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TREINAMENTO GD&T. INTRODUÇÃO. O que é GD&T ?
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INTRODUÇÃO • O que é GD&T ? • Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T) é uma norma de dimensionamento e tolerânciamento (ASME Y14.5m-1994). No projeto mecânico, o GD&T é a linguagem que expressa a variação dimensional do produto no que diz respeito a função e ao relacionamento de seus elementos. • O GD&T é uma ferramenta de projeto mecânico que: • Promove a uniformidade na especificação e interpretação do desenho; • Elimina conjecturas e suposições errôneas; • Permite que o desenho seja uma ferramenta contratual efetiva do projeto do produto; • Assegura que os profissionais do projeto, da produção e da qualidade estejam todos trabalhando na mesma língua. As técnicas e princípios do GD&T consideram o requisito de projeto sem prejudicar a qualidade e a funcionalidade do elemento. Através do dimensionamento funcional, permitem-se tolerâncias mais abertas em todos os estágios do processo de manufatura com garantia de montagem. • O seu objetivo é a COMUNICAÇÃO além da simples “aplicação geométrica” • FUNÇÃO e RELACIONAMENTO são as palavras chaves.
HISTÓRICO Século XVIII – Revolução Industrial; 1905 – Willian Taylor cria o calibrador Passa / Não Passa; 1935 – ASA (American Standard Association) publica a “American Standad Drawing and Drafting Room Practices”. Primeira norma reconhecida para desenhos de engenharia; 1940 – O engenheiro escocês Stanley Parker, trabalhando na empresa inglesa Royal Torpedo Factory, realiza experiências com peças de torpedos e demonstra que a zona de tolerância para o posicionamento na montagem deve ser circular (true position) e não quadrada. 1944 – No Reino Unido é publicado um conjunto de normas pioneiras para desenho baseado nos estudos de Stanley Parker; 1957 – Nos Estados Unidos a ASA aprova a “ASA Y14.5”. Primeira norma americana sobre dimensionamento e tolerânciamento; 1966 – Nos Estados Unidos a “ANSI Y14.5M”. Primeira norma americana unificada com o sistema métrico, após muitos anos de debate; 1973 – Atualização para “ANSI Y14.5M-1973”; Anos 70 – Primeiros estudos vetoriais de cadeias de tolerâncias na GM; 1982 – Nova atualização para “ANSI Y14.5M-1982”. Globalização aumenta a necessidade de especificações unificadas de tolerâncias. Boom do GD&T; Anos 80 – Softwares de análise de tolerância 3D; 1982 e 1994 – 23 reuniões oficiais do sub-comitê Y14.5 e 7 reuniões mundiais com sub-comitês da ISO; 1994 – ASME publica a “ASME Y14.5M-1994”. Com o objetivo de unificar os princípios de dimensionamento e tolerânciamento com as normas internacionais da série ISO.
As 8 Vantagens do GD&T x Os 8 Mitos do GD&T • A tolerância específica pode ser usada para se especificar tolerâncias mais apertadas ou mais abertas do que a tolerância geral.
DEFINIÇÕES • Tolerâncias Geométricas • Informações de projeto utilizadas para controlar a variação de características geométricas (função); • Única forma de garantir o inter-relacionamento dos elementos de uma peça; • Termo geral aplicado à categoria de tolerâncias usadas para controlar forma, localização, orientação, batimento e perfil; • A tolerância dimensional permite controlar a tolerância geométrica que pode ser considerada um refino da primeira. Os desenhos EMBRAER, a partir do programa do EMBRAER 170, que possuem tolerâncias geométricas devem conter a NI-856, que faz um link para NE 03-073, a qual possui a ASME Y14.5M-1994 anexada. Dimensões Básicas (Cotas Básicas) • Valores numéricos usados para descrever a posição, o perfil, a forma e a orientação teoricamente exatos de um elemento ou de um alvo datum; • A variação permissível nesse caso é estabelecida pelo quadro de controle; • Para a identificação, os valores das cotas básicas são colocados dentro de retângulos; • Elas pressupõem um quadro associado, pois só assim fazem sentido, exceto no caso de localização do alvo datum. • A cota básica deve necessariamente nascer de um datum! • Não se pode aplicar tolerância geral à cota básica!
DEFINIÇÕES • Quadros de Controle (Feature Control Frames ou Call Outs) • Retângulos usados para aplicação das tolerâncias que contêm o símbolo da característica geométrica, o valor de tolerância, os datums de referência e os modificadores, se aplicáveis; • A leitura correta do quadro de controle é um ponto-chave para a interpretação em GD&T. Lembrando que o GD&T é uma linguagem precisa e clara, este deve possuir somente uma interpretação. • O GD&T permite a inclusão de notas abaixo do quadro de controle para elucidar alguma dúvida que possa existir somente com a leitura do quadro ou simplesmente para acrescentar alguma informação que não é possível expressar dentro do mesmo.
DEFINIÇÕES • Regra # 1 • Quando se utiliza somente tolerância dimensional em um elemento FOS, ela exerce controle sobre a dimensão e também sobre as características de forma ( , , , ) dos elementos com três condições; • As variações dimensionais do elemento em qualquer seção devem estar dentro do envelope definido pela AMES; • As superfícies de um elemento não devem ultrapassar o limite de forma perfeita na MMC. Esse limite é a verdadeira forma geométrica representada pelo desenho. Não é permitida a variação na forma se o elemento for produzido no seu limite da MMC. • Não há exigência de forma perfeita quando o elemento estiver na condição de mínimo Material. • Aplicada somente a elementos que são FOS! • A Regra # 1 não é aplicada a: • Elementos que não são FOS; • Peças sujeitas a variação em estado livre (sem rigidez estrutural); • Mercadorias como tubos, barras, chapas e perfis estruturais a menos que especificada em desenho através de tolerância geométrica. • Tolerância Geométrica só faz sentido para refinar a regra #1 ou para garantir o inter-relacionamento entre os elementos. • Quando é desejável permitir que uma superfície de um elemento exceda os limites de forma perfeita na MMC, pode-se utilizar a nota: PERFECT FORM AT MMC NOT REQUIRED. ! !
DEFINIÇÕES • Regra # 2 • A utilização de modificadores nos quadros de controle obedece às seguintes regras: • Para todos os tipos de tolerâncias geométricas, o modificador (FRS – Regardiess of Feature Size) se aplica à tolerância individual, ao datum ou a ambos, quando nenhum outro símbolo de modificador é especificado. Não é preciso colocar o símbolo; • Os demais modificadores, como MMC, , ou LMC, , precisam ser especificados no desenho quando requeridos. • As características geométricas de , , , , , , , não podem ser aplicadas na MMC ou LMC devido à natureza do controle! • Fixação de Peças no Espaço • Um objeto, sem limitações de movimento no espaço, tem seis graus de liberdade. • Antes de uma operação de fabricação, inspeção ou montagem, esses seis graus de liberdade devem ser fixados, este procedimento é realizado com auxílio de elementos de referência externos à peça. S L M !
DATUMS • Definição de Datum. • Elementos físicos externos à peça, usados para sujeitar os graus de liberdade da mesma; • Correspondem, sempre que possível, às interfaces de montagem da peça; • No GD&T, as tolerâncias de orientação e localização são referenciadas nos datums e as cotas básicas usam esses elementos como origem. • As letras I,O e Q não podem ser utilizadas para a identificação dos datums! !
DATUMS • Datum Superfície. • É a superfície de uma peça utilizada para se estabelecer um datum; • O símbolo do datum superfície deve ser aplicado diretamente na superfície plana, cilíndrica, esférica, etc, ou na sua linha de extensão, mas claramente separado da cota. • Pode-se também simular um datum FOS utilizando dois elementos diferentes, como na figura acima. Quando isso ocorre, este datum é denominado datum conjugado ou datum simulado (simulated datum).
DATUMS • Datum Linha de Centro. • É a linha central da FOS associada; • Só existe depois da definição da FOS correspondente! • O símbolo do datum linha de centro deve ser aplicado no prolongamento da linha da cota correspondente, ou, se o elemento for controlado por uma tolerância geométrica, deve-se aplicar no quadro de controle. • Nunca colocar o ▲diretamente na linha de centro! • Datum Plano Central. • É o plano central da FOS associada. • Só existe depois da definição da FOS correspondente! • O símbolo do datum plano central deve ser colocado na extensão da linha da cota, como no caso do datum linha de centro. • Nunca colocar o ▲diretamente na linha de centro! • Alvo Datum • A sua aplicação é de grande valor para peças sem superfícies planas. O alvo datum pode ser de três tipos: ponto, linha ou área. O alvo datum estabelece o sistema de referência dos datums e, adicionalmente, assegura repetibilidade da localização da peça para as operações de manufatura e medição. • As localizações e/ou formas dos alvos datums ponto, linha e área são controladas por cotas básicas. ! ! ! !
DATUMS • Alvo Datum Área. • Esse tipo de datum deve ser estabelecido quando uma área ou áreas de contato são necessárias para assegurar a estabilidade da peça. Sua utilização corresponde a áreas de contato com ferramental ou gabaritos de montagem onde a face de contato do elemento de sujeição com a peça é plana. • Alvo Datum Linha. • É indicado por um ponto em uma vista do desenho e uma linha tracejada na outra. Quando o comprimento do alvo datum linha deve ser limitado, o mesmo deve ser indicado no símbolo. • Alvo Datum Ponto. • É indicado por um ponto. São usados pelo menos três pontos para a definição de um datum primário, dois pontos para um secundário e um para um datum terciário. Pode ser utilizado para definir datums usando planos diferentes. • Quando usar o alvo datum ? • Peças sem rigidez estrutural; • Peça fica “bamba” no contato com a superfície completa; • Somente partes (pontos, linhas ou áreas) da peça são funcionais; • A peça não possui superfícies planas ou FOS para serem usadas como datums.
DATUMS • Sujeição de Datums Planos. • O estabelecimento dos datums se dá na ordem em que os mesmos aparecem no quadro de controle, obedecendo à ordem de sujeição das peças nos dispositivos de fabricação e controle. Dessa forma, eles podem ser do tipo primário, secundário ou terciário. • O datum superfície A é o primário e se estabelece por intermédio de três pontos de contato mais proeminentes. Nesse caso, trava três graus de liberdade da peça. O datum B é o secundário e trava mais dois graus de liberdade. No mínimo duas extremidades ou pontos de contato devem existir para que se obtenha o plano datum B, perpendicular ao plano A. O datum C trava mais um grau de liberdade, usando apenas o ponto mais proeminente da fase associada a ele, referenciando a peça por completo no espaço. • Se a ordem dos datums no quadro de controle for alterada, a posição da peça no espaço também muda, pois os pontos mais proeminentes, responsáveis pelo estabelecimento dos datums, serão outros. Sujeição de Datums Cilíndricos. O conceito de sujeição dos datums cilíndricos é o mesmo dos datums planos. A ordem dos datums no quadro de controle também altera o procedimento de estabelecimento das referências das peças. O procedimento real, usado nas operações de torneamento, por exemplo, é feito apertando levemente a castanha para sujeitar o datum cilíndrico A. O menor cilindro circunscrito estabelece o datum linha de centro A. O datum secundário B é estabelecido encostando a superfície no fundo da placa.
DATUMS • Regra do Diâmetro Primitivo – Roscas e Engrenagens. • Quando uma fixação roscada é especificada como um datum, o eixo de referência é derivado do diâmetro primitivo. Se uma exceção for necessária, a característica da rosca a partir da qual o eixo se deriva (assim como MAJOR Ø ou MINOR Ø) deve ser apresentada abaixo do quadro de controle ou do símbolo do datum. • Quando uma engrenagem ou uma ranhura é especificada como datum, uma característica específica deve ser designada para derivar o eixo de referência (assim como PITCH Ø, PD, MAJOR Ø ou MINOR Ø) deve ser apresentada abaixo do quadro de controle ou do símbolo do datum. • Esse tipo de Datum deve ser evitado devido à dificuldade no controle; • Especificações de roscas são cobertas por normas internas EMBRAER NE 06-008: Roscas – simbologias e terminologia; NE 06-010: Roscas unificadas para estruturas e/ou para fixação – Dados para fabricação; NE 06-011 Roscas ANPT – Dados para fabricação. Na ausência de documentos internos aplicáveis deve-se referenciar a norma usada. A ASME Y14.5 sugere a aplicação das normas ASME Y14.6 e Y14.6aM. • Especificações de engrenagens não são cobertas por normas internas EMBRAER. A ASME Y14.5 sugere as normas da série ASME Y 14.7 para engrenagens e ANSI B.32 para eixos ranhurados.
POSIÇÃO Forma da Zona de Tolerância
POSIÇÃO • Outras Zonas de Tolerância de Posição • Tolerância de posição bidirecional: • Necessidade de especificação de tolerâncias mais abertas em uma direção que em outra. Nesse caso a zona de tolerância não será cilíndrica mas sim retangular. Pode ser aplicada tanto em furos cilíndricos quanto em furos quadrados. • Outras formas de FOS - “Boundary” • A zona de tolerância é igual à diferença entre o elemento na MMC e sua tolerância de posição. A forma dessa zona é a mesma do elemento na sua posição verdadeira. Para isso é usada a nota BOUNDARY abaixo do quadro de controle. • Para furos não paralelos e não normais a superfície, a tolerância de posição também se aplica. A forma da zona de tolerância pode ser cilíndrica ou bidirecional, como para qualquer outra FOS.
