Sebenta · Efetuar desenho de fabrico (UC02884)

Introdução

Um desenho de fabrico correto responde sempre à mesma pergunta: o que é que muda se esta peça sair um pouco diferente do valor nominal, e quanto pode mudar sem deixar de funcionar? Cotar a geometria não chega. É preciso dizer que folga ou aperto se pretende num encaixe, que desvio de forma ou de posição uma superfície pode ter, e com que acabamento cada face fica pronta a montar. Esta sebenta ensina exatamente isso: o desenho de fabrico completo de peças mecânicas, com toleranciamento dimensional e geométrico, ajustamentos ISO, estados de acabamento de superfície e toda a informação auxiliar que o operador precisa.

O percurso segue a ordem natural de quem cota uma peça a sério: primeiro recorda-se cotagem nominal e de fabrico, depois entra-se no toleranciamento dimensional (geral e individual), no sistema de furo normal e no cálculo de ajustamentos, relaciona-se a tolerância com a qualidade de fabrico exigida ao processo, avança-se para o toleranciamento geométrico (a parte mais exigente da UC, com as suas regras de forma, orientação, localização e batimento), fecham-se os conceitos mais avançados (princípio de independência, exigência de envolvente, máxima e mínima matéria, tolerância projetada, acumulação de tolerâncias), trata-se a simbologia de acabamento de superfícies e termina-se com legendas, lista de peças, balões, anotações e segurança no trabalho.

Objetivos de aprendizagem (referencial): representar graficamente as projeções, aplicar a cotagem e as normas referentes ao processo de fabrico, aplicar o toleranciamento e o acabamento, e anotar as informações necessárias para o processo de fabrico, adequando sempre as escolhas ao processo e à aplicação funcional do componente.

Ao longo da sebenta usamos dois componentes de um sistema de extração de molde de injeção como fio condutor: a placa de fixação (que liga o molde à prensa, com um padrão de furos de fixação) e o veio de comando de uma corrediça (uma peça que roda e desliza dentro de um casquilho).

1. Desenho técnico mecânico: projeções, vistas, cortes e secções

Um desenho de fabrico começa sempre por uma escolha correta de projeções e vistas, adequada ao processo que vai produzir a peça. Recapitulando o essencial:

• Projeção ortogonal (1º ou 3º diedro, indicado no cartouche): a base de qualquer desenho técnico rigoroso.
• Vistas: o mínimo que define a peça sem ambiguidade. Peças de revolução (torneadas) precisam tipicamente de uma vista com cotagem de diâmetros (prefixo Ø); peças prismáticas (fresadas) precisam normalmente de duas ou três vistas.
• Cortes: substituem linhas escondidas por linhas visíveis, para mostrar furos, cavidades e roscas interiores sem ambiguidade.
• Secções: mostram só o perfil cortado (uma ranhura, uma chaveta), sem repetir a peça inteira.

A escolha de vistas, cortes e secções não é decorativa: depende do processo de fabrico. Um furo de fixação passante desenha-se em corte total se for isso que evita linhas escondidas confusas; uma face plana de encosto pode não precisar de corte nenhum. É o critério de desempenho "adequando as projeções em função do processo de fabrico" a funcionar na prática, desde o primeiro traço.

2. Normas aplicáveis ao desenho de fabrico

Um desenho de fabrico só é lido da mesma forma por qualquer técnico, em qualquer oficina, se seguir normas comuns. As normas que atravessam esta UC:

Não é preciso decorar os números das normas: é preciso saber qual delas resolve cada problema quando se está a cotar uma peça. Ao longo da sebenta, cada símbolo e cada regra remete para a norma que a define.

3. Cotagem nominal e cotagem de fabrico

A cota nominal é o valor teórico da medida, sem tolerância explícita: Ø13, 120, R3. Descreve a geometria da peça acabada, mas sozinha não diz quanto pode variar na prática.

A cotagem de fabrico parte da cota nominal e acrescenta tudo o que o operador precisa para produzir e verificar a peça:

• Referências de maquinação: a partir de que face ou eixo se mede cada cota, coincidindo sempre que possível com a face que fixa a peça na máquina.
• Tolerância (dimensional e, quando aplicável, geométrica) em cada cota crítica.
• Ordem coerente com a sequência operatória: nunca cotar a partir de uma face que só vai ser maquinada depois.

Duas regras não negociáveis, válidas em qualquer escala de desenho:

• Cada cota indica-se uma só vez no desenho. Se uma medida resultar da soma de outras (cota de fecho), essa cota só pode aparecer entre parênteses, como cota auxiliar, sem tolerância, e nunca substitui a cotagem direta das restantes.
• Cota-se sempre a medida real da peça acabada, nunca a medida do papel ou do desenho à escala. Um desenho a escala 1:2 de um furo Ø26 continua cotado Ø26, nunca Ø13 (a metade, que seria a medida no papel).

Cotagem funcional é o princípio que orienta toda a cotagem de fabrico: prioriza-se cotar a partir das superfícies que desempenham a função (a face de encosto que centra a peça, o eixo de um furo de guiamento), não de superfícies escolhidas por conveniência de desenho.

4. Toleranciamento dimensional geral e individual

Nenhuma máquina produz uma cota exata: toda a cota real varia dentro de uma gama. O toleranciamento define essa gama de valores aceitáveis.

4.1 Tolerância geral

A tolerância geral aplica-se a todas as cotas sem tolerância individual indicada, através de uma única nota no cartouche, por exemplo: "Cotas sem tolerância indicada: ISO 2768-mK". Esta norma define classes:

A letra K (ou H, L) que acompanha a classe refere-se à parte geométrica da ISO 2768 (tolerâncias gerais de forma e posição), aplicável às cotas sem tolerância geométrica individual.

4.2 Tolerância individual

A tolerância individual aplica-se cota a cota, sempre que a função da peça exige um controlo mais apertado (ou mais largo) do que a tolerância geral oferece: um ajustamento com um casquilho, um furo de guiamento, uma cota crítica de montagem.

Regra prática de projeto: usa-se a tolerância geral sempre que a função o permite, e só se recorre à tolerância individual onde ela é mesmo necessária. Cotar tudo com tolerâncias individuais apertadas encarece a peça sem benefício algum; deixar uma cota crítica à tolerância geral arrisca uma peça que não funciona.

5. Sistema de furo normal e cotagem funcional

Um ajustamento (o encaixe entre um furo e um veio da mesma dimensão nominal) pode obter-se de duas formas:

• Sistema furo normal (furo-base): o furo mantém sempre a mesma tolerância (H, com afastamento inferior EI = 0), e varia-se apenas a tolerância do veio (g, f, k, p, s...) consoante o ajustamento pretendido.
• Sistema veio normal (veio-base): o veio mantém sempre a mesma tolerância (h, com afastamento superior es = 0), e varia-se a tolerância do furo.

Na indústria usa-se sobretudo o sistema furo normal. A razão é prática: é mais fácil tornear ou retificar um veio a uma medida exata do que produzir furos de medidas diferentes, porque cada furo novo pede uma ferramenta (broca, alargador) de diâmetro próprio, enquanto o mesmo veio se torneia a qualquer diâmetro na mesma máquina. Mantendo o furo sempre H (a mesma ferramenta de alargamento), varia-se só o veio para obter folga, transição ou aperto.

O sistema veio normal só compensa quando se parte de varão calibrado de catálogo (já retificado a uma medida h fixa) e se maquinam vários furos à sua volta, por exemplo em vários componentes que recebem o mesmo veio comprado.

Cotagem funcional aplicada ao furo normal: a cota de referência de um ajustamento é sempre a que corresponde à função de montagem (o eixo do furo de guiamento, a face que encosta), nunca uma face arbitrária escolhida só porque é mais fácil de desenhar.

6. Ajustamentos: cálculo de folgas, apertos e transições

Cada tolerância ISO combina uma letra (posição do campo de tolerância) e um número (qualidade IT, a amplitude). Recordando os valores tabelados (ISO 286-1) para a gama de diâmetros 18 a 30 mm:

E os afastamentos fundamentais tabelados para esta gama: f → es = −20 µm; g → es = −7 µm; k → ei = +2 µm.

6.1 Ajustamento com folga larga: Ø22 H7/f7

Um pino de centragem desmontável (retirado com frequência para manutenção) monta com folga larga num furo guia.

• Furo H7: EI = 0; ES = +IT7 = +0,021 mm → Ø22 ⁺⁰·⁰²¹₀.
• Veio f7: es = −0,020 mm (tabelado); ei = es − IT7 = −0,020 − 0,021 = −0,041 mm → Ø22 ⁻⁰·⁰²⁰₋₀,₀₄₁.

Folga máxima = cota máxima do furo − cota mínima do veio = 22,021 − 21,959 = 0,062 mm. Folga mínima = cota mínima do furo − cota máxima do veio = 22,000 − 21,980 = 0,020 mm.

Ajustamento com folga garantida (o valor mínimo é positivo): o pino entra e sai à mão, sem forçar.

Além das cotas máxima e mínima, é útil calcular a cota média de cada peça (o valor central da sua tolerância, usado por exemplo para regular um instrumento de medição ou para escolher o valor mais provável numa simulação):

Cota média do furo = (cota máxima + cota mínima) / 2 = (22,021 + 22,000) / 2 = 22,0105 mm. Cota média do veio = (21,980 + 21,959) / 2 = 21,9695 mm.

A diferença entre as duas cotas médias, 22,0105 − 21,9695 = 0,041 mm, é a folga média deste ajustamento: um valor central, entre a folga mínima (0,020 mm) e a máxima (0,062 mm), útil para comparar ajustamentos diferentes sem ter de olhar sempre para os dois extremos.

6.2 Ajustamento de transição: Ø20 H7/k6

O veio de comando da corrediça monta num casquilho guia com um ajustamento que deve ficar quase sem jogo, mas continuar desmontável.

• Furo H7: EI = 0; ES = +IT7 = +0,021 mm → Ø20 ⁺⁰·⁰²¹₀.
• Veio k6: ei = +0,002 mm (tabelado); es = ei + IT6 = 0,002 + 0,013 = +0,015 mm → Ø20 ⁺⁰·⁰¹⁵₊₀,₀₀₂.

Situação máxima de folga = cota máxima do furo − cota mínima do veio = 20,021 − 20,002 = 0,019 mm (folga). Situação máxima de aperto = cota mínima do furo − cota máxima do veio = 20,000 − 20,015 = −0,015 mm (aperto de 0,015 mm).

É por isto que se chama ajustamento de transição: consoante os valores reais de cada peça dentro da sua tolerância, o mesmo par furo/veio tanto pode sair com uma folga muito pequena como com um aperto ligeiro. Usa-se quando se quer centrar uma peça sem jogo percetível, mas sem a tornar permanente.

6.3 Escolher o ajustamento pela função

7. Qualidades de fabrico e tolerância

A qualidade (grau de tolerância IT, de IT01 a IT18) mede o quanto uma cota pode variar: quanto menor o número, mais apertada a tolerância. Cada processo de fabrico só consegue, na prática, produzir dentro de certas qualidades:

Pedir um ajustamento H7/g6 (qualidades 6 e 7) a uma peça fundida em bruto é pedir o impossível ao processo; pedir tolerância geral (IT12 ou mais larga) numa cota de ajustamento é garantir que a peça não encaixa. Relacionar a qualidade com o processo, antes de tolerar, evita as duas armadilhas.

8. Toleranciamento geométrico: fundamentos e quadro de tolerância

O toleranciamento dimensional (Ø25 H7) controla o tamanho. Mas duas peças com o diâmetro certo podem ainda assim não encaixar ou não funcionar, se a superfície estiver torta, ovalizada ou fora de posição. O toleranciamento geométrico (ISO 1101) controla precisamente isso: forma, orientação, localização e batimento de linhas, superfícies e eixos.

8.1 O quadro de tolerância

Uma tolerância geométrica indica-se num quadro retangular dividido em compartimentos, ligado ao elemento tolerado por uma linha de chamada terminada em seta:

┌───┬─────────┬───┬───┐
│ ⊕ │ Ø0,3 Ⓜ  │ A │ B │
└───┴─────────┴───┴───┘

Da esquerda para a direita: símbolo da característica (aqui, posição), valor da tolerância (com Ø se a zona for cilíndrica, seguido de modificadores como Ⓜ), e as letras de referência, por ordem de prioridade (A = referência primária, B = referência secundária).

8.2 Referências (datums)

Uma referência é uma superfície, eixo ou plano real da peça, escolhido porque desempenha a função de localizar ou orientar as restantes. Identifica-se com uma letra maiúscula dentro de um quadrado, ligada ao elemento de referência. As referências indicam-se por ordem de importância funcional: a primária (A) restringe mais graus de liberdade, a secundária (B) e a terciária (C) restringem o que sobra.

9. Categorias do toleranciamento geométrico: forma, orientação, localização e batimento

As catorze características do toleranciamento geométrico organizam-se em quatro categorias. As de forma nunca precisam de referência (comparam a superfície consigo mesma); todas as restantes precisam.

9.1 Tolerâncias de forma (sem referência)

9.2 Tolerâncias de perfil (com ou sem referência)

9.3 Tolerâncias de orientação (com referência)

9.4 Tolerâncias de localização (com referência)

A tolerância de posição é a mais usada na indústria: substitui, com uma única zona de tolerância (normalmente cilíndrica), o toleranciamento tradicional em coordenadas X/Y de cada furo, e permite ainda os bónus de máxima e mínima matéria (secção seguinte).

9.5 Tolerâncias de batimento (com referência, envolvem rotação)

10. Princípio de independência e exigência de envolvente

10.1 Princípio de independência

Por defeito (ISO 8015), cada requisito do desenho, dimensional ou geométrico, verifica-se de forma independente dos restantes, salvo indicação em contrário. Isto significa que uma tolerância dimensional (Ø25 ±0,01) não limita, por si só, o erro de forma da peça (por exemplo, a sua cilindricidade): uma peça pode estar dentro da tolerância de diâmetro e, ainda assim, ser oval ou tronco-cónica, porque a forma tem a sua tolerância geométrica própria, verificada à parte.

Este princípio simplifica a leitura do desenho (cada cota diz exatamente o que controla, nada mais), mas obriga o projetista a pensar explicitamente na forma sempre que ela for funcionalmente importante, e não confiar que a tolerância dimensional "trata disso sozinha".

10.2 Exigência de envolvente

Quando o encaixe entre duas peças tem mesmo de ser garantido, o princípio de independência sozinho não chega: é preciso limitar também o erro de forma, ligando-o à tolerância dimensional. É para isso que existe a exigência de envolvente, indicada pelo símbolo Ⓔ a seguir à cota (ex.: Ø25 g6 Ⓔ).

A exigência de envolvente obriga a que a peça, além de respeitar a tolerância dimensional em cada ponto medido, caiba dentro de um envelope de forma perfeita, no tamanho correspondente à condição de máxima matéria: para um veio, o envelope tem o diâmetro máximo admissível (a cota de máxima matéria); para um furo, tem o diâmetro mínimo admissível. É a regra que garante que um veio "dentro da tolerância" mas oval não trava, à força, dentro de um furo igualmente "dentro da tolerância".

11. Máxima e mínima matéria, e tolerância projetada

11.1 Condição de máxima matéria (MMC) e de mínima matéria (LMC)

• Máxima matéria (MMC): o estado da peça com o máximo de material permitido pela tolerância dimensional. Para um veio, corresponde à cota máxima; para um furo, à cota mínima.
• Mínima matéria (LMC): o estado com o mínimo de material. Para um veio, a cota mínima; para um furo, a cota máxima.

11.2 O símbolo Ⓜ e a tolerância bónus

Quando o símbolo Ⓜ acompanha uma tolerância geométrica (tipicamente de posição), essa tolerância só é obrigatória exatamente no valor indicado quando a peça está na condição de máxima matéria. À medida que o tamanho real se afasta do MMC (menos material), a peça "ganha" folga extra no ajustamento, e essa folga extra pode ser trocada por tolerância geométrica adicional, sem pôr em causa a montagem.

O símbolo equivalente para a mínima matéria é Ⓛ, usado quando o crítico não é a folga de montagem mas, por exemplo, a espessura mínima de parede entre um furo e o bordo da peça.

11.3 Tolerância projetada

Um furo roscado que recebe um perno prisioneiro (stud) fixo, saliente para encaixar noutra peça, tem um problema particular: um pequeno desvio de posição do furo, dentro da própria espessura da placa, pode traduzir-se num desvio muito maior na ponta do perno, onde ele realmente tem de encaixar. A tolerância projetada resolve isto: a zona de tolerância de posição do furo "projeta-se" para fora da peça, ao longo do comprimento útil do perno, em vez de se limitar à espessura da própria placa.

Indica-se com o símbolo Ⓟ, seguido do comprimento da projeção: ⊕ Ø0,1 Ⓟ 20 A, significando uma zona de tolerância cilíndrica de Ø0,1 mm, projetada 20 mm para fora da face, medida a partir da referência A.

12. Acumulação de tolerâncias

Quando várias cotas se encadeiam (cotagem em cadeia, uma medida a seguir à outra ao longo do mesmo eixo), a tolerância entre os dois extremos da cadeia soma as tolerâncias de cada elo, mesmo que cada cota individual esteja dentro da sua própria tolerância.

Regra prática: cotar em cadeia só onde a acumulação não interessa; cotar em paralelo (ou por coordenadas, a partir de uma referência única) sempre que uma cota final crítica não pode herdar o erro de várias cotas intermédias.

13. Simbologia de estado de acabamento de superfícies: Ra e Rz

O estado de acabamento de superfície (rugosidade) indica-se com um símbolo em forma de "visto" aberto (duas linhas de comprimento desigual, como um V assimétrico), colocado junto à superfície, com o valor do parâmetro a seguir:

• Símbolo básico (sem adição): acabamento obtido por qualquer processo, sem exigência sobre o método.
• Símbolo com um círculo inscrito no vértice: a remoção de material está proibida (a superfície fica tal como sai do processo anterior, por exemplo em bruto de fundição ou forjamento).
• Símbolo com uma barra horizontal no topo: a remoção de material por maquinação é obrigatória.

13.1 Ra e Rz: dois parâmetros, dois defeitos diferentes

• Ra (rugosidade média): a média aritmética dos desvios do perfil real em relação à linha média, ao longo do comprimento de amostragem. É um valor global, sensível a variações contínuas, mas pode disfarçar um pico isolado.
• Rz (rugosidade máxima do perfil): a média das maiores alturas pico-vale medidas em vários comprimentos de amostragem sucessivos. É mais sensível a defeitos pontuais (um risco profundo, um arranque de apara isolado) que a média do Ra poderia esconder.

Como regra prática, e apenas como ordem de grandeza (nunca como igualdade exata a usar em cálculos): Rz é tipicamente várias vezes maior do que Ra, para a mesma superfície e o mesmo processo, porque mede picos e vales isolados em vez de uma média.

13.2 Onde especificar cada parâmetro

• Usa-se Ra para a generalidade das superfícies funcionais (faces de encosto, diâmetros de ajustamento).
• Usa-se Rz quando um pico isolado é crítico para a função, por exemplo em superfícies de vedação (um único risco pode criar um caminho de fuga que uma média de Ra não revelaria).

14. Legendas, lista de peças, balões e anotações

14.1 O cartouche

O cartouche (caixa de legenda) reúne o que identifica o desenho: título da peça ou conjunto, número de desenho e revisão, escala, sistema de projeção, material, tratamento, tolerância geral aplicável (ex.: "ISO 2768-mK") e nota geral de rugosidade para as superfícies não especificadas individualmente, autor e data. É a informação que permite a qualquer pessoa, em qualquer oficina, identificar o desenho sem dúvidas.

14.2 Balões e lista de peças

No desenho de conjunto, cada peça recebe um balão (um círculo com um número), ligado por uma linha fina, correspondente a um item na lista de peças (designação, quantidade, material, observações). Regras práticas: um balão por peça (mesmo repetida), balões alinhados sempre que possível, numeração sequencial coerente com a lista.

14.3 Anotações

As anotações completam o que a geometria e a cotagem não dizem por si: notas de tratamento térmico ("cementar e temperar HRC 58-62"), sentido de montagem, referência à sequência operatória quando o desenho também serve de instrução de fabrico, e a remissão às normas gerais aplicadas (tolerância geral, rugosidade geral). Uma anotação mal colocada, ou em falta, obriga o operador a adivinhar, exatamente o que um bom desenho de fabrico nunca permite.

15. Normas de segurança e saúde no trabalho

O desenho de fabrico não produz sozinho a peça; é lido e executado por alguém junto de uma máquina. Regras que atravessam qualquer oficina de maquinação:

• Equipamento de proteção individual: óculos sempre; proteção auditiva em máquinas ruidosas; calçado de proteção; nunca luvas junto de peças ou ferramentas em rotação.
• Fixar sempre a peça e a ferramenta antes de ligar a máquina; nunca ajustar apertos com a máquina em movimento.
• Resguardos e proteções da máquina sempre no lugar.
• Cabelo preso e roupa justa; nada solto perto de veios em rotação.
• Verificação da peça sempre com a máquina parada.

Estas regras não são um extra: fazem parte do referencial da UC, tal como o rigor no toleranciamento. Uma peça perfeitamente cotada, produzida com um acidente pelo caminho, não é um trabalho bem feito.

Erros comuns

• Confiar que a tolerância dimensional "resolve" a forma: pelo princípio de independência, não resolve; só a exigência de envolvente (Ⓔ) ou uma tolerância geométrica explícita o fazem.
• Trocar máxima matéria por mínima matéria: para um furo, MMC é a cota mínima; para um veio, MMC é a cota máxima. Inverter isto inverte o sentido do cálculo do bónus.
• Usar cotagem em cadeia numa cota crítica, sem perceber que a tolerância final soma todas as tolerâncias intermédias.
• Cotar um ajustamento apertado (H7/g6, H7/k6) numa peça fundida em bruto, cujo processo só produz qualidades IT largas.
• Confundir Ra com Rz: Ra é uma média, insensível a um pico isolado; Rz é sensível a esse pico. Usar Ra onde a função exige controlar um defeito pontual não protege a peça.
• Escrever o valor da cota igual à medida do papel, em vez da medida real da peça, quando o desenho está a uma escala diferente de 1:1.
• Esquecer a referência (datum) numa tolerância de orientação, localização ou batimento: sem referência, estas características não têm sentido.

Glossário

• Cotagem de fabrico: cotagem orientada para a produção e verificação da peça, com referências de maquinação e tolerâncias.
• Tolerância geral (ISO 2768): tolerância aplicável, por nota única no cartouche, a todas as cotas sem tolerância individual.
• Sistema furo normal: sistema de ajustamentos em que o furo mantém sempre a tolerância H, variando-se a tolerância do veio.
• Ajustamento: relação entre a tolerância de um furo e de um veio da mesma dimensão nominal (folga, transição ou aperto).
• Qualidade (IT): grau de tolerância dimensional, ligado à precisão típica de cada processo de fabrico.
• Toleranciamento geométrico (ISO 1101): controlo da forma, orientação, localização ou batimento de um elemento, independente do seu tamanho.
• Referência (datum): superfície, eixo ou plano real usado para orientar ou localizar uma tolerância geométrica.
• Princípio de independência: cada requisito dimensional e geométrico verifica-se separadamente, salvo indicação em contrário.
• Exigência de envolvente (Ⓔ): liga a tolerância de forma à tolerância dimensional, garantindo o encaixe no máximo de matéria.
• Máxima matéria (MMC) e mínima matéria (LMC): estados da peça com o máximo, ou o mínimo, de material permitido pela tolerância.
• Tolerância projetada (Ⓟ): zona de tolerância de posição projetada para fora da peça, ao longo de um elemento acoplado.
• Acumulação de tolerâncias: soma das tolerâncias de cotas encadeadas, no pior caso possível.
• Ra: rugosidade média aritmética do perfil de uma superfície.
• Rz: rugosidade máxima, média das maiores alturas pico-vale do perfil.
• Cartouche: caixa de legenda que identifica o desenho (título, escala, material, tolerância geral, autor).
• Balão de identificação: círculo numerado que liga uma peça, no desenho de conjunto, à lista de peças.

Síntese

Um desenho de fabrico completo cota a peça pela sua função, nunca pela conveniência do desenho. A cotagem de fabrico parte de referências de maquinação reais; o toleranciamento dimensional, geral ou individual, define a gama aceitável de cada cota, apoiado no sistema de furo normal para calcular ajustamentos coerentes com a qualidade que o processo consegue produzir. O toleranciamento geométrico acrescenta o que o tamanho sozinho nunca garante: forma, orientação, localização e batimento, apoiadas em referências e relacionadas com o tamanho através do princípio de independência, da exigência de envolvente e dos bónus de máxima e mínima matéria, com a tolerância projetada a resolver o caso particular dos elementos acoplados. A acumulação de tolerâncias lembra que cotar em cadeia tem um preço. Por fim, a simbologia de acabamento de superfícies (Ra, Rz), o cartouche, os balões, a lista de peças e as anotações entregam ao operador tudo o resto de que precisa, sob as normas de segurança que protegem quem executa o desenho.

Exercícios resolvidos

1. Um veio Ø22 f7 monta com folga larga num furo Ø22 H7. Calcula a folga máxima e mínima.

Resolução: furo H7 (gama 18-30 mm, IT7 = 21 µm): Ø22 ⁺⁰·⁰²¹₀. Veio f7 (es = −20 µm, IT7 = 21 µm, logo ei = −20 − 21 = −41 µm): Ø22 ⁻⁰·⁰²⁰₋₀,₀₄₁. Folga máxima = 22,021 − 21,959 = 0,062 mm. Folga mínima = 22,000 − 21,980 = 0,020 mm.

2. Explica porque é que uma peça pode respeitar Ø25 ±0,01 e, ainda assim, não passar no controlo de qualidade por causa da sua forma.

Resolução: pelo princípio de independência, a tolerância dimensional (Ø25 ±0,01) controla apenas o tamanho, não a forma. Uma peça oval ou tronco-cónica pode ter todos os pontos medidos dentro dessa gama e, mesmo assim, falhar uma tolerância geométrica de circularidade ou cilindricidade especificada à parte, ou não caber no envelope exigido, se houver exigência de envolvente (Ⓔ).

3. Um furo Ø13 +0,2/0 tem tolerância de posição Ø0,3 Ⓜ. Se o furo sair a Ø13,1, qual a tolerância de posição disponível nesse furo?

Resolução: MMC do furo = cota mínima = Ø13,0. Bónus = 13,1 − 13,0 = 0,1 mm. Tolerância de posição disponível = 0,3 + 0,1 = Ø0,4 mm.

4. Três cotas em cadeia, A = 12 ±0,04, B = 18 ±0,04, C = 20 ±0,04, definem o comprimento total de uma peça. Qual a tolerância acumulada nesse comprimento total, no pior caso?

Resolução: cota nominal total = 12 + 18 + 20 = 50 mm. Tolerância acumulada = soma das tolerâncias = 0,04 + 0,04 + 0,04 = ±0,12 mm. O comprimento total pode variar entre 49,88 e 50,12 mm.

5. Uma superfície de vedação de um casquilho de refrigeração não pode ter nenhum risco isolado, mesmo que a rugosidade média seja baixa. Ra ou Rz? Justifica.

Resolução: Rz, porque é sensível a um defeito pontual (um único risco profundo), que uma média (Ra) pode disfarçar mesmo com o resto da superfície bem acabado. Num furo roscado que serve de referência funcional, um valor de Ra baixo não garante, por si só, a ausência desse risco.

6. Um furo roscado M8 recebe um perno prisioneiro saliente 25 mm, que tem de encaixar noutra peça com posição rigorosa. Que ferramenta de toleranciamento se aplica, e o que significa na prática?

Resolução: aplica-se a tolerância projetada (Ⓟ), indicada como ⊕ valor Ⓟ 25, projetando a zona de tolerância de posição do furo 25 mm para fora da placa, ao longo do comprimento do perno. Significa que o desvio de posição relevante é o que se mede na ponta do perno, onde ele realmente encaixa, e não dentro da própria espessura da placa.