TOLERÂNCIAGEOMÉTRICA

HISTÓRICO

• A manufatura como conhecemos teve início com a Revolução Industrial por volta de 1800;

• Nesta época os desenhos eram artísticos em escala com poucas medidas;

• Industrias eram pequenas casas empregando artesãos responsáveis por todo o processo que passavam seus conhecimentos de geração em geração

HITÓRICO

• Existiam variações, mas devido aos instrumentos de medição disponíveis eram difíceis de serem identificadas;

• Quando isso ocorria, o próprio artesão corrigia;

• O produto funcionava com perfeição;• Manufatura era um processo de alta

qualidade, mas também vagaroso, trabalhoso e caro.

HISTÓRICO

• A linha de montagem e outras tecnologias revolucionaram a manufatura;

• As linhas de montagem exigiam especialistas ao invés dos artesãos;

• Os especialistas não tinham tempo nem habilidade para corrigir erros.

HISTÓRICO

• Novos instrumentos de medição derrubaram o mito da perfeição;

• Os engenheiros perceberam que a variação era inevitável;

• Mais do que isso, em todas as dimensões de todas as peças em todas as montagens alguma variação é permitida desde que não prejudique a função do produto;

HISTÓRICO

• A variação foi chamada de tolerância;• E desenvolveu-se um sistema de ± ou

um sistema coordenado com uma lógica para escolher e posicionar estes valores;

• Com esta prática, os desenhos passaram a ser a principal comunicação entre departamentos menos centralizados, mais especializados e sujeitos a maiores exigências.

HISTÓRICO

• Para melhorar a qualidade dos desenhos, padronizações foram feitas;

• Em 1935 a primeira norma Americana de desenho foi publicada, com 18 páginas cinco páginas sobre dimensionamento e dois parágrafos sobre tolerância;

• As deficiências se tornaram obvias durante a Segunda Guerra Mundial.

HISTÓRICO

• Durante os anos, várias melhorias nas normas foram feitas;

• Em 1966 a primeira norma ANSI Y14.5 foi publicada;

• Esta foi atualizada em 1973, 1993 e 2009• Y 14.5 - 2009 Dimensioning and

Toleranciang (G.D. & T.)• http://catalog.asme.org/Codes/PrintBook/

Y145_2009_Dimensioning.cfm

Geometric Dimensioning and Tolerancing

• Tem dois propositos:– Estabelecer um conjunto de simbolos

padronizados que definem as características da peça e suas zonas de tolerância;

– É uma filosofia para definir uma peça baseada em como ela funciona.

VANTAGENS

• Melhora a comunicação;– Uniformidade nas especificações

• Melhor projeto do produtos;– Dimensionamento baseado na função

da peça

• Aumento da tolerância de produção.– Com bonus ou tolerância extra,

tolerância funcional

DESVANTAGENS

• Quantidade de treinamento disponíveis;

• Grande quantidade de maus exemplos;

REGRAS FUNDAMENTAIS

• Toda dimensão deve ter tolerância, com exceção das identificadas como referência, máximo, mínimo ou estoque;

• Dimensionar e tolerar devem ser completos, definindo todas as características de cada peça;

• O dimensionamento deve ser feito de modo a satisfazer as funções e relações de ajuste de uma peça, não deve ter mais de uma interpretação

REGRAS FUNDAMENTAIS

• O desenho deve definir a peça sem especificar o método de manufatura;

• Se utiliza ângulos de 90º onde linhas de centro e linhas do desenho descrevem esta característica e não há nenhuma dimensão especificada;

• Se utiliza ângulos de 90º em características e superfícies onde não há nehuma dimensão especificada;

REGRAS FUNDAMENTAIS

• A não ser que especificado todas as dimensões são válidas a 20º C;

• Todas as dimensões se aplicam a peças em condições de repouso, esta condição não se aplica a peças não rígidas;

• A não ser que especificado, toda tolerância geométrica se aplica ao comprimento, largura e profundidade totais;

Tolerância por Coordenada

• Sistema predominante nos desenhos técnicos;

• Sistema de dimensionamento onde as características das peças são localizadas através de dimensões “retangulares” com as devidas tolerâncias;

• Contém 3 grandes negligências.

1ª Negligência

• Permitir uma tolerância maior na diagonal

2ª Negligência

• O centro do furo deve estar em uma zona quadrada de 0,5 mm, seja na dimensão mínima ou máxima;

• O mais importante é a montagem;• A situação mais critica é o limite mínimo;• Se furo maior que o mínimo, sua tolerância

de localização também pode aumentar.

QUANTO MAIOR O FURO, MAIS FORA DA POSIÇÃO ELE PODE ESTAR

3ª Negligência

• Instruções ambíguas para inspeção

TOLERÂNCIA GEOMÉTRICAPRINCÍPIOS

• 4 GRANDES PONTOS:• EXISTEM APENAS QUATRO COISAS

CONTROLADAS PELA GEOMETRIA:– TAMANHO– FORMA– ÂNGULO – LOCALIZAÇÃO

TOLERÂNCIA GEOMÉTRICAPRINCÍPIOS

• 3 GRANDES PONTOS:• EXISTEM 3 CONTROLES PARA

CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS:– CONTROLE DE SUPERFÍCIE– CONTROLE DE EIXOS– CONTROLE DE PLANOS DE CENTRO

• ESTES SÃO COBERTOS PELAS 14 CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS

DEFINIÇÕESCARACTERÍSTICA

• É um termo geral aplicado a uma porção física da parte como superfícies, furos, rasgos, etc. A ela são associadas tolerâncias de forma, orientação, localização, batimento ou perfil.

D

A

DEFINIÇÕES

CARACTERÍSTICA DE TAMANHO (FOS)• É uma superfície cilíndrica ou esférica ou

um conjunto de superfícies paralelas cada qual associada com uma dimensão mensurável. (furos, rasgos, eixos, etc.)

56.156.0

12.712.0

46.246.0

DEFINIÇÕESDIMENSÃO DE LOCALIZAÇÃO

• É uma dimensão que localiza linhas de centro, planos centrais de uma característica de parte relativa a outra característica de parte, linha de centro ou plano central.

15.615.4

16.216.0

DEFINIÇÕESCONDIÇÃO DE MÁXIMO MATERIAL (MMC)• Quando uma característica de tamanho

(FOS) contém a maior quantidade de material dentro de seus limites de tamanho

26.426.0

MMC

EIXO

10.510.0

MMC

FURO

DEFINIÇÕESCONDIÇÃO DE MINIMO MATERIAL (LMC)

• Quando uma característica de tamanho (FOS) contém a menor quantidade de material dentro de seus limites de tamanho

26.426.0

LMC

EIXO

10.510.0

LMC

FURO

DEFINIÇÕES

CONDIÇÃO INDEPENDENTE DO TAMANHO DA CARACTERÍSTICA

(RFS Regardless of feature size)• É o termo usado para indicar que a

tolerância geométrica aplica-se de modo uniforme em toda a zona de tolerância da FOS.

• Quando a FOS não está nos limites.

QUADRO DE TOLERÂNCIA

EXEMPLOS

REGRAS FUNDAMENTAIS

• Existem 3 regras fundamentais que são usadas extensivamente. Elas são os alicerces sobre do sistema de tolerâncias geométricas.

• É MUITO IMPORTANTE ENTENDER ESTAS REGRAS.

REGRA #1 (ENVELOPE)

• Para característica de tamanho, onde apenas a cota dimensional esta especificada, as superfícies não devem se extender através dos limites (envelope) da “FORMA PERFEITA NA MMC”.

• Se aplica a todas as FOS em um desenho. É como um controle invisível aplicado a uma FOS a menos que seja anulada por uma tolerância geométrica

REGRA #1 (ENVELOPE)

• Se aplica a características individuais

• Tem duas excessões: peças não rígidas e peças brutas.

REGRA #2

• Para tolerância de posição, S , L ou M devem ser especificados no quadro de tolerância relacionado ao valor da tolerância, referência ou ambos quando aplicável.

0.5 D H E

S,L ou M devem ser especificados se a referência foruma característica de tamanho

REGRA #3

• Para outras além da tolerância de posição, RFS é aplicado com respeito a tolerância, referências ou ambas, onde nenhum modificador esta especificado. MMC deve ser especificado no quadro de tolerância quando apropriado e desejado.

0.12 RFS é aplicado

• A LOCALIZAÇÃO DO QUADRO DE TOLERÂNCIA DETERMINA SE ELA É APLICADA EM UMA CARACTERÍSTICA OU CARACTERÍSTICA DE TAMANHO.

DIMENSÕES BÁSICAS

• É UM VALOR NUMÉRICO UTILIZADO PARA DESCREVER TEÓRICA MENTE, CARACTERÍTICA EXATAS DE UMA OU CARACTERÍSTICA OU PONTO DE REFERÊNCIA.

A não ser que especificado, todas as dimensões não tolaradas são básicas

TOLERÂNCIA BONUS

• Sempre que uma tolerância geométrica é aplicada a uma FOS, e ela contém um modificador MMC na parte da tolerância do quadro, uma tolerância bonus é possível.

• Significa que a tolerancia geométrica se aplica quando FOS esta na MMC.

• Esta tolerância extra é chamada de bonus

• As duas condições para bonus são:• Sempre que a regra #1 se aplica• Sempre que uma tolerância geométrica é aplicada a uma

FOS na MMC

CONDIÇÃO VIRTUAL

• É o limite extremo de uma FOS gerada pelo efeitos coletivos da MMC e qualquer tolerância geometrica aplicada.

• É usada para:– (Projetista) Calcular as dimensões extremas

para analisar montagens;– (Inspetor) Para determinar condições

extremas em inspeções com set up abertos– (Projetista de dispositivos) Para calcular

dimensões padrão

EXERCÍCIOS

TOLERÂNCIADE

FORMA

Informações Gerais

• Sempre que os limites estabelecidos por uma tolerância dimensional, de localização e a REGRA #1 não forem suficientes para controlar os requisitos funcionais da peça, então se aplica uma tolerância de forma.

• Se aplica somente a uma caracteristica ou FOS

• É usada para definir a forma de uma característica com relação a si mesma

Informações Gerais

Controle de Forma NUNCA USA REFERÊNCIA

PLANEZA

Planeza• Quando uma superfície é plana, todos os

seus elementos estão contidos em um ÚNICO plano verdadeiro;

• A tolerância de planeza é o valor permitido que os elementos da superfície podem variar a partir do plano verdadeiro;

• É a distância entre dois planos• O plano teórico é estabelecido pelos 3

pontos mais altos da superfície considerada• Um segundo plano é paralelo ao primeiro• A tolerância é a distância entre estes 2

planos

A zona de tolerância para planeza é a distância entre dois planos paralelos separados pelo valor da tolerância de planeza

Regra #1

• Sempre que a Regra #1 se aplicar a uma FOS plana, o controle de planeza será de ambos os lados.

Planeza

• O controle de planeza limita a superfície somente quando a peça se afasta da MMC mais que a tolerância de planeza;

• Não sobrepõe a Regra #1• Não afeta a condição virtual• O valor da tolerância deve ser menor

que a tolerância dimensional

RETITUDE

Retitude

• É a condição onde cada linha do elemento, ou eixo ou linha de centro são retas;

• É bi-dimensional Quando aplicada a uma característica (superfície), não usa MMC e LMC;

• A zona de tolerância se aplica na vista onde o quadro é colocado.

Retitude

• Zona de tolerância: consiste de 2 linhas paralelas para cada linha da peça;

• A primeira linha é estabelecida pelos 2 pontos mais altos, a segunda linha é paralela a primeira e distante no valor da tolerância.

Regra #1

• Sempre que a Regra #1 se aplicar a uma FOS plana, tem-se controle de retitude, para as linhas de ambas as superfícies (características)

Retitude

• O controle de retitude limita a superfície somente quando a peça se afasta da MMC mais que a tolerância de planeza;

• Não sobrepõe a Regra #1• Não afeta a condição virtual• O valor da tolerância deve ser menor

que a tolerância dimensional

Retitude para FOS

• A zona de tolerância se aplica ao eixo da FOS

• A regra #1 é sobreposta• A condição virtual é afeada• Modificadores podem ser usados no

quadro de tolerância• O valor da tolerância deve ser menor

que a tolerância dimensional

REGRA #1

Aplicação - RFS

• Especificam uma zona de tolerância dentro do qual o eixo ou plano central devem estar contidos;

• Sobrepõe Regra #1• Aplica-se a Regra #3• A condiçao virtual da FOS é afetada• O valor da tolerância deve ser menor

que a tolerância dimensional

Aplicação RFS

Aplicação MMC

• Especificam uma zona de tolerância dentro do qual o eixo ou plano central devem estar contidos;

• Sobrepõe Regra #1• A condiçao virtual da FOS é afetada• Fica disponível tolerância Bonus• Pode-se usar um cálibre fixo• O valor da tolerância deve ser menor

que a tolerância dimensional

Aplicação MMC

CIRCULARIDADE

Circularidade

• Condição onde todos os pontos de uma superfície de revolução, para qualquer superfície, perpendicular a um eixo comum, são eqüidistantes deste eixo.

• Aplica-se somente à característica;• Não usa MMC e LMC• Evitar o efeito lóbulo

Circularidade

• Especifica que cada elemento circular de uma característica deve estar contido em uma zona de tolerância formada por dois círculos coaxiais.

• É aplicada independentemente para cada secção da peça e em um ângulo reto com o eixo da característica (superfície)

Circularidade - Regra#1

• Quando o diâmetro esta na MMC os elementos da secção estudada devem ser perfeitamente circular. Ao deixar a MMC em direção a LMC um erro de circularidade é permitido tendo este o mesmo valor do desvio.

REGRA # 1

Circularidade

• Eixos com erro de circularidade levam a um desgaste prematuro de rolamentos e buchas

• O diâmetro deve estar dentro da tolerância dimensional

• Não sobrescreve a regra #1• Tol. Geométrica deve ser menor que tol.

Dimensional (refinamento)• Não afeta os limites externos da FOS

APLICAÇÃO

CILINDRICIDADE

Cilindricidade

• Condição de uma superfície de revolução onde todos os pontos são eqüidistantes de um eixo comum;

• Não usa MMC e LMC;• O diâmetro deve estar dentro dos limites

dimensionais;• Não ultrapassa a regra #1;• Menor que a tol. Dimensional;• Não afeta o limite externo da FOS

Cilindricidade - Regra #1

• Quando o diâmetro esta na MMC os elementos da secção estudada devem ser perfeitamente cilindricos. Ao deixar a MMC em direção a LMC um erro de cilindricidade é permito tendo este o mesmo valor do desvio.

Cilindricidade - Teste

• Não pode ser especificada referência no quadro de tolerância;

• Não pode ser especificada modificadores no quadro de tolerância;

• Aplicado a um diâmetro;• Menor que a tol dimensional ou outro

controle geométrico (refinamento)

RESUMO