo: ei = D min - D nom Afastamento fundamental Afastamento que define a posição do campo de tolerância com base na linha zero. Linha zero Na representação gráfica é a materialização da cota nominal. Por convenção, já que a linha zero é uma reta desenhada horizontalmente, os afastamentos positivos são mostrados acima e os negativos abaixo da mesma. Campos de tolerância Em uma representação gráfica das tolerâncias, é o campo compreendido entre as duas linhas, representando as dimensões máxima e mínima, é definido pela magnitude da tolerância e sua posição relativa à linha zero. 38
TOLERÂNCIAS E AJUSTES (SISTEMA ISO) NBR 6158 TOLERÂNCIA Diferença entre a dimensão máxima e a mínima, ou seja, diferença entre o afastamento superior e o afastamento inferior. A tolerância é um valor absoluto, sem sinal. Valores dos afastamentos fundamentais. Para eixos, ver tabela 2. Para furos, ver tabela 3. Tolerância padrão (IT) Qualquer tolerância pertencente a este sistema. O símbolo IT significa International Tolerance Graus de tolerância padrão (IT) Grupo de tolerâncias considerado como correspondente ao mesmo nível de precisão para todas as dimensões nominais. Os graus de tolerância padrão são designados pelas letras IT e por um número. O sistema prevê um total de 20 graus de tolerância padrão, IT1, IT2,..., IT18 são de uso geral. IT01 e IT0 são dadas para fim de informação. Valores dos graus de tolerância padrão. Para furos e eixos, ver tabela 1. Posição dos campos de tolerância A posição é definida pelo valor normalizado dos afastamentos fundamentais e é função da dimensão nominal, mas na maioria dos casos a posição do campo de tolerância é independente do grau de tolerância padrão. Furos O valor do afastamento fundamental é representado por letras maiúsculas (uma, ou por vezes duas) A, B, C, CD,..., Z, ZA, ZB, ZC. Eixos O valor do afastamento fundamental é representado por letras minúsculas (uma, ou por vezes duas) a, b, c, cd,..., z, za, zb, zc. Observações: O afastamento fundamental é nulo para as posições H e h. As letras I, i, L, l, O, o, Q, q, não são usados para evitar confusão com 1 ou 0 (zero). Para JS e js : afastamentos limites ( ES e EI ou es e ei ) são iguais ao grau de tolerância padrão dividido por dois, ou seja, + ITn/2 O quadro ao lado apresenta a representação esquemática dos afastamentos fundamentais. 39
TOLERÂNCIAS E AJUSTES (SISTEMA ISO) NBR 6158 Classe de tolerância Combinação de letras representando o afastamento fundamental, seguida por um número representando o grau de tolerância padrão. Exemplo: H7 (furos), h7 (eixos). Valores dos afastamentos superior e inferior Ver tabelas das páginas 8 e 9. Eixos ei = es IT ou es = ei + IT Furos ES = EI + IT ou EI = ES IT AJUSTES Relação resultante da diferença, antes da montagem, entre as dimensões de dois elementos a serem montados. Ajuste com folga Ajuste no qual sempre ocorre uma folga entre o furo e o eixo quando montados, isto é, a dimensão mínima do furo é sempre maior ou, em caso extremo, igual à dimensão máxima do eixo. Ajuste com interferência Ajuste no qual ocorre uma interferência entre o furo e o eixo quando montados, isto é, a dimensão máxima do furo é sempre menor ou, em caso extremo, igual à dimensão mínima do eixo. Ajuste incerto Ajuste no qual pode ocorrer uma interferência ou uma folga entre o furo e o eixo quando montados, dependendo das dimensões efetivas do furo e do eixo, isto é, os campos de tolerância do furo e do eixo se sobrepõem parcialmente ou totalmente. SISTEMA DE AJUSTES Sistema compreendendo eixos e furos pertencentes a um sistema de tolerâncias. Eixo-base Sistema de ajustes no qual as folgas ou interferências exigidas são obtidas pela associação de furos de várias classes de tolerâncias com eixos de uma única classe de tolerância. Neste sistema a dimensão do eixo é idêntica à dimensão nominal, isto é, o afastamento superior é zero. Furo-base Sistema de ajustes no qual as folgas ou interferências exigidas são obtidas pela associação de eixos de várias classes de tolerâncias com furos de uma única classe de tolerância. Neste sistema a dimensão mínima do furo é idêntica à dimensão nominal, isto é, o afastamento inferior é zero. 40
COTAÇÃO As tolerâncias devem ser escritas imediatamente após a cota nominal, acima e levemente destacadas da linha de cota, disposta de modo a serem lida pela base ou pelo lado direito do desenho e com caracteres de altura menor que os da cota. No desenho as folgas jamais são representadas. Se as tolerâncias são indicadas por símbolos ISO os elementos da cota devem ser escritos na seguinte ordem: cota nominal - símbolo ISO - valores dos desvios, entre parênteses, se necessário. Os desvios devem ser escritos um sobre o outro, levando em consideração que se deve escrever o desvio superior acima e o desvio inferior abaixo, seja para os furos como para os eixos. Nos desenhos de fabricação é conveniente indicar, além do símbolo ISO da tolerância, também o valor dos desvios. Se as tolerâncias são indicadas mediante valores numéricos os elementos da cota devem ser escritos na seguinte ordem: cota nominal - valores dos desvios. Os desvios devem ser escritos um sobre o outro, levandose em consideração que se deve escrever o desvio superior acima e o desvio inferior abaixo, tanto para furos como para eixos. Se os desvios da tolerância estão dispostos simetricamente em relação à cota nominal, escreve-se uma só vez o valor absoluto dos dois desvios precedidos pelo sinal ±. Os desvios são, em regra, indicados na mesma unidade de medida da cota nominal. Se os desvios são indicados com unidade de medida diferente da adotada para a cota nominal, deve ser escrita em seguida aos valores dos desvios a unidade supra e indicar a unidade de medida também após a dimensão nominal. 41
Peças móveis uma em relação à outra Peças imóveis uma em relação à outra AJUSTES USUALMENTE UTILIZADOS Casos para emprego Peça onde o funcionamento necessite de uma grande folga. (dilatação, mau alinhamento, etc) Eixos (afastamento) Furos H6 H7 H8 H9 H11 Eixos (IT) c 9 11 d 9 11 Casos comuns de peças que giraram ou e 7 8 9 deslizam em anéis ou guias. (deve-se assegurar boa lubrificação) f 6 6-7 7 Peças com guia precisa para movimentos de pequena amplitude Desmontagem e remontagem possível sem danificar as peças Desmontagem impossível sem danificar as peças O acoplamento não pode transmitir esforços O acoplamento pode transmitir esforços g 5 6 Montagem possível à h 5 6 7 8 mão js 5 6 Montagem por golpe Montagem com prensa Montagem com prensa ou por dilatação k 5 m 6 p 6 s 7 u 7 x 7 z 7 Graus de tolerância padrão mais utilizados 42
TABELA 1 Graus De Tolerância Padrão DIMENSÕES GRAUS DE TOLERÂNCIA PADRÃO PARA DIMENSÕES ATE 3150 mm > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 0 3 0,8 1,2 2 3 4 6 10 14 25 40 60 100 140 250 400 600 1000 1400 3 6 1 1,5 2,5 4 5 8 12 18 30 48 75 120 180 300 480 750 1200 1800 6 10 1 1,5 2,5 4 6 9 15 22 36 58 90 150 220 360 580 900 1500 2200 10 14 1,2 2 3 5 8 11 18 27 43 70 110 180 270 430 700 1100 1800 2700 14 18 1,2 2 3 5 8 11 18 27 43 70 110 180 270 430 700 1100 1800 2700 18 24 1,5 2,5 4 6 9 13 21 33 52 84 130 210 330 520 840 1300 2100 3300 24 30 1,5 2,5 4 6 9 13 21 33 52 84 130 210 330 520 840 1300 2100 3300 30 40 1,5 2,5 4 7 11 16 25 39 62 100 160 250 390 620 1000 1600 2500 3900 40 50 1,5 2,5 4 7 11 16 25 39 62 100 160 250 390 620 1000 1600 2500 3900 50 65 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 190 300 460 740 1200 1900 3000 4600 65 80 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 190 300 460 740 1200 1900 3000 4600 80 100 2,5 4 6 10 15 22 35 54 87 140 220 350 540 870 1400 2200 3500 5400 100 120 2,5 4 6 10 15 22 35 54 87 140 220 350 540 870 1400 2200 3500 5400 120 140 3,5 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 400 630 1000 1600 2500 4000 6300 140 160 3,5 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 400 630 1000 1600 2500 4000 6300 160 180 3,5 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 400 630 1000 1600 2500 4000 6300 180 200 4,5 7 10 14 20 29 46 72 115 185 290 460 720 1150 1850 2900 4600 7200 200 225 4,5 7 10 14 20 29 46 72 115 185 290 460 720 1150 1850 2900 4600 7200 225 250 4,5 7 10 14 20 29 46 72 115 185 290 460 720 1150 1850 2900 4600 7200 250 280 6 8 12 16 23 32 52 81 130 210 320 520 810 1300 2100 3200 5200 8100 280 315 6 8 12 16 23 32 52 81 130 210 320 520 810 1300 2100 3200 5200 8100 315 355 7 9 13 18 25 36 57 89 140 230 360 570 890 1400 2300 3600 5700 8900 355 400 7 9 13 18 25 36 57 89 140 230 360 570 890 1400 2300 3600 5700 8900 400 450 8 10 15 20 27 40 63 97 155 250 400 630 970 1550 2500 4000 6300 9700 450 500 8 10 15 20 27 40 63 97 155 250 400 630 970 1550 2500 4000 6300 9700 500 560 9 11 16 22 32 44 70 110 175 280 440 700 1100 1750 2800 4400 7000 11000 560 630 9 11 16 22 32 44 70 110 175 280 440 700 1100 1750 2800 4400 7000 11000 630 710 10 13 18 25 36 50 80 125 200 320 500 800 1250 2000 3200 5000 8000 12500 710 800 10 13 18 25 36 50 80 125 200 320 500 800 1250 2000 3200 5000 8000 12500 800 900 11 15 21 28 40 56 90 140 230 360 560 900 1400 2300 3600 5600 9000 14000 900 1000 11 15 21 28 40 56 90 140 230 360 560 900 1400 2300 3600 5600 9000 14000 1000 1120 13 18 24 33 47 66 105 165 260 420 660 1050 1650 2600 4200 6600 10500 16500 1120 1250 13 18 24 33 47 66 105 165 260 420 660 1050 1650 2600 4200 6600 10500 16500 1250 1400 15 21 29 39 55 78 125 195 310 500 780 1250 1950 3100 5000 7800 12500 19500 1400 1600 15 21 29 39 55 78 125 195 310 500 780 1250 1950 3100 5000 7800 12500 19500 1600 1800 18 25 35 46 65 92 150 230 370 600 920 1500 2300 3700 6000 9200 15000 23000 1800 2000 18 25 35 46 65 92 150 230 370 600 920 1500 2300 3700 6000 9200 15000 23000 2000 2240 22 30 41 55 78 110 175 280 440 700 1100 1750 2800 4400 7000 11000 17500 28000 2240 2500 22 30 41 55 78 110 175 280 440 700 1100 1750 2800 4400 7000 11000 17500 28000 2500 2800 26 36 50 68 96 135 210 330 540 860 1350 2100 3300 5400 8600 13500 21000 33000 2800 3150 26 36 50 68 96 135 210 330 540 860 1350 2100 3300 5400 8600 13500 21000 33000 Graus de tolerância padrão IT 14 a IT 18 não devem ser utilizados para dimensões menores ou iguais a 1 mm 43
TABELA 2 Afastamentos fundamentais para eixos 44
TABELA 3 Afastamentos fundamentais para furos 45
TOLERÂNCIAS E AJUSTES (SISTEMA ISO) NBR 6158 EXEMPLOS DE CÁLCULO DE AJUSTES Acoplamento 45 H8/g7 Dimensão nominal: D = d = 45 mm Furo:45 H8 Grau de tolerância padrão: IT8 = 39 m = 0,039 mm (Tab. 1) Calculo do afastamento: T = ES-EI Afastamento inferior: EI = 0 (Tab. 3) Afastamento Superior: ES = 38 m = 0,038 mm Eixo:45 g7 Grau de tolerância padrão: IT7 = 25 m = 0,025 mm (Tab. 1) Calculo do afastamento: T = es-ei Afastamento Superior: es = -9 m = 0,009 mm (Tab. 2) Afastamento inferior: ei = -34 m = 0,034 mm Ajuste 45 H8/g7 - Ajuste com folga Fmax = ES ei = 39 (-34)= 73 m = 0,073 mm Fmin = EI es = 0 (-9)= 9 m = 0,009 mm Acoplamento 30 G7/k6 Dimensão nominal: D = d = 30 mm Furo:30 G7 Grau de tolerância padrão: IT7 = 21 m = 0,021 mm (Tab. 1) Calculo do afastamento: T = ES-EI Afastamento inferior: EI = 7 (Tab. 3) Afastamento Superior: ES = 28 m = 0,028 mm Eixo:30 k6 Grau de tolerância padrão: IT6 = 13 m = 0,013 mm (Tab. 1) Calculo do afastamento: T = es-ei Afastamento Superior: es = 15 m = 0,015 mm Afastamento inferior: ei = 2 m = 0,002 mm (Tab. 2) Ajuste 30 G7/k6 Ajuste Incerto Fmax = ES ei = 28-2 = 26 m = 0,026 mm Imax = es EI = 15 7= 8 m = 0,008 mm Acoplamento 120 K8/js7 Dimensão nominal: D = d = 30 mm Furo:120 K8 (Regra especial para furos) Grau de tolerância padrão: IT8 = 54 m = 0,054 mm (Tab. 1) Calculo do afastamento: T = ES-EI Afastamento Superior: ES = -3 + -3+19 = 16 m (Tab 3) Afastamento Inferior: EI = 38 m = 0,038 mm Eixo:120 js7 Grau de tolerância padrão: IT7 = 35 m = 0,035 mm (Tab. 1) Calculo do afastamento: T = es-ei Afastamento Superior: es = IT7/2= 35/2 = 17 m = 0,017 mm Afastamento inferior: ei =- IT7/2= -35/2 = -17 m =- 0,017 mm Ajuste 120 K8/js7 Ajuste Incerto Fmax = ES ei = 16-(-17) = 33 m = 0,033 mm Imax = es EI = 17 (-38) = 55 m = 0,055 mm 46
TOLERÂNCIAS E AJUSTES (SISTEMA ISO) NBR 6158 EXEMPLOS DE CÁLCULO DE AJUSTES Acoplamento 22 E6/k5 Dimensão nominal: D = d = 22 mm Furo:22 E6 Grau de tolerância padrão: IT6 = 13 m = 0,013 mm (Tab. 1) Calculo do afastamento: T = ES-EI Afastamento inferior: EI = 40 m = 0,040 mm (Tab. 3) Afastamento Superior: ES = 53 m = 0,053 mm Eixo:22 k5 Grau de tolerância padrão: IT5 = 9 m = 0,009 mm (Tab. 1) Calculo do afastamento: T = es-ei Afastamento inferior: ei = 2 m = 0,002 mm (Tab 2) Afastamento Superior: es = 11 m = 0,011 mm Ajuste 22 E6/k5 - Ajuste com folga Fmax = ES ei = 53 2 = 51 m = 0,051 mm Fmin = EI es = 40 11= 29 m = 0,029 mm Acoplamento 850 H8/g7 Dimensão nominal: D = d = 850 mm Furo:850 H8 Grau de tolerância padrão: IT8 = 140 m = 0,140 mm (Tab. 1) Calculo do afastamento: T = ES-EI Afastamento inferior: EI = 0 (Tab. 3) Afastamento Superior: ES = 140 m = 0,140 mm Eixo:850 g7 Grau de tolerância padrão: IT7 = 90 m = 0,090 mm (Tab. 1) Calculo do afastamento: T = es-ei Afastamento Superior: es = -26 m = -0,026 mm (Tab. 2) Afastamento inferior: ei = -116 m = 0,116 mm Ajuste 850 H8/g7 - Ajuste com folga Fmax = ES ei = 140 (-116)= 256 m = 0,256 mm Fmin = EI es = 0 (-26)= 26 m = 0,026 mm Acoplamento 1500 G7/k7 Dimensão nominal: D = d = 1500 mm Furo:1500 G7 Grau de tolerância padrão: IT7 = 125 m = 0,125 mm (Tab. 1) Calculo do afastamento: T = ES-EI Afastamento Inferior: EI = 30 m = 0,030 mm (Tab 3) Afastamento Superior: ES = 155 m = 0,155 mm Eixo:1500 k7 Grau de tolerância padrão: IT7 = 125 m = 0,125 mm (Tab. 1) Calculo do afastamento: T = es-ei Afastamento inferior: ei = 0 (Tab 2) Afastamento Superior: es = 125 m = 0,125 mm Ajuste 1500 G7/k7 Ajuste Incerto Fmax = ES ei = 155-0 = 155 m = 0,155 mm Imax = es EI = 125 30 = 95 m = 0,095 mm 47
EXERCÍCIOS Cavilha de centragem Referencia com pino Cavilha de centragem 48
EXERCÍCIOS Ponteiro Ajuste Biela-bronzina Chave e cabeça parafuso 49
EXERCÍCIOS Engrenagem motriz Engrenagem louca Polia lisa 50