Apresentação 4 46968- Perpendicularidade

Mestrado Integrado em Engenharia MecânicaUniversidade do Minho

Guimarães, 21 de Dezembro de 2011

Tecnologias de Manufactura III

Módulo de Metrologia Industrial

Tema IV - Estudo duma característica geométrica:Perpendicularidade

Luís Rodrigues 46968


Resumo

Com o presente trabalho pretende-se fazer um estudo sobre o

tolerânciamento de perpendicularidade.

Começa-se por abordar o tolerânciamento geométrico de uma forma geral,

passando pela simbologia aplicada.

De seguida, é apresentado o tolerânciamento, a sua simbologia,

aplicabilidade e formas de controlo/inspecção.

Serão abordadas as normas aplicáveis ao tolerânciamento dimensional e/ou

geométrico, as formas de obtenção das características de

perpendicularidade, causas de desvios geométricos e por último o papel

dos software CAD actuais na aplicação de tolerâncias.


Índice

Tolerância dimensional VS Tolerâncias geométricas

Simbologia do tolerânciamento geométrico

Simbologia específica da perpendicularidade

Quando deve ser aplicado o tolerânciamento geométrico

Método de verificação do tolerânciamento geométrico de perpendicularidade

Normalização aplicável ao tolerânciamento geométrico

Causas de desvios geométricos em peças maquinadas

Auxilio dos softwares CAD na especificação das tolerâncias geométricas

Bibliografia


Tolerância dimensional VS Tolerâncias geométricas

De acordo com o princípio de independência, uma cota linear e a sua tolerância limitam apenas o aspecto e tamanho de um elemento geométrico.

Uma tolerância linear controla apenas os tamanhos locais reais de um elemento, mas não os seus desvios geométricos de forma.


Tolerância dimensional VS Tolerâncias geométricasAs tolerâncias geométricas podem ser:

Forma: As tolerâncias de forma são os desvios que um elemento pode apresentar em relação à sua forma geométrica ideal. As tolerâncias de forma vêm indicadas no desenho técnico para elementos isolados, como por exemplo, uma superfície ou uma linha, entre outros como, rectitude, circularidade, planeza, etc.;

Orientação: Quando dois ou mais elementos são associados pode ser necessário determinar a precisa de um em relação ao outro para assegurar o bom funcionamento do conjunto, onde se denota o paralelismo, perpendicularidade e inclinação;

Posição: Quando tomamos como referência a posição, três tipos de tolerância devem ser considerados: de localização; de concentricidade e de simetria.

Batimento: Quando um elemento dá uma volta completa em torno de seu eixo de rotação, ele pode sofrer oscilação, isto é, deslocamentos em relação ao eixo, que podem ser radiais ou axiais.


Simbologia do tolerânciamento geométricoDenominação Símbolo

Tolerância de Forma

para Elementos

Isolados

De LinhasRectilineidadeCircularidadeForma de linha qualquer

De superfíciesPlanezaCilindricidadeForma de Superfície Qualquer

Tolerância Para

Elementos associados

De orientaçãoParalelismoPerpendicularidadeInclinação

De posiçãoLocalizaçãoConcentricidade ou CoaxialidadeSimetria

Tolerância de Batimento Radial e Axial


Simbologia do tolerânciamento geométrico

Os requisitos de tolerâncias geométricas são indicados num quadro rectangulardividido em dois ou mais compartimentos. Estes compartimentos devem conter : O símbolo da característica geométrica a toleranciar; O valor da tolerância, na unidade utilizada na cotagem linear [mm], eventualmente

precedido do símbolo “Φ” ou “SΦ”; A(s) letra(s) que permite(m) identificar a referência especificada, o sistema de

referência ou a referência especificada comum, conforme o caso.

Elementos toleranciados – Linha ou superfície

Quadros de tolerância (indicações complementares)



A perpendicularidade é a qualidade de duas rectas, de dois planos ou de uma recta e de

um plano que se encontram segundo um ângulo recto.

No contexto do tolerânciamento, a perpendicularidade insere-se na classe das tolerâncias

de orientação;

A tolerância de perpendicularidade são a(s) dimensão(ões) máxima(s) admissível(is) da

zona de tolerância, perpendicular ao elemento de referência

A tolerância de perpendicularidade só pode ser aplicada a elementos considerados

rectilíneos ou planos, designados por linhas ou superfícies.

Este tipo de tolerância limita igualmente os defeitos de forma (rectitude ou planeza) do

elemento toleranciado.


Simbologia específica da perpendicularidadeTolerância de perpendicularidade de uma linha em relação a uma linha de referência

O campo de tolerância é limitado por dois

planos paralelos, distantes no valor especificado

“t”, e perpendiculares à recta de referência

A linha mediana real, deve estar

compreendida entre dois planos paralelos

distantes, entre si, de 0,06, que são

perpendiculares ao eixo de referência A


Simbologia específica da perpendicularidadeTolerância de perpendicularidade de uma linha em relação a um sistema de referências

A zona de tolerância está limitada por dois

planos paralelos distantes, entre si, de “t”. Os planos

são perpendiculares à referência especificada A e

paralelos à referência especificada B

A linha mediana real do cilindro deve estar

compreendida entre dois planos paralelos distantes

entre si, de 0,1, que são perpendiculares ao plano de

referência A e na direcção especificada em relação

ao plano de referência B


Simbologia específica da perpendicularidadeTolerância de perpendicularidade de uma linha em relação a um sistema de referências

A zona de tolerância está limitada por dois pares de planos paralelos distantes, respectivamente, de 0,2 e 0,1 e perpendiculares entre si. Os dois pares de planos são perpendiculares à referência especificada A, sendo um paralelo e o outro perpendicular à referência especificada em B

A linha mediana real do cilindro deve estar compreendida entre dois pares de panos paralelos distantes entre si, respectivamente, de 0,2 e 0,1, na direcção especificada em relação ao plano de referência B e perpendiculares entre si. Cada par de planos paralelos deve ser perpendicular ao plano de referência A


Simbologia específica da perpendicularidadeTolerância de perpendicularidade de uma linha em relação a uma superfície de referência

A zona de tolerância está limitada por um cilindro

de diâmetro “t” perpendicular à referência

especificada, quando o valor da tolerância é

precedido do símbolo Ø

A linha mediana real do cilindro deve estar

compreendida numa zona de tolerância cilíndrica de

diâmetro 0,01, perpendicular ao plano de referência A


Simbologia específica da perpendicularidadeTolerância de perpendicularidade de uma superfície em relação a uma linha de referência

A zona de tolerância está limitada por dois

planos paralelos distantes, entre si, de “t” e

perpendiculares à referência especificada.

A superfície real deve estar compreendida entre

dois planos paralelos distantes de 0,08 e

perpendiculares ao eixo de referência A


Simbologia específica da perpendicularidadeTolerância de perpendicularidade de uma superfície em relação a uma superfície de referência

A zona de tolerância está limitada por dois planos

paralelos distantes, entre si, de “t” e

perpendiculares à referência especificada.

A superfície real deve estar compreendida entre

dois planos paralelos distantes de 0,08 e

perpendiculares ao plano de referência A



NOTA: O mais curto dos dois lados é considerado como o referencial, sendo o valor da tolerância determinado para o comprimento nominal do lado mais curto.

As tolerâncias gerais para a perpendicularidade



O tolerânciamento geométrico é aplicado de forma :

A limitar erros geométricos e dimensionais resultantes do fabrico;

A facilitar o controlo e inspecção das peças, pela definição de referenciais.

O tolerânciamento geométrico é usado quando:

As características da peça são criticas para a sua função ou intermutabilidade;

Quando os erros de forma têm de estar dentro de limites mais apertados do que

seria expectável do processo de manufactura;

Quando é necessário haver planos e/ou linhas de referência para garantir a

consistência entre desenhos, processos e verificação.



As tolerâncias dimensionais e os processos de manufactura providenciam

o controlo adequado, devido à necessidade de haver inspecção/controlo

dessa mesma tolerância para garantir a conformidade, pelo que

representa um custo extra no processo de produção.

O tolerânciamento geométrico não é usado quando:


A tolerância de perpendicularidade engloba os defeitos de forma: rectitude e

planeza. Assim, falar de controlo de perpendicularidade implica controlar a planeza

de uma superfície ou a rectitude de uma recta.


Princípios de medição da planeza de uma superfície



Princípios de medição da rectitude de uma superfície cilíndrica

A zona de tolerância é dada por duas linhas num plano através do centro da peça. Todos

os elementos circulares devem estar dentro da tolerância de 18,95-19,05 (tolerância

dimensional) e cada linha longitudinal deve estar contida na zona de tolerância definida

por duas linhas paralelas separadas em 0,03.



Principio de medição de rectitude de um eixo – medição funcional mandril/furo

Outro método de aferição da rectitude de um eixo de um cilindro pode ser usando

um furo com a dimensão máxima do veio a mandril, na condição de máximo

material, um mandril de 19,5 mais a tolerância de 0,03 daria um diâmetro máximo

do veio de 19,08.



Usando um furo com este diâmetro e profundidade igual ou superior ao mandril

pode-se testar se o mandril está conforme a especificação de rectitude. O mesmo

acontece para o caso de condição de mínimo material.

O mesmo procedimento pode ser usado caso o elemento a controlar seja um furo .



O método de verificação da perpendicularidade consiste então na medição da

rectitude ou planeza de um elemento mas garantindo a perpendicularidade. Para

garantir os 90° existem equipamentos específicos para o efeito:

Círculo dividido de grande precisão: aparelho divisor

Guias rectas de grande precisão, perpendiculares entre si: form

measuring instrument, máquina de medição por coordenadas;

Ângulo sólido: cantoneira, jig, régua de senos, esquadro ;

Feixe óptico: pentaprisma, autocolimador.



Método de medição usando um esquadro padrão.

Método de verificação de uma superfície perpendicular.

Verificação usando cantoneira e comparador.


Normalização

Normas internacionais ISO sobre o tolerânciamento geométrico

ISO 1101:1983 Technical drawings -Geometrical tolerancing - Tolerancing of form, orientation,

location and run-out -Generalities, definitions, symbols, indications on drawings ;

(ISO Book) ISO 2692:1988 Technical drawings - Geometrical tolerancing - Maximum material

principle (ISO Book);

ISO 5458:1998 Geometrical Product Specifications (GPS) - Geometrical tolerancing - Positional

tolerancing (Disponível edição 1987). (ISO Book);

ISO/TR 5460:1985 Technical drawings - Geometrical tolerancing - Tolerancing of form,

orientation, location and run-out - Verification principles and methods – Guidelines (ISO Book);

ISO 10579:1993 Technical drawings - Dimensioning and tolerancing - Non-rigid parts (ISO Book).


Normalização

Normas portuguesas NP sobre o tolerânciamento

NP 107:1962 (1ª Edição) Tolerâncias e ajustamentos. Terminologia

NP 189:1962 (1ª Edição) Sistema de tolerâncias. Noções fundamentais.

NP 190:1963 (1ª Edição) Sistema de tolerâncias. Simbologia.

NP 716:1968 (1ª Edição) Desenho técnico. Cotagem e especificação de tolerâncias de elementos

cónicos

NP 1896:1982 (1ª Edição) Roscas métricas de perfil triangular ISO para usos gerais. Tolerâncias.

Dimensões limites. Qualidade média CORRESPONDÊNCIA: ISO965- 2:1980 EQV

NP 1897:1982 (1ª Edição) Roscas métricas de perfil triangular ISO para usos gerais. Tolerâncias.

Desvios CORRESPONDÊNCIA: ISO 965-3:1980 EQV


Normalização

Normas europeias EN sobre o tolerânciamento

EN 20286-1:1993 Sistema ISO de tolerâncias e de ajustamento. Parte 1: Base de tolerâncias,

desvios e ajustamentos CORRESPONDÊNCIA: ISO 286-1:1988

EN 20286-2:1993 Sistema ISO de tolerâncias e de ajustamentos. Parte 2: Tabelas dos graus de

tolerância normalizados e dos desvios limites dos furos e dos veios CORRESPONDÊNCIA: ISO 286-

2:1988

EN 22768-1:1993. General tolerances. Part 1: Tolerances for linear and angular dimensions

without individual tolerance indications CORRESPONDÊNCIA: ISO 2768- 1:1989

EN ISO 7083:1994 Technical drawings. Symbols for geometrical tolerancing. Proportions and

dimensions. CORRESPONDÊNCIA: ISO 7083:1983


Causas de desvios geométricos em peças maquinadas

Material da peça (rigidez, tensões, composição)

Máquina-ferramenta usada (tipo, manutenção,rigidez…)

Experiencia do operador (habilidade);

Meio ambiente;

Vibrações;

Velocidade de corte;

Desgaste da ferramenta;

Fixação.

Outros


Auxilio dos softwares CAD na especificação das tolerâncias geométricas

A forma corrente dos sistemas actuais é de apresentar uma caixa de diálogo ao

utilizador, onde este selecciona qual o tipo de tolerância, onde se aplica e qual o

valor;

No entanto existe o conceito do MBD (Model Based Definition ) consiste em

concentrar em um só arquivo digital todas as informações necessárias para que o

produto seja gerado. Com isso, facilita-se grandemente o gerenciamento das

informações, a actualização destas informações e minimizam-se erros de

comunicação.

Toda a especificação é gerada através do GD&T (Geometrical Dimensioning and

Tolerancing )


Bibliografia

1 - Britton, Greame. Geometric Dimensioning and Tolerancing. Synthetica. [Online]

[Cited: Dezembro 17,2010.]

http://synthetica.eng.uci.edu/~mccarthy/mechanicaldesign101/GDandT.pdf.

2- Dias, João. Normas NP, ISO e EN relacionadas com o Desenho Técnico. s.l. : Instituto

Superior Técnico.

3- Morais, Simões. Desenho Técnico Básico nº3. s.l. : Porto Editora.

4- Silva, Arlindo, et al. 2004. Desenho Técnico Moderno. s.l. : Lidel, 2004.

5- ISO. Vocabulário Internacional de Metrologia. 3. s.l. : Intituto Português da Qualidade - IPQ,

2008.

6- Cunha, Luís Veiga da. Desenho Técnico. 9. s.l. : Fundação Calouste Gulbenkian, 1996.

7- Guedes, Pedro. Metrologia industrial.:ETEP,2011

Documents

Apresentação 4 46968- Perpendicularidade