CONJUNTOS MECÂNICOS. Figura 1. Representação de conjunto mecânico usando vistas ortográficas.

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1 CONJUNTOS MECÂNICOS Tão importante quanto conhecer os elementos de máquinas e projetá-los, é saber representar graficamente e interpretar esses elementos em desenhos técnicos. Máquinas (torno mecânico, furadeira, fresadora, etc), mecanismos (trem de engrenagens, biela-manivela, talha mecânica, etc) e dispositivos (morsa, mandril, grampo, etc) são exemplos de conjuntos mecânicos, onde cada peça tem uma função e ocupa determinada posição. O conjunto mecânico tem por finalidade apresentar a montagem final de uma máquina, mecanismo ou dispositivo. A partir da definição das peças que serão compradas prontas (elementos padronizados e comercializados, tais como: parafusos, rebites, rolamentos, etc) e das peças a serem fabricadas, teremos a definição do que deverá ser representado graficamente. O projeto completo inclui o desenho do conjunto mecânico, das peças (componentes), e um manual ou plano de fabricação e montagem. DESENHO DE CONJUNTO MECÂNICO: O desenho de conjunto mecânico representa o desenho da máquina, mecanismo ou dispositivo, com suas partes montadas. Dependendo da complexidade da máquina, o desenho do conjunto necessita de uma representação mais detalhada, muitas vezes adotando a utilização de subconjuntos. A representação gráfica de conjuntos mecânicos pode ser feita através de vistas ortográficas (representação fundamental em projetos de engenharia) ou perspectivas (mais comum em revistas e catálogos técnicos). No caso das vistas, geralmente utiliza-se uma vista principal e outras auxiliares, se necessário. Também é possível representar parte do conjunto em corte (veja o exemplo na Figura 1). Figura 1. Representação de conjunto mecânico usando vistas ortográficas. Observe que cada uma das peças que compõem o conjunto é identificada por um número, o qual deve ser escrito em tamanho facilmente visível. Observe também que a numeração das peças é feita de forma sequencial em sentido horário, onde cada número é ligado a cada peça por uma linha contínua, com extremidade terminando com um ponto, quando toca a superfície do objeto, ou com uma seta, quando toca a aresta ou contorno do objeto. 1

2 Geralmente, o desenho de conjunto não aparece cotado. Entretanto, quando o desenho de conjunto é utilizado para montagem, algumas cotas básicas podem ser indicadas, tais como: dimensões totais do conjunto, distância entre eixos, posição de furos. A representação através de perspectivas (Figura 2) pode ser feita de duas formas: mostrando o conjunto montado ou não montado. No segundo caso as peças são desenhadas separadas, mas permanece clara a relação entre as mesmas. Esse tipo de representação é chamado de perspectiva explodida. Figura 2. Representação de conjunto mecânico usando perspectivas. O desenho de conjunto deve ser representado em folha específica, não podendo ocupar a mesma folha que o desenho de peças a serem fabricadas. Na legenda deve-se apresentar a lista de peças indicadas pelos números. Cada peça deve ter uma denominação específica, juntamente com o número do desenho referente a essa peça, sua quantidade, material e dimensões gerais. A Figura 4 apresenta um exemplo de desenho de conjunto mecânico. A legenda padrão se refere aos dados padrões utilizados nos desenhos de uma empresa ou, em nosso caso, do curso/disciplina. Deve-se apresentar a denominação do conjunto, e dados fundamentais, como: diedro, escala e unidade de medida (Figura 3). Figura 3. Legenda padrão do curso/disciplina de Desenho Computacional. 2

3 DESENHO DE PEÇAS (COMPONENTES): Figura 4. Exemplo de desenho de conjunto mecânico. Além do desenho de conjunto, é necessário apresentar o desenho de cada peça que será fabricada, o qual deverá conter informações como: cotas, ajustes e tolerâncias, sinais de usinagem e soldagem. O desenho de cada peça (componente) deve ser apresentado, de preferência, em folha individual. A Figura 5 apresenta um exemplo de representação de uma peça de um conjunto qualquer. 3

4 Figura 5. Representação de uma peça (componente). Vale ressaltar que os desenhos de peças (componentes) podem ser representados em escala diferente da escala do desenho de conjunto. Além da apresentação de vistas ortográficas cotadas, que é fundamental, pode-se apresentar também um detalhe da peça em perspectiva, para auxiliar a visualização. Em relação aos dados adicionais para fabricação, na Figura 5, o número 2 que aparece na parte superior do desenho corresponde ao número da peça. O símbolo ao seu lado representa a rugosidade desejada para peça ou o processo de fabricação a ser aplicado. Até o ano de 1984, a norma técnica indicava o acabamento superficial das peças por meio de triângulos simples, ainda encontrados em desenhos mais antigos. Atualmente, a avaliação da rugosidade é quantitativa, ou seja, ela pode ser medida. A norma técnica define 12 classes de rugosidade, que correspondem a determinados desvios médios aritméticos (Ra) expressos em micrometros, como visto a seguir: 4

5 Logo, uma classe de rugosidade N8 (como na Figura 5) corresponde a um desvio de 3,2 µm. O símbolo básico para a indicação da rugosidade de superfícies é constituído por duas linhas de comprimento desigual, que formam ângulos de 60º entre si e em relação à linha que representa a superfície considerada. Quando, no processo de fabricação, é exigida remoção de material para obter o estado da superfície, o símbolo básico é representado com um traço adicional. Quando a remoção de material não é permitida ou quando o estado da superfície deve permanecer inalterado, o símbolo básico é representado com um círculo. Quando for necessário fornecer indicações complementares, prolonga-se o traço maior do símbolo básico com um traço horizontal e sobre este traço escreve-se a informação desejada (veja Figura 6). Figura 6. Símbolos básicos para indicação de rugosidade. Outro ponto importante mostrado na Figura 5 se refere a ajustes e tolerâncias. Devido a dificuldade em executar peças com medidas rigorosamente exatas, uma vez que todo processo de fabricação está sujeito a imprecisões, sempre acontecem variações ou desvios das cotas indicadas no desenho. No entanto, as peças devem ser fabricadas dentro de uma faixa de medidas aceitável, o que é determinado pelas tolerâncias dimensionais. Tolerância é a variação entre a dimensão máxima e mínima permitida para peça. Essas dimensões são afastamentos aceitáveis para as dimensões nominais da peça. Tais afastamentos podem ser indicados em cada cota ou de forma geral. Observe na Figura 7 os valores de afastamento indicados ao lado da cota e os cálculos para determinação da tolerância. Figura 7. Afastamentos e tolerância. Num conjunto mecânico as peças se ajustam, ou seja, se encaixam umas nas outras de diferentes maneiras, por isso é importante conhecer os tipos de ajustes possíveis entre peças. Quando falamos em ajustes, eixo é o nome genérico dado a qualquer peça, ou parte de peça, que funciona alojada em outra. Em geral, a superfície externa de um eixo trabalha acoplada, isto é, unida à superfície interna de um furo. Dependendo da função do eixo, existem várias classes de ajustes. Se o eixo se encaixa no furo de modo a deslizar ou girar livremente, temos um ajuste com folga. Quando o eixo se encaixa no furo com certo esforço, de modo a ficar fixo, temos um ajuste com interferência. Ainda existem situações intermediárias, onde temos o chamado ajuste incerto. Em geral, eixos e furos que se encaixam têm a mesma dimensão nominal, o que varia são os afastamentos adotados para cada elemento. 5

6 A norma técnica estabelece uma série de tolerâncias fundamentais que determinam a precisão da peça, uma exigência que varia de peça para peça, de uma máquina para outra. Logo, num ajuste H7 (como mostrado na Figura 5), a letra H identifica o campo de tolerância, ou seja, o conjunto de valores aceitáveis após a fabricação da peça, que vai da dimensão mínima até a dimensão máxima. A norma estabelece 28 campos de tolerâncias, identificados por letras do alfabeto latino. Cada letra está associada a um determinado campo de tolerância. Os campos de tolerância para eixo são representados por letras minúsculas, enquanto que para furos utilizam-se letras maiúsculas. Por isso um H maiúsculo foi usado na peça da Figura 5. Em termos práticos, o símbolo H7 fornece os afastamentos para cota na qual ele foi inserido. Esses afastamentos são tabelados, de acordo com a dimensão nominal da cota. No caso do furo H7, considerando a dimensão nominal igual a 10 mm, teremos um valor de afastamento de 0 a +15 µm (veja a tabela a seguir). Além das tolerâncias dimensionais, ainda existem as tolerâncias geométricas, que constituem as variações aceitáveis para as formas e posições dos elementos na fabricação da peça. Alguns exemplos de tolerâncias geométricas se referem a desvios de planeza, cilindricidade, retilineidade, circularidade, paralelismo, perpendicularidade, concentricidade, simetria, dentre outros. Embora sejam importantes na fabricação de determinadas peças, as tolerâncias geométricas são menos usuais que as tolerâncias dimensionais. Assim como na representação gráfica de conjunto, acima da legenda padrão do desenho, que deve trazer informações importantes como diedro, escala e unidade das cotas, deve-se mostrar a legenda referente à peça a ser fabricada. A Figura 8 apresenta um exemplo de desenho de peça (componente), relacionada ao conjunto mecânico apresentado na Figura 4. Note a presença de vistas parciais e cortes, para auxiliar a representação da peça. Temos também a indicação de acabamento (N9), e de afastamento geral (± 0,1). Outro detalhe importante é a especificação de dimensões na legenda. Os valores possuem uma sobra de material, necessária para fabricação. As dimensões gerais da peça final são 18 x 62 x 65, mas a matéria-prima necessária possui dimensões 19 x 63,5 x 66. 6

7 Figura 8. Exemplo de desenho de peça (componente). Exercício: Dadas as peças 1, 2 e 3, que formam um conjunto mecânico, faça a modelagem 3D de cada peça, apresentando layout folha A4 com as vistas cotadas e perspectiva, bem como a legenda com todos os dados necessários. A seguir, prepare o desenho de conjunto, com as 3 representações possíveis: em vista "montada", perspectiva "montada" e "explodida", indicando cada peça e apresentando os dados na legenda (lista de peças). 7

8 Peça 1: Mancal (fabricado em ferro fundido) Peça 2: Bucha (fabricada em bronze) Peça 3: Eixo (fabricado em aço) 8

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