Tolerâncias de Usinagem 101:Entendendo o Básico, Tipos e Importância da Tolerância de Usinagem

Durante os estágios iniciais da primeira revolução industrial, não havia um padrão para a fabricação de peças de máquinas. Isso significava que cada máquina ou produto fabricado tinha seu design personalizado e era construído em um estilo de produção “único”. Embora esse método permitisse que os fabricantes alcançassem precisão dimensional, ele causava longos prazos de entrega.

No final da primeira revolução industrial, Eli Whitney (o inventor do descaroçador de algodão) descobriu como fabricar vários mosquetes para que fossem intercambiáveis ​​ㅡ o que significa que os mosquetes eram idênticos e ele poderia substituí-los um pelo outro. Sua abordagem de fabricação mostrou como os componentes de uma montagem devem ser fabricados com certa tolerância de usinagem padrão.

Mas o que exatamente é a tolerância de usinagem e como ela funciona? Este artigo responde a tudo isso e muito mais.

O que é tolerância na usinagem?

A tolerância é simplesmente uma medida de variação aceitável (ou desvio) na dimensão de sua peça. Simplificando, a tolerância de usinagem permite especificar o limite dimensional máximo e mínimo de uma peça. Normalmente é expresso usando “±” (pronuncia-se mais ou menos) e acompanhado por um desvio aceitável (por exemplo, ±0,05).

Para entender melhor as tolerâncias, considere um cenário em que você deseja fabricar um eixo que será acoplado a um rolamento, conforme mostrado na Figura 1.

Figura 1:Um acoplamento de eixo e rolamento

Suponha que o rolamento tenha um diâmetro de 30 mm. Nesse cenário, você concordaria que um eixo fabricado para ter um diâmetro de 30 mm (ou maior) pode ser um desafio para encaixar no rolamento. Da mesma forma, um eixo com diâmetro de 27 mm ficará muito solto para o rolamento.

As tolerâncias de usinagem permitem que você especifique um desvio aceitável na dimensão da sua peça para facilitar a montagem. Assim, por exemplo, você pode especificar uma dimensão de eixo de 29 ± 0,05 mm ao fabricar seu eixo. Esta dimensão indicaria que um diâmetro de eixo entre 28,95 mm e 29,05 mm seria satisfatório para o conjunto eixo-mancal.

Tipos de tolerâncias

Tolerância unilateral nº 1

A tolerância unilateral é um tipo de tolerância que permite variação da dimensão nominal (ou verdadeira) apenas em uma direção (positiva ou negativa). Um exemplo dessa tolerância é mostrado na Figura 2. Este desenho ilustra a tolerância unilateral usando um eixo com diâmetro de 153,65 (+2,52/-0,00) mm.

Figura 2:Tolerância unilateral

Ele informa aos fabricantes que o diâmetro do eixo acabado deve ser de pelo menos 153,65 mm e no máximo 156,17 mm ㅡ, que é uma soma de 153,65 mm e 2,52 mm.

Saiba mais:Entendendo a usinagem de precisão

#2 Tolerâncias Bilaterais

Ao contrário da tolerância de usinagem unilateral, as tolerâncias bilaterais permitem variação da dimensão nominal nas direções positiva e negativa. Um exemplo dessa tolerância é mostrado na Figura 3, onde temos um furo com diâmetro de 102,00 ±0,10 mm.

Figura 3:Tolerância bilateral

Observe como essa tolerância permite variação igual do valor nominal em ambas as direções. Então, suponha que seu fabricante fabrique um furo com diâmetro variando entre 101,90 mm e 102,10 mm. Nesse cenário, isso não afetará a função da sua peça.

Você deve optar por tolerâncias bilaterais se quiser produzir peças externas em massa, pois elimina a possibilidade de erros dispendiosos que tornariam seus produtos acabados inúteis.

#3 Limite de tolerância

Como o próprio nome indica, a tolerância limite é um tipo de tolerância que expressa os valores limite (ou extremos) possíveis de uma peça. Por exemplo, a Figura 4 ilustra a tolerância limite de usinagem. E informa aos fabricantes que a peça usinada (ou produto final) é satisfatória desde que a dimensão do eixo fique entre 99,50 mm (limite inferior) e 101,80 mm (limite superior).

Figura 4:Tolerância limite

#4 Tolerâncias de Usinagem Padrão

As tolerâncias padrão são as tolerâncias de usinagem mais amplamente utilizadas para a maioria das peças fabricadas atualmente. Essas tolerâncias geralmente ficam dentro da faixa de ±0,005” e ±0,030”, e os maquinistas geralmente as aplicam quando os clientes não especificam os níveis de tolerância.

Por exemplo, a Tabela 1 mostra as tolerâncias padrão para diferentes processos de fabricação:



Esses valores de tolerância são definidos por vários órgãos de padrões internacionais (como ASME e ANSI). Eles são ideais quando você deseja fabricar peças simples (ou recursos de peças) como tubos, roscas e pinos. No entanto, para recursos de peças mais complexos, você pode querer especificar tolerâncias e requisitos usando o padrão de Dimensionamento e tolerância geométricos (GD&T).

Noções básicas sobre dimensionamento geométrico e tolerância (GD&T)

Dimensionamento e tolerância geométrica (GD&T) fornece um nível mais alto de controle de qualidade em comparação com outras tolerâncias de usinagem. Por exemplo, ele permite que você especifique características geométricas únicas como a verdadeira posição de um recurso, a planicidade de uma peça, perpendicularidade, paralelismo e concentricidade.

A Figura 5 mostra o desenho 2D de projeto auxiliado por computador (CAD) de uma peça com GD&T. Observe como esta tolerância de desenho e usinagem fornece informações úteis sobre como certas superfícies devem ser paralelas e perpendiculares a outras superfícies.

Figura 5:Dimensionamento Geométrico e Tolerância

GD&T é um elemento básico de design e fabricação, e você encontrará designers de produtos de primeira linha usando essa abordagem de tolerância com os outros tipos de tolerância para o design de seus produtos. Essa combinação de métodos de tolerância de usinagem permite que você comunique sua intenção de projeto com precisão. Também reduz a necessidade de explicar requisitos complexos, especialmente se você deseja terceirizar a fabricação para uma oficina mecânica no exterior.

Figura 6:Vista explodida e vista montada de um motor de indução com várias peças com diferentes requisitos de tolerância

Fabricando com Gensun

A tolerância de usinagem é essencial quando você projeta peças que deseja fabricar. No entanto, o sucesso do seu projeto de fabricação também depende da oficina com a qual você decide trabalhar.

A Gensun Precision Machining é uma fornecedora líder de serviços de fabricação em toda a Ásia. Temos uma equipe de maquinistas, engenheiros e especialistas em controle de qualidade altamente qualificados que trabalham juntos para entender seus requisitos de projeto e tolerância antes de fazer seu produto corretamente.

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