Classes de tolerância de acordo com a norma ISO 22081 e DIN ISO 2768: Utilização otimizada de tolerâncias gerais

Este artigo trata do tema tolerâncias gerais e suas tarefas no processo de projeto.

As tolerâncias são um aspeto essencial para o fabrico de peças em movimento mecânico, uma vez que garantem a interação correta dos componentes. As tolerâncias gerais e as respetivas classes de tolerância são utilizadas para simplificar os desenhos.

A norma DIN ISO 2768 especifica tolerâncias. Muitos engenheiros de projeto utilizam as tolerâncias gerais como uma variação simplificada das tolerâncias para facilitar o processo de conceção.

O que são tolerâncias na conceção?

As tolerâncias no desenho são geralmente definidas como o desvio de uma dimensão do seu valor ideal. Este desvio é dividido em classes de tolerância que determinam os efeitos do desvio. A norma DIN ISO 2768 define quais as tolerâncias adequadas para cada aplicação.

Os termos mais importantes são:

• Dimensão nominal
• Dimensão superior (+/-), também denominada dimensão máxima
• Dimensão inferior (+/-), também denominada dimensão mínima
• Dimensão limite
• Ajuste: É a relação dimensional (tipo e forma) de dois componentes. Por exemplo, como um rolamento e um eixo encaixam em conjunto; quanto “espaço” existe entre os dois componentes.

A tolerância com as dimensões superior e inferior também é referida como o limite de tolerância.

Para peças maquinadas, aplica-se a norma DIN ISO 2768, que descreve as seguintes funcionalidades:

• para comprimentos, extremidades partidas e diâmetros
• para ângulos
• para concentricidade e excentricidade axial
• para forma e posição
• para simetria
• para perpendicularidade
• para nivelamento e retidão

No futuro, a norma DIN ISO 2768 será substituída pela nova norma ISO 22081.

Tolerância de acordo com a norma ISO 22081

Como engenheiro de design, graças à norma ISO 22081, pode simplificar as especificações do produto e a prova de conformidade de forma ideal, descrevendo todas as funcionalidades não relevantes para a função de forma clara e completa, tendo em conta as funcionalidades especiais da tecnologia de produção e da física dos materiais. A aplicação cuidadosa de tolerâncias gerais pode ajudar a simplificar o design e a garantir que os resultados cumprem os requisitos.

Os engenheiros de projeto que utilizam a norma ISO 22081 devem fazer uma utilização otimizada das classes gerais de tolerância e das especificações geométricas gerais. Em vez de especificar valores de tolerância, a ISO 22081 apenas determina a caraterística especificada:

• Caraterística para posição
• Caraterística para perfil de superfície
• Caraterística para perfil de linha
• Caraterística para excentricidade total e excentricidade axial
• Caraterística para retidão
• Caraterística para simetria
• Caraterística para perpendicularidade
• Caraterística para posição e forma
• Caraterística para nivelamento
• Caraterística para distância
• Caraterística para paralelismo
• Caraterística para coaxialidade
• Caraterística para concentricidade
• Caraterística para inclinação e ângulo
• Caraterística para circularidade

O utilizador deve então decidir por si próprio qual o valor de tolerância (constante ou variável) mais adequado para implementar a caraterística e deve também determinar o sistema de pontos de referência completo obrigatório com todos os elementos geométricos nominais tolerados.

NOTA: A documentação completa e clara do produto e a conformidade do produto são um pré-requisito obrigatório para cumprir o aumento da cooperação global e da subcontratação. Como engenheiro de design, é importante conhecer as classes de tolerância e a norma ISO 22081 para as utilizar de forma ideal para o design.

O que precisa de considerar ao utilizar a norma DIN ISO 22081?

Se, como projetista, desejar otimizar a utilização das classes de tolerância e da norma DIN ISO 22081, deve considerar os seguintes critérios de exclusão para evitar ambiguidades. Listámos as exceções mais importantes aqui:

• A norma DIN ISO 22081 não se aplica a todos os elementos geométricos integrais derivados de elementos de medição de dimensão integral que podem ser utilizados com uma especificação geométrica individual. Estes são definidos diretamente na documentação técnica do produto ou indiretamente por atributos CAD no conjunto de dados digitais para a definição do produto.
• A norma DIN ISO 22081 não se aplica a elementos de dimensão linear ou a regiões parciais de elementos de dimensão linear que estão sujeitos a uma especificação geral de dimensão ou que têm uma especificação de dimensão individual que é definida diretamente na documentação técnica do produto ou indiretamente por atributos CAD no conjunto de dados digitais para a definição do produto.
• É importante saber que a norma ISO 22081 não se aplica aos elementos de referência especificados no campo de referência do indicador de tolerância da especificação geométrica geral.

Tolerâncias de acordo com a norma DIN ISO 22081

A Organização Internacional de Normalização (ISO) desenvolveu a norma DIN ISO 22081 para classes de tolerância em design e engenharia mecânica. A norma DIN ISO 22081 inclui quatro tolerâncias básicas: tolerância de ajuste, tolerância de geometria, tolerância dimensional e tolerância de posição e alinhamento.

A tolerância de ajuste define as dimensões e ajustes que devem ser observados ao instalar componentes. Determina também a distância que pode existir entre as peças.

A tolerância da geometria define a forma e o tamanho de determinados componentes e garante que têm a precisão necessária.

A tolerância dimensional diz respeito às dimensões e tolerâncias de um componente e é usada para minimizar os efeitos de desvios indesejáveis ao fabricar componentes.

A posição e a tolerância de alinhamento regem a direção e a posição em que um componente deve ser instalado para obter uma certa precisão.

O que deve ser observado na norma DIN ISO 2768

Foram publicadas novas normas internacionais para tolerâncias gerais no final de 2022. A norma DIN ISO 22081 substituirá em breve a antiga norma DIN ISO 2768.

A antiga norma DIN ISO 2768 ainda é válida (a partir de março de 2023) e, portanto, pode continuar a ser utilizada.

Para novos designs, recomenda-se a utilização da nova norma DIN ISO 22081.

Como fabricante japonês, a MISUMI fabrica os seus produtos de acordo com a norma japonesa JIS B0401, que é idêntica à norma ISO 22081.

Selecionar a classe de tolerância adequada e o que deve ser observado

As tolerâncias gerais estão divididas em classes.

O processo de engenharia de projeto deve considerar os seguintes fatores:

• precisão de ajuste necessária
• Custos

IMPORTANTE: A classe de tolerância também define a despesa de fabricação ou aquisição do componente. Quanto menor a tolerância, maiores os custos

As tolerâncias gerais estão divididas em:

• f (f) fino – por exemplo, engenharia de precisão
• m (m) médio – por exemplo, engenharia mecânica (precisão típica da maquinação)
• c (c) grosseiro – por exemplo, moldes
• v (v) muito grosseiro - pouco utilizado atualmente porque os métodos de fabrico modernos permitem uma maior precisão

Como as tolerâncias e classes de tolerância são descritas e mostradas nos desenhos de engenharia?

O bloco de título de um desenho de engenharia define a tolerância para todo o desenho com uma abreviatura. A especificação exata é descrita nas normas DIN 406-10 e DIN 406-11.

Por exemplo:

• DIN ISO 2768-m (para médio)
• Tolerância geral DIN ISO 2768-c (para grosseiro)

Os programas CAD apresentam automaticamente as definições de tolerância, pelo que não têm de ser inseridos manualmente.

Que tolerâncias devem ainda ser respeitadas?

A norma DIN ISO 2768 ou ISO 22081 aplica-se a peças maquinadas.

Outras normas aplicam-se a outros processos de fabrico, por exemplo:

• Norma DIN 16742 para peças moldadas por injeção
• Norma DIN 12020 para fabrico de perfis de alumínio
• Norma ISO 20457 para peças de plástico

Controlo de qualidade para tolerâncias e componentes - Como obter resultados exatos

Como fabricantes, sabemos como é importante que os componentes que concebemos e produzimos cumpram os mais elevados padrões de qualidade. A medição das tolerâncias é uma parte importante do nosso controlo de qualidade.

Ao utilizar diferentes tolerâncias, o seu componente pode ser fabricado de forma a cumprir os requisitos de design.

Como fabricante japonês, a MISUMI fabrica os seus produtos de acordo com a norma JIS B0401, que é idêntica à norma ISO 22081.

A MISUMI utiliza tolerâncias particularmente precisas h5/g6 para muitos componentes. Para mais informações, utilize as nossas tabelas de tolerância de acordo com JIS B04011, 2 (1998).

Tabelas de tolerância para dimensões de acordo com DIN ISO 2768-1

A norma DIN ISO 2768-1 especifica as tolerâncias dimensionais.

Tabelas de tolerância para forma e posição de acordo com DIN ISO 2768-2

A norma DIN ISO 2768-2 define as tolerâncias de forma e de posição.

Para além das tolerâncias gerais, pode restringir ainda mais as tolerâncias de veios e hastes nas tabelas de opções aqui apresentadas.