Instruções para projeto de tolerância

O projeto de tolerância dimensional é crucial para criar componentes que se encaixem bem e funcionem corretamente. Tolerâncias excessivamente “frouxas” geram muito subsídio de fabricação, levando a peças mal medidas (e, portanto, muitas vezes inutilizáveis ​​– no entanto, tolerâncias desnecessariamente “apertadas” exigem precisão que pode aumentar o custo, o prazo de entrega e a complexidade.

Dominar o processo de projeto para tolerâncias de peças pode ajudar a garantir que:

• As peças se encaixam conforme o planejado, resultando em produtos finais eficazes e bonitos
• Você não está reduzindo custos com requisitos de mão de obra especiais e desnecessários
• Erros de fabricação inevitáveis ​​não tornarão os componentes inúteis
• O desgaste natural do ambiente não impedirá a funcionalidade

Há muitos elementos a serem considerados ao projetar a tolerância dimensional de um componente. Cada etapa do processo de fabricação deve ser considerada porque tudo, desde o material usado até a ordem de montagem, pode contribuir para a tolerância da peça.

Dicas para análise de tolerância dimensional

As tolerâncias dimensionais ajudam os engenheiros a entender a margem de erro de fabricação que um componente pode enfrentar antes de se tornar inutilizável. As tolerâncias são frequentemente medidas nas dimensões X, Y e Z, mas podem ser aplicadas a qualquer elemento, como rugosidade da superfície e temperatura externa. Um “ajuste” é um tipo de tolerância que determina como os componentes se encaixam uns nos outros, como um encaixe de eixo em um furo.

Você pode determinar melhor as tolerâncias e ajustes dimensionais dedicando um tempo para considerar profundamente cada elemento de seu componente. Considere todas as possibilidades de uma determinada peça e como fatores relacionados à aplicação, fatores ambientais, materiais e outros podem influenciar a tolerância da peça. Além disso, certifique-se de considerar como os processos de fabricação de um determinado componente podem afetar o aperto ou a frouxidão de suas tolerâncias.

A otimização de suas tolerâncias dimensionais implicará em alcançar um equilíbrio desejável entre desempenho e custo-benefício. Aqui estão algumas sugestões a serem lembradas ao projetar tolerâncias de fabricação:

Determine qual processo de fabricação você usará

Diferentes métodos de fabricação requerem – e são capazes de alcançar – diferentes tolerâncias. Sempre siga as práticas recomendadas de design para fabricação (DFM) para garantir que o design da peça não seja apenas otimizado para seu uso final, mas adequado para o método de fabricação fornecido.

Considere seus materiais

Diferentes tipos de materiais têm diferentes níveis de precisão, consistência e taxas de encolhimento. Por exemplo, o latão é altamente soldável, mas bastante suscetível a trincas por corrosão sob tensão. Use uma tabela de seleção de materiais e consulte seu fabricante para selecionar o material mais adequado que atenda aos requisitos do projeto e atenda a todas as suas tolerâncias.

Leve em consideração o empilhamento de tolerância

O empilhamento de tolerância é o acúmulo de tolerância sobre várias tolerâncias relacionadas. Se não for levado em consideração, o acúmulo de muitas tolerâncias menores pode impossibilitar a montagem de dois componentes correspondentes.

Considere as condições ambientais

Um ambiente de fabricação irregular resultará em uma variação mais natural. Para minimizar o desvio entre os componentes, certifique-se de que a instalação de fabricação onde suas peças serão fabricadas atenda aos padrões regulatórios e não sofra grandes flutuações de temperatura ou umidade, o que pode afetar a fabricação e o desempenho da peça. Ainda mais importante, considere as aplicações das peças e os fatores ambientais de uso final para avaliar a potencial degradação, descoloração, deformação e muito mais.

Tenha cuidado ao aplicar tolerâncias ao raio ou ao diâmetro

A tolerância de um raio dobrará quando medido como um diâmetro, portanto, pode acidentalmente ficar mais solto ou mais apertado do que o pretendido se suas medidas não forem verificadas adequadamente. Garanta a precisão tratando as tolerâncias dimensionais como se fossem zeros contínuos, mesmo que não sejam.

Erros comuns de tolerância de projeto

Aqui estão três erros comuns que designers e engenheiros cometem ao projetar tolerâncias – e como evitá-los:

Não espere para criar tolerâncias dimensionais

Considerar as tolerâncias no início do processo de desenvolvimento do produto pode evitar reprojetos dispendiosos e demorados. Se você se ajustar às especificações de uma peça desde o início, poderá acelerar a velocidade de produção e o tempo de colocação no mercado – especialmente se contar com a ajuda de um fabricante especializado como Fast Radius, que pode trabalhar ao seu lado para otimizar as tolerâncias desde o primeiro dia.

Não aperte demais (ou afrouxe demais) suas tolerâncias

Equilibrar suas tolerâncias é um dos aspectos mais difíceis do projeto de tolerância. Com tolerâncias excessivamente frouxas, é provável que muitos componentes cheguem desalinhados e possivelmente disfuncionais. Por outro lado, projetar tolerâncias dimensionais muito apertadas aumentará desnecessariamente os custos de fabricação, material e mão de obra, o que pode custar tempo e dinheiro preciosos.

Não deixe de lado as tolerâncias dimensionais

Se você deixar de fora as tolerâncias dimensionais, seu fabricante atribuirá suas próprias tolerâncias ou colocará uma tolerância padrão de ±0,005 pol. na peça. Isso provavelmente resultará em peças de tamanho inadequado, que devem ser remanufaturadas corretamente usando tolerâncias adequadas.

Considerações regulamentares

Seguir os regulamentos e diretrizes de tolerância oferecem parâmetros que ajudam a garantir que você sempre projetará tolerâncias adequadas. Esses requisitos e práticas recomendadas – alguns dos quais estão descritos abaixo – podem ajudá-lo a encontrar a tolerância padrão para uma determinada peça, descobrir fórmulas para auxiliar no processo de criação de tolerância e contabilizar adequadamente todos os materiais e elementos de produção de um componente.

1. Dimensão e tolerância geométrica (GD&T) . Este sistema ajuda a padronizar a linguagem usada para definir tolerâncias dimensionais, intenção de engenharia e outros requisitos de componentes. A GD&T também oferece regras e práticas fundamentais para projetar tolerâncias.
2. Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME) . A ASME promove a unidade entre símbolos, definições e regras de tolerância usando GD&T. Isso ajuda a garantir uma comunicação e um entendimento claros entre designers, engenheiros e fabricantes.
3. Organização Internacional para Padronização (ISO) . Um dos órgãos reguladores mais universais, a ISO fornece padrões para tolerâncias de fabricação. É importante observar que os padrões de tolerância dimensional ISO diferem dos ASMEs em relação à projeção do ângulo, tamanho da folha e blocos de título e bordas padrão.
4. Graus de tolerância internacional (graus de TI) . Esses guias fazem referência aos processos industriais definidos na ISO e identificam o quão precisa uma tolerância pode ser para uma dimensão de acordo com seu processo de fabricação. As notas de TI oferecem uma fórmula matemática que pode ajudar a calcular a tolerância para uma nota de TI específica.

Recorra a esses recursos para garantir que suas tolerâncias sejam adequadas e compatíveis. A utilização dessas ferramentas pode ajudar a evitar tolerâncias mal medidas, além de oferecer mais informações e compreensão sobre o processo de formação de tolerâncias dimensionais.

Melhore as tolerâncias com Fast Radius

Criar tolerâncias dimensionais pode ser um desafio, mas empregar previsão, ferramentas e processos de tolerância adequados pode ajudá-lo a projetar tolerâncias equilibradas que ajudam a garantir o desempenho de suas peças a longo prazo. No entanto, definir tolerâncias requer a avaliação de uma série de fatores complexos – e pode ser um desafio, mesmo para as equipes de desenvolvimento de produtos mais experientes. Para ter certeza de que todas as peças são bem toleradas e de alto desempenho, considere formar uma parceria com um parceiro de fabricação confiável.

Um fabricante digital líder sob demanda, o Fast Radius ajuda você a otimizar as tolerâncias dimensionais de acordo com o método de fabricação escolhido, materiais, cronograma, orçamento, regulamentos relevantes e requisitos exclusivos do projeto. Com uma equipe de engenheiros, designers e consultores experientes, a Fast Radius oferece serviços especializados que vão desde design e otimização de protótipos até produção e atendimento. Contacte-nos hoje. Vamos tornar sua visão uma realidade.

Para saber mais sobre como otimizar as tolerâncias de moldagem por injeção e outros conceitos importantes de engenharia, como durômetro e concentração de tensão, visite o centro de recursos Fast Radius.

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