UFPR TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS PROF. ALESSANDRO MARQUES. Especificações Geométricas de Produto. Geometrical Product Specifications (GPS)
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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 1101:2004 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 Os elementos de referência são identificados por letra maiúscula enquadrada, conectada a um triângulo cheio ou vazio.
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 INDICAÇÃO NO ELEMENTO DE REFERÊNCIA o 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 símbolo Zona de tolerância esboço
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42 EXEMPLOS: TOLERÂNCIA DE FORMA Característica: Retitude (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
43 EXEMPLOS: TOLERÂNCIA DE FORMA Característica: Retitude (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
44 EXEMPLOS: TOLERÂNCIA DE FORMA Característica: Planeza (Planicidade) CAMPO DE TOLERÂNCIA: No desenho técnico: O que significa: A superfície tolerada deve situar-se entre dois planos paralelos distanciados de t = 0,05mm.
45 EXEMPLOS: TOLERÂNCIA DE FORMA Característica: Circularidade CAMPO DE TOLERÂNCIA: 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.
46 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;
47 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;
48 Identifique as especificações! Tolerâncias dimensionais Referências Cotas Básicas Tolerâncias de forma Tolerâncias de posição Tolerâncias de orientação
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53 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)
54 Origens do erro de circularidade Mancais defeituosos em máquinas ferramentas Deformação da peça durante a remoção de material Desalinhamento dos contrapontos de fixação Efeito do torneamento de uma peça em placa de três castanhas
55 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?
56 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
57 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
58 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;
59 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;
60 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
61 Medição do erro de circularidade Sistema de medição com mesa rotativa Vantagens do sistema: Medidor Peça -Permite troca da seção de medição sem alteração do set-up; Base Mesa rotativa -Pouco sensível a variações de temperatura; -Permite associação de medições de elementos geométricos paralelos, perpendiculares ou inclinados;
62 Medição do erro de circularidade Sistema de medição com eixo rotativo Eixo rotativo Vantagens do sistema: Peça Medidor Base -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;
63 Planeza (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;
64 Planeza (Planicidade) Erro de planeza: Distância entre dois planos paralelos entre os quais deve estar situada a superfície em consideração Superfície Erro de planicidade
65 Medição do erro de planeza Planeza Extensão do problema de retilineidade Verificação do erro de planeza com uma régua padrão Métodos para a verificação do erro de planeza em desempenos (a) (b) (c) (a) Linhas diagonais (b) Union Jack (c) Linhas cruzadas
66 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
67 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
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