UFPR TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS PROF. ALESSANDRO MARQUES. Especificações Geométricas de Produto. Geometrical Product Specifications (GPS)

Transcrição

1 UFPR METROLOGIA MECÂNICA DIMENSIONAL Especificações Geométricas de Produto Geometrical Product Specifications (GPS) TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS PROF. ALESSANDRO MARQUES

2 Tolerâncias geométricas As peças ao serem fabricadas podem apresentar desvios da forma planejada, isto é, os planos não são tão planos, as retas não são tão retas e os círculos não são tão círculos. Da mesma forma que a NBR 6158 as tolerâncias geométricas estão normalizadas pela NBR 6409.

3 Tolerâncias geométricas As tolerâncias geométricas podem ser definidas como variações permissíveis dos limites dentro dos quais os desvios (ou erros) de forma e posição devem estar compreendidos sem prejudicar o funcionamento e a intercambiabilidade de um peça ou equipamento.

4 Tolerâncias geométricas Especificações Geométricas de Produto A norma NBR Tolerâncias geométricas Tolerâncias de forma, orientação, posição e batimento - Generalidades, símbolos, definições e indicações em desenho foi baseada na norma ISO 1101:1983 que foi substituida pela norma ISO 1101: Geometrical Product Specifications (GPS) - Geometrical tolerancing - Tolerances of form, orientation, location and run-out. CHF:162,00 (Franco Suiço) Aproximadamente R$ 324,80

5 O ciclo do produto

6 Tipos de especificações geométrica Especificações Geométricas de Produto Tolerâncias Dimensionais Tolerâncias Geométricas Tolerância de Forma Tolerância de Orientação Tolerância de Localização Tolerância de Ondulação Rugosidade

7 Dimensão VERSUS forma É suficiente especificar as tolerâncias dimensionais?

8 Geometrias reais

9 Causas do desvio de forma Material da peça; Meio de medição; Máquina-ferramenta; Mão de obra; Meio ambiente.

10 POR EXEMPLO:

11 NBR 6409 Tolerâncias geométricas Tolerâncias de forma, orientação, posição e batimento - Generalidades, símbolos, definições e indicações em desenho

12 Símbolos para indicação de referência e modificadores

13 NBR 6409 Requisitos gerais: As tolerâncias de forma e posição devem ser indicadas quando necessárias, ou seja, para assegurar requisitos funcionais, intercambiabilidade e processos de manufatura. O fato de se indicar uma tolerância de forma ou posição não implica necessariamente o emprego de um processo particular de fabricação ou medição.

14 INDICAÇÕES NO QUADRO DE TOLERÂNCIA Nos desenhos, as tolerâncias de forma e posição devem ser inscritas em quadros retangulares, divididos em duas ou mais partes. São inscritos da esquerda para direta e na seguinte ordem: o símbolo da característica O valor da tolerância na unidade usada para dimensões lineares. O valor pode ser precedido símbolo f se a zona de tolerância for circular ou cilíndrica. Quando for o caso. letra ou letras para identificar o elemento ou os elementos de referências

15 Se a tolerância se aplicar a vários elementos, isto deve ser escrito com sinal de multiplicação ou de forma de uma nota sobre o quadro de tolerância. Indicação qualificando a forma do elemento deve estar escrita próxima ao quadro de tolerância e pode estar ligada por uma linha

16 Se for necessário indicar mais do que uma tolerância para o elemento, as especificações das tolerância são dadas em quadros colocados um sobre o outro.

17 INDICAÇÕES DE ELEMENTO TOLERADO O quadro de tolerância deve ser ligado ao elemento tolerado por uma linha de chamada, terminada por uma flecha, que toca: o o contorno de um elemento ou o prolongamento do contorno (mas não uma linha de cota), se a tolerância se aplicar à linha ou à própria superfície.

18 o INDICAÇÕES DE ELEMENTO TOLERADO a linha de extensão, em prolongamento à linha de cota, quando a tolerância for aplicada ao eixo ou ao plano médio do elemento cotado.

19 o INDICAÇÕES DE ELEMENTO TOLERADO o eixo, quando a tolerância for aplicada ao eixo ou ao plano médio de todos os elementos comuns a este eixo ou este plano médio.

20 INDICAÇÕES DO CAMPO DE TOLERÂNCIA

21 o INDICAÇÕES DO CAMPO DE TOLERÂNCIA A tolerância se aplica na direção da flecha da linha de chamada que liga o quadro de tolerância do elemento a ser tolerado, a menos que o valor da tolerância esteja precedido pelo símbolo

22 o INDICAÇÕES DO CAMPO DE TOLERÂNCIA De modo geral a tolerância se aplica na direção perpendicular à geometria da peça

23 o INDICAÇÕES DO CAMPO DE TOLERÂNCIA Quando a direção da aplicação da tolerância não for perpendicular à geometria da peça, ela deve ser indicada no desenho.

24 o INDICAÇÕES DO CAMPO DE TOLERÂNCIA Campos de tolerâncias individuais de mesmo valor, aplicados a vários elementos distintos, podem ser especificados.

25 INDICAÇÃO NO ELEMENTO DE REFERÊNCIA o Campos de tolerâncias individuais de mesmo valor, aplicados a vários elementos distintos, podem ser especificados.

26 INDICAÇÃO NO ELEMENTO DE REFERÊNCIA o A base do triângulo está localizada no contorno do elemento ou no prolongamento do contorno (mas não sobre uma linha de cota), se o elemento de referência for a linha ou a superfície representada.

27 o INDICAÇÃO NO ELEMENTO DE REFERÊNCIA A base do triângulo está localizada em uma extensão da linha de cota, quando o elemento de referência for um eixo ou um plano médio da parte cotada.

28 INDICAÇÃO NO ELEMENTO DE REFERÊNCIA Se o quadro de tolerância puder ser ligado diretamente ao elemento de referência por uma linha de chamada, a letra de referência pode ser omitida.

29 COTA BÁSICA MODIFICADORES

30 COTA BÁSICA MODIFICADORES

31 INTERPRETAÇÃO DA TOLERÂNCIA

32 EXEMPLOS: TOLERÂNCIA DE FORMA Característica: Retilineidade Para um contorno: CAMPO DE TOLERÂNCIA: No desenho técnico: O que significa: Qualquer linha de comprimento 100mm do elemento plano indicado, deve situar-se entre duas retas paralelas distanciadas de t = 0,1mm

33 EXEMPLOS: TOLERÂNCIA DE FORMA Característica: Retilineidade Para um eixo: CAMPO DE TOLERÂNCIA: No desenho técnico: O que significa: O eixo do elemento cilíndrico do pino deve situar-se dentro de um cilindro com diâmetro t = 0,03mm

34 EXEMPLOS: TOLERÂNCIA DE FORMA Característica: CAMPO DE TOLERÂNCIA: Planicidade No desenho técnico: O que significa: A superfície tolerada deve situar-se entre dois planos paralelos distanciados de t = 0,05mm.

35 EXEMPLOS: TOLERÂNCIA DE FORMA Característica: CAMPO DE TOLERÂNCIA: Circularidade No desenho técnico: O que significa: A linha de contorno de qualquer secção deverá estar contida na área do anel de espessura t = 0,02mm.

36 Métodos de análise de desvios de circularidade Círculo Quadrático Médio (LSC) -Representa a média de todos os picos e vales. A definição matemática: A soma dos quadrados de uma quantidade suficiente de ordenadas radiais uniformemente espaçadas, medidas do círculo até o perfil, tem o mínimo valor ; -O erro de circularidade é a distância radial do máximo pico ao círculo somada à distância radial do mínimo vale ao círculo; Círculos de Mínima Zona (MZC) -Dois círculos concêntricos que envolvem o perfil e que apresentam a mínima separação radial; -A distância radial entre os dois círculos é o erro de circularidade;

37 Métodos de análise de desvios de circularidade Máximo Círculo Inscrito -É o maior círculo que pode ser traçado dentro do perfil sem seccioná-lo; -O erro de circularidade é a distância medida entre o maior pico e o círculo; Mínimo Círculo Circunscrito -É o menor círculo que envolve perfil sem seccioná-lo; -O erro de circularidade é a distância medida entre o menor vale e o círculo;

38 Identifique as especificações! Tolerâncias dimensionais Referências Cotas Básicas Tolerâncias de forma Tolerâncias de posição Tolerâncias de orientação

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44 Circularidade Indústria Mecânica Dependência de equipamentos rotativos Eixos, rolamentos, engrenagens, polias, buchas Importância de estimar o erro de circularidade: Melhorar um dado processo de fabricação (Ex: Retificação) Avaliar o desempenho de um componente (Ex:Mancal hidrostático)

45 Origens do erro de circularidade Mancais defeituosos em máquinas ferramentas Deformação da peça durante a remoção de material Desalinhamento dos contrapontos de fixação Retificação centerless de peças previamente torneadas Efeito do torneamento de uma peça em placa de três castanhas

46 Medição do erro de circularidade Uma seção transversal é dita circular se existe um ponto central cuja distância aos demais pontos é constante em todo o perímetro r r 1 r 2 A r 1 B r 3 r 4 r 2 O erro de circularidade é a diferença entre os raios máximo e mínimo com relação ao centro da peça Como estimar o erro de circularidade adequadamente?

47 Medição do erro de circularidade Medição com referência interna A referência de medição está situada sobre um ou mais pontos da superfície da peça Medição por avaliações diametrais -Leitura direta; -Leitura comparativa -Diferencial -Não diferencial Medição com bloco em V e relógio comparador Medição com apoio entre centros

48 Medição do erro de circularidade Medição por avaliações diametrais Leitura direta Leitura indireta Peça Leitura e compensação de sinal Relógio comparador Leitura Peça Diferencial Não diferencial -Sofrem influência do posicionamento do instrumento; -Centro imaginário da peça não permanece obrigatoriamente fixo em relação ao sistema

49 Medição do erro de circularidade Medição utilizando bloco em V e relógio comparador A leitura é influenciada: -Pelo movimento do centro teórico; -Pelo número de lóbulos da peça; Máxima diferença medida -Pelo ângulo do bloco em V ; Determinação do ângulo ótimo: Movimento vertical da peça n = ângulo ótimo do bloco; n = número de lóbulos;

50 Medição do erro de circularidade Medição Com uso de apoios entre centros A leitura é influenciada: Peça Medidor Apoio -Pelo desalinhamento entre os apoios, provocando rotação irregular da peça; -Pelas erros de circularidade nos apoios e nos próprios furos de centro; -Pelo desalinhamento entre o furo de centro da peça e a linha de centro real da superfície a ser medida;

51 Medição do erro de circularidade Medição com referência externa A referência de medição está situada sobre um elemento não pertencente à superfície da peça Sistema de medição com mesa rotativa Sistema de medição com eixo rotativo Vantagens do uso da referência externa: -Permite observar o aspecto geométrico da peça através da seleção adequada do fator de amplificação do sinal; -Permite eliminar irregularidades não significativas; -Possibilita varredura contínua do contorno da peça; -Fornece um registro gráfico da medição

52 Medição do erro de circularidade Sistema de medição com mesa rotativa Medidor Base Peça Mesa rotativa Vantagens do sistema: -Permite troca da seção de medição sem alteração do set-up; -Pouco sensível a variações de temperatura; -Permite associação de medições de elementos geométricos paralelos, perpendiculares ou inclinados;

53 Medição do erro de circularidade Sistema de medição com eixo rotativo Peça Eixo rotativo Medidor Base Vantagens do sistema: -Ajuste mais fácil comparado às mesas rotativas; -Eixo de precisão com força constante e não afetado pelo peso da peça; -Possibilita a medição de circularidade em peças com partes assimétricas e desbalanceadas;

54 Planicidade Plano -Referência para medições; -Parte deslizantes entre si; Desempenos, sapatas, guias, mancais de deslizamento Superfície plana infinitas geratrizes: Geratrizes devem ser retilíneas; Geratrizes devem pertencer ao mesmo plano;

55 Planicidade Erro de planicidade: Distância entre dois planos paralelos entre os quais deve estar situada a superfície em consideração Superfície Erro de planicidade

56 Medição do erro de planicidade Planicidade Extensão do problema de retilineidade Verificação do erro de planicidade com uma régua padrão Métodos para a verificação do erro de planicidade em desempenos (a) (b) (c) (a) Linhas diagonais (b) Union Jack (c) Linhas cruzadas

57 Medição do erro de planicidade Método das Células Triangulares Divisão de um desempeno Divisão de uma placa circular Vantagem: abrangência uniforme da área a ser verificada

58 NORMAS ABNT NBR 6409:1997 Tolerâncias geométricas - Tolerâncias de forma, orientação, posição e batimento - Generalidades, símbolos, definições e indicações em desenho ABNT NBR 14646:2001 Tolerâncias geométricas - Requisitos de máximo e requisitos de mínimo material ABNT NBR ISO :2001 Tolerâncias gerais - Parte 2: Tolerâncias geométricas para elementos sem indicação de tolerância individual ASME Y14.5:2009 Geometric Dimensioning and Tolerancing - Applications Analysis and Measurement ISO 1101:2004 Geometrical Product Specifications (GPS) -- Geometrical tolerancing - Tolerances of form, orientation, location and run-out

59 BIBLIOGRAFIA João Cirilo da Silva Neto. Metrologia e Controle Dimensional Conceitos, normas e aplicações. 239p., Elsevier, 2012 Oswaldo L. Agostinho, e outros - Tolerâncias, ajustes, desvios e análise de dimensões ; Editora Edgard Blücher Ltda, 1977 Olívio Novaski - "Introdução à Engenharia de Fabricação Mecânica"; Editora Edgard Blücher Ltda, 1994 Vagner Alves Guimarães, "Controle Dimensional e Geométrico", Editora da Universidade de Passo Fundo Telecurso 2000 Cursos Profissionalizantes, Metrologia; Fundação Roberto Marinho / /FIESP