Sua tolerância apertada pode estar afetando seriamente o custo da peça

Onde você realmente precisa de tolerâncias apertadas?

Os fundamentos do fornecimento de peças pequenas — dimensões , tolerâncias e materiais — têm muito a ver com o fato de uma peça ser otimizada para fabricação.

As tolerâncias afetam o projeto, a fabricação e o controle de qualidade do produto, tornando-as críticas para o desempenho bem-sucedido de um produto final. Portanto, determinar as tolerâncias e a quantidade de variação aceitável em peças usinadas ou cortadas é um componente crítico do custo da qualidade.

Ao fazer uma solicitação de cotação, pode ser tentador presumir que uma tolerância muito restrita - talvez a tolerância mais apertada possível - deve ser sua escolha padrão. Em vez disso, é importante encontrar um equilíbrio entre cortar custos excessivamente e implementar requisitos desnecessários.

Custos potenciais de usinagem de tolerância apertada

Às vezes, os clientes perguntam por que uma peça é tão cara, sem perceber que estender as tolerâncias apenas mais um ponto decimal pode aumentar o custo por um fator de dois ou três. Isso porque uma tolerância mais apertada requer maior cuidado na fabricação e inspeção para garantir a precisão.

A realidade é que, quanto mais apertada a tolerância, maior a probabilidade de você ter que adicionar o custo do seguinte à sua parte:

• Maior frequência de inspeções de qualidade
• Equipamentos de inspeção mais sofisticados ou especializados
• Maior frequência de troca de ferramentas
• Rendimentos mais baixos de peças finais aceitáveis
• Taxas de sucata mais altas
• Mais uso de matéria-prima devido à queda de peças

Além de ter impacto no custo de peças e montagens, especificar uma tolerância apertada afeta quais ferramentas e máquinas precisam ser usadas e a técnica de corte que será empregada – o que, por sua vez, também afeta os custos.

Você precisa se perguntar:o método econômico utiliza máquinas com as capacidades de tolerância nominal necessárias? Caso contrário, uma tolerância apertada pode resultar em um método de produção muito caro.

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Além disso, quanto mais apertadas as tolerâncias, mais difícil pode ser a montagem dos componentes. Isso significa que tolerâncias apertadas a jusante também podem aumentar o custo de montagem devido ao aumento da mão de obra e às taxas de refugo mais altas.

Alguns padrões para tolerâncias padrão

Existem padrões para diferentes indústrias, com tolerâncias recomendadas com base em fatores como função, material, máquina e processo. Há também manuais, guias técnicos e fichas informativas que fornecem tolerâncias padrão para uma variedade de produtos e processos.

Na verdade, a maioria dos desenhos nomeará uma tolerância padrão sob o título “A menos que especificado de outra forma”.

Esta é uma indicação de que, a menos que um valor de tolerância especial seja fornecido, a tolerância padrão deve ser usada - variando de acordo com a outra convenção de quantos valores são apresentados à direita do ponto decimal, mesmo que esses valores sejam zero.

Por que uma tolerância padrão nem sempre é a melhor opção

Aceitar as tolerâncias padrão sem entender se elas são realmente necessárias, ou simplesmente não notá-las, pode aumentar desnecessariamente os custos. Aqui estão apenas alguns exemplos comuns:

• Um decimal extra de tolerância é especificado não por um motivo técnico — ou seja, não porque a peça em particular precisa desse nível de precisão — mas porque "é assim que sempre foi feito".
• Em um projeto com vários componentes que exigem uma tolerância de ±0,001 devido à maneira como eles devem se encaixar, uma peça separada é especificada automaticamente usando a mesma tolerância - mesmo que a peça não interaja com as outras e possa ou pode não precisar da mesma tolerância rígida.
• Em um esforço para manter as etiquetas de desenhos mecânicos consistentes com o mesmo ponto decimal, um zero é acidentalmente extraviado , rotulando uma tolerância ±0,001 em vez de ±0,010.
• Duas peças que não se encaixaram corretamente são especificadas novamente com tolerâncias mais apertadas, mas a falha original foi devido ao corte das peças em duas tolerâncias soltas diferentes.

Você realmente precisa de ± 0,001 vs. ± 0,01 (ou ± 0,1)?

Embora a ideia de usinagem ou corte com tolerância zero possa parecer atraente, é importante reconhecer que realmente não existe “tolerância zero”.

Mas, sem dúvida, há momentos em que uma tolerância muito rígida é absolutamente obrigatória — quando a diferença entre um produto que funciona e um que falha significa usar tolerâncias dimensionais expressas em casas decimais que vão muito além do esperado inicialmente.

Nesses cenários, pequenas variações nas dimensões de cada peça podem se multiplicar, especialmente com montagens complexas, resultando em acúmulo de tolerância e variações inaceitáveis ​​no projeto pretendido.

No entanto, se uma tolerância for mais apertada do que você realmente precisa, você acabará pagando por ela. Mas ao considerar cuidadosamente o uso final, para onde a peça está indo e o que a peça precisa fazer, você pode:

• Distinguir entre tolerâncias críticas e não críticas
• Evite tolerâncias desnecessariamente apertadas
• Minimize seu custo de qualidade

Exemplo de uma tolerância rígida em risco

Às vezes, as interações dentro de uma peça podem tornar uma tolerância rígida impraticável ou mais difícil (e cara) de alcançar.

Por exemplo, um cliente da Metal Cutting disse que precisava de “uma peça simples”:um sólido com comprimento e diâmetro especificados em uma tolerância apertada de quatro casas decimais (±0,000X). No entanto, ao sondar os detalhes, descobrimos que a peça precisava de um grande raio de canto, sem arestas vivas - uma interação que colocaria em risco o diâmetro de tolerância apertado

Além disso, a peça precisava de um acabamento de superfície liso que exigiria polimento mecânico, que por sua vez removeria o material e afetaria a tolerância apertada especificada.

Felizmente, tendo descoberto esses detalhes críticos, pudemos trabalhar com o cliente e ajustar as especificações para fazer uma peça que funcione para o uso pretendido.

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Opção por uma tolerância flexível na fase de design

A boa notícia é que há muitos casos em que uma tolerância mais branda pode ser perfeitamente aceitável.

Por exemplo, dependendo do uso final de um produto, você pode realmente optar por uma tolerância padrão se o risco de falha no produto for baixo ou não tiver consequências graves.

Às vezes, os projetistas programam automaticamente seu software para uma certa tolerância, resultando em todas as dimensões especificadas com a mesma tolerância, precisando ou não. Isso pode resultar em tolerâncias desnecessariamente apertadas e custos desnecessários.

Sempre que possível, a menos que seja necessária uma tolerância apertada para o ajuste ou funcionamento adequado da peça ou montagem final, optar na fase de projeto por uma tolerância flexível pode ajudar a manter os custos de desenvolvimento e produção baixos.

E, claro, é vital ter em mente o papel que a complexidade e as dimensões de um projeto, bem como suas tolerâncias, acabarão por desempenhar em parte os custos de fabricação.

Algumas dicas de bom senso sobre como escolher tolerâncias

Então, qual é uma tolerância apropriada para peças usinadas ou peças cortadas? Antes de se comprometer com usinagem ou corte de tolerância apertada, considere:

• Como a peça funciona em seu uso final?
• Quais tolerâncias são importantes para o ambiente em que a peça será usada?
• A peça interage com alguma outra peça ou peças? Caso contrário, talvez você não precise de uma tolerância tão rígida. Nesse caso, você precisa estar ciente do potencial de acúmulo de tolerância.
• Se a mesma peça tiver atributos diferentes que exigem tolerâncias, como diâmetro e raio, qual é a dimensão mais crítica?
• Como no exemplo do cliente acima, há uma tolerância muito rígida que pode ser combatida por alguma interação dentro da peça e, portanto, não ser prática?
• Você está disposto a testar uma peça um pouco fora das especificações para ver se uma tolerância menor funcionará para sua aplicação?

Tomar uma decisão informada sobre o quão rígida uma tolerância realmente precisa ser pode ajudá-lo a garantir a qualidade do produto, otimizar a fabricação e acelerar o tempo de lançamento no mercado.

Se você não sabe ou não tem certeza sobre quais tolerâncias são adequadas para sua aplicação, não se preocupe. Você e seu parceiro de fabricação podem percorrer os pontos de decisão juntos, para ajudá-lo a identificar as tolerâncias de missão crítica para suas peças. Basta perguntar!

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