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xii Conteúdo
9 Tolerâncias de Localização .................................. 207
11.1 Introdução ....................................... 271
10 Tolerâncias de Perfil ....................................... 249
8.5 Tolerâncias de Orientação nas Normas ASME ............ 204
Deslocamento Angular .............................. 260
9.4 Tolerâncias de Simetria .............................. 245
10.7.4 Os Novos Símbolos (ASME Y14.5:2018) ........... 267
Deslocamento ................................... 258
Avião ................................... 202
9.3 Tolerâncias de Concentricidade e Coaxialidade ............... 242
10.5.1 Zona de tolerância de deslocamento com um linear não especificado
9.2.2 Escolha dos Modificadores para Tolerâncias de
Posição 9.2.3 Localização do Padrão 9.2.4 Cálculo de
uma Tolerância de Posição Geométrica 9.2.5 Zona de
Tolerância Projetada 9.2.6 Tolerâncias de Posição nas
Normas ASME ........ 235
8.4.3 Angularidade de uma Superfície Planar Relacionada a um Datum
Tolerância
10.7.3 Coplanaridade ................... 267
10.7.2 Perfil Unilateral e Disposto Desigualmente
9.2 Tolerâncias de Posição .............................. 209
221
10.4 Especificação da Zona de Tolerância de Deslocamento ....................... 257
11.4.1 Excentricidade em um Plano Tangente ................... 279
10.7 A Tolerância de um Perfil nos Padrões ASME......... 265
212
10.2 Regras para Tolerância de Perfil (ISO 1660:2017) .............. 252
11.3 Esgotamento Total ................................... 275
10.1 Introdução ....................................... 249
9.4.1 Simetria na ASME Y14.5 ..................... 246
Referência ............................................. 206
10.6 Especificação de Padrão (ISO 5458:2018) ................... 262
11.2 Batimento Circular .................................. 273
10.5.2 Zona de tolerância de deslocamento com um não especificado
8.4.4 Angularidade (MMR) Aplicada a um Recurso de Tamanho ..... 204
9.3.1 Concentricidade na ASME Y14.5 ................... 244
11 Tolerâncias de Excentricidade .............................. 271
11.4.2 Aplicação de tolerância de excentricidade a um conjunto ...... 280
10.5 Elementos de Especificação de Restrição ....................... 258
9.2.1 Tolerância de Posição Aplicada às Superfícies Medianas ......
11.4 Controle de Excentricidade nos Padrões ASME Y14.5 ............ 277
10.3 Interpretação do Perfil .............................. 255
9.1 Introdução ....................................... 207
214
10.7.1 Tolerância de Perfil Composto ............... 265
..... 226
....................... 231
......................... 265
.........................................
......
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xiiiConteúdo
Índice .................................................... ..... 303
12.3 Peças Não Rígidas na Norma ASME Y14.5:2018 ......... 285
13.3 Operador de Especificação Padrão para Tamanho ............... 294
12 Especificação Geométrica para Peças Não Rígidas ................ 283
Referência ............................................. 290
13 Tamanhos Lineares ............................................. 291
13.4 Indicações de Desenho .............................. 295
12.1 Peças Não Rígidas ................................... 283
Referência ............................................. 299
13.1 Introdução ....................................... 291
12.2 A Norma ISO 10579-NR .......................... 284
Bibliografia ....................................... 301
13.2 Os Padrões ISO 14405: Termos e Definições........... 292
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Sobre o autor
O Prof. Stefano Tornincasa é professor titular de Desenho Técnico e Ferramentas de Projeto para
Engenharia Industrial no Politecnico di Torino. Desenvolve atividades de pesquisa há mais de 30
anos na área de design funcional e tolerâncias geométricas e publicou mais de 200 artigos
científicos nacionais e internacionais. Foi Presidente da ADM Improve Association (Innovative
Methods in PROduct design and deVElopment) de 2011 a 2015.
É coautor do livro best-seller sobre Desenho Técnico Industrial, que
O professor Tornincasa realizou cursos de treinamento em GD&T em muitas das principais
empresas de manufatura na Itália, e é dessa atividade que ele deriva sua habilidade e experiência
em design funcional.
é atualmente adotado nos cursos de design da maioria das universidades italianas.
Seus outros tópicos de pesquisa têm sido focados no desenvolvimento de produtos, inovação
de ciclos por meio de modelos digitais e metodologias de prototipagem virtual (PLM).
xv
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Resumo A documentação técnica de produtos atualmente elaborada em muitas empresas
infelizmente ainda é ambígua e contém muitos erros, como dados errôneos, distâncias
imprecisas ou ausentes, além de tolerâncias incongruentes e difíceis de verificar. Por cerca
de 150 anos, uma abordagem de tolerância chamada “tolerância coordenada” foi o sistema
de tolerância predominante usado em desenhos de engenharia.
GD&T, ou GPS, é uma linguagem composta por símbolos que podem ser usados para
controlar com precisão as tolerâncias, mas também permite a máxima flexibilidade de
fabricação e controle dos custos a serem alcançados.
As superfícies reais podem, de facto, diferir, em vários graus, da forma geométrica exacta
prevista durante a fase de projecto, tanto no que diz respeito à forma geométrica como na
posição pré-estabelecida em relação a outras superfícies assumidas como referência, como
resultado de vários fatores (flexão da peça e da ferramenta durante o ferramental, vibrações
da máquina, deformações durante o endurecimento, etc.).
De facto, esta metodologia já não se revela a mais adequada às exigências da moderna
realidade produtiva global, em que as empresas, tanto por razões estratégicas como de
mercado, recorrem frequentemente a fornecedores e produtores localizados em diferentes
países, sendo por isso necessário fazer uso de meios de comunicação em que a transferência
de informações seja unívoca e rigorosa. GD&T ou GPS é uma linguagem simbólica que é
usada para especificar os limites de imperfeição que podem ser tolerados para garantir uma
montagem correta, bem como a funcionalidade e controle unívoco e repetível das peças que
devem ser produzidas.
O Dimensionamento e Tolerância Geométrica (GD&T) ou Especificação Geométrica do
Produto (GPS) é uma ferramenta fundamental de projeto que permite definir de forma clara e
inequívoca os limites admissíveis de imperfeição das peças produzidas, com o objetivo de
garantir a montagem e funcionalidade.
Capítulo 1
© O(s) autor(es), sob licença exclusiva para Springer Nature Switzerland AG 2021
S. Tornincasa, Technical Drawing for Product Design, Springer Tracts in
Mechanical Engineering, https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854- 5_1
1
1.1 A Deficiência da Tolerância de
Coordenadas Tradicional
Apresentando GD&T e GPS
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https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854-5_1
A peça de trabalho na Fig. 1.1 é mostrada com os erros de forma convenientemente
ampliados para fins explicativos, mas também pode aparecer como tal para os instrumentosque realizam medições precisas (como as modernas Máquinas de Medição de Coordenadas, CMM).
Outro exemplo de erro de forma é ilustrado na Fig. 1.2: a tendência sinuosa da peça ou
não detectada pelo gabarito de medição, que apura localmente, seção a seção, os valores
dos diâmetros que estão dentro dos limites de tolerância dimensional. No entanto, seria difícil
inserir a peça facilmente em um furo estendido axialmente, pois a dimensão espacial do pino
seria maior do que o previsto para a tolerância.
dmax Dmax
1 Apresentando GD&T e GPS
Fig. 1.1 As superfícies reais de uma peça construída podem desviar-se em vários graus tanto da forma
geometricamente exata indicada durante a fase de projeto quanto da posição pré-estabelecida em
relação às superfícies ou pontos assumidos como referência.
Fig. 1.2 Avaliar as condições de acoplamento referindo-se apenas a distâncias lineares leva a que os
efeitos da forma sejam desprezados: um acoplamento eixo-furo suave f/H é na prática forçado se as
condições de circularidade e retilineidade não forem adequadas. De fato, a dimensão máxima medida,
dmax, que está em conformidade com a tolerância solicitada é menor que a dimensão Dmax que
corresponde às dimensões de acoplamento reais do pino. Assim, não é possível encaixar o pino da
dobradiça com o furo devido ao erro na retidão do eixo
2
dmax
Orifício de tamanho de acasalamento
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1.1 A Deficiência da Tolerância de Coordenadas Tradicional 3
1Esta história é detalhada na Sec. 4.1.1.
Um procedimento que pode ser adotado para atender a esses requisitos é o método de
dimensionamento funcional, que pode ser definido como uma forma de especificar as
funcionalidades geométricas e as relações funcionais existentes entre as características da
forma, em um projeto ou projeto, a fim de obter a produção mais válida do ponto de vista
qualitativo e econômico.
O método GD&T foi desenvolvido e estendido durante a Segunda Guerra Mundial pela
Grã-Bretanha e pelos Estados Unidos. A primeira publicação referente a um padrão,
referente aos conceitos básicos de forma e posição, foi publicada na Grã-Bretanha em
1948 . um manual, publicado por
Portanto, é necessário definir restrições adequadas na retilineidade do eixo e na
circularidade da superfície. Parece, portanto, evidente que, ao estabelecer os erros que são
aceitáveis na construção de uma peça, a forma e as dimensões devem ser avaliadas à luz
dos requisitos funcionais. Acima de tudo, à medida que aumenta a complexidade dos objetos
projetados, como resultado dos inúmeros processos tecnológicos que agora são utilizados
e pela necessidade de garantir a qualidade por meio de inspeções e verificações cuidadosas,
as informações derivadas do projeto e, portanto, de o desenho do componente que deve ser
produzido, deve referir-se, tanto quanto possível, a todos os setores envolvidos. Os desenhos
da peça, conforme solicitados para o processo, não devem ser ambíguos; a função das
peças, bem como a forma de obtê-las e controlá-las, devem ser totalmente incluídas e
relatadas.
Os componentes que devem ser controlados e medidos podem ser especificados através
deste método; desta forma, as intenções do projetista são respeitadas, e o fabricante pode
escolher os procedimentos de fabricação mais adequados.
As ferramentas de desenho assistido por computador (CAD) , que têm a finalidade de
gerar, manipular e relatar a geometria das peças que devem ser produzidas, são atualmente
utilizadas para fins de projeto, mas não são suficientes por si só para documentar um
produto industrial em uma forma eficaz.
Em suma, cada característica de uma peça de trabalho deve ser totalmente definida
em termos de dimensão, posição, orientação e forma.
Para comunicar uma descrição precisa e rigorosa de uma peça, não só as dimensões
devem ser indicadas no desenho de engenharia, mas também o erro admissível, em termos
de tamanho, localização, orientação e forma.
As tolerâncias, sejam elas geométricas ou dimensionais, devem ser partes essenciais do
processo de projeto desde o início, e não apenas um acessório que deve ser adicionado
apenas após a conclusão do projeto.
O termo “Dimensionamento Geométrico e Tolerância” (GD&T) é frequentemente usado
para caracterizar um projeto funcional. GD&T é uma linguagem composta por símbolos que
são usados para especificar os limites de imperfeição que podem ser tolerados para garantir
uma montagem correta, bem como a funcionalidade e controle unívoco e repetível das
peças que devem ser produzidas. Além disso, GD&T é uma ferramenta que permite que
uma geometria imperfeita seja gerenciada “perfeitamente”.
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4 1 Apresentando GD&T e GPS
Há cerca de 50 anos, algumas empresas na Europa começaram a introduzir algumas
indicações relativas a erros geométricos admissíveis, e a primeira menção a esse tópico
apareceu em textos sobre projeto comparativo. Em 1969, um projeto de recomendação ISO
introduziu, em nível normativo, os símbolos que são usados hoje. No entanto, a tolerância
geométrica foi por muito tempo considerada uma opção que só deveria ser utilizada em
ocasiões particulares e raras, ou seja, quando as tolerâncias dimensionais (que geralmente
eram consideradas adequadas se acompanhadas de uma execução correta) não eram
consideradas suficientes para definir a exata forma de um componente.
Infelizmente, a documentação técnica do produto atualmente elaborada em muitas
empresas ainda é ambígua e muitas vezes contém muitos erros, como dados errôneos,
distâncias imprecisas ou ausentes, além de tolerâncias incongruentes e difíceis de verificar.
Esses documentos foram, de fato, concebidos inicialmente considerando uma série de normas
que se originaram no contexto técnico-industrial do século passado, ou seja, referindo-se aos
instrumentos de medição então mais difundidos, como medidores e micrômetros, nos quais
as medições eram feitas e expressa como a distância entre dois pontos. O método de medição
mais utilizado foi o de dimensionamento por coordenadas, onde foram utilizadas apenas as
tolerâncias dimensionais (ou seja, o sistema “mais ou menos” ), que poderiam dar origem a
ambiguidade de fabricação e controle.
Consideremos o desenho da Fig. 1.3 de uma placa com 4 furos, para a qual é demonstrada a
montagem com fixadores fixos como exemplo; Na chapa foi aplicado o método tradicional de
medição, ou seja, com os 4 furos localizados de acordo com as tolerâncias dimensionais.
Uma abordagem diferenciada de tolerâncias, que alia o dimensionamento geométrico à
funcionalidade de uma peça, está sendo desenvolvida, com o objetivo de obter uma linguagem
compartilhada, clara e abrangente para todos os setores produtivos interessados em um
determinado projeto, e de relatar o resultado final condições dos objetos que devem ser
produzidos de forma unívoca e fiel, com o intuito de aumentar a funcionalidade ereduzir
custos. Como já mencionado, este não é um método recente, mas ainda não foi plenamente
explorado em muitos países europeus, onde muitas vezes são desconsiderados os benefícios
que poderiam ser alcançados, em termos práticos, nos mercados altamente competitivos de
hoje.
a administração militar americana, na qual foram introduzidos símbolos para especificar
tolerâncias de forma e posição. Nos anos seguintes, as associações ASA e SAE publicaram
suas próprias normas, que, em 1966, assumiram as formas atuais, embora tenham sido
atualizadas periodicamente (a mais recente em 2018).
De facto, esta metodologia já não resulta a mais adequada às exigências da moderna
realidade produtiva global, em que as empresas, tanto por razões estratégicas como de
mercado, recorrem frequentemente a fornecedores e produtores localizados em diferentes
países, e é, pois, necessário recorrer a meios de comunicação em que a transmissão da
informação seja unívoca e rigorosa.
1.2 Exemplo de Dimensionamento Tradicional
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1.2 Exemplo de Dimensionamento Tradicional 5
Fig. 1.3 Dimensionamento tradicional de uma placa com 4 furos, para o qual são indicadas as condições
funcionais de montagem (coerência dos perfis, perpendicularidade do perfil, localização dos furos, referências
implícitas)
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6 1 Apresentando GD&T e GPS
Fig. 1.4 Se a medição das cotas começa pelas arestas, que não estão orientadas a 90°, conforme
mostrado no desenho, como a peça deve ser disposta exatamente para controlar a tolerância
dimensional? Além disso, como a medida não é a distância individual entre pares de pontos opostos,
como são determinados os pontos opostos?
(3) Na tolerância coordenada, uma vez que os datums estão implícitos e dependem da
interpretação dos metrologistas, a colocação na superfície de medição pode produzir
resultados de medição diferentes. Portanto, é possível que uma parte boa seja
rejeitada ou uma parte ruim seja aceita. Além disso, se a sequência de referência
não for indicada, o controle da localização dos furos pode ser realizado de diferentes
maneiras (por exemplo, verificando primeiro a posição de um furo e, a partir desta
posição, verificando as posições dos furos subsequentes, ou considerando uma ou
duas arestas como um único ponto de referência para todos os furos, ver Fig. 1.5):
tal controle não é, portanto, unívoco nem repetível.
Uma observação da peça de trabalho assim definida leva às seguintes considerações
e perguntas:
(2) Se as distâncias forem consideradas originárias das arestas, que não estão orientadas
a 90°, conforme mostrado no desenho (Fig. 1.4), como a peça deve ser disposta
exatamente para controlar a tolerância dimensional? Além disso, a medida não é
apenas a distância individual entre pares de pontos opostos.
(4) A área da seção transversal da zona de tolerância para o controle da posição do eixo
do furo é quadrada, enquanto a forma do furo é redonda; portanto, a área de
tolerância não reflete a forma do furo que deveria proteger. Além disso, a partir da
posição teórica (ponto 0 na Fig. 1.6), são possíveis várias posições limite do eixo,
dependendo das direções radiais (um erro possível de 0,28 mm pode ser alcançado
ao longo da diagonal do quadrado, ou seja, , um erro maior que a tolerância de 0,2
indicada no desenho).
(1) As bordas da peça de trabalho estão localizadas em relação aos furos ou os furos
estão localizados em relação às bordas [1]?
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7
Fig. 1.5 Sem qualquer indicação dos dados, o controle da posição dos furos não é unívoco ou repetível (as
medidas 1 e 2 dão resultados diferentes, de acordo com o sistema de suporte da peça utilizada durante a
verificação)
1.2 Exemplo de Dimensionamento Tradicional
Em suma, a documentação técnica do produto de um produto sem tolerâncias
geométricas funcionais e sem qualquer indicação de datums é geralmente incompleta e,
portanto, não pode ser interpretada de forma inequívoca. Uma tolerância tão incompleta e
ambígua de componentes em desenhos de engenharia leva não apenas a custos de
produção e inspeção aumentados, mas também a um risco de responsabilidade incalculável
no caso de disputas legais.
(6) Finalmente, a peça de trabalho pode ser rejeitada durante o controle porque não está
em conformidade com as tolerâncias prescritas durante a fase de projeto, embora
possa ser acoplada e seja funcional.
Inconveniências desse tipo são mais comuns do que se imagina e podem levar a efeitos
negativos no custo e nos tempos necessários para a construção de um componente.
(5) Uma série de medições pode levar a um acúmulo do erro referente à posição dos furos;
A Fig. 1.7 mostra que é importante relatar, de forma clara, o método de controle que é
utilizado para o posicionamento de um furo, que, se deixado a critério de um fiscal,
pode levar a uma variedade de resultados muito diferentes.
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Fig. 1.6 A partir da posição teórica (ponto 0), as posições limite permitidas para o eixo podem ser maiores ou
menores, dependendo das direções radiais. A posição do eixo do furo no ponto 1 é aceita durante o controle,
mas se ocorrer no ponto 2, a peça é descartada. Mas qual dos dois furos está mais próximo da posição ideal?
1 Apresentando GD&T e GPS
Fig. 1.7 O controle da posição de um furo pode ser feito recorrendo-se ao uso de círculos e superfícies ideais
(conhecido como geometria associada no sistema ISO). As três metodologias de verificação mostradas nas
figuras podem fornecer resultados contrastantes
8
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Inc.
Referência
1. Krulikowski A (1997) Manual de auto-estudo de Fundamentos de GD&T, 2ª ed. Treino eficaz
9
Referência
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A especificação geométrica do produto
(GPS) Idioma
Em um ambiente de mercado de crescente globalização, a troca de informações
técnicas sobre produtos e a necessidade de expressar de forma inequívoca a geometria
das peças mecânicas é de grande importância. Consequentemente, a codificação
associada às variações geométricas funcionais das macro e microgeometrias das
especificações da peça de trabalho precisa ser inequívoca e completa. Observou-se uma
exigência cada vez maior de precisão na descrição e na interpretação dos requisitos
funcionais e, consequentemente, na elaboração dos projetos e documentos técnicos do
setor de subcontratação mecânica, que devem ser coerentes e completos e capazes de
suportar adequadamente os requisitos de co-design e terceirização de uma produção.
Além disso, o rápido desenvolvimento da técnica de medição por coordenadas indica
que algumas especificações baseadas em medições com medidores e calibres, usadas no
último quartel do século XX, podem ser interpretadas de forma diferente e produzir
resultados de medição diferentes.
A actual conjuntura industrial caracteriza-se cada vez mais por uma evolução contínua
para modelosde interacção cada vez mais dinâmicos entre clientes e fornecedores,
pressionando as metodologias tradicionais de comunicação técnica.
Resumo Os principais conceitos propostos neste capítulo têm como objetivo expressar as
regras fundamentais nas quais a especificação geométrica das peças pode ser baseada
através de uma abordagem global que inclui todas as ferramentas geométricas necessárias
para o GPS. De fato, em um ambiente de mercado de crescente globalização, a troca de
informações técnicas sobre produtos e a necessidade de expressar de forma inequívoca a
geometria das peças mecânicas são de grande importância. Os símbolos, termos e regras
da linguagem GPS que são fornecidos nas normas ISO 17450, ISO 1101 e ISO 14660 são
apresentados neste capítulo por meio de ferramentas e conceitos que permitem que um
engenheiro especifique perfeitamente a geometria imperfeita de um componente e
compreender o impacto das especificações do desenho na inspeção.
© O(s) autor(es), sob licença exclusiva para Springer Nature Switzerland AG 2021
S. Tornincasa, Technical Drawing for Product Design, Springer Tracts in
Mechanical Engineering, https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854- 5_2
11
Capítulo 2
2.1 Conceitos Gerais
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https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854-5_2
12 2 A linguagem de especificação geométrica do produto (GPS)
Embora a discussão das novas regras relativas à metodologia GD&T seja adiada para a
próxima seção, considera-se aqui oportuno relembrar algumas definições básicas no contexto
do que agora se define, nas regras e na prática, como GPS, que é, Especificação geométrica
do produto.
A Tabela 2.1 mostra alguns conceitos básicos da ISO 14660/1, que são frequentemente
referidos na norma ISO 17450/1 como as definições de recursos integrais, associados e
derivados .
Por esta razão, está em curso um esforço notável para desenvolver um esquema de
gestão coerente e inovador das tolerâncias geométricas, de forma a obter uma melhor
definição da correlação entre os requisitos funcionais, especificações geométricas e
procedimentos de controlo relativos, que podem ser resumidos na Especificação Geométrica
do Produto—GPS e Dimensionamento e Tolerância Geométrica— princípios GD&T , e
que, se implementados de forma correcta e coerente, permitem ultrapassar os inconvenientes
das presentes metodologias e revolucionar a comunicação intra e interempresas.
são fotografados pelo designer;
• o domínio da peça, ou seja, o domínio do mundo físico; • o
domínio de inspeção, onde uma representação de uma determinada peça é utilizada
através da amostragem da peça com instrumentos de medição.
As ferramentas básicas da linguagem GPS são fornecidas nas normas ISO 17450 e ISO
14660. De acordo com a norma ISO 14660/1, as características geométricas podem ser
encontradas em três domínios:
Hoje, a importância das normas internacionais no campo da documentação técnica está
crescendo na mesma proporção que a globalização da produção; uma descrição
tridimensional simples, clara, unívoca e concisa dos componentes projetados é, portanto,
necessária.
Na metrologia, através do uso de uma máquina de medição CMM, a característica
extraída (integral ou derivada, ou seja, uma representação aproximada da característica real, que
• o domínio de especificação, onde várias representações da futura peça de trabalho
As especificações geométricas de produto (GPS) definem uma série de novos conceitos
que têm o potencial de revolucionar o domínio de especificação e verificação, permitindo
assim que um projetista expresse de forma completa e inequívoca os requisitos funcionais
na documentação técnica dos produtos.
Um recurso integral é um recurso geométrico que pertence à superfície real de uma peça
de trabalho ou a um modelo de superfície. Um recurso associado é um recurso ideal que é
estabelecido a partir de um modelo de superfície não ideal ou de um recurso real por meio
de uma operação de associação. Um recurso derivado é um recurso geométrico que não
existe fisicamente na superfície real de uma peça de trabalho, mas que pode ser estabelecido
a partir de um recurso nominal, um recurso associado ou um recurso extraído. O centro de
uma esfera é uma feição derivada obtida de uma esfera, que é ela mesma uma feição
integral. A linha mediana de um cilindro é uma feição derivada que é obtida da superfície
cilíndrica, que é uma feição integral (Fig. 2.1). O eixo de um cilindro nominal é um recurso
derivado nominal.
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Fig. 2.1 Ilustração do processo adotado para construir uma linha mediana extraída: uma mediana extraída
Tabela 2.1 Relação dos três domínios e os tipos de recursos
2.1 Conceitos Gerais
linha é um conjunto de centros associados a 2D
13
Eixo do recurso integral
associado
Centro do círculo
Linha integral extraída
Superfície extraída
Plano de interseção construído
perpendicularmente ao eixo
Centro do cilindro associado
Cilindro associado (Gaussiano)
(Gaussiano)
Contorno do cilindro associado
Círculo associado
Linha mediana extraída: conjunto de
Centros associados a 2D para todas as
localizações possíveis do plano de interseção
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2 A linguagem de especificação geométrica do produto (GPS)
Fig. 2.2 O padrão ISO 14660/1 fornece termos que permitem que um engenheiro entenda o impacto
das especificações do desenho na inspeção. Um recurso integral nominal é um recurso teoricamente
exato que foi definido em um desenho técnico. Um recurso derivado nominal é um eixo que foi
derivado de um ou mais recursos integrais. Os recursos extraídos e associados são partes do
domínio de inspeção. Um recurso integral associado é um recurso integral de uma forma perfeita
associado ao recurso integral extraído. Um recurso derivado associado é um eixo ou plano central
de forma perfeita.
14
O “mundo” da fabricação desaparece na ISO 17450/1:2011, onde é substituído pelo
“mundo” da especificação. A ISO 17450 visa, de fato, expressar os conceitos fundamentais
nos quais a especificação geométrica das peças de trabalho pode ser baseada, incluindo todas
as ferramentas geométricas necessárias no GPS.
De acordo com esta norma, as características geométricas existem em três “mundos”:
é adquirido pela extração de um número finito de pontos) é obtido do traço integral real (Fig.
2.2). Um recurso associado perfeito (um cilindro ou o eixo derivado, que pode ser usado, por
exemplo, como um datum) pode ser obtido a partir dos recursos extraídos.
(1) o mundo de definição nominal , onde uma representação ideal da peça é definida por um
projetista com uma forma perfeita, ou seja, com a forma e as dimensões necessárias
para atender aos requisitos funcionais (Fig. 2.3). Essa peça de trabalho é chamada de
“modelo nominal”, e é impossível de produzir ou inspecionar, pois cada processo de
fabricação ou medição tem sua própria variabilidade ou incerteza. (2) o mundo da
especificação , ondeum projetista, a partir da geometria nominal, imagina um modelo desta
superfície real, que representa as variações que poderiam ser esperadas na superfície
real da peça. Este modelo, que representa a geometria imperfeita da peça, é chamado
de “modelo de superfície não ideal”. O modelo de superfície não ideal é usado para
simular variações da superfície em um nível conceitual (ver Fig. 2.4), otimizando assim
os valores limite máximos permitidos para os quais a função é rebaixada, mas ainda
garantida. Esses valores limite máximos permitidos definem as tolerâncias de cada
característica da peça de trabalho.
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15
Fig. 2.3 O mundo da especificação , onde um projetista, a partir da geometria nominal, imagina um
modelo desta superfície real, que representa as variações que poderiam ser esperadas na superfície
real da peça.
2.1 Conceitos Gerais
A conformidade é então determinada comparando as características especificadas
com o resultado da medição (ver Fig. 2.5).
O processo de especificação é o primeiro processo a ocorrer na definição de um produto
ou sistema. O objetivo deste processo é traduzir a intenção do projetista em um requisito
ou requisitos para características específicas do GPS. O projetista é responsável pelo
processo de especificação, que consiste em garantir as seguintes etapas (Fig. 2.6):
(3) o mundo da verificação , onde um metrologista define a sequência de operações que
serão utilizadas durante o processo de medição. O metrologista lê a especificação do
modelo de superfície não ideal, a fim de definir as etapas individuais do plano de
verificação (ou seja, as operações matemáticas e físicas da amostragem da peça). A
medição, através do chamado princípio de dualidade definido na ISO 17450–1, pode
espelhar a operação de especificação para operação.
(a) funcionalidade do recurso, ou seja, a intenção de projeto desejada da especificação
GPS; (b) especificação GPS, que consiste em vários elementos de especificação GPS,
cada um dos quais controla uma ou mais operações de especificação;
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2 A linguagem de especificação geométrica do produto (GPS)
Fig. 2.4 O modelo de superfície não ideal é usado para simular variações da superfície em um nível
conceitual, otimizando assim os valores limite máximos permitidos para os quais a função é rebaixada,
mas ainda garantida
16
(c) operações de especificação, que são definidas como um conjunto ordenado de
operações e podem ser consideradas como uma instrução de medição virtual , onde
cada operação e os parâmetros que definem tal operação são etapas do processo de
medição.
Um operador de especificação é necessário para definir, por exemplo, um possível
“diâmetro” específico em um cilindro (diâmetro de dois pontos, diâmetro mínimo do círculo
circunscrito, diâmetro máximo do círculo inscrito, diâmetro do círculo de mínimos quadrados,
etc.), em vez do genérico conceito de “diâmetro”. Uma especificação envolve expressar o
campo de desvios permitidos de uma característica de uma peça de trabalho como os
limites permitidos. Existem duas maneiras de especificar os limites permitidos: considerando
a dimensão ou especificando a zona que limita o desvio permitido de uma feição não ideal
dentro de um espaço.
Esta é uma abordagem nova e mais complicada do que as metodologias anteriores,
mas oferece ao projetista mais oportunidades e ferramentas mais poderosas para definir
os requisitos funcionais esperados com a máxima tolerância permitida.
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2.2 Classificação de Tolerâncias Geométricas 17
Fig. 2.5 Princípio da dualidade GPS referente aos procedimentos de especificação e verificação: o metrologista lê a
especificação do modelo de superfície não ideal, a fim de definir as etapas individuais do plano de verificação. A
conformidade é então determinada comparando as características especificadas com o resultado da medição
2.2 Classificação de Tolerâncias Geométricas
É necessário reiterar que erros dimensionais (relativos ao comprimento e diâmetros) e erros
de forma podem ser encontrados na fabricação de um componente, mas também na orientação
e/ou localização entre dois recursos de uma peça, como na exemplos anteriores; as tolerâncias
de tipo geométrico podem de fato ser divididas em quatro categorias:
(1) Tolerâncias de forma , que estabelecem os limites de variação de uma superfície ou de uma
única característica da forma ideal indicada no projeto. A forma de uma feição isolada é
correta quando a distância de cada um dos pontos de uma superfície geométrica ideal,
que estão em contato com o datum, é igual ou menor que a tolerância indicada; é de
salientar que as tolerâncias dos perfis constituem um grupo próprio, na medida em que
estabelecem não só os limites de variação da forma absoluta, mas também a localização
e orientação de uma superfície ou de qualquer linha, no que respeita à um dado possível.
(2) Tolerâncias de orientação , que estabelecem os limites de variação de uma superfície de
um único recurso em relação a um ou mais recursos assumidos como referência. O
recurso de referência pode ser um recurso já existente da peça e sua forma deve ser
suficientemente precisa para ser usada como tal.
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2 A linguagem de especificação geométrica do produto (GPS)
Fig. 2.6 As operações de especificação, definidas como um conjunto ordenado de operações, podem
ser pensadas como uma instrução de medição virtual, onde cada operação e os parâmetros que
definem tal operação são etapas do processo de medição. Os limites permitidos são especificados pela
aplicação das zonas de tolerância de acordo com a norma ISO 1101:2017
18
Os símbolos são explicados com mais detalhes posteriormente.
(4) Tolerâncias de batimento, que estabelecem os limites de variação de uma superfície ou elemento
único em relação a uma forma e uma localização, estabelecidos na fase de projeto, durante a
rotação de uma peça em torno de um elemento de referência.
Em outras palavras, enquanto um erro de forma diz respeito a um recurso isolado (como uma
superfície plana), um erro de orientação ou localização está associado a outro recurso da peça, conhecido
como recurso de referência (mais detalhes serão apresentados em as próximas seções, juntamente com
detalhes sobre como esse recurso deve ser
Como pode ser visto na tabela, algumas tolerâncias não associáveis (por exemplo, planaridade,
circularidade, etc.) não se referem a outras características de uma peça, tomadas como referência;
algumas características geométricas requerem um dado (como o paralelismo ou a localização de um
furo) e outras tolerâncias que podem ou não estar associadas a outro recurso, como tolerâncias em perfis.
O gráfico da Tabela 2.2 mostra os símbolos geométricos característicos usados para tolerâncias
geométricas e os quatro tipos de tolerância em que esses símbolos são divididos.
(3)Tolerâncias de localização , que estabelecem os limites de variação de uma superfície ou de uma
única feição em relação a uma localização ideal, conforme estabelecido no processo de projeto, e
a uma ou mais características assumidas como referência.
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Símbolo
SIM
Tolerâncias
Simetria6
Redondeza2
Esgotamento total
Não controla
o tamanho ou
localização5
Atributos
geométricos
Forma
e coaxialidade
Planicidade
Paralelismo
SIM
SIM
Não controla
tamanho,
orientação
ou localização
Não controla
forma ou
tamanho
Não controla
o tamanho
Perfil de linha3
Angularidade
Perpendicularidade
Cilindricidade
Encontro: Data
Desvio circular
Localização
Característica
geométrica
NÃO
Perfil de superfície 4
Controle de
forma,
tamanho,
orientação e
localização
Concentricidade 6
Esgotamento7
Posição
Retidão
Perfil
Orientação
2
19
Tabela 2.2 Classificação, tipos e símbolos de tolerâncias geométricas
2.2 Classificação de Tolerâncias Geométricas
SIM NÃO
Circularidade na ASME
3
Perfil de uma superfície em ASME
Os controles de orientação se formam quando aplicados a uma
superfície plana 6 Tanto a concentricidade quanto a simetria foram
removidas do ASME Y14.5:2018 7 Runout no ASME
Perfil de uma linha em ASME
5
4
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20 2 A linguagem de especificação geométrica do produto (GPS)
Fig. 2.7 Algumas formas típicas de zonas de tolerância tridimensional
De acordo com a referida norma, ou seja, ISO 1101, as tolerâncias geométricas devem ser
indicadas nos desenhos por meio de uma moldura retangular (ISO: indicador de tolerância,
ASME: moldura de controle de recursos) dividida em dois ou mais compartimentos (Fig.
2.8). Os compartimentos devem conter, da esquerda para a direita, as seguintes indicações
na mesma ordem:
Algumas formas típicas de zonas de tolerância tridimensionais são visíveis na Fig. 2.7,
(1) o símbolo da tolerância geométrica, conforme Tabela 2.2
juntamente com indicações sobre as dimensões relativas.
indicado). Em suma, uma tolerância geométrica define um espaço (bidimensional ou
tridimensional) dentro do qual deve permanecer o recurso que deve ser controlado. Por
exemplo, uma feição de um plano, para a qual se deseja controlar a retidão, deve
permanecer dentro da área definida por duas retas paralelas à mesma distância do valor de
tolerância; a zona de tolerância no espaço 3D deve ser um cilindro com eixo e geratriz
perfeitamente retos e com o diâmetro igual ao valor da tolerância.
2.3 O Mundo da Especificação: Tipos e Símbolos
de Tolerâncias Geométricas
2.3.1 Indicador de tolerância ISO
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21
Fig. 2.9 Exemplos de especificações geométricas com indicador de tolerância. A indicação de especificação geométrica
deve ser conectada à linha principal por uma linha de referência. A linha de referência deve ser anexada ao ponto médio
do lado esquerdo ou do lado direito do indicador de tolerância
2.3 O Mundo da Especificação: Tipos e Símbolos de Tolerâncias Geométricas
Fig. 2.8 O processo de decodificação do indicador de tolerância
Quaisquer anotações necessárias podem ser escritas acima ou perto do indicador de
tolerância (por exemplo, “6 x”, como na Fig. 2.9) ou unidas ao quadro por meio de uma
linha de chamada. Se mais de uma tolerância geométrica for indicada no mesmo recurso,
as indicações devem ser relatadas em compartimentos sobrepostos, conforme mostrado na Fig. 2.10.
Este valor é precedido pelo sinal Ø se a zona de tolerância for redonda ou cilíndrica;
outra indicação pode ser dada neste compartimento, ou seja, uma letra maiúscula
inserida em um círculo, que é utilizada para prescrever os chamados “modificadores”,
como, por exemplo, a aplicação da exigência do material máximo, e assim por diante,
que modificam o valor da tolerância;
(3) a letra ou letras que identificam os traços de referência, sempre que necessário,
podendo ser seguidas da indicação de modificadores.
(2) o valor de tolerância total da unidade de medida utilizada para as dimensões lineares.
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2 A linguagem de especificação geométrica do produto (GPS)
Fig. 2.10 Se mais de uma tolerância geométrica for indicada no mesmo recurso, as indicações devem ser
relatadas em compartimentos sobrepostos. Neste caso, recomenda-se que os indicadores de tolerância
sejam dispostos de forma que os valores de tolerância sejam mostrados em ordem decrescente, de cima
para baixo
Fig. 2.11 Indicação de uma especificação de recurso integral
22
2.3.2 Desenho de Especificações Geométricas
(b) De acordo com a norma ISO/CD 16792:2011, referente à definição de produtos digitais 3D,
as linhas líderes que têm o objetivo de representar elementos de linha devem terminar com
uma ponta de seta, ver Fig. 2.12. Quando um elemento indicado é uma superfície, a linha
de chamada deve terminar com um ponto dentro dos limites da superfície.
O quadro de tolerância é conectado a um recurso com tolerância por uma linha de chamada,
com uma seta no final:
(c) como uma extensão da linha de dimensão, se a tolerância se aplicar a um recurso derivado
(eixo, linha mediana, superfície mediana ou um ponto central, Fig. 2.13).
(a) na linha de contorno do recurso ou em uma linha de extensão do contorno (mas claramente
separada de uma linha de medição), se a tolerância for aplicada a uma linha ou superfície
(Fig. 2.11); também é possível usar uma linha de referência que aponta diretamente para
a superfície.
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Fig. 2.12 Na anotação 3D, quando um elemento indicado é uma superfície, a linha líder deve terminar com um
ponto dentro dos limites da superfície
2.3 O Mundo da Especificação: Tipos e Símbolos de Tolerâncias Geométricas
Fig. 2.13 Indicação de uma especificação de recurso derivado
23
A união direta de um elemento de referência ao pórtico através de uma linha de chamada,
com a omissão da letra de referência, deve ser evitada. A prática de conectar diretamente
um indicador de tolerância com uma linha de chamada terminando com uma seta diretamente
ao eixo foi descontinuada (Fig. 2.14); veja a Fig. 2.13 para as indicações preferidas.
Como será visto mais adiante, o sistema de datum não serve apenas para estabelecer
as relações funcionais entre vários recursos, mas também para indicar a sequência que
deve ser seguida para controlar a tolerância geométrica de uma peça; Isso significa que,
A letra que indica a feição de referência deve ser informada no quadro, conforme
mostrado na Fig. 2.15. Embora um dado único seja identificado por apenas uma única letra
maiúscula (Fig. 2.15a), um dado comum, estabelecido a partir de dois traços, deve ser
identificado por duas letras diferentes separadas por um hífen (Fig. 2.15b).
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Fig. 2.15 Indicação de uma única feição de referência (a), uma referência comum estabelecida a partir de duas feições
(b) e três datums, em ordem de prioridade, da esquerda para a direita (c)2 A linguagem de especificação geométrica do produto (GPS)
Fig. 2.14 Era uma prática antiga conectar o indicador de tolerância diretamente ao recurso de referência por meio de
uma linha líder ou conectar o indicador de tolerância por uma linha líder terminando com uma seta diretamente no eixo
24
Se a tolerância for aplicável a um comprimento limitado, que não é definido como
localização, o valor desse comprimento deve ser adicionado ao valor da tolerância e separado
dele por um traço oblíquo. Se uma tolerância mais restritiva em um comprimento limitado for adicionada
no caso de vários datums, as letras relativas devem ser indicadas em compartimentos
consecutivos no quadro (Fig. 2.15c), em ordem de prioridade da esquerda para a direita.
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Fig. 2.16 Indicação de especificações restritivas. Se duas ou mais especificações do mesmo recurso tiverem
que ser indicadas, elas podem ser combinadas. eles podem ser combinados
25
1Dimensão básica em ASME.
2.3 O Mundo da Especificação: Tipos e Símbolos de Tolerâncias Geométricas
A inserção de um círculo, em correspondência com a junção da linha de liderança da
tolerância (Fig. 2.18), indica que o controle geométrico se aplica a todo o limite externo (todo
ao redor), enquanto dois círculos indicam que uma tolerância de perfil ou outra especificação ,
aplica-se a todo o perfil tridimensional de uma peça (todo). Um símbolo “all around” ou “all
over” deve sempre ser combinado com um elemento de especificação SZ (zonas separadas),
CZ (zona combinada) ou UF (característica unida) , exceto quando o sistema de referência
referenciado bloqueia todos os graus não redundantes de liberdade (veja a próxima seção).
para outra tolerância em um recurso, o indicador de tolerância deve ser colocado abaixo do
outro, conforme indicado na Fig. 2.16.
A norma ISO 1101:2017 definiu um novo símbolo para especificar as características derivadas
de uma superfície de revolução (eixo ou linha mediana), ou seja, o modificador A (recurso
mediano) é colocado na seção de tolerância do indicador de tolerância. Neste caso, a linha de
chamada não precisa terminar na linha de cota, mas pode terminar com um ponto na feição
integral, uma seta no contorno ou uma linha de extensão, conforme mostrado na Fig. 2.19.
Outra indicação útil que é usada para especificar as restrições na zona de tolerância é a
Zona Combinada, que é indicada como CZ e que é usada para controlar
Se a tolerância (ou datum) deve ser aplicada apenas a uma área restrita de um recurso,
ele deve ser identificado (com localizações e dimensões definidas de acordo com Dimensões
Teoricamente Exatas (TED),1 conforme indicado na Fig. 2.17, usando um linha de corrente
(linha 4.2 na ISO 128–24).
2.3.3 Símbolos Adicionais das Normas ISO 1101
e ISO 5458
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Fig. 2.17 Indicação de um recurso de tolerância de área restritiva
26 2 A linguagem de especificação geométrica do produto (GPS)
2.3.3.1 Indicações Adjacentes ao Indicador de Tolerância
a zona de tolerância aplicada a várias superfícies com o objetivo de estabelecer uma zona de
tolerância comum que possa ser aplicada simultaneamente às superfícies indicadas (Fig. 2.20).
A Tabela 2.3 mostra outros símbolos adicionais (indicadores de plano e característica), que
podem ser usados para controlar os erros geométricos e permitir que a metodologia de verificação seja
Uma indicação de especificação geométrica consiste em um indicador de tolerância com algumas
indicações adjacentes opcionais. Quando há apenas um indicador de tolerância, as indicações nas
áreas de indicação adjacentes superior/inferior e na área de indicação adjacente em linha significam
o mesmo. Neste caso, deve ser utilizada apenas uma área de indicação adjacente e é preferível
utilizar a área de indicação adjacente superior, se possível (Fig. 2.22).
Neste caso, todas as zonas de tolerância relativas devem ser limitadas individualmente, no que diz
respeito à localização e orientação entre si, mesmo através do uso de dimensões teoricamente
exatas (TED) explícitas ou implícitas (Fig. 2.21).
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2.3 O Mundo da Especificação: Tipos e Símbolos de Tolerâncias Geométricas
Fig. 2.19 No caso de uma revolução, a linha mediana derivada pode ser indicada por um modificador
(característica mediana) colocado em uma seção específica do indicador de tolerância. Neste caso, a linha de
chamada não precisa terminar na linha de dimensão
Fig. 2.18 Especificação geral: uma especificação geométrica é aplicada aos contornos das seções transversais
ou quando é aplicada a todos os recursos representados por um contorno fechado. O símbolo all over indica
que uma especificação geométrica é aplicada a todos os recursos integrais de uma peça de trabalho
27
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Fig. 2.21 Todas as zonas de tolerância individuais relacionadas devem ser restritas na localização e na orientação
entre si usando dimensões teoricamente exatas (TED) explícitas ou TEDs implícitas
28
Fig. 2.20 O símbolo CZ
especificação que se aplica a
vários recursos
2 A linguagem de especificação geométrica do produto (GPS)
para a zona combinada
especificado de forma inequívoca. Os indicadores de plano de interseção, plano de
orientação, recurso de direção e plano de coleta podem ser indicados na linha adjacente
ao indicador de tolerância.
Por exemplo, a utilização das indicações do plano de interseção (especificada
através do uso de um indicador de plano de interseção colocado, como extensão, à
direita do indicador de tolerância) possibilita a identificação da zona de tolerância
bidimensional, independentemente de qual projeção é usado (Fig. 2.23) e, portanto, é
muito útil para dimensionamento 3D (Fig. 2.24).
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Fig. 2.22 Indicações adjacentes ao indicador de tolerância
2.3 O Mundo da Especificação: Tipos e Símbolos de Tolerâncias Geométricas
Tabela 2.3 Funções e símbolos que podem ser usados com os indicadores de plano de interseção, plano de
orientação, recurso de direção e plano de coleta
29
A letra que identifica o ponto de referência usado para estabelecer o plano de interseção
é colocada na segunda seção do indicador do plano de interseção. O símbolo de simetria
é usado para indicar que o plano de interseção inclui a referência.
A Figura 2.25 ilustra o uso de uma tolerância de retilineidade em uma superfície plana
conforme indicado na norma ASME Y14.5:2018. O plano de interseção não é usado, mas
a direção da tolerância de retilineidade prescrita é indicada por meio de uma vista
ortográfica ou por uma linha como geometria suplementar no modelo 3D.
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Fig. 2.23 Especificação usando um indicador de plano de interseção. O recurso com tolerância é composto
por todas as linhas de um recurso em uma determinada direção, e o plano de interseção é usado para
identificar a orientação dos requisitos de linha
30
Fig. 2.24Na anotação 3D, o plano de interseção deve ser indicado para evitar má interpretação do recurso
tolerado
2 A linguagem de especificação geométrica do produto (GPS)
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Fig. 2.25 Retidão aplicada a elementos de linha de controle em múltiplas direções em uma superfície plana
na norma ASME Y14.5:2018; a direção da tolerância de retilineidade prescrita é indicada por duas linhas
como geometria suplementar no modelo 3D
2.3 O Mundo da Especificação: Tipos e Símbolos de Tolerâncias Geométricas
Fig. 2.26 A zona de tolerância cilíndrica é paralela ao plano de referência B e inclinada no ângulo especificado
ao plano de referência A; o plano de orientação é usado para evitar a presença de dois recursos de referência
no indicador de tolerância
31
O indicador de plano de orientação controla tanto a orientação dos planos que limitam
a zona de tolerância (diretamente, por meio do ponto de referência e o símbolo no
indicador) quanto a orientação da largura da zona de tolerância (indiretamente,
perpendicular aos planos) , ou a orientação do eixo para uma zona de tolerância cilíndrica.
Uma aplicação típica usada para controlar o ângulo de um eixo é mostrada na Fig. 2.26, como alternativa
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32 2 A linguagem de especificação geométrica do produto (GPS)
Fig. 2.27 A linha circunferencial extraída deve estar contida entre dois círculos concêntricos
coplanares, com uma diferença de raios de 0,03, para superfícies cilíndricas e cônicas, em qualquer
seção transversal das superfícies perpendiculares a um eixo. Este é o valor padrão para a superfície
cilíndrica e é indicado por meio do indicador de recurso de direção para uma superfície cônica
Em vez disso, na nova versão, em Sec. 7.1, a nova norma afirma especificamente, não
obstante o que é prescrito por padrão, que os novos símbolos de “característica de direção”
devem ser usados para superfícies que não sejam redondas ou cilíndricas para especificar
como a tolerância é aplicada. Portanto, um indicador de direção deve sempre ser indicado
para a redondeza das características cônicas. Na Fig. 2.27, tanto para as superfícies cilíndricas
quanto para as cônicas, a linha circunferencial extraída, em qualquer seção transversal das
superfícies, deve estar contida entre dois círculos concêntricos coplanares, com uma diferença
de raios de 0,03. Este é o valor padrão para a superfície cilíndrica e é indicado por meio do
indicador de recurso de direção para a superfície cônica.
à metodologia anterior, que previa a indicação de dois datums.
De fato, o antigo padrão 1101 previa, no Sec. 8.1, que “a amplitude de todas as zonas de
tolerância de circularidade, se não expressa de outra forma, deve sempre ser desenvolvida na
direção ortogonal à superfície do recurso que deve ser controlado”.
A zona de tolerância definida pela especificação da Fig. 2.28 é limitada, na seção
transversal considerada, por dois círculos em uma superfície cônica distanciados 0,1 mm ao
longo da superfície.
No entanto, apenas algumas linhas depois, no final da seção, duas linhas, que diziam “no caso
de circularidade, a amplitude da zona de tolerância deve ser aplicada na direção ortogonal ao
eixo nominal da peça” apareceram em uma forma enigmática.
A nova norma, ou seja, a norma 1101 de 2017, também esclareceu um mal-entendido que
existia há algum tempo referente às versões anteriores e que finalmente foi resolvido, ou seja,
a indicação da direção da zona de tolerância de circularidade .
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2.3 O Mundo da Especificação: Tipos e Símbolos de Tolerâncias Geométricas 33
Fig. 2.28 A linha circunferencial extraída no componente cônico à direita deve estar contida entre dois
círculos no cone de interseção, separados por 0,1. A zona de tolerância é perpendicular à superfície do
recurso tolerado, conforme indicado pelo indicador de direção
Fig. 2.29 Sem qualquer indicação do plano de coleta, o símbolo “all around” é aplicado de forma
ambígua a todos os recursos representados por um contorno fechado
Se a especificação se aplicar a qualquer seção transversal ou a qualquer seção longitudinal de
um recurso, ela deve ser indicada com o modificador de especificação “ACS” para qualquer seção
transversal ou com o modificador de especificação “ALS” para qualquer seção longitudinal. Os dois
De fato, se uma especificação geométrica for aplicada a todas as características representadas
por um contorno fechado, ela deve ser indicada pelo símbolo “all around” junto com um indicador
de plano de coleta para tornar o desenho inequívoco (ver Fig. 2.29), especialmente para anotações
3D.
Na Fig. 2.30, como o símbolo "all around" é usado com um modificador UF (Unified Feature), a
tolerância se aplica a um recurso unido que inclui os recursos que compõem a periferia da peça
quando vistos em um plano paralelo ao datum B, conforme indicado pelo indicador do plano de
coleta. Basicamente, um plano de coleta identifica um conjunto de feições únicas cuja interseção
com qualquer plano paralelo ao plano de coleta é uma linha ou um ponto.
O símbolo do plano de coleção estabelece uma família de planos paralelos, que identifica um
limite fechado de feições contíguas cobertas pelo símbolo “all around”.
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2 A linguagem de especificação geométrica do produto (GPS)
Fig. 2.31 Os símbolos ACS e ALS podem ser colocados acima do quadro de tolerância (a, c) ou após o
símbolo da letra de referência no quadro de tolerância (b, d), sem alteração de significado
34
Fig. 2.30 Uma vez que o símbolo “all around” e o modificador UF são usados, a tolerância se aplica a um
recurso unido que consiste nos recursos que compõem a periferia da peça quando vistos em um plano
paralelo ao ponto de referência B, conforme indicado pelo indicador de plano de coleta
Indicando "ALS" acima do quadro de tolerância (veja a Fig. 2.31c) ou após o símbolo da letra de
referência (veja a Fig. 2.31d), permite que o recurso de referência seja definido como qualquer seção
longitudinal do recurso integral (concomitantemente com o recurso tolerado funcionalidade). O
recurso de referência é a interseção do recurso de integral real usado para estabelecer o ponto de
referência e o plano de corte. Uma seção longitudinal é definida como um meio plano que inclui um
eixo.
os símbolos podem ser colocados acima do quadro de tolerância (ver Fig. 2.31a) ou após o símbolo
da letra de referência no quadro de tolerância (ver Fig. 2.31b), sem alteração de significado.
A Figura 2.33 indica o uso do símbolo entre adjacente ao indicador de tolerância e identifica os
dois locais onde cada valor se aplica. Neste caso, é definida uma variação proporcional de um valor
para outro, entre duas localizações especificadas, sobre a feição considerada.
A Figura 2.32 mostra um exemplo do uso de uma especificação de ordem de classificação com
modificadores ALSe ACS, de acordo com a ISO 14405/1.
Quando o modificador ACS é indicado, o recurso tolerado e o recurso de referência são definidos
na mesma seção transversal. O plano de interseção que define a feição tolerada é, por definição,
um plano perpendicular à feição mediana da feição associada, conforme estabelecido a partir da
superfície integral extraída.
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2.3 O Mundo da Especificação: Tipos e Símbolos de Tolerâncias Geométricas
Fig. 2.33 Desenho com indicações da especificação de largura variável usando o símbolo entre
Fig. 2.32 Exemplo do uso de uma especificação de ordem de classificação com modificadores ALS e ACS. Para a
indicação superior, um limite superior (0,004) se aplica à faixa dos valores de tamanho de dois pontos definidos em
qualquer seção transversal. Para a indicação inferior, um limite superior (0,006) se aplica ao intervalo dos valores
de tamanho de dois pontos definidos em qualquer seção longitudinal
35
2.3.3.2 Elementos de Especificação de Recursos Tolerados Associados
Na norma ASME Y14.5:2018, a tolerância do perfil, com variação proporcional entre
duas localizações especificadas no recurso considerado, é indicada com o novo símbolo
From-To , localizado abaixo do quadro de tolerância. Na Fig. 2.34, a largura de tolerância
varia proporcionalmente de 0,1 em S a 0,3 em T.
Outra novidade importante da ISO 1101 é a introdução de novos modificadores que
permitem que a tolerância seja aplicada, não ao recurso extraído (derivado ou integral),
como prevê o padrão da norma, mas a um recurso associado , utilizando diversos
critérios de associação, com a letras C,G,N, T e X. De fato, no caso da Fig. 2.35, é
prescrito um erro de localização ao qual a feição real não deve ser submetida, mas sim
a feição associada, por exemplo, com o envelope máximo critério (modificador
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36
Fig. 2.34 A tolerância do perfil na norma ASME Y14.5:2018, com variação proporcional entre duas
localizações especificadas no recurso considerado, é indicada com o novo símbolo From-To
localizado abaixo do quadro de tolerância. A largura de tolerância na figura varia proporcionalmente
entre 0,1 em S e 0,3 em T
2 A linguagem de especificação geométrica do produto (GPS)
Fig. 2.35 O erro de localização ao qual a feição real não deve ser submetida, mas uma feição
associada, por exemplo, uma especificação de posição que se aplica à feição inscrita máxima
associada (modificador X) é prescrita aqui
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Associação de recursos
de referência
2.3 O Mundo da Especificação: Tipos e Símbolos de Tolerâncias Geométricas
tamanho do recurso de
referência, mantendo-o
inteiramente dentro do recurso tolerado.
X
Recurso de
tolerância associado
C, CE, CI
– –
(Chebyshev)
G, GE, GI
37
Minimax
Fig. 2.36 Controle de
cilindricidade com indicação da
associação das duas feições de
referência (máxima inscrita e
associação gaussiana). O
modificador X maximiza a
(Gaussiano)
N
Quadrados mínimos
Mesa. 2.4 Elementos de
especificação de recursos
com tolerância associada. O
símbolo dentro do círculo na
segunda coluna indica que a
tolerância é aplicada ao elemento
associado. O símbolo na terceira
coluna indica o critério de
associação e geralmente é
aplicado para formar tolerâncias
Recurso tangente
Máximo
inscrito
G deve ser usado para indicar
a associação de mínimos
quadrados (Gaussiana).
Minimiza o quadrado dos desvios
locais do recurso tolerado para
o recurso de referência
Mínimo
circunscrito
Como pode ser visto na Sec. 2.1, uma feição associada é uma feição ideal que é
estabelecida a partir de uma feição real por meio de uma operação de associação. Por
padrão, a associação de feição de referência é a associação minimax (Chebyshev) sem
restrições e pode ser usada para especificações de formulário, mas também é possível,
como alternativa, indicar o elemento de especificação de associação de feição de referência
como na Fig. 2.36. A Tabela 2.4 mostra os símbolos e os significados relativos dos critérios
associados. E, I deve ser usado para indicar a associação do critério com a restrição
externa (E) e interna (I) ao material.
X), ou o plano tangente associado (modificador T, que já existia na norma ASME).
Considerando que um recurso associado é ideal (e, portanto, sem erros de formulário),
esta opção só pode ser aplicada a tolerâncias de orientação ou localização.
X
G
N
C
T
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2 A linguagem de especificação geométrica do produto (GPS)
Fig. 2.37 Especificação
de circularidade com um
recurso de referência
circunscrita mínima após a
aplicação de um filtro de
passagem de onda longa
gaussiana com um valor de corte de 50 UPR
38
A nova norma ISO 5458:2018 estabelece regras que podem ser consideradas regras
complementares à ISO 1101 para aplicação em especificações de padrões. De acordo com o
princípio da independência (ISO 8015:2011, 5.5), uma especificação geométrica que se aplica
a mais de um recurso por padrão também se aplica a esses recursos de forma independente.
As zonas de tolerância definidas por um indicador de tolerância ou por vários indicadores de
tolerância devem, portanto, ser consideradas independentemente por padrão.
A nova norma introduziu uma nova definição de restrições internas (restrições de localização
e/ou restrições de orientação entre as zonas de tolerância individuais de
Existem duas maneiras de criar um padrão de zona de tolerância, ou seja, usando uma única
especificação de padrão de indicador com os modificadores CZ ou CZR, ou usando uma
especificação de padrão de vários indicadores usando modificadores SIM (Fig. 2.38).
A especificação do filtro é um elemento de especificação opcional que é indicado por uma
combinação de dois elementos de especificação, ou seja, o tipo de filtro e o índice ou índices de
aninhamento para o filtro (Fig. 2.37).
o padrão da zona de tolerância) usando os modificadores CZ, CZR ou SIM (Tabela 2.5).
5458:2018
2.3.4 Novos Símbolos e Modificadores de Especificação da ISO
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SIM i
2.3 O Mundo da Especificação: Tipos e Símbolos de Tolerâncias Geométricas
Aplicado a
NenhumS
Orientação e localizaçãoZona combinada
CZR Zona combinada apenas rotacional Apenas restrição de orientação
Mesa. 2.5 Símbolos e modificadores de especificação na norma ISO 5458:2018
especificação de padrão de indicador com os modificadores CZ ou CZR ou usando um padrão de indicador múltiplo
Fig. 2.38 Existem duas maneiras de criar um padrão de zona de tolerância, ou seja, usando um único
CZ
39
Limitação
Recurso Unido
especificação usando modificadores de SIM
Descrição do símbolo
Não aplicável
Zona de tolerância
Recurso tolerado UF
Requisito simultâneo Nº i Orientação e localização
Zonas separadas
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Dimensionamento com geometria
Tolerâncias
Consideremos agora o dimensionamento da peça anterior de acordo com o método de
tolerânciageométrica (Fig. 3.1), utilizando símbolos e códigos que serão tratados com mais
detalhes posteriormente.
Para aplicar este método, alguns princípios simples devem ser levados em consideração:
As características reais da peça devem estar dentro do limite de sua localização
teórica, ou seja, aquela que possuem no componente ideal. (c) As zonas de tolerância
estão localizadas e orientadas em relação ao sistema de referência: por exemplo, a zona de
tolerância cilíndrica do furo central de 20 mm é orientada perpendicularmente ao plano
de referência A e localizada, com Dimensões Teoricamente Exatas (TED), com
referência aos planos de referência B e C. (d) A tolerância mais ou menos é usada
apenas para definir as dimensões de um recurso de tamanho1 (os furos neste caso).
Resumo As vantagens da especificação geométrica de um produto são aqui ilustradas
convertendo um desenho tradicional de tolerância de coordenadas 2D usando o método de
tolerância geométrica. A nova linguagem de símbolos permite que os requisitos funcionais
dos produtos sejam plenamente expressos na documentação técnica. Além disso, o
dimensionamento de uma peça de trabalho de acordo com o método de tolerância geométrica
pode reduzir a ambiguidade nas indicações e na interpretação dos requisitos dimensionais
e geométricos dos produtos, a fim de obter não apenas uma comunicação inequívoca entre
o projeto, a produção e o controle de qualidade entidades, mas também com os clientes e
fornecedores dos processos terceirizados.
(a) Dois sistemas de referência cartesianos devem ser estabelecidos (através de três planos
ortogonais indicados como A, B, C e um eixo D na Fig. 3.2) em relação aos quais todos
os componentes geométricos devem ser localizados de maneira unívoca. (b) A zona e
o valor de tolerância devem ser definidos para cada característica (Fig. 3.3).
1A feature of size (FOS) é um conjunto de dois elementos opostos associados a uma dimensão de tamanho.
© O(s) autor(es), sob licença exclusiva para Springer Nature Switzerland AG 2021 S. Tornincasa,
Technical Drawing for Product Design, Springer Tracts in Mechanical Engineering, https://doi.org/
10.1007/978-3-030-60854- 5_3
41
Capítulo 3
3.1 Conversão da Coordenada 2D Tradicional
Tolerância
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https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854-5_3
4x
SXLP
76
GX
38
11 ± 0,2 dias
+0,3
20 0
120
60
C
UMA
eu
0,1A
B
B
eu
AA
0,7 UZ + 0,15
0,1 UZ +0,05
C
PARA
0,4 CZ
B
0,2
UMA
B
D
B
UMA
PARA
UMA
UMA
UFK
0,56
C
0,06
40 154880 24 16
Fig. 3.2 Para aplicar os princípios de dimensionamento funcional, dois sistemas de coordenadas cartesianas
42
evitada, e a sequência de dados é relatada imediatamente e de maneira simples para a inspeção
aos obtidos por meio do dimensionamento tradicional, mas um acúmulo indesejado de erros é
as zonas tornam-se claras e unívocas e as zonas de tolerância nos perfis são equivalentes em amplitude
deve ser configurado, em relação ao qual todas as características geométricas do componente serão localizadas
3 Dimensionamento com Tolerâncias Geométricas
Fig. 3.1 O dimensionamento de uma peça de trabalho através do método de tolerância geométrica: a tolerância
M
M M
UMA
UMA
erro de localização (Requisito Máximo de Material).
produzidos com um diâmetro maior, o acasalamento também será possível, mesmo com um diâmetro maior
(e) A zona de tolerância é aumentada se um M circulado for indicado dentro do
indicador de tolerância da tolerância de localização. Isso significa que essa tolerância foi
está prevista para garantir o funcionamento quando o furo está nas condições
materiais máximas (ou seja, com o diâmetro mínimo) e aceita-se que, se o furo for
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3.1 Conversão da Tolerância de Coordenadas 2D Tradicional 43
Fig. 3.3 A zona e o valor de tolerância de cada recurso devem ser definidos. As características reais
da peça devem estar dentro do limite de sua localização teórica, ou seja, dentro da localização que
possuem na peça ideal
Definição ASME: uma característica regular de tamanho é uma superfície cilíndrica, uma superfície
esférica, um elemento circular ou um conjunto de dois elementos de linhas paralelas opostas ou
superfícies paralelas opostas associadas a uma única dimensão diretamente tolerada.
1. é caracterizada por pontos opostos em uma superfície; 2. um eixo,
um plano mediano ou um ponto central podem ser derivados; 3. está associado a
um tamanho ou dimensão correspondente.
Quais características na Fig. 3.4 são características de tamanho?
A característica do conceito de
tamanho Definição ISO: de acordo com a ISO 17450/1 uma característica de tamanho com tamanho
linear é uma característica geométrica que possui uma ou mais características intrínsecas, das quais
apenas uma pode ser considerada como parâmetro variável. Uma característica de tamanho pode ser
uma esfera, um círculo, duas linhas retas, dois planos opostos paralelos ou um cilindro. Um único furo
ou eixo cilíndrico é um recurso de tamanho linear. Seu tamanho linear refere-se ao seu diâmetro. Um
eixo, plano mediano ou ponto central pode ser derivado de uma característica de tamanho.
Uma característica de tamanho:
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2 Veja Seção. 5.1.1.
Fig. 3.4 As características de um recurso de tamanho
44 3 Dimensionamento com Tolerâncias Geométricas
3.2 Vantagens da Especificação Geométrica do Produto
Várias vantagens podem ser alcançadas com a aplicação deste tipo de dimensão:
De fato, pode-se notar na Fig. 3.5 que, para a mesma amplitude máxima de tolerância
admissível, ou seja, 0,56 (como mostrado na Fig. 1.6), mesmo aquelas características
que estão fora da faixa de tolerância seriam aceitáveis, de acordo com o que é indicado
na Fig. 1.6, pois possuem um ponto de linha mediana extraída localizado dentro dos
segmentos redondos;
(2) os furos estão localizados em relação ao sistema de referência de três planos, o que
significa que, para o controle, a peça deve primeiro ser colocada em contato com o
ponto de referência A, depois em contato com o ponto de referência B e finalmente
fixada com o ponto de referência C (Fig. 3.6); desta forma, o controle é unívoco e
repetível, mesmo quando realizado em diferentes períodos de tempo e por diferentes
trabalhadores; (3) não há problema de acúmulo de tolerância, pois todas as dimensões de
localização referem-se a dimensões teoricamente exatas; (4) em certos casos, aplicando
o requisito MMR2 , algumas tolerâncias podem ser duplicadas; de fato, a tolerância de
localização de um furo (0,56 mm) torna-se 0,86 mm quando o furo é produzido na
condição mínima do material (20,3 mm); (5) o dimensionamento e tolerância de cada
recurso devem ser completos e claramente definidos, de modo que a forma, orientação,
localização e, quando aplicável, o tamanho de cada recurso em uma peça sejam
totalmente definidos em uma peça. É possível fazer diretamente
(1) uma seção transversal de umazona de tolerância cilíndrica circunscrita em torno de uma
zona de tolerância quadrada, como a mostrada na Fig. 3.5, tem 57% mais área do que
a zona quadrada, na qual um ponto da linha mediana extraída do furo pode mentira.
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Fig. 3.5 A tolerância de localização da linha mediana extraída do furo define uma zona cilíndrica com um aumento
de 57%, em relação à tolerância de dimensionamento coordenado mostrada na Fig. 1.3.
45
Fig. 3.6 Os furos estão localizados em relação ao sistema de referência de três planos. Isso significa que, para o
controle, a peça de trabalho é primeiro colocada em relação ao ponto de referência A, depois movida contra o
ponto de referência B e finalmente fixada no ponto de referência C; desta forma, o controle é unívoco e repetível,
ainda que realizado em diferentes períodos e por diferentes trabalhadores
Um bônus adicional de 0,3 mm é obtido quando o furo é produzido nas condições mínimas de material (como a
tolerância é indicada com o símbolo de exigência máxima de material)
3.2 Vantagens da Especificação Geométrica do Produto
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Tolerância GPS • O
sistema de dados comunica a configuração
correta para inspeção • Instruções claras
para inspeção
46
• Um símbolo de diâmetro permite obter
zonas de tolerância redonda com +57%
mais tolerância
Tolerância mais-menos
Formato da zona de tolerância • Zona de tolerância quadrada ou
retangular para locais de furos
• Disputas sobre aceitação de peças são
eliminadas
Zona de tolerância
3 Dimensionamento com Tolerâncias Geométricas
Método de inspeção • Múltiplas inspeções podem produzir
resultados diferentes • Peças
boas podem ser descartadas
• O uso de modificadores permite a• A zona de tolerância é fixa em tamanho
Tabela 3.1 Comparação entre tolerância mais-menos e tolerância de GD&T
zona de tolerância a ser aumentada
Fig. 3.7 Dimensionamento de um modelo sólido 3D equivalente ao mostrado na Fig. 3.1. As dimensões teoricamente exatas
são as da geometria nativa do modelo
• As peças funcionais podem ser sucateadas
A Tabela 3.1 resume as diferenças entre os dois sistemas de dimensionamento.
localize o dimensionamento em um modelo CAD 3D, conforme mostrado na Fig. 3.7,
onde as dimensões teoricamente exatas são aquelas da geometria nativa do modelo.
Em suma, com o desenho tradicional (ou seja, com o sistema de dimensionamento
coordenado) obtêm-se funcionalidades e desempenhos dos produtos mais reduzidos e de
pior qualidade, nem sempre é garantida a montagem correcta dos componentes. Além
disso, indicações ambíguas e mal-entendidas são dadas para a fabricação das peças, e
seu controle é muitas vezes aleatório.
As empresas, no contexto produtivo atual, devem adotar especificações avançadas
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473.2 Vantagens da Especificação Geométrica do Produto
(1) Expressar integralmente os requisitos funcionais dos produtos na documentação
técnica; (2) Reduzir a ambiguidade nas indicações e na interpretação dos
requisitos dimensionais e geométricos dos produtos de forma a conseguir uma
comunicação inequívoca entre as entidades de conceção, produção e controlo de
qualidade, mas também com os clientes e fornecedores dos processos
subcontratados.
Em última análise, o GPS (ou GD&T) é uma linguagem simbólica que pode ser
usada para buscar, refinar e codificar a função de cada característica de uma
peça na fase de projeto, com o objetivo – através do processo de decodificação – de
garantir a montagem e funcionalidade, especificando os objetivos de fabricação,
reduzindo os custos de produção e transformando o controle em um processo real científico e confiável.
e metodologias de verificação geométrica, baseadas nos mais recentes desenvolvimentos
das normas internacionais ISO e ASME, para seus produtos, a fim de:
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A linguagem GPS e GD&T
Por esta razão, está em curso um esforço notável para desenvolver um esquema
de gestão coerente e inovador das tolerâncias geométricas, de forma a obter uma
melhor definição da correlação entre os requisitos funcionais, especificações
geométricas e procedimentos de controlo relativos, que podem ser resumidos como
a Especificação Geométrica de Produto—GPS e Dimensionamento e Tolerância
Geométrica – princípios GD&T, e que, se implementados de forma correcta e
coerente, permitem ultrapassar os inconvenientes das actuais metodologias e
revolucionar a comunicação intra e interempresas.
A actual situação industrial caracteriza-se cada vez mais por uma evolução contínua
para modelos de interacção cada vez mais dinâmicos entre clientes e fornecedores
que colocam sob maior pressão as metodologias tradicionais de comunicação técnica.
Resumo Este capítulo está focado nas principais diferenças entre as normas ISO e
ASME no domínio da especificação geométrica dos produtos industriais, e começa
com detalhes sobre a evolução histórica das duas normas. Os principais princípios
dos padrões ISO GPS e ASME GD&T, como o princípio da independência e a
exigência de envelope, são ilustrados. Recomenda-se aos projetistas que indiquem
sempre o padrão de referência nos desenhos técnicos das empresas, pois a
interpretação das especificações do desenho e a respectiva inspeção podem levar a
dois resultados diferentes. Por fim, são apresentadas as principais novidades da nova
norma ASME Y14.5:2018 e da nova norma ISO 22081 sobre tolerâncias gerais.
As metodologias GPS e GD&T evoluíram de acordo com duas abordagens
basicamente diferentes (Fig. 4.1). Um único padrão foi desenvolvido no padrão
ASME, no final da década de 1960, para definir os regulamentos fundamentais para
Uma exigência sempre crescente de rigor na descrição e na interpretação dos
requisitos funcionais e, consequentemente, na elaboração dos projetos e documentos
técnicos no setor da subcontratação mecânica, que sejam coerentes e completos e
capazes de suportar adequadamente a co- requisitos de design e terceirização de
uma produção, foi observado.
© O(s) autor(es), sob licença exclusiva para Springer Nature Switzerland AG 2021
S. Tornincasa, Technical Drawing for Product Design, Springer Tracts in
Mechanical Engineering, https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854- 5_4
49
Capítulo 4
4.1 Evolução Histórica das Normas ISO e ASME
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https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854-5_4
50 4 A linguagem GPS e GD&T
Fig. 4.1 Evolução histórica das normas ASME e ISO sobre tolerância geométrica
Nos Estados Unidos, cinco sociedades de engenharia e três agências governamentais
fundaram o American Engineering Standards Committee (AESC) em 1918, que se
tornou a American Standards Association (ASA) em 1928 e que foi reorganizado como
o United States of America Standards Institute (USASI). ) em 1966.
Finalmente, o USASI tornou-se o American National Standards Institute (ANSI) em
1969. O primeiro padrão sobre limites e ajustes foi o American Tentative Standard
Tolerances, Allowances, and Gagesfor Metal Fits, B4a-1925, que continha tabelas que
listavam oito séries de ajustes entre furos e eixos, cada ajuste sendo especificado pelos
limites de tamanho para cada uma das duas partes correspondentes.
O primeiro padrão de tolerância de limites e ajustes do mundo utilizado pela indústria foi
publicado em 1902 no Reino Unido pela Newall Engineering Co.. Em 1901, o Reino Unido
estabeleceu a primeira organização de padronização do mundo, o Engineering Standards
Committee (que, em 1931 , tornou-se a British Standards Institution, BSI) e que emitiu
seu primeiro padrão sobre limites e ajustes em 1906. Este padrão envolveu o uso de um
eixo de tamanho padrão com vários tamanhos de furos para estabelecer os vários tipos
de ajuste. A norma, que inicialmente não foi vista com bons olhos pela indústria, por se
basear na base do eixo, foi revisada em 1924 com base nos furos.
dimensionamento. O objetivo foi o de criar um sistema normativo claramente definido e
coerente, que deu origem às normas ASME Y14.5 de 1994 e 2009, e à norma ASME
Y14.5 de 2018.
4.1.1 O Nascimento das Tolerâncias
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514.1 Evolução Histórica das Normas ISO e ASME
Desde a sua fundação, a ISO desenvolveu muitos padrões no campo das tolerâncias
geométricas, como o padrão ISO 8015 em 1985 (princípio da independência) e o padrão ISO
1101 em 1969 (tolerâncias de forma e posição).
Após a conclusão da Segunda Guerra Mundial, uma nova organização, o Comitê de
Coordenação de Padrões das Nações Unidas (UNSCC), foi estabelecido pelos Estados
Unidos, Grã-Bretanha e Canadá para estender os benefícios da padronização ao trabalho de
reconstrução. Em outubro de 1946, delegados da ISA e da UNSCC de 25 países se reuniram
em Londres e concordaram em unir forças para criar a nova Organização Internacional para
Padronização (ISO). A nova organização, ISO, iniciou suas operações oficialmente em
fevereiro de 1947 com seu primeiro escritório em Genebra, Suíça.
No ambiente ISO da década de 1990, a partir da consideração de que 50% dos padrões
necessários para o dimensionamento de GD&T não estavam disponíveis ou mesmo em
contradição com os demais padrões existentes, a comunidade técnico-científica internacional
foi estimulada a buscar um novo linguagem geral e mais rica, construída com base em
pressupostos matemáticos rigorosos, ou seja, o já mencionado GPS.
No mesmo período, nos Estados Unidos, a linguagem de tolerâncias geométricas começou
como um padrão militar, conhecido como US Army 30–1–7, datado de 15 de abril de 1946, e
foi atualizado como Mil-Std-8 em 1949.
Em 1993, a ISO criou o Joint Harmonization Group (ISO/TC 3-10-57/JHG), no qual os
comitês técnicos pré-existentes, ou seja, ISO/TC3 (Surface Texture), ISO/TC10 (Dimensioning
and Tolerancing ) e ISO/TC57 (Medição) foram unidos para preparar um novo padrão. Entre
1993 e 1996, o Joint Harmonization Group desenvolveu a filosofia da planta da nova linguagem
e, em 1995, foi emitido o documento “Masterplan” da ISO/TR 14638:1995 , que contém,
entre outros, a proposta de um novo paradigma para a classificação do
A Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME), uma organização sem
fins lucrativos fundada em 1880, é uma das mais antigas organizações de desenvolvimento
de padrões na América. Em 1957, a ASME publicou o primeiro padrão de dimensionamento e
tolerância, ou seja, Y14.5–1957 para ASA. As revisões subsequentes do padrão Y14.5 foram
publicadas como USASI (Y14.5–1966) e ANSI (Y14.5–1973 e Y14.5–1982).
O ASME Y14.5 M-1994 revisado (“M” porque as unidades métricas foram incluídas) foi
aprovado como padrão ASME e, após quinze anos, foi seguido pelo ASME Y14.5–2009. A
versão atual é ASME Y14.5–2018, e foi lançada em fevereiro de 2019. Os objetivos de cada
versão foram corrigir eventuais inconsistências na edição anterior por meio dos comitês de
trabalho formados por voluntários da academia e da indústria.
A Federação Internacional das Associações Nacionais de Padronização (ou International
Standards Association, ISA), foi estabelecida em 1926, e um dos primeiros projetos foi o
desenvolvimento de um sistema internacional de limites e ajustes, que foi publicado em 1941
como “ISA Tolerance System ” com todos os dados em unidades métricas. Vários países
europeus adotaram este sistema como base de suas normas nacionais.
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52 4 A linguagem GPS e GD&T
normas existentes e futuras, partindo-se da consideração de que 50% das normas
necessárias para dimensionamento de GD&T não estão disponíveis ou que contrariam
outras normas existentes.
Uma tabela é formada cruzando essas dimensões: a matriz GPS, na qual cada
padrão é caracterizado por 2 coordenadas (as propriedades e a etapa do processo de
produção). Um padrão muitas vezes pode se referir a mais de uma propriedade, ou a
diferentes etapas do processo de produção; pode, portanto, ocupar uma área da matriz
e não apenas uma única célula. Cada padrão do sistema inclui um anexo final com a
localização exata do padrão na matriz, que é indicada com um ponto preenchido (Fig. 4.3).
No novo Masterplan descrito na ISO 14638 de 2015, os padrões GPS são
classificados como:
2. Gerais, ou seja, normas ISO GPS que se aplicam a uma ou mais categorias de
propriedades geométricas e a um ou mais elos de cadeia, mas que são
fundamentais (ISO 1101, ISO 5459).
Em 1996, o Grupo de Harmonização Conjunta foi dissolvido em Paris e o Comitê
Técnico ISO/TC 213 foi criado. Alguns representantes americanos do comitê ASME
Y14.5 participaram das reuniões do comitê ISO até 1999, após o que deixaram de
comparecer por causa de controvérsias relacionadas à definição de certos conceitos
geométricos nos dois sistemas normativos, que adotam abordagens muito diferentes,
apesar de algumas aparentes analogias.
O objetivo da nova linguagem era o de expressar e transmitir, de forma rigorosa e
formal, todos os requisitos funcionais dos produtos, de forma a garantir funcionalidade,
confiabilidade, verificabilidade e intercambialidade. O GPS é considerado uma
linguagem compartilhada entre mundos muitas vezes separados, ou seja, os mundos
do design, da produção e do controle e, pela primeira vez na história das normas, ele
compara projetistas com metrologistas. O documento do Plano Diretor da ISO/TR
14638:1995, que foi publicado em 1995 como um resumo do trabalho do Grupo
Conjunto de Harmonização, foi elaborado para delinear as diretrizes para a ISO/TC
213. Na verdade, o Plano Diretor, que mais tarde foi aprovado como Global GPS
Standard, ratifica o novo paradigma para a classificação de padrões GPS. Todo o
sistema é conhecido como “GPS Matrix Model”, e assume o papel de “contêiner” dos
padrões GPS, atuando como uma matriz em que as linhas se referem às propriedades
geométricas do produto (por exemplo, a forma ou localização), enquanto as colunas
representam os links, ou seja, um âmbitoespecífico de aplicação das normas no
contexto do ciclo de desenvolvimento de um produto, desde sua concepção até seu controle final (Fig. 4.2).
1. Fundamental, ou seja, normas que definem as regras e princípios que se aplicam
a todas as categorias e que ocupam todos os segmentos da matriz (ISO 8015,
ISO 14638).
4.2 O Modelo de Matriz GPS
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4.2 O Modelo de Matriz GPS
Fig. 4.3 Cada padrão é caracterizado por 2 coordenadas na matriz, mas muitas vezes pode se referir a mais
de uma propriedade, ou diferentes etapas do processo de produção, podendo assim ocupar uma área da
matriz ao invés de apenas um único compartimento, como é o caso da ISO 1101 de 2017
53
Fig. 4.2 Modelo de matriz GPS da norma ISO 14638:2015 onde as linhas se referem a uma característica
geométrica específica do produto, enquanto as colunas representam os ambientes de aplicação das normas
no contexto do ciclo de desenvolvimento do produto
A hierarquia de aplicabilidade foi concebida de tal forma que os padrões mais altos (gerais)
também se aplicam aos mais baixos (específicos). Por exemplo, não é necessário especificar a
temperatura de referência em ISO 1101 (tolerância geral, geométrica) pois UNI ISO 1
(fundamental) é válido.
3. Complementares, ou seja, normas ISO GPS que se referem a processos de fabricação
específicos (por exemplo, torneamento) ou a elementos de máquina específicos (por
exemplo, parafusos).
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54 4 A linguagem GPS e GD&T
4.3 A Norma Fundamental ISO 8015
atualizado em 2011.
Neste contexto, vamos considerar o eixo mostrado na Fig. 4.4; além da tolerância dimensional
no diâmetro de 50 mm, uma tolerância de circularidade aparece em uma tolerância
tolerâncias dimensionais e geométricas, que levaram a um padrão ISO em 1985,
princípio entre forma e tamanho foi eliminado na norma ISO 1101 revisada
A norma ISO 8015 de 2011 reafirma o princípio da independência, e ainda
ser aplicado sem levar em consideração as dimensões do elemento, e suas prescrições (dimensionais
e geométricas) devem ser tratadas como requisitos independentes entre si. Desta forma, os desvios
de forma não são mais limitados pela
Na década de 1980, as práticas internacionais relativas à aplicação de tolerâncias
Este conceito cria problemas se aplicado a tolerâncias que podem ser associadas,
é aplicado deve ser devidamente identificado, a fim de evitar confusão com o
os erros de formulário estiverem dentro desses limites, a tolerância do formulário deve ser indicada”.
Portanto, quando não são fornecidas indicações específicas, as tolerâncias geométricas devem
desenhos anteriores. Além disso, devem relatar a seguinte indicação:
tolerâncias são previstas, todos os desvios de forma são limitados pelas dimensões
especificado em um projeto deve ser respeitado em si mesmo de forma independente, exceto quando
(tamanho de acoplamento) é de 50,02 mm (50 + 0,02).
E são usados.
O “princípio da independência” foi introduzido como substituto da já mencionada norma ISO
8015 de 2011, como princípio fundamental para a atribuição
outros, o eixo pode ter uma forma lobulada dentro da tolerância redonda, onde todas as
indicador. Como as tolerâncias geométricas não estão mais restritas às dimensões
então transposta pela UNI como norma nacional, ou seja, UNI ISO 8015 em 1989, e
e consequentemente na UNI 7226/1.
esclarece que, por padrão, cada prescrição GPS pertencente a uma feição ou a uma relação entre
uma feição e um componente deve ser considerada completamente independente de outras
especificações, exceto no caso em que modificadores como M e
TOLERÂNCIA ISO 8015
havia, há algum tempo, apontado a necessidade de definir a relação entre
como perpendicularidade ou paralelismo, e a seção referente a essa dependência
tolerâncias dimensionais.
uma relação particular é especificada”.
tolerâncias; em outras palavras, as superfícies reais dos objetos podem se desviar da forma
geométrica funcional desde que permaneçam dentro das tolerâncias dimensionais. Se
De acordo com a ISO 8015 de 1989, o desenho para o qual o princípio da independência
seções estão sob uma condição em que todas as seções têm a dimensão máxima permitida para tal
tolerância dimensional. Na pior das hipóteses, o tamanho virtual
Deve-se notar que a norma UNI 7226 no texto de 1973 definiu a relação entre tolerâncias
geométricas e dimensionais como :
de tolerâncias, segundo a qual “Toda prescrição dimensional ou geométrica
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Fig. 4.5 Indicação de um GPS específico diferente do ISO
Fig. 4.4 Interpretação de um
desenho de acordo com a
ISO 8015: uma forma lobulada
pode aparecer dentro de uma
tolerância redonda em um eixo
onde todas as seções estão
sob uma condição em que
todas as seções têm a
dimensão máxima permitida
pela tolerância dimensional. Na
pior das hipóteses, o tamanho
virtual (tamanho de acoplamento)
é de 50,02 mm (50 + 0,02).
Deve-se notar que a tolerância
de retilineidade (0,06) é maior
que a dimensional (0,039)
4.3 A Norma Fundamental ISO 8015 55
ISO 8015 ou TOLERÂNCIA ISO 8015 O
conceito de “especificação GPS padrão ISO” , que é definido pela norma ISO, e o conceito
“especificação GPS padrão alterada” , que é uma especificação GPS definida por outras
normas, também são introduzidos.
A indicação deve, portanto, prever (Fig. 4.5):
• a palavra “Tolerância” ou “Tolerância ISO 8015”;
Isso significa que, para indicar a aplicação do princípio da independência, não é mais
necessário indicar as palavras “Tolerância ISO 8015” em correspondência ao bloco de título de
um desenho. Como muitos símbolos GPS são idênticos aos símbolos GD&T dos padrões
ASME, seria conveniente, para evitar confusão, escrever o seguinte no bloco de título:
Neste último caso, as normas recomendam indicar o uso de um padrão não GPS no
desenho, a fim de tornar a interpretação clara e inequívoca.
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56 4 A linguagem GPS e GD&T
Fig. 4.6 A segunda edição da norma ISO 8015 de 2011 representa uma revolução dos conceitos
expressos na edição anterior de 1985 e define uma verdadeira barreira temporal entre os desenhos
concebidos antes e depois de 2011
• o símbolo AD que indica “padrão alterado”; • indicação
do padrão GPS não ISO que é considerado, incluindo a data de
Por exemplo, no caso em que o padrão ASME Y14.5 de 2009 é usado, a redação deve ser:
Tolerância ISO 8015 ASME Y14.5:2009
Caso seja necessário indicar as versões anteriores de tais especificações GPS, é necessário
especificá-las de forma inequívoca, ou seja, “TOLERÂNCIA ISO 8015:1985” em vez de
“TOLERÂNCIA ISO 8015”. Isso será necessário nas situações em que um desenho antigo foi
revisado e este desenho passou a ser válido com as respectivas modificações, embora não
atualizado nas normas GPS posteriores.
De facto, a segunda edição da norma ISO 8015 de 2011 representa uma verdadeira
revolução dos conceitos expressos na edição anteriorde 1985 e define uma verdadeira barreira
temporal entre os desenhos concebidos antes e depois de 2011 (Fig. 4.6).
emissão.
4.3.1 O Efeito da ISO 8015 na Documentação Técnica
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4.3 A Norma Fundamental ISO 8015 57
Fig. 4.7 Desenho elaborado em 2001, no qual a ISO 8015 de 1985, não sendo explicitamente citada, vale
o princípio do envelope, ou seja, o envelope perfeito (geometricamente ideal) com o tamanho máximo do
material do intervalo de tolerância dimensional, que também representa o pior condição de acasalamento
O Princípio 5.1 da norma (o princípio de Invocação) estipula que “Uma vez que uma
parte do sistema ISO GPS é invocada na documentação do produto de engenharia mecânica,
todo o sistema ISO GPS é invocado, salvo indicação em contrário na documentação”, ou
seja, um único referência da linguagem GPS (como, por exemplo, uma dimensão indicada
com 30H7) invoca todo o sistema GPS (salvo indicação em contrário).
• Todos os princípios da ISO 8015 são aplicados;
• A temperatura de referência normal é fixada pela ISO 1 como 20 °C.
O mesmo desenho, lançado em 2012 (Fig. 4.8), deve ser interpretado de maneira
rigorosamente diferente. O padrão ISO 8015 é um padrão padrão e, portanto, não há
necessidade de indicá-lo.
O desenho invoca os dois padrões gerais ISO 1302 e ISO 13715 e, consequentemente,
todo o sistema GPS é válido.
Quando o sistema GPS é acionado, há uma série de consequências, incluindo:
A Figura 4.7 mostra um desenho elaborado em 2001, para o qual a ISO 8015, não sendo
explicitamente citada, vale o requisito de envelope, ou seja, o envelope perfeito
(geometricamente ideal) com o tamanho máximo do material do intervalo de tolerância
dimensional (que também representa o piores condições de acasalamento) [1].
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Fig. 4.8 O mesmo desenho de antes, mas desta vez concebido em 2012, deve ser interpretado de
maneira rigorosamente diferente: a ISO 8015 é uma norma padrão, portanto, não é necessário indicá-
la. O projeto invoca os dois padrões gerais, ou seja, ISO 1302 e ISO 13715 e, consequentemente,
todo o sistema GPS mantém
58 4 A linguagem GPS e GD&T
2. As outras dimensões lembram 14405–1:2016 e, portanto, o controle envolve
3. Aplica-se o princípio da independência, ou seja, a pior dimensão de acasalamento não é
a do material máximo.
1. As dimensões indicadas com o número 1 lembram a ISO 286-1:2010.
a distância entre dois pontos (tamanho local, padrão).
A dimensão 25H8 na Fig. 4.9 tem um tamanho de tolerância de 33 µm, enquanto seu limite
máximo de material (tamanho mínimo) é de 25 mm. Ao se referir a 2768-K, o desvio do
cilindro da circularidade pode ser igual à tolerância de tamanho, ou seja, 33 µm. Na pior
das hipóteses, o tamanho virtual (tamanho de acoplamento) é de 24,967 mm (25–0,033).
Que conselho pode ser dado aos designers para evitar esse problema? Para evitar a
aplicação do princípio da independência, o princípio do envelope pode ser sugerido com a
indicação geral: Tamanhos lineares ISO 14405 E.
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Fig. 4.9 Consequências do princípio da independência, que pode levar a disputas judiciais com os
fornecedores: a dimensão Ø25 H8 tem uma tolerância de 33 µm e uma dimensão material máxima
de 25 mm. De acordo com a ISO 2768-K, a tolerância de circularidade deve ser igual à tolerância,
ou seja, a 33 µm. A dimensão de acoplamento deve ser igual a 24,967 mm (25–0,033 mm)
4.3 A Norma Fundamental ISO 8015 59
4.3.2 Os Principais Conceitos Definidos na ISO 8015:2011
Outros conceitos importantes que são definidos na norma ISO 8015 de 2011 são:
(a) Limites funcionais (Seção 4.2), baseados em investigações experimentais e/ou
teóricas, e que são conhecidos sem incerteza. A escolha do designer, no que diz
respeito à definição dos limites dentro dos quais a funcionalidade global é alcançada,
nunca pode ser justificada. (b) Limites de tolerância (Seção 4.3), que são idênticos
aos limites funcionais, o que significa que o projetista tem a responsabilidade de indicar
os limites funcionais no desenho através dos limites de tolerância.
(c) Nível funcional da peça (Seção 4.4), o que significa que a peça deve funcionar 100%
dentro dos limites de tolerância e 0% fora dos limites de tolerância.
3. Princípio das características (Seção 5.4): uma peça de trabalho deve ser considerada
composta de várias características limitadas por limites naturais. Toda e qualquer
especificação GPS de um recurso ou relacionamento entre recursos se aplica por padrão
a todo o recurso ou recursos; cada especificação de GPS se aplica apenas a um recurso
ou uma relação entre recursos. Estão disponíveis indicações que especificam que um
requisito se aplica a mais de um recurso, por exemplo, quando a indicação CZ (zona de
tolerância combinada) é usada.
4. Princípio de independência (Seção 5.5): toda e qualquer especificação GPS de um
recurso ou relação entre recursos deve, por padrão, ser cumprida independentemente
1. Premissas fundamentais para a leitura de especificações em desenhos (Seção 4):
2. Princípio de desenho definitivo (Sec. 5.3): se não indicado, as especificações aplicam-se
à fase final do produto, conforme concebido, mas também podem ser indicadas fases de
produção intermédias.
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8. Princípio da dualidade (Seção 5.10): as normas ISO GPS expressam a dualidade entre a
especificação e a verificação. Tudo o que é feito no processo de especificação é refletido
no processo de medição real. O procedimento que permite a descrição do produto nas fases
de projeto e controle é o mesmo que utiliza o mesmo tipo de operadores.
,
de quaisquer outras especificações, exceto quando uma indicação especial é especificada (por exemplo,
7. Princípio da peça rígida (Seção 5.9): cada componente é considerado como um corpo rígido
infinito que não é afetado por nenhuma força externa. Uma peça de trabalho deve, por
padrão, ser considerada como tendo rigidez infinita, e todas as especificações do GPS se
aplicam no estado livre e como não deformadas por quaisquer forças externas, incluindo a
força da gravidade. Um corpo rígido é um componente que não se deforma ou dobra por
uma quantidade que o impeça de funcionar sob os efeitos de forças e/ou restrições de
montagem. Menciona-se também o estado livre, ou seja, todas as dimensões e as tolerâncias
especificadas são aplicadas sem a ação de qualquer força que não seja a gravidade.
Quando a peça for flexível, isso deve ser indicado no projeto (ISO 10579-NR).
,
Todas as características de um produto têm sempre uma dimensão e uma forma geométrica;
uma vez que os requisitos funcionais estabelecem que os desvios dimensionais e os desvios
geométricos devem ser definidos e limitados, os desenhos devem ser preenchidos com todas as
tolerâncias necessárias. No entanto, considerando que as tolerâncias geométricas não são mais
limitadaspelas tolerâncias de tamanho, como resultado da introdução da independência
9. Princípio de especificação geral (Seção 5.12). As tolerâncias gerais podem ser indicadas
no projeto por meio de referências à norma específica (por exemplo, ISO 2768/1) no bloco
de título. Essas referências são aplicadas a cada característica de cada recurso ou
relacionamento, a menos que seja indicada uma tolerância específica que prevaleça. Mais
de uma tolerância geral pode estar presente, desde que seja claramente indicado a que
cada uma se refere. No caso de conflito, prevalece o mais permissivo.
6. Princípio da condição de referência (Seção 5.8): todas as especificações GPS se aplicam
por padrão para uma temperatura de referência padrão de 20 °C, conforme definido na ISO
1, e a peça de trabalho deve estar livre de contaminantes.
5. Princípio padrão (Seção 5.7): cada GPS específico invoca uma série de regras que foram
pré-definidas em outros padrões (padrão). Uma regra (a mais comum) é unívocamente pré-
definida no sistema GPS, podendo ser omitida do desenho para evitar sobrecarga. Regras
pré-definidas podem ser omitidas do desenho através da introdução de símbolos ou outros
(modificadores) definidos no sistema GPS ou mesmo personalizados dentro de uma
empresa. Por exemplo, um furo dimensionado 30H6 (ISO 286–2) deve seguir a definição da
tolerância de um diâmetro de furo entre 30 e 30.016. Como nada mais é especificado, o
diâmetro medido como a distância entre dois pontos é considerado válido (ISO 14405–1).
, modificadores CZ)EM eu
60 4 A linguagem GPS e GD&T
4.4 Tolerâncias Geométricas Gerais
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Tolerâncias de batimento circular
Tabela 4.1 Tolerâncias gerais de acordo
com a ISO 2768/2
eu
61
0,5
PARA 0,2
4.4 Tolerâncias Geométricas Gerais
H 0,1
Classe de tolerância
princípio, todos eles devem ser indicados em um desenho, que por sua vez ficaria sobrecarregado
com muitas indicações e, portanto, não tão fácil de interpretar.
Deve ser lembrado que a ISO 2768/1 indica as tolerâncias dimensionais, lineares e angulares
gerais, que são agrupadas nas precisão f, m, c e v
A Tabela 4.1 mostra os valores das tolerâncias gerais de um batimento circular, que também
pode ser usado para circularidade. Como não estão previstos valores específicos na norma
para a tolerância de circularidade, ela é igualada, em valor numérico, à tolerância dimensional
no diâmetro correspondente (Fig. 4.10), mas com a restrição de não ultrapassar o valor da radial
circular run-out, que é especificado no padrão.
3. Consideremos a mesma figura que é relatada na norma ISO 2768/2 (Fig. 4.11). É necessário
um grande esforço de imaginação para verificar que, interpretando as tolerâncias gerais de
qualidade H, é possível definir um datum C (eixo do furo) em relação ao qual são
especificados os erros de perpendicularidade das duas faces fresadas.
Encontro: Data.
2. Deve-se ressaltar que as tolerâncias gerais não controlam a cilindricidade, a angularidade, a
coaxialidade, o perfil, a tolerância posicional ou as tolerâncias de batimento total.
A norma ISO 2768/2 de 1989 teve como objetivo simplificar as indicações de desenho e
especificar tolerâncias geométricas gerais para controlar aquelas características em um desenho
que não possuem as respectivas indicações individuais. Divide as tolerâncias geométricas
gerais em três classes de tolerância (H, K e L, em precisão decrescente), permitindo assim
simplificar as especificações geométricas e a leitura dos desenhos, ao mesmo tempo que facilita
a escolha das tolerâncias.
5. Outro erro é o da definição do erro angular geral (utilizando a norma ISO 2768/1, conforme
mostrado para a peça indicada na Fig. 4.12). A peça de trabalho deve ser colocada em seu
lado maior ou menor para realizar um controle? A zona de tolerância de fato se torna cada
vez maior à medida que a distância do recurso de referência aumenta.
perpendicularidade, simetria e batimento circular.
Aulas.
4. As tolerâncias gerais indicam erros de orientação, mas sem estabelecer a
1. A norma prescreve apenas os valores de tolerâncias de retilineidade, planicidade,
A norma ISO 2768/2 foi substituída pela norma ISO 22081, pois é possível que a indicação
geral de tolerância geométrica possa dificultar a interpretação dos erros e da fase de controle
relativa:
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62 4 A linguagem GPS e GD&T
Fig. 4.10 O desvio permitido do diâmetro é indicado diretamente no desenho; a tolerância geral
de circularidade é igual ao valor numérico da tolerância de diâmetro, mas está sujeita à restrição
de não exceder o valor do batimento radial circular, que é especificado na norma. As tolerâncias
gerais indicadas com a especificação IS0 2768-mK se aplicam na figura abaixo. Os desvios
permitidos para um diâmetro de 20 mm são ±0,2 mm. Esses desvios levam a um valor numérico
de 0,4 mm, que é maior que o valor de 0,2 mm dado na Tabela 4.1; o valor de 0,2 mm, portanto,
aplica-se à tolerância de circularidade
4.4.1 A Nova Norma ISO 22081
As especificações dimensionais gerais são aplicadas a uma característica de tamanho que
foi identificada em um desenho por meio de um tamanho linear ou angular que não possui
(a) As especificações dimensionais gerais são aplicadas a características de tamanho, ou seja,
tamanho linear (de acordo com a ISO 14405-1) e tamanho angular (de acordo com a ISO
14405-3).
superfícies (não linhas integrais), de acordo com as seguintes regras:
A nova norma define regras relativas à definição e interpretação das especificações gerais
definidas de acordo com a ISO 8015 (tolerâncias gerais) que são aplicáveis a toda a peça de
trabalho.
A norma enfatiza que é responsabilidade do projetista garantir a definição completa e
inequívoca dos requisitos funcionais. Além disso, as características geométricas que
influenciam as funções devem ser definidas adequadamente e toda a peça de trabalho deve
ser completamente especificada.
(b) A única especificação geométrica geral é o perfil de superfície, que é aplicado a recursos
integrais. Neste caso, um sistema de dados deve ser especificado
As especificações geométricas e dimensionais gerais podem ser aplicadas a
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Fig. 4.11 Se a figura informada na norma ISO 2768/2 for levada em consideração, é possível
demonstrar que as indicações das tolerâncias gerais dificultam a interpretação dos erros e da fase de
controle relativa (os círculos azuis e -quadros alinhados na parte inferior da figura mostram a
interpretação das tolerâncias gerais). De fato, é necessário um grande esforço de imaginação para
estabelecer que, interpretando as tolerâncias gerais da qualidade H, é possível definir uma referência
C (eixo do furo) em relação à qual são especificados os erros de perpendicularidade das duas faces
fresadas
4.4 Tolerâncias Geométricas Gerais 63
tolerância e que não é uma dimensão teoricamente exata ou uma dimensãoauxiliar (Fig.
4.13).
• não se aplica a nenhum recurso de referência referenciado na seção de referência da
especificação geométrica geral.
especificação;
A especificação geométrica geral se aplica a cada recurso integral na peça de
trabalho, com as seguintes exceções, consulte a Fig. 4.14:
• não se aplica a nenhum recurso de
tamanho • não se aplica a nenhum recurso com uma geometria individual indicada
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Fig. 4.13 Um exemplo de aplicação de especificações dimensionais e geométricas gerais em
recursos integrais
4 A linguagem GPS e GD&T
Fig. 4.12 Outro erro é o da definição do erro angular geral, conforme mostrado na placa acima.
Para realizar o controle, a peça deve ser colocada em seu lado maior ou menor? A zona de
tolerância de fato se torna cada vez maior à medida que a distância do recurso de referência
aumenta
64
O erro permitido para a indicação de tolerâncias dimensionais gerais na documentação
técnica do produto pode ser definido (próximo ao bloco de título) como um valor fixo e
como um valor variável.
consulte diretamente uma tabela ou documento associado aos desenhos (Fig. 4.15).
O valor de tolerância variável deve ser definido diretamente pelo projetista, que deve
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65
Fig. 4.14 Um exemplo da aplicação de especificações geométricas gerais para recursos integrais
4.5 A Nova Norma ASME Y14.5:2018
Fig. 4.15 Um exemplo das indicações perto do bloco de título, com referência a uma tabela em um desenho
4.5 A Nova Norma ASME Y14.5:2018
De acordo com muitos projetistas, o padrão ASME Y14.5 é o padrão mais claro
e coerente para a documentação técnica de um produto, pois utiliza a linguagem
GD&T para comunicar a intenção de um projetista de forma completa e
inequívoca, permitindo assim que os componentes ser obtidos com formas e
dimensões que possam garantir a montagem, funções, qualidade e
intercambiabilidade desejadas.
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66 4 A linguagem GPS e GD&T
Fig. 4.16 O novo padrão
ASME Y14.5:2018 com os
novos símbolos
O novo padrão ASME Y14.5:2018 é mais legível, mais detalhado e claro do que a versão
anterior (12 seções, 328 páginas em comparação com as 214 páginas do padrão ASME
Y14.5:2009 anterior) e muitas ambiguidades do anterior foram eliminadas, o layout da norma
foi completamente revisto e todas as seções foram renumeradas.
Os 14 símbolos de controle geométrico clássico foram reduzidos para 12, pois os símbolos
de concentricidade e simetria foram eliminados e substituídos pelo símbolo de posição. No
entanto, essa exclusão dos símbolos não deixa a indústria sem meios de controlar as
características coaxiais ou simétricas, mas elimina a confusão que cercava esses símbolos,
porque muitas vezes eram usados incorretamente ou mal interpretados.
A norma também foi revisada tendo em vista as grandes mudanças ocorridas no século
XXI, com o uso generalizado do Computer-Aided Design (CAD) e a transição da indústria para
as técnicas de Model Based Definition (MBD) com anotações 3D. A partir dessa perspectiva,
as especificações GD&T que foram introduzidas anteriormente em muitas ilustrações foram
adicionadas às vistas 3D do modelo.
As seções dedicadas às tolerâncias de orientação, forma e perfil foram completamente
reestruturadas para obter uma melhor legibilidade. Em particular, o símbolo FROM-TO foi
adicionado para indicar uma transição específica em uma tolerância de perfil não uniforme
(Fig. 4.16). Outra mudança importante diz respeito à adição de um novo modificador, chamado
“perfil dinâmico”. Este é um pequeno símbolo triangular que pode ser inserido dentro do
quadro de controle do recurso após o valor da tolerância. A função do perfil dinâmico é permitir
que o formulário seja controlado, independentemente do tamanho. Finalmente, a tolerância de
excentricidade pode agora ser usada em uma montagem e aplicada a um plano tangente
para uma ou mais faces de recurso coplanares que são perpendiculares a um eixo de rotação.
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67
Fig. 4.17 Interpretação dos desenhos de acordo com a Regra #1 da norma ASME Y14.5; os limites
de variação das dimensões e forma de um eixo permitidos pelo princípio do envelope são visíveis
4.5 A Nova Norma ASME Y14.5:2018
4.5.1 O Requisito de Envelope ou Regra nº 1 do
Padrão ASME
De acordo com ASME Y14.5:2018 (Seção 3.57), o tamanho local real é o valor real de
qualquer distância individual em qualquer seção transversal de um recurso de tamanho. O
padrão ASME Y14.5.1M:1994 (Definições Matemáticas de Dimensionamento e Princípios de
Tolerância) fornece um esclarecimento adicional sobre os requisitos de tamanho local da
Regra nº 1. O tamanho local real é definido por esferas em contínua expansão e contração,
cujos centros estão situados em uma linha mediana derivada (Fig. 4.18).
O padrão ASME Y14.5 codificou o requisito de envelope como Regra nº 1, segundo a qual
“Nenhum elemento de um recurso deve se estender além do limite da Condição Máxima do
Material (MMC) de forma perfeita”. O requisito de envelope também pode ser aplicado com as
normas ISO, por meio de um símbolo E circulado, colocado próximo à dimensão de tolerância.
De acordo com esta regra (que também é conhecida como regra de Taylor), afirma-se que
onde apenas uma tolerância de tamanho é especificada, os limites de tamanho de uma
característica individual de tamanho prescrevem a extensão em que variações em sua forma
geométrica, bem como como seu tamanho, são permitidos. (Fig. 4.17).
A tolerância de forma aumenta à medida que o tamanho real do recurso se afasta do MMC
em direção à Condição de Material Mínimo (LMC). Não há requisito de limite de forma perfeita
para o LMC. Ao inspecionar um recurso de tamanho controlado pela Regra nº 1, seu tamanho
e forma precisam ser verificados. Se não for especificado de outra forma, a Condição de
Material Mínimo (LMC) é verificada fazendo uma verificação de dois pontos em vários pontos
ao longo da seção transversal, enquanto a Condição de Material Máximo (MMC) é verificada
verificando se todo o recurso está dentro de um material máximo envelope de forma perfeita.
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68
Fig. 4.19 Procedimento de verificação de um furo de acordo com o princípio do envelope. A condição
mínima do material é controlada por meio de um medidor interno (medido entre dois pontos opostos),
enquanto a condição máxima do material é verificada por meio de um pino com as dimensões MMC
4 A linguagem GPS e GD&T
Fig. 4.18 O tamanho da esfera que pode ser varrida ao longo da linha mediana derivada sem cruzar
o limite do recurso determina os valores reais dos tamanhos máximo e mínimo de material
A Figura 4.21 mostra a aplicação do requisito de envelope na norma ISO, onde é necessário o
uso do símbolo E dentro de um círculo. Portanto, quando todos os
As Figuras 4.19 e 4.20 mostram os respectivos procedimentosde controle de um furo e um eixo
de acordo com o princípio de Taylor. Se o recurso se encaixa dentro de um medidor que tem o
mesmo tamanho que o tamanho máximo do material, o recurso está em conformidade com esse
limite de tolerância. Ao mesmo tempo, se a peça de trabalho estiver em sua condição máxima de
material (MMC), ela não poderá sofrer qualquer variação de forma (ou seja, fora de circularidade ou
retilineidade de seu eixo), ou não caberá dentro do limite.
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condições, ou seja, 18 mm
Fig. 4.20 Procedimento de verificação de um eixo de acordo com o princípio do envelope ou ASME Rule#1.
4.5 A Nova Norma ASME Y14.5:2018
Fig. 4.21 O requisito de
envelope na norma ISO é
indicado por meio de um
E circulado, que é colocado
próximo à dimensão de
tolerância; o furo tem uma
forma perfeita quando todos os
diâmetros locais são
sob o material máximo
A condição mínima do material é controlada por meio de um medidor externo (a medição entre dois pontos
opostos), enquanto a condição máxima do material é verificada por meio de um envelope de forma perfeita
com dimensões MMC
69
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1Gage em ASME.
Fig. 4.22 Para aplicar o
princípio de independência
aos desenhos ASME, é
necessário inserir o símbolo
de independência (circulado
I) ao lado da dimensão
70 4 A linguagem GPS e GD&T
os diâmetros locais (18 mm) do furo estão sob a condição máxima do material, a forma
é perfeita.
Além desse problema, a verificação do princípio do envelope, que requer o uso de
medidores funcionais1 ou controles realizados por meio de máquinas de medição
configuradas e avaliadas de forma adequada, não é uma tarefa fácil.
Este tipo de dependência entre tolerâncias geométricas e dimensionais implica,
em última análise, que as dimensões locais reais da feição considerada variem, dentro
do campo de tolerância dimensional atribuído, a fim de compensar, com referência às
dimensões máximas do material, quaisquer desvios de forma previsíveis. Tais normas
de controle, apropriadas no caso de acasalamento, podem ser restritivas para todas
as demais características geométricas, podendo tornar necessário, neste último caso,
fornecer uma indicação de exceção (as normas ASME introduziram o símbolo I , ver
Fig. 4.22), com a consequência de se criar uma fonte de ambiguidade, pois não é
possível averiguar se a ausência de tal indicação depende das escolhas do projetista
ou melhor, de um descuido dentro de um documento técnico tão complexo.
A Tabela 4.2 mostra um resumo das principais diferenças entre os dois princípios.
De salientar que, no caso das normas ISO GPS, considerando que, com a introdução
do princípio da independência, os erros de forma deixaram de estar limitados por
tolerâncias dimensionais, foram introduzidas as tolerâncias geométricas gerais para
simplificar as indicações em desenho.
O padrão ASME Y14.5 torna redundantes as indicações gerais de tolerância, pois
o princípio do envelope, que permite que os erros de formulário sejam limitados, é
utilizado por padrão. A Figura 4.23 mostra a potencialidade de tal especificação, que permite
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Dificuldade de especificar o
acasalamento funcional
4.5 A Nova Norma ASME Y14.5:2018
ISO 8015: Princípio da
independência
O requisito de envelope só se aplica
onde for necessário
Restritivo para recursos
geométricos não funcionais
Tabela 4.2 Comparação dos princípios fundamentais ISO e ASME Vantagens
Total independência entre forma e tamanho
Inspeção com medidores
funcionais
71
Requer o uso de tolerâncias
geométricas gerais
Dimensionamento simples e fácil
Desvantagens
Desenhos mais claros e
unívocosRequerimento
Regra nº 1: Envelope
Fig. 4.23 A norma ASME Y14.5 torna redundantes as indicações sobre as tolerâncias gerais, pois adota o
princípio do envelope, que permite que os erros de formulário sejam limitados por padrão Regra #1
as tolerâncias gerais dimensionais e geométricas sejam eliminadas, tornando a fase
de controle unívoca e coerente. Além disso, a tolerância de um perfil localiza e orienta
todas as superfícies da peça de trabalho (exceto os recursos de referência, que
possuem outros controles específicos [2], ver Fig. 4.24).
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72 4 A linguagem GPS e GD&T
Fig. 4.24 As molduras de cor azul mostram as indicações implícitas do desenho e apontam a
potencialidade da especificação ASME, que permite eliminar as tolerâncias gerais dimensionais
e geométricas, tornando a fase de controle unívoca e coerente. A tolerância geral em um perfil
localiza e orienta todas as superfícies da peça de trabalho
4.6 As principais diferenças entre os padrões ISO GPS e ASME GD&T
Hoje, a importância das normas internacionais no campo da documentação técnica está
crescendo na mesma proporção que a globalização da produção; uma descrição tridimensional
simples, clara, unívoca e concisa dos componentes projetados é, portanto,
Diante disso, a adoção do padrão ISO GPS ou ASME pode certamente ser o caminho
certo a seguir em resposta aos requisitos específicos de cada empresa, de forma a oferecer
um contexto normativo inequívoco, com regras simples e coerentes, eliminando assim
incertezas e confusão nas fases de projeto, fabricação e verificação.
Parece, portanto, oportuno sublinhar as principais diferenças entre as normas ISO GPS e
ASME [3].
necessário.
1. A principal diferença entre os dois padrões diz respeito ao conceito de interdependência
entre forma e dimensão, para o qual a ISO usa o conceito do Princípio da Independência
por padrão, enquanto a ASME usa o Requisito Envelope (Regra #1, Fig. 4.25).
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Fig. 4.25 O efeito de dois princípios
padrão diferentes, conforme descrito
nas normas ISO e ASME. As
tolerâncias dimensionais e
geométricas no desenho ISO levam
a uma condição limite extrema de
10,4 mm (10 + 0,4) e o erro de
circularidade pode ser maior que a
tolerância dimensional. No desenho
ASME, um erro de circularidade já
é controlado pela tolerância
dimensional, e o uso do controle de
circularidade, portanto, tem apenas
a finalidade de limitar o erro
73
Fig. 4.26 O conceito de tamanho de acoplamento é usado nos padrões ASME para especificar uma dimensão de um
recurso (o diâmetro do maior cilindro inscrito), enquanto o conceito de dimensionamento gaussiano é utilizado nos
padrões ISO GPS para especificar uma dimensão de um recurso
4.6 As principais diferenças entre os padrões ISO GPS e ASME GD&T
2. Um conceito de dimensionamento gaussiano é adotado por padrão nas normas ISO como
forma de especificar a dimensão de um recurso; em outras palavras, todos os pontos na
superfície devem cair dentro de um envelope que é obtido por meio do método dos
mínimos quadrados (isso significa que alguns dos pontos podem estar fora de um limite
definido pela especificação de tamanho, embora ainda esteja em conformidade para a
especificaçãode tamanho). O conceito de tamanho de acoplamento é adotado nos
padrões ASME para descrever o tamanho de um recurso, ou seja, todos os pontos em
uma superfície devem estar dentro de um envelope que tenha as dimensões máximas do material (Fig. 4.26).
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74 4 A linguagem GPS e GD&T
Fig. 4.27 Calibre funcional
utilizado para verificar a
localização dos 4 furos de uma
placa; a aferição reproduz as
piores condições de acasalamento
3. As normas ISO expressam uma “dualidade” entre especificação e verificação.
4. O padrão ISO é descrito como “amigável para CMM”, ou seja, o sistema de
controle preferido é a máquina de medição por coordenadas. A geometria ideal
ou nominal é definida no processo de projeto, e a peça resultante é a real no
processo de fabricação. A fase de controle “extrai” a geometria da peça física
para elaborar as características geométricas associadas às superfícies (planos,
esferas, cilindros) e estima o valor da medida de interesse (Fig. 2.2). O padrão
ASME é baseado na ideia de especificar as zonas geometricamente perfeitas
dentro das quais as superfícies reais devem ser encontradas. Isso é muitas vezes
referido como uma preferência por “hard gauging”, ou seja, é possível construir
medidores funcionais que representam uma representação física da zona de
tolerância (Fig. 4.27).
6. Outra diferença importante diz respeito à estabilidade das normas: a norma ISO
está em contínua evolução, com muitas mudanças, às vezes contrariando as
normas anteriores: a partir de 2010, o número de normas cresceu
Tudo o que é feito no processo de especificação é refletido no processo de
medição real. Isso é descrito como o “princípio da dualidade”. O padrão ASME
se distanciou intencionalmente do processo de medição e controle. De fato, na
cláusula 1.6 da ASME Y14.5–2018, a norma afirma que “Este documento não se
destina a ser um padrão de medição. Qualquer referência à medição é incluída
apenas para fins explicativos. Para princípios de medição, consulte ASME Y14.43
Princípios de Dimensionamento e Tolerância para Medidores e Acessórios”. Em
outras palavras, o padrão ASME descreve a geometria aceitável de uma peça, e
não como a peça pode ser medida.
5. Cerca de 150 normas distintas foram emitidas no âmbito ISO para definir a
linguagem GPS, enquanto, desde a década de 60, apenas uma única norma foi
desenvolvida para definir as regras fundamentais para o dimensionamento
funcional de componentes, com o objetivo de de criar um sistema normativo bem
definido e coerente, que deu origem ao padrão ASME Y14.5 de 2018 (328 páginas, Fig. 4.28).
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4.6 As principais diferenças entre os padrões ISO GPS e ASME GD&T 75
Fig. 4.28 Cerca de 150 padrões distintos estão disponíveis no âmbito ISO para definir a linguagem GPS, enquanto
apenas um único padrão foi desenvolvido no âmbito ASME para definir as regras fundamentais para o dimensionamento
funcional dos componentes
7. As tolerâncias de posição e orientação de uma feição de tamanho nas normas ISO são
aplicadas a uma linha e superfície mediana extraídas, enquanto, na ASME, são aplicadas
a feições ideais (de derivadas), como eixos e planos centrais. Por esta razão, recomenda-
se sempre indicar o padrão de referência nos desenhos técnicos das empresas, pois, como
pode ser visto no caso da tolerância de paralelismo mostrada na Fig. 4.29, o controle do
erro leva a duas resultados: controle da linha mediana derivada nas normas ISO e controle
do eixo na norma ASME [4].
9. Finalmente, nas normas ISO, utiliza-se indiferentemente o controle de uma localização ou
perfil para localizar e orientar uma superfície, enquanto nas normas ASME, a tolerância de
localização é utilizada apenas para características de tamanho (Fig. 4.31).
enormemente. Em vez disso, no âmbito da ASME, um novo padrão GD&T é emitido a cada
10 a 15 anos.
8. Outra diferença não desprezível é o uso de uma vírgula como separação decimal nas normas
ISO e um ponto nas normas ASME (Fig. 4.30).
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Fig. 4.29 O controle da tolerância de paralelismo leva a dois resultados diferentes nas normas ISO e ASME
4 A linguagem GPS e GD&T
nas normas ISO
76
Fig. 4.30 Um ponto é utilizado nos padrões ASME como uma separação decimal, enquanto uma vírgula é usada
Fig. 4.31 As normas ASME especificam que o símbolo de tolerância de localização deve ser utilizado apenas para
características de tamanho (ou seja, eixos e planos medianos), enquanto as normas ISO permitem que seja usado
para localizar superfícies
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4.6 As principais diferenças entre os padrões ISO GPS e ASME GD&T 77
Fig. 4.32 No padrão ASME, a especificação “4x” define um padrão de zona de tolerância com restrições de orientação e
posição. Na ISO, a especificação “4x” não forma um padrão. Para criar uma especificação de padrão de zona de
tolerância, é necessário usar um modificador CZ
4.6.1 Os Diferentes Conceitos de Padrão e Requisito
Simultâneo
A norma ISO 5458:2018 estabelece regras complementares à ISO 1101 para especificações
de padrões. De acordo com o princípio da independência, uma especificação geométrica
que se aplica a mais de um recurso, por padrão, também se aplica a esses recursos de
forma independente. As zonas de tolerância definidas por um indicador de tolerância ou por
vários indicadores de tolerância devem, por padrão, ser consideradas independentemente
(isso corresponde ao significado do modificador SZ, zona separada). Na ISO, os 4 furos na
Fig. 4.32 com a especificação “4x” não estabelecem um padrão. Para criar uma especificação
de padrão de zona de tolerância, é necessário usar um modificador de padrão de zona de
tolerância, como CZ.
Na norma ASME, um requisito simultâneo se aplica às tolerâncias de posição e perfil que
são localizadas por meio de dimensões básicas relacionadas a feições de datum comuns
referenciadas na mesma ordem de precedência nas mesmas condições de contorno.
Nenhuma translação ou rotação ocorre entre os referenciais de referência das tolerâncias
geométricas incluídas para um requisito simultâneo, portanto, um único padrão é criado.
Se tal inter-relação não for necessária, uma notação, como SEP REQT, deve ser colocada
adjacente a cada recurso aplicável no quadro de controle. A Figura 4.33 mostra um exemplo
do princípio de requisito simultâneo aplicado a um padrão de dois furos.
A utilização do conceito “Requisito Simultâneo” transforma um conjunto de mais de
uma especificação geométrica em uma especificação combinada, ou seja, uma especificação
de padrão.
De acordo com o padrão ISO 5458:2018, se a especificação geométrica tiver que se
aplicar simultaneamente a recursos com restrições de localização e orientação entre as
zonas de tolerância, é necessário usar modificadores de padrão de zona de tolerância, como
CZ, CZR ou SIMn (Fig. 4.34 ).
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78
Fig. 4.34 Para obter os mesmos requisitos funcionais da figura anterior, a norma ISO utiliza modificadores CZ e
SIM1
4 A linguagem GPS e GD&T
Fig. 4.33 As duas zonas de tolerância padrão no desenho ASME estão contidas simultaneamente em estruturas
de zona de tolerância relacionadas ao mesmo quadro de referência de referência e, portanto, estão basicamente
alinhadas
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Medição difícil
(RFS) aplicado a um recurso, linha e
superfície ideais, como um eixo ou plano central
A especificação “nx” define um padrão
Estabilidade
79
Predefinição
Os modificadores de padrão CZ, CZR e
de recursos de tamanho, treinamento e consultoria TEQ GmbH.
Tamanho de acasalamento
Conceito
de eixo e plano central
Baseado apenas em regras
referência estabelece uma
Butterworth-Heinemann
Conceito de padrão
Dualidade entre especificação e verificação
Posição e orientação do FOS
requerimento
(RFS) aplicado a uma mediana extraída
Para criar uma especificação de padrão de
zona de tolerância, é necessário usar um
modificador de padrão de zona de tolerância
Inspeção e controle CMM amigável
4.6 As principais diferenças entre os padrões ISO GPS e ASME GD&T
Muitas mudanças todos os anos,
introdução de novos conceitos e ideias
Requisito
simultâneo
Effenberger G (2013) Especificações geométricas do produto (GPS)—consequências na tolerância
Tabela 4.3 Comparação da ISO-ASME
SIMn estabelecer uma
Princípio da independência
Revisado em média a cada
10-15 anos
Conceito de limite Tamanho mínimo quadrado gaussiano
Requisito de envelope
Regras versus
exemplos
Um recurso de datum comum
Dia D (2009) Hierarquia GD&T (Y14.5 2009), Tec-Ease, Inc.
Morse E (2016) Padrões de tolerância: uma comparação. Quality Magazine Henzold G (2006)
Dimensionamento geométrico e tolerâncias para projeto, fabricação e inspeção: um manual para especificação geométrica de
produtos usando as normas ISO e ASME.
Baseado em regras e exemplos
Especificação versus
verificação
Posição e orientação do FOS
exigência simultânea
Descreve a geometria aceitável
de uma peça, não como a peça pode
ser medida
A Tabela 4.3 resume as principais diferenças entre os dois padrões.
Referências
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Interdependência entre dimensões
e geometria
Como já visto, a norma ISO 8015 estabeleceu o princípio da independência entre
tolerâncias dimensionais e tolerâncias geométricas; no entanto, existem algumas
exceções contidas no padrão ISO 2692 (versão atual ISO/DIS 2692:2019) que, usando
o requisito máximo de material (MMR) e o requisito mínimo de material (LMR),
introduzem uma interdependência entre a geometria das dimensões. O requisito MMR e
LMR permitem que dois requisitos independentes sejam combinados em um requisito
coletivo, ou uma condição virtual de material máximo ou menos material seja definida
diretamente, a fim de simular a função pretendida da peça.
Na norma ISO, é feita uma distinção entre:
1. Condição Máxima do Material, MMC, o estado da característica extraída considerada,
onde a característica de tamanho está naquele limite de tamanho onde o material de
A tolerância geométrica é de fato considerada aplicada, independentemente do
tamanho da peça de trabalho (em ASME Independentemente do tamanho do recurso,
RFS), cada vez que uma exceção não é especificada (utilizando um símbolo denominado
modificador), que poderia ser o requisito um envelope E ou a aplicação os requisitos MMR M e/ou LMR L.,
Resumo Na terminologia ISO GPS, a exigência máxima de material (MMR) e a exigência
mínima de material (LMR) representam duas das regras fundamentais nas quais se
baseia o dimensionamento geométrico com tolerâncias e que são objeto da norma ISO
2692. O projetista, ao estabelecer um requisito máximo ou mínimo de material, define
um traço geométrico do mesmo tipo e de forma perfeita, que limita o traço real no exterior
ou no interior do material. O MMR é usado para controlar a capacidade de montagem de
uma peça de trabalho, enquanto o LMR é usado para controlar uma distância mínima ou
uma espessura de parede mínima. Este capítulo também apresenta o requisito de
reciprocidade (RPR) e os conceitos de “tolerância zero” e oferece exemplos práticos
para orientar um projetista na escolha do requisito correto a partir das especificações de
tolerância geométrica.
capítulo 5
5.1 Requisitos de MMR e LMR
81© O(s) autor(es), sob licença exclusiva para Springer Nature Switzerland AG 2021
S. Tornincasa, Technical Drawing for Product Design, Springer Tracts in
Mechanical Engineering, https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854- 5_5
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https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854-5_5
1Esse aumento é geralmente chamado de bônus no padrão ASME.
82 5 Apresentando GD&T e GPS
2. Tamanho Máximo do Material , MMS: a dimensão que define o material máximo
No caso de um encaixe com folga, a folga mínima de montagem é obtida quando cada um
dos recursos de encaixe de tamanho está em seu tamanho máximo de material (por exemplo,
o maior tamanho de parafuso e o menor tamanho de furo) e quando os desvios geométricos
(por exemplo, desvios de forma, orientação e localização) das feições de tamanho e suas
feições derivadas (linha mediana ou superfície mediana) também estão consumindo totalmente
suas tolerâncias.
A folga de montagem aumenta ao máximo quando os tamanhos dos recursos montados de
tamanho estão mais distantes de seus tamanhos máximos de material (por exemplo, o menor
tamanho do eixo e o maior tamanho do furo) e quando os desvios geométricos (por exemplo,
desvios de forma, orientação e localização) das características de tamanho e suas características
derivadas são zero.
.
condição de uma característica linear de tamanho.
A consequência é que as tolerâncias prescritas podem, na prática, ser ampliadas, sem
comprometer a possibilidade de acoplamento, quando as dimensões reais dos recursos que
devem ser acoplados não atingem os valores correspondentes à condição máxima do material
(Fig. 5.1).
Às vezes chamado de Maximum Material Principle , mas, na terminologia ISO GPS, corretamente
definido como condição ou requisito, o Maximum Material Requirements, (MMR) representa
uma das regras fundamentais sobre as quais se baseia o dimensionamento geométrico com
tolerâncias, e que é objeto de a norma ISO 2692.
aumentado por um valor1 que é igual à diferença entre a dimensão do material máximo e a
dimensão real (Fig. 5.2). Um aumento na geometria
Isso constitui o princípio MMR, ou exigência máxima de material, e é indicado em um
desenho com o símbolo M Este símbolo é inserido após o valor de uma tolerância em um indicador de quadro de tolerância, e deve
ser lido como “a tolerância geométrica aqui imposta e previsto para o caso em que as dimensões
lineares estejam sob a condição material máxima”. As tolerâncias previstas podem, portanto,
ser
3. Least Material Condition, LMC, o estado do recurso extraído considerado, onde o recurso detamanho está no limite de tamanho em que o material do recurso está em seu mínimo em
todos os lugares, por exemplo, diâmetro máximo do furo e diâmetro mínimo do eixo
As características de acoplamento das peças de trabalho que devem ser montadas
dependem do efeito de junção das dimensões reais e dos erros de forma e localização dos
recursos que devem ser acoplados.
o recurso é máximo em todos os lugares, por exemplo, diâmetro mínimo do furo e diâmetro
máximo do eixo.
4. Least Material Size, LMS, a dimensão que define a menor condição de material
de uma característica de tamanho.
5.1.1 Requisito Máximo de Material (MMR)
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Fig. 5.1 O acoplamento de uma placa com dois furos passantes e um recurso com dois pinos; as condições
mais críticas referentes à distância entre seus centros ocorrem para a condição máxima do material, ou seja,
quando o furo está no diâmetro mínimo (ÿ10,1) e o pino está no diâmetro máximo (ÿ9,9). É óbvio que quando o
furo tem um diâmetro de 10,3 mm e o pino tem um diâmetro mínimo de 9,7 mm, a tolerância na distância entre
seus centros pode ser aumentada sem comprometer o acoplamento
5.1 Requisitos de MMR e LMR
Fig. 5.2 Um aumento na tolerância de localização (Bônus) devido à presença do modificador M para o
componente mostrado na Fig. 3.1. O aumento é igual à diferença entre a dimensão medida e a dimensão
máxima do material
83
A tolerância pode obviamente ser aplicada quando o recurso ao qual o requisito MMR
deve ser aplicado é um recurso de tamanho (ao qual pode ser associada uma tolerância
dimensional), com um eixo ou um plano de simetria, como um furo, uma ranhura ou um
alfinete. As vantagens que podem ser obtidas prendem-se com uma economia na
produção, fruto do alargamento dos limites das tolerâncias, e uma redução dos
desperdícios, uma vez que é possível aceitar características que, embora as tolerâncias
geométricas não estejam dentro os limites prescritos, na prática oferecem as mesmas
características funcionais que os recursos alcançados dentro dos limites. Um aumento na tolerância de localização pode, em
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Fig. 5.3 Aplicação de
MMR para um recurso
cilíndrico externo com
base nos requisitos de
tamanho e forma (retidão)
84 5 Apresentando GD&T e GPS
Neste caso, a tolerância de retidão sempre impõe que a linha mediana derivada sempre
caia dentro de uma zona de tolerância cilíndrica de 0,1 mm.
Em suma, a função de montagem é controlada pela exigência máxima de material,
indicada nos desenhos com o símbolo M O projetista, ao estabelecer uma exigência
máxima de material, define uma característica geométrica do mesmo tipo e de forma
perfeita de um valor que é igual ao Tamanho Virtual Máximo do Material (MMVS), que
limita o recurso real na parte externa do material. Neste caso, o MMR é usado para
controlar a montabilidade da peça, e o recurso real não pode violar o MMVS.
Quando um símbolo MMR é incluído, a função pretendida do eixo indicada na Fig. 5.3
pode ser um ajuste de folga com um furo do mesmo comprimento que o recurso cilíndrico
tolerado. Nesse caso, o recurso extraído não deve violar o limite máximo
O Tamanho Virtual Máximo do Material é o tamanho gerado pelo efeito coletivo do
tamanho máximo do material (MMS) de um recurso de tamanho e a tolerância geométrica
(forma, orientação ou localização) dada para o recurso derivado do mesmo recurso de tamanho.
.
A Condição Virtual de Material Máximo (MMVC) é o estado de um recurso associado do
tamanho virtual de material máximo, MMVS.
Um eixo submetido a tolerâncias dimensionais no diâmetro é mostrado na Fig. 5.3, para
o qual é indicada uma tolerância de retilineidade de 0,1 mm. Neste caso, a tolerância refere-
se à retidão da linha mediana derivada, pois o símbolo é colocado na cota do diâmetro. Se
a exigência máxima de material não for indicada, o valor da tolerância de retilineidade
permanece constante, pois o valor do diâmetro varia de um máximo a um mínimo, como
resultado do princípio da independência.
geral ser aceito, por exemplo, para as distâncias entre os centros dos furos para parafusos,
cochonilhas, etc., enquanto não é admissível para os eixos de engrenagens, pinos-guia,
conexões cinemáticas, etc.
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Fig. 5.4 Uma aplicação do MMR para um recurso cilíndrico interno com base nos requisitos de tamanho
e orientação
5.1 Requisitos de MMR e LMR 85
O projetista, através das indicações implícitas do MMVC, é capaz de garantir total
funcionalidade e intercambialidade das peças produzidas, tudo a um custo mínimo. O furo de
35 mm na placa da Fig. 5.4 tem um MMVC de 35,1 mm, que é obtido subtraindo a tolerância
de 0,1 mm do tamanho máximo do material (MMS) de 35,2 mm. Para características internas
de tamanho, o MMVS é obtido a partir da fórmula:
MMVS = MMS + ÿ, onde ÿ é a tolerância geométrica.
condição virtual do material, MMVC, que tem o diâmetro MMVS = 35,1 mm, pois
MMVS = MMS ÿ ÿ, onde ÿ é a tolerância geométrica.
Ao mesmo tempo, a característica extraída deve ter um diâmetro local maior que LMS =
34,9 mm e menor que MMS = 35,0 mm. A orientação e a localização do MMVC não são
controladas por nenhuma restrição externa.
O MMVS é obtido com a seguinte fórmula para uma característica externa de tamanho:
A função pretendida do furo pode ser a montagem com um eixo de pino, onde o requisito
funcional é que as duas faces planas estejam em contato e, ao mesmo tempo, o pino se
encaixe no furo. A feição extraída não deve violar a condição virtual máxima do material,
MMVC, que tem o diâmetro MMVS = 35,1 mm e a feição extraída deve ter simultaneamente
um diâmetro local menor que LMS = 35,3 mm e maior que MMS = 35,2 mm. O MMVC é
orientado perpendicularmente ao datum e a localização do MMVC não é controlada por
nenhuma restrição externa. Em suma, os limites do furo não devem violar o limite cilíndrico
MMVC.
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5.1.2 Requisito de Material Mínimo (LMR)
Em suma, o símbolo L é utilizado no desenho com o objetivo de garantir a
existência de uma seção resistente, ou de garantir uma distância mínima.
Novamente, neste caso, quando condições diferentes do LMC estão disponíveis,
um aumento nas tolerâncias de forma e localização pode ser feito igual à diferença
entre as dimensões reais e a do menor material.
A Figura 5.5 mostra uma aplicação típica do requisito LMC introduzido para proteger a
distância mínima da borda de um furo em relação à borda da peça de trabalho, mas ao
mesmo tempo para permitir um aumento na tolerância de localização.
.
Um requisito mínimo de material é projetado para controlar, por exemplo, a espessura
mínima da parede, evitando assim a ruptura (devido à pressão em um tubo ) , a largura
máxima de uma série de ranhuras, etc. no caso em que se prevê o Least Material
Requirement, LMR, nãoé difícil compreender porque se faz referência a furos que têm
o diâmetro máximo admissível de acordo com a tolerância dimensional prescrita, ou a
eixos de diâmetro mínimo.
20
0,4 CZ L AB L
0 M A
X
UMA
C
UMA
50
2x4
40
0,06
Fig. 5.5 Utilização do
requisito LMR para controlar
uma distância mínima
86 5 Apresentando GD&T e GPS
BB
-
+
+
0,6 + 0,2
0,8
0,4
B
B
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5.1 Requisitos de MMR e LMR 87
Fig. 5.6 A distância
mínima X é protegida para
qualquer condição
dimensional (2,7 mm)
2
40 + 4,2 + 1,2
O menor requisito de material também pode ser caracterizado por um requisito coletivo
relativo ao tamanho e ao desvio geométrico da característica do tamanho. Quando um
projetista introduz o símbolo LMR, ele define uma feição geométrica do mesmo tipo e de
forma perfeita, com valor igual ao Least Material Virtual Size (LMVS) que limita a feição
real no interior do material.
ÿ
ÿ
2
50,4
O furo de 4 mm na placa da Fig. 5.5 tem um LMVC de 5 mm, que é obtido adicionando
a tolerância de 0,4 mm a partir do tamanho mínimo do material (LMS) de 4,6 mm.
O tamanho virtual mínimo de material é o tamanho gerado pelo efeito coletivo do tamanho
mínimo de material (LMS) de um recurso de tamanho e a tolerância geométrica (forma,
orientação ou localização) dada para o recurso derivado do mesmo recurso de tamanho. O
Least Material Virtual Condition (LMVC) é o estado de um recurso associado de tamanho
virtual máximo de material, LMVS.
Enquanto, no estado LMC:
50,8
X =
2
A pior condição de encaixe ocorre quando o furo tem as dimensões máximas permitidas
(ou quando o datum tem uma largura mínima, LMC), e é de fato nesta condição que se
define a tolerância de localização de 0,4 mm. dimensões menores (ou quando o dado é
produzido com dimensões maiores), é possível aumentar a tolerância de localização até um
valor de 1,2 mm; como pode ser visto na cadeia de dimensão (Fig. 5.6), a distância X
permanece a mesma em qualquer condição, em que no estado MMC:
X =
2
= 2,7 milímetros
= 2,7 milímetros
40 + 4,6 + 10,4
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5 Apresentando GD&T e GPS
Fig. 5.7 O LMR na Fig. 5.5 requer que a superfície extraída do furo caia dentro do limite do LMVC
Fig. 5.8 Um exemplo de um LMR para um recurso cilíndrico externo com base nos requisitos de tamanho
e localização (coaxialidade) com o eixo de um recurso cilíndrico como o datum referenciado no LMR
88
O LMR na Fig. 5.7 requer que a superfície extraída do furo caia dentro do limite do LMVC.
Para características internas de tamanho, o LMVS é obtido a partir da fórmula:
LMVS = LMS + ÿ, onde ÿ é a tolerância geométrica.
A Figura 5.8 mostra um exemplo de controle de coaxialidade com um dado estabelecido a partir
de um recurso externo de tamanho referenciado no LMC. O tamanho virtual mínimo de material
(LMVS) de um recurso externo de tamanho é obtido a partir da fórmula:
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5.1 Requisitos de MMR e LMR 89
O LMR requer que a superfície extraída de um recurso de tamanho fique fora do
limite do LMVC. A localização do LMVC está a 0 mm do eixo do LMVC do recurso de
referência. O recurso extraído do recurso tolerado não deve violar a condição virtual de
mínimo material, LMVC, que tem o diâmetro LMVS = 85,6 mm. A mesma característica
extraída deve ter um diâmetro local maior que LMS = 86 mm e menor que MMS = 86,5
mm.
O RPR permite que a distribuição da tolerância de variação entre tolerâncias
dimensionais e geométricas seja escolhida com base nas capacidades de fabricação.
.
Deve-se notar que este requisito não está presente na norma ASME.
A feição extraída da feição de referência não deve violar a condição virtual de
mínimo material, LMVC, que tem um diâmetro LMVS = 57,8 mm. A mesma característica
extraída deve ter um diâmetro local maior que LMS = 58 mm e menor que MMS = 58,3
mm.
Consideremos a peça mostrada na Fig. 5.9, que possui quatro furos de 9 mm de
diâmetro e uma tolerância de posição de 0,4 mm; o tamanho virtual máximo do material
(MMVS) do furo, como já foi visto, é calculado a partir da diferença 8,8 ÿ 0,4 mm = 8,4
mm, que representa o limite interno do MMVC que não pode ser violado.
O símbolo de reciprocidade define requisitos equivalentes a especificações com
requisitos dimensionais e geométricos com indicação de tolerância zero com um
modificador M Um requisito de reciprocidade deve ser indicado apenas na seção de tolerância do indicador de tolerância. Conforme declarado na norma, o
modificador não deve ser indicado na seção de referência do indicador de tolerância.
Para evitar este problema, é possível utilizar o método de tolerância zero (Fig. 5.10),
ou seja, o furo é produzido de tal forma que uma tolerância de posição de zero
Portanto, um furo verificado com um diâmetro de 8,4 mm poderia ser encaixado
sem problemas se tivesse um erro de posição zero, mas o componente seria descartado
durante o controle dimensional.
.
LMVS = LMS ÿ ÿ, onde ÿ é a tolerância geométrica
O requisito de reciprocidade (RPR) é um requisito adicional, que pode ser utilizado
em conjunto com o requisito máximo de material e o requisito mínimo de material, e é
indicado em um desenho com o símbolo R O RPR permite ampliar uma tolerância de tamanho sempre que o desvio
geométrico a peça real não aproveita totalmente a condição virtual máxima do material
ou a condição virtual mínima do material, respectivamente.
RPR é basicamente um requisito adicional para um recurso de tamanho e é
introduzido, além do requisito máximo de material, MMR, ou o requisito mínimo de
material, LMR, para indicar que a tolerância de tamanho é aumentada pela diferença
entre a tolerância geométrica e o desvio geométrico real.
5.1.3 Requisito de Reciprocidade (RPR)
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B
D
UMA
0,8
14
8,8
70
buraco Pedágio.
C
9
10
50
0,4
25
4x 9 ±0,2
9,2
35
0,6
1516 16 30302550 2550 15
+
0
0,1
UMA
UMA
0,1+
+0,8
4x 8,4 0
0
AA
0,4 CZ M AD M
0,4 AB
0,2 M ABC
0,08
B
C
0,1A
AA
8,4
8,6
10
B
buraco Pedágio.
0,8
35
UMA
0,6
25
0,2
C
9,2
14
0
9
8,8
D
50
70
0,4
UMA
UMA
Fig. 5.9 Uma indicação de uma tolerância de posição: a tabela mostra as variações da tolerância conforme o
90
o furo é produzido na condição máxima do material (8,4 mm) e aumenta até 0,8 mm
diâmetro do furo varia como resultado da utilização do requisito máximo de material, MMR
5 Apresentando GD&T e GPS
Fig. 5.10 Uma indicação de tolerância zero. Como pode ser visto na tabela, a tolerância só é zero se
BC
0 CZ A
0,1
0,08
0,4A
UMA
B
C
D
B
0,2 AM
MM
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orifício
8,4
8,6
9,2
10
35
B
14
4x 9 ±0,2
0
70
D
Pedágio.
C
0,4
9
8,8
50
0,2
25
UMA
0,8
0,6
152550 3016
+0,1
0
B
BC
0,08
UMA
0,4A
0,2 M ABC
0,1
0,4 CZ M R AD M
AA
UMA
UMA
distribuído. Na prática, o mesmo efeito que uma tolerância zero é obtido
Fig. 5.11 O desenho acima tem as mesmasdimensões da Fig. 5.9, mas o símbolo de reciprocidade
91
permite que as variações permitidas entre os erros dimensionais e geométricos sejam
5.1 Requisitos de MMR e LMR
O requisito adicional de RPR na Fig. 5.11 altera a tolerância de tamanho do furo
a área colorida ciano representa a zona das peças de trabalho aceitas durante o controle
e tamanhos de furos da peça. No caso em que a tolerância zero não é utilizada, o
(c) redução dos custos de produção, uma vez que as peças reutilizáveis não são rejeitadas.
zona é aumentada.
são rejeitados durante o controle, mesmo que sejam aceitáveis do
é obtido para a dimensão virtual, mas, ao mesmo tempo, a tolerância dimensional
efeito como a indicação de uma tolerância zero, sem qualquer alteração no desenho.
como resultado da adição do requisito MMR coletivo, obtendo assim o mesmo
de acordo com as especificações do desenho, enquanto as peças que caem na área amarela
(a) plena utilização do bônus de tolerância dimensional (de 0 a 0,8 mm);
vantagens indubitáveis podem ser obtidas.
Assim, várias vantagens podem ser obtidas, incluindo:
em causa, as três especificações são equivalentes; do ponto de vista da produção,
Do ponto de vista funcional, ou seja, na medida em que os problemas de montagem são
ponto de vista.
o buraco ao mesmo tempo com um medidor funcional;
escala no gráfico de análise na Fig. 5.12. A escala horizontal mostra a condição virtual
Nesse sentido, os valores de tolerância posicional permitidos são listados na vertical
(b) a possibilidade de controlar a posição e os limites dimensionais inferiores de
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92 5 Apresentando GD&T e GPS
Fig. 5.12 Gráficos de análise de tolerância para o componente tratado na Fig. 5.9; as peças de
trabalho no gráfico à esquerda que caem na zona amarela são rejeitadas durante o controle,
embora sejam aceitáveis do ponto de vista funcional; no caso da utilização de tolerância zero ou
RPR (quadro à direita), a área ciano no gráfico torna-se maior, permitindo assim uma redução de
desperdícios e maior flexibilidade de fabricação.
O novo padrão ISO 2962 permite que um projetista especifique diretamente o valor do
tamanho virtual máximo ou o tamanho virtual mínimo de material. Neste caso, o valor
calculado do tamanho virtual deve ser indicado entre parênteses no indicador de tolerância.
Se um tamanho também for especificado para o recurso considerado, ele deve ser
considerado como uma especificação independente de acordo com a ISO 14405–1. Nenhum
requisito coletivo é criado entre as duas especificações (especificação de tamanho e
especificação geométrica) no caso da indicação direta do tamanho máximo do material ou
do tamanho virtual mínimo do material.
Quando se adota o conceito de tolerância zero, ou o requisito de reciprocidade, a área
de ciano no gráfico torna-se maior, permitindo assim uma redução das peças rejeitadas e
maior flexibilidade de fabricação.
A mesma regra se aplica ao requisito LMR (Fig. 5.14).
Quando o requisito máximo de material se aplica a um datum e a indicação direta do
tamanho virtual é selecionada, então o tamanho virtual máximo do material (MMVS) para o
datum deve ser indicado com um valor numérico entre colchetes no indicador de datum,
após o recurso de datum símbolo, como mostrado na Fig. 5.15. O símbolo Ø deve ser
omitido quando o tamanho do recurso não for um diâmetro. É necessário apontar
Quando o requisito máximo de material, MMR, se aplica ao recurso de tolerância e a
indicação direta do tamanho virtual é selecionada, o valor do tamanho virtual máximo do
material (MMVS) deve ser indicado após o símbolo M entre colchetes (Fig. 5.13) . O símbolo
Ø deve ser omitido quando a característica de tamanho não for um diâmetro. Quando uma
indicação direta do tamanho virtual máximo do material (MMVS) é selecionada, nenhum
valor de tolerância geométrica deve ser indicado antes do símbolo.
5.2 Indicação direta do tamanho virtual
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Fig. 5.13 Indicação direta de um MMVS em um recurso externo
5.2 Indicação direta do tamanho virtual
Fig. 5.15 Exemplo de indicação direta de um MMVS em um datum
Fig. 5.14 Indicação direta de um LMVS em um recurso externo
93
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94 5 Apresentando GD&T e GPS
No segundo caso da Fig. 5.18, o suporte do sensor é posicionado apenas por meio de um
pino-guia, que permite o acoplamento com apenas uma leve interferência na placa.
A decisão de escolher um requisito RFS, MMR, LMR ou RPR depende da função da peça. O
MMR é geralmente escolhido quando as peças precisam ser montadas com um encaixe com
folga (ou seja, fixador fixo), mas é útil permitir tolerâncias máximas adicionais para reduzir os
custos de fabricação.
No entanto, o erro na localização do orifício na placa afetará a posição do sensor e, portanto, é
melhor não aumentar ainda mais a quantidade de tolerância através do uso de um modificador
MMR (Fig. 5.19).
O LMR é útil quando um projetista tem o objetivo de garantir uma distância mínima ou uma
espessura de parede crítica. RPR é usado para aumentar a tolerância de tamanho, por
exemplo, em uma montagem não funcional. Por fim, o RFS (sem qualquer modificador) é
utilizado quando qualquer tolerância adicional, como o controle de uma tolerância de posição
de um pino localizador, pode comprometer a funcionalidade da peça.
Neste último caso, a conexão do suporte do sensor é obtida com um pino do mesmo
suporte, que é conectado, com folga, à placa (Fig. 5.20). A pior condição, que afeta a localização
do sensor, ocorre quando o furo tem a
que, para a interpretação da retilineidade, o recurso extraído não deve violar a condição virtual
máxima do material, MMVC, que tem diâmetro MMVS = 29,9 ÿ 0,2 = 29,7 mm. A característica
extraída deve ter um diâmetro local menor que LMS = 29,9 mm e maior que MMS = 30,3 mm.
O recurso extraído do recurso de referência não deve violar a condição virtual máxima do
material, MMVC, que possui um diâmetro MMVS = 29,5 mm. Ao mesmo tempo, o recurso
extraído do recurso tolerado não deve violar a condição virtual máxima do material, MMVC,
que possui um diâmetro MMVS = 49,9 mm. A mesma feição deve ter um diâmetro local menor
que LMS = 50,4 mm e maior que MMS = 50 mm. O MMVC está localizado a 0 mm do eixo do
MMVC do recurso de referência.
Deve-se notar que, em muitos casos, uma tolerância adicional não tem impacto na função
e, portanto, não faz com que a peça funcione melhor. A variação adicional permitida pelo MMR
pode levar a uma redução no custo de fabricação de peças, pois pode permitir que determinadas
peças funcionais passem na inspeção.
A Figura 5.16 de fato mostra uma aplicação típica em que é apropriado utilizar o MMR para
garantir o correto posicionamento de um sensor, que é posicionado por meio de um parafuso.
Essas peças possuem um encaixe de fixação fixo, ou seja, uma das peçaspossui um furo
rosqueado e a outra possui um furo de folga. Neste caso, a posição do suporte do sensor
depende apenas do furo roscado. O parafuso tem uma folga de encaixe com a placa (Fig.
5.17), e o erro de posição do orifício de folga, portanto, não afeta a posição do sensor. Nesse
caso, qualquer tolerância adicional não afeta a função e é conveniente especificar a necessidade
máxima de material.
5.3 Quando usar MMR, LMR e RFS
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Fig. 5.17 O erro de posição do furo de folga não afeta a posição do sensor
95
Fig. 5.16 Um conjunto de fixadores fixos: o projetista tem o objetivo de garantir a posição correta de
um sensor
5.3 Quando usar MMR, LMR e RFS
dimensões máximas permitidas LMS (e quando o pino tem o diâmetro mínimo
permitido LMS). Nesse caso, é útil usar o modificador LMR. A Figura 5.21 mostra
que ao assumir um tamanho de pino de acoplamento MMVS de 12,8 mm e aceitar
um erro de posição do sensor inferior a 1 mm, o furo é produzido com um tamanho menor,
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5 Apresentando GD&T e GPS
Fig. 5.18 O suporte do sensor é posicionado somente por meio de um pino-guia
96
Fig. 5.19 Um pino-guia que fornece um encaixe com apenas uma pequena interferência com a placa. O
erro na localização do furo na placa afetará a posição do sensor e, portanto, é melhor não aumentar ainda
mais a quantidade de tolerância através do uso de um modificador MMR
e é possível aumentar a tolerância de localização para que o requisito LMR
garanta o erro de posição mínimo e a tolerância máxima admissível.
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5.4 Os Requisitos MMR e LMR nas Normas ASME 97
Fig. 5.20 A pior condição que pode afetar a localização do sensor, ocorre quando o furo tem as
dimensões máximas permitidas LMS (e quando o pino tem o diâmetro mínimo permitido, LMS);
portanto, é útil usar um modificador LMR
5.4 Os Requisitos MMR e LMR nas Normas ASME
A norma ASME não usa o termo “requisito” para especificar uma interdependência entre
tamanho e tolerância geométrica, mas, dependendo de sua função, o desvio de forma de
uma característica de tamanho é sempre controlado por seu tamanho e quaisquer tolerâncias
geométricas aplicáveis.
No padrão ASME Y14.5:2018, os modificadores M e L são introduzidos na Seção. 5.9
até a Regra nº 2: “RFS é a condição padrão para valores de tolerância geométrica. O
modificador Maximum Material Condition (MMC) ou Least Material Condition (LMC) pode
ser aplicado a um valor de tolerância geométrica para substituir o padrão RFS”.
O conceito de Condição Máxima do Material (MMC) ou Condição Mínima do Material
(LMC) é usado para descrever o limite de tamanho de um recurso de tamanho no qual a
peça contém a quantidade máxima ou mínima de material. Um limite de tamanho MMC
combinado com a Regra nº 1 descreve um limite de forma perfeita no MMC.
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98 5 Apresentando GD&T e GPS
Fig. 5.21 Se um tamanho de pino de encaixe MMVS de 12,8 mm for assumido e um erro de posição
do sensor inferior a 1 mm for aceito, o requisito LMR garante o erro de posição mínimo e a
tolerância máxima admissível
Na linguagem GD&T, um conjunto de símbolos, chamados “modificadores”, é usado para
comunicar informações adicionais sobre o desenho ou tolerância de uma peça. O modificador de
condição de material MMC M ou LMC L pode ser aplicado a um valor de tolerância geométrica
para substituir o padrão RFS.
MMB é o limite de pior caso que existe dentro ou fora do material de um recurso(s) e é obtido
como resultado dos efeitos combinados de tamanho e tolerâncias geométricas.
Consistentemente com a especificação ISO (consulte a Tabela 5.1), as tolerâncias de desvio
circular, desvio total e orientação aplicadas a uma superfície, perfil de uma linha, perfil de uma
superfície, circularidade ou cilindricidade não podem ser modificadas para aplicar um MMC ou LMC .
Quando uma tolerância geométrica, aplicada a um recurso de tamanho, é especificada com
um modificador MMC ou LMC, um limite constante (chamado Condição Virtual, VC) é gerado
No entanto, o padrão ASME distingue a especificação MMC (ou LMC) aplicada a um recurso
de tamanho da especificação MMB (Maximum Material Boundary) (ou Least Material Boundary,
LMB) aplicada a cada referência de recurso de referência.
LMB é o limite de pior caso que existe dentro ou dentro do material de uma(s) característica(s)
e é obtido como resultado dos efeitos combinados de tamanho e tolerâncias geométricas.
RFS é a condição padrão para valores de tolerância geométrica, enquanto RMB (considerando
menos limite do material) é a condição padrão para um datum. Um modificador de limite de
material MMB ou LMB pode ser aplicado a uma referência de recurso de referência para substituir
um padrão RMB.
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sim
Orientação
Esgotamento total
Perfil de superfície
sim
sim
99
Não
Localização
Perfil de linha
Aplicabilidade do Símbolo ML
Perfil de linha
Angularidade
Coaxialidade (A concentricidade foi removida do
Não
sim
Forma
Perfil de superfície
Simetria (A simetria foi removida do
ASME Y14.5:2018 padrão)
Não
Não
Desvio circular Não
Redondeza
5.4 Os Requisitos MMR e LMR nas Normas ASME
Paralelismo
Não
sim
Não
Tabela 5.1 Aplicabilidade do MMR ou LMR com os vários símbolos geométricos característicos
Posição
Cilindricidade
Perpendicularidade
Especificação Características Retidão
Não
sim
sim
Perfil de superfície
Não
Perfil de linha
sim
Não
o padrão ASME Y14.5:2018.)
Acabar
Planicidade
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5 Apresentando GD&T e GPS
Fig. 5.22 Efeitos coletivos do MMC e tolerâncias aplicáveis. O aumento no tamanho da zona de
tolerância de posição na tabela é comumente referido como “tolerância de bônus” na ASME
100
A Figura 5.22 mostra os efeitos coletivos da MMC e as tolerâncias aplicáveis.
A Figura 5.23 ilustra o conceito de limite interno, um limite de pior caso gerado a
partir dos efeitos coletivos da menor característica de tamanho (MMC para uma
característica interna de tamanho, LMC para uma característica externa de tamanho) e
a tolerância geométrica aplicável. Um limite externo é um limite de pior caso gerado a
partir dos efeitos coletivos do maior recurso de tamanho (LMC para um recurso interno
de tamanho, MMC para um recurso externo de tamanho) e a tolerância geométrica aplicável.
dos efeitos coletivos do modificador MMC ou LMC e a tolerância geométrica dessa
condição do material. Essa condição virtual (ou Worst-Case Boundary, WCB) é o
limite extremo que representa o pior caso para tais requisitos funcionais, como folga,
montagem com uma peça correspondente, conservação de parede fina ou alinhamento
de furo.
O aumento no tamanho da zona de tolerância de posição na tabela é comumente
referido como “tolerância de bônus” na ASME e é visto por muitos como “tolerância
extra de graça”.
A condição resultante (RC) é o único limite de pior caso geradoa partir dos efeitos
coletivos de um MMC ou LMC especificado de uma característica de tamanho, a
tolerância geométrica dessa condição de material, a tolerância de tamanho e a
tolerância geométrica adicional derivada da afastamento do recurso de sua condição
de material especificada.
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5.4 Os Requisitos MMR e LMR nas Normas ASME
Fig. 5.24 Efeitos coletivos do MMC e as tolerâncias aplicáveis para um recurso externo
101
Fig. 5.23 Limites de condição virtual e resultante para um recurso interno, usando um
modificador MMC
As Figuras 5.24 e 5.25 mostram os mesmos conceitos aplicados a um recurso
externo, ou seja, uma placa com dois pinos. Usando os valores de limite interno e
externo, é possível calcular as distâncias mínima e máxima entre os dois pinos
medidos com um medidor (Fig. 5.26).
Conforme visto no padrão ISO, nos casos em que o limite MMB ou LMB não é
claro, ou outro limite é necessário, o valor de um limite de tamanho fixo pode ser
indicado, entre colchetes, seguindo a referência de recurso de referência aplicável e
qualquer modificador (Fig. 5.27).
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Fig. 5.26 Usando os valores do limite interno e externo, é possível calcular as distâncias mínima
e máxima entre os dois pinos medidos com um medidor
5 Apresentando GD&T e GPS
Fig. 5.25 Limites de condição virtual e resultante para um recurso externo, usando um modificador
MMC
102
A Tabela 5.1 mostra se é possível ou não usar MMR ou LMR com os vários
símbolos geométricos característicos. Essas regras estão em vigor nas normas
ISO e ASME.
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16
42
4x
136
68
D
C
42
B
40 +0,1
0
0,4+
+0,3
103
Fig. 5.27 Especificação explícita de limites geométricos reais de contrapartida no padrão ASME
5.4 Os Requisitos MMR e LMR nas Normas ASME
UMA
UMA B
D [ 39,8]
C
0,4 M
0,2 M
C
38
22
22 61
76
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Datums e Sistemas de Datum
A maior desvantagem do uso de um sistema de datum é que é necessário um
conhecimento adequado dos padrões de tolerância geométrica. De fato, a falta de atenção
aos aspectos funcionais do dimensionamento geométrico tem levado a alguns equívocos
de dados. A primeira delas diz respeito à convicção de que os dados existem em uma
peça, embora os planos e eixos tomados como dados sejam de fato conceitos abstratos
que são obtidos através de operações de verificação complexas.
Outro equívoco é que os dados são estabelecidos diretamente durante a fase de
projeto de fabricação; de fato, os dados derivados dos requisitos operacionais muitas
vezes não concordam com os que são fixados durante a fase de projeto com base nos
requisitos funcionais. Se um engenheiro de processo introduzir alguma modificação, os
requisitos funcionais não serão mais respeitados, devido a alterações nas tolerâncias (que
muitas vezes se tornam mais reduzidas).
Resumo Um sistema de datum tem a finalidade de definir um conjunto de duas ou mais
feições ideais estabelecidas em uma ordem específica (por exemplo, um sistema formado
por uma tríade de planos mutuamente ortogonais) que permite não apenas orientar e
localizar as zonas de tolerância , mas também sua origem a ser definida para a medição
e a peça de trabalho a ser bloqueada durante o controle. Quando não for desejável usar
uma feição integral completa para estabelecer uma feição de datum, é possível indicar
porções da feição única (áreas, linhas ou pontos) e suas dimensões e localizações usando
alvos de datum. Este capítulo ilustra as principais diferenças entre as normas ISO 5459 e
ASME para a especificação de datums e destaca alguns conceitos teóricos e matemáticos.
Esta seção também fornece regras simples a serem seguidas ao escolher dados funcionais
para garantir que a peça funcione conforme o esperado, com a menor quantidade possível
de variação.
Um sistema de dados representa um dos instrumentos mais vantajosos para transmitir
informações sobre relações funcionais e, ao mesmo tempo, transmitir as modalidades e
sequências com as quais o controle do componente deve ser realizado de forma que a
medição de inspeção seja unívoca e repetível.
© O(s) autor(es), sob licença exclusiva para Springer Nature Switzerland AG 2021 S.
Tornincasa, Technical Drawing for Product Design, Springer Tracts in Mechanical
Engineering, https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854- 5_6
105
Capítulo 6
6.1 Sistemas de Data
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https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854-5_6
106 6 Datums e sistemas de datum
Fig. 6.1 Um sistema de datum tem a finalidade de definir um conjunto de duas ou mais feições ideais,
estabelecidas em uma ordem específica (por exemplo, um sistema formado por uma tríade de planos
ortogonais entre si), que permite não apenas as zonas de tolerância ser orientado e localizado, mas
também sua origem a ser definida para a medição, e a peça a ser bloqueada durante o controle
Em suma, os pontos de referência permitem definir um sistema de pontos de referência para o
dimensionamento de um desenho e podem ser considerados como uma forma de bloquear os graus de
liberdade de uma zona de tolerância.
Um sistema de datum (conhecido como DRF, Datum Reference Frame nos padrões ASME) é um
conjunto de duas ou mais feições ideais estabelecidas em uma ordem específica a partir de duas ou mais
feições de datum, com o objetivo de (Fig. 6.1):
A norma ISO 5459 especifica a terminologia, regras e metodologias relativas à indicação e
compreensão de datums e de sistemas de datum
Um ponto de referência deve sempre ser selecionado com base nas funções de uma peça, pois
a escolha de pontos de referência com base na localização tecnológica das peças de trabalho pode levar
a uma redução nas tolerâncias disponíveis.
1. definir a origem a partir da qual se estabelece a localização ou as características geométricas das
feições de uma peça; 2. permitir que a peça de trabalho seja bloqueada durante um controle, para
que o controle seja unívoco e repetível; 3. localização e orientação das zonas de tolerância.
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Os pontos de referência são as superfícies da peça de trabalho que podem ser tocadas e são adequadas para associar a um ponto
de referência
107
Fig. 6.3 Um datum é um
ponto teoricamente exato, uma
linha reta ou um plano a partir do
qual a localização e orientação de
feições, ou ambas, podem ser
definidas
Fig. 6.2 Características de referência são características físicas particulares de peças reais, imperfeitas e rotuladas que têm o
propósito de restringir os graus de liberdade de rotação e translação de peças relativas.
6.1 Sistemas de Data
na documentação técnica de um produto. As superfícies físicas de peças reais e imperfeitas
são definidas como feições de referência na norma, pois servem ao propósito de restringir
os graus de liberdade rotacionais e translacionais durante os processos de montagem e que
podem ser usadas para definiras referências (Fig. 6.2). De fato, cada peça de trabalho é
considerada composta de recursos que podem ter um tamanho e um eixo, ou um plano de
simetria (um recurso de tamanho como uma ranhura, um furo ou um pino), ou recursos não
dimensionais como superfícies planas ou cilíndricas; como cada recurso pode ser considerado
como um datum, é possível ter datums correlacionados tanto com recursos dimensionáveis
quanto não dimensionáveis, que são indicados em um desenho de diferentes maneiras.
Um datum é um ponto teoricamente exato, uma linha reta ou um plano a partir do qual a
localização e orientação de feições, ou ambas, podem ser definidas (Fig. 6.3). Uma
especificação de datum refere-se ao conceito de uma característica de situação, que é obtida por meio de
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108 6 Datums e sistemas de datum
Fig. 6.4 De acordo com a ISO 5459, um datum é uma ou mais feições de situação (plano, ponto e/ou linha
reta) que são selecionadas para definir a localização ou orientação, ou ambas, de uma zona de tolerância
ou uma feição ideal que representa, por exemplo, uma condição virtual
Para estabelecer um recurso associado, é necessário primeiro realizar uma partição, depois
uma extração, uma filtragem e, por fim, uma associação. A filtração deve reter os pontos mais altos
da característica integral real.
um critério de associação com a feição de referência, ou seja, uma feição ideal (plano, ponto ou
linha reta) é associada à superfície verdadeira (extraída e filtrada).
Por exemplo, no caso de um recurso de referência composto por uma superfície plana de uma
peça, a superfície extraída de uma geometria verdadeira é obtida, através de uma partição e extração
Um datum é um ponto, eixo ou plano teoricamente exato que é obtido através de um critério de
associação com a feição datum, ou seja, uma feição ideal (plano, ponto ou linha) que está associada
à superfície verdadeira (extraída e filtrada). O objetivo de tal associação é obter uma identificação
inequívoca de datums únicos ou sistemas de datum.
Em suma, um datum é uma ou mais feições de situação de uma ou mais feições associadas a
uma ou mais feições integrais reais selecionadas para definir a localização ou orientação, ou
ambas, de uma zona de tolerância ou uma feição ideal que representa, por exemplo, , uma condição
virtual (Fig. 6.4). Os datums permitem localizar ou orientar as zonas de tolerância e definir as
condições virtuais (por exemplo, a condição virtual máxima do material, de acordo com a ISO 2692).
6.1.1 Associação de Datums
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Fig. 6.5 O processo de associação utilizado para obter um dado: a superfície extraída é obtida a partir
da geometria verdadeira, através de um processo de partição e extração, e um plano tangente ideal é
associado a tal superfície
6.1 Sistemas de Data 109
As feições associadas, utilizadas para estabelecer os datums, simulam o contato com as
feições integrais reais de forma a garantir que a característica associada esteja fora do
material da característica não ideal. Quando o resultado deste processo é ambíguo, então a
feição associada deve minimizar a distância máxima (normal à feição associada) entre a
feição associada e a feição filtrada (Fig. 6.7).
O processo de associação adotado para obter um dado de eixo, a partir de um traço
verdadeiro (integral) é mostrado na Fig. 6.8. A característica extraída é obtida através de um
processo de extração e filtração; o traço derivado (eixo do cilindro associado) e, portanto, o
datum, são assim obtidos através de um processo de associação com um cilindro ideal. Da
mesma forma que para uma superfície plana, no caso de elementos cilíndricos, a feição
associada deve minimizar a distância máxima entre a feição associada e a feição filtrada (Fig.
6.9).
processo, ao qual está associado um plano tangente ideal de forma geométrica perfeita
(característica de situação, Fig. 6.5). Na prática, o plano tangente ideal é aproximado da
superfície lisa de um plano correspondente de um sistema de controle, conforme mostrado na Fig. 6.6.
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6 Datums e sistemas de datum
Fig. 6.6 Se o recurso de referência é a superfície plana de uma peça de trabalho, o recurso associado é obtido
a partir de um plano de envelope teórico (por exemplo, um plano tangente) de forma geométrica perfeita e pode
ser aproximado do plano de granito correspondente do dispositivo de controle
110
Fig. 6.7 O método de associação para uma superfície plana usando os critérios minimax . 1. Fora do plano
tangente do material (datum). 2. Recurso filtrado. 3. Recurso integral real
6.1.2 Datum: Conceitos Matemáticos
Datums e sistemas de datum são recursos geométricos teoricamente exatos usados em conjunto
com dimensões teoricamente exatas (TED) implícitas ou explícitas para localizar ou orientar as zonas
de tolerância e condições virtuais.
Uma referência consiste em um conjunto de características de situação para uma característica
ideal (característica de forma perfeita) associada às características de referência identificadas de
uma peça de trabalho. Como essas feições ideais têm a função de bloquear os graus de liberdade
das zonas de tolerância, o tipo geométrico dessas feições associadas deve ser uma das classes de
invariância relatadas na Tabela 6.1.
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111
Fig. 6.8 O processo de associação e derivação usado para obter um eixo de referência de um cilindro: 1.
Fig. 6.9 O método de
associação para uma
superfície cilíndrica usando
os critérios minimax . 1.
Recurso integral real. 2.
Recurso filtrado. 3. Cilindro
máximo inscrito
Característica integral nominal. 2. Característica derivada nominal. 3. Superfície integral real da peça de
trabalho (recurso de referência). 4. Característica integral extraída; 5. Associação com um cilindro ideal. 6.
Recurso derivado (eixo do cilindro associado). 7. Datum (recurso de situação)
6.1 Sistemas de Data
Na Tabela 6.1, todas as superfícies são classificadas em sete classes com base nos graus de
liberdade para os quais a superfície é invariante. As feições de situação (ponto, linha reta, plano)
são definidas para cada classe de superfície.
Quando uma única superfície ou uma superfície de coleção é identificada como uma feição de
referência, os graus de invariância para os quais a superfície é invariante devem ser identificados e
Cada recurso tem 6 graus de liberdade (traduções ao longo dos eixos x, y, z e rotações ao
redor dos eixos x, y, z). A classe de invariância corresponde aos graus de liberdade (que
permanecem e não são bloqueados). Tal classe descreve o deslocamento do recurso (translação,
rotação) para o qual o recurso é mantido idêntico no espaço.
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6 Datums e sistemas de datum
traduções
graus de liberdade
1 translação e 1
rotação
Plano
Revolute (ou
seja, cone)
Complexo (ou seja,
Tabela 6.1 Todasas superfícies
são classificadas em sete classes
com base nos graus de liberdade
para os quais a superfície é invariante
1 tradução
Apontar
Helicoidal Linha reta
112
Planar (ou seja, plano) 1 rotação e 2
Prismático (ou
seja, prisma)
Linha reta, ponto
Nenhum Plano, linha reta, ponto
Características da situação
1 translação e 1
rotação
Plano, linha reta
3 rotações em torno de
um ponto
Esférico (ou seja,
esfera)
Linha reta
Bézier)
1 rotação
Classe de invariância Sem restrições
Cilíndrico (ou seja,
cilindro)
carta, pode ser localizado:
comparado com a Tabela 6.1 para determinar o conjunto de feições de situação (ponto, linha reta,
plano ou uma combinação destes) que constitui o datum.
Da mesma forma que para as indicações de tolerância, um triângulo, com sua identificação
Uma feição de referência é identificada com uma letra maiúscula, escrita dentro de um quadrado e
conectada a um triângulo que é colocado na própria feição (Fig. 6.10). Sugere-se evitar o uso das
letras I, O, Q, X, Y e Z, que podem gerar problemas de interpretação, enquanto, no caso de desenhos
complexos, é possível utilizar letras duplas ( AA, BB, etc).
Documentação
6.2 Indicação de Características de Datum em Técnicas
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113
Fig. 6.10 As três maneiras de indicar
uma superfície plana como um
recurso de referência
Fig. 6.11 Indicações de uma feição de referência. Um triângulo não precisa ser preenchido
6.2 Indicação de Características de Datum na Documentação Técnica
Fig. 6.12 Indicações de um recurso de referência: a linha de chamada tracejada indica que a referência está do outro lado
(quando a superfície considerada está oculta)
(a) na linha de contorno da superfície do recurso ou em uma linha de extensão do contorno do
recurso (mas claramente separada da linha de dimensão) se o recurso de referência for a
própria superfície (Fig. 6.11); também é possível neste caso usar uma linha de chamada
que aponta diretamente para a superfície de referência (Fig. 6.12). (b) em uma extensão
da linha de dimensão de um recurso de tamanho quando a referência é o eixo do recurso ou
plano central da parte assim dimensionada (Fig. 6.13); neste caso, por questões de
espaço, é possível substituir uma das pontas de seta da linha de medição por um símbolo
de triângulo de referência.
É necessário prestar especial atenção à indicação correta de um dado aplicado a um recurso
de tamanho em um desenho: a linha do símbolo deve coincidir com a linha de dimensão do
recurso de referência, e os erros de indicação mostrados na Fig. 6.14 devem ser evitado.
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114
Fig. 6.14 Possíveis erros nas
indicações de um eixo de referência.
Superfícies cilíndricas não devem
ser usadas como referência. A linha
do símbolo deve coincidir com o
1O termo “simulador de recursos de dados teóricos” foi substituído no padrão ASME Y14.5:2018 pelas palavras “verdadeira
contraparte geométrica”.
Fig. 6.13 Indicação de um recurso de referência para um recurso de tamanho
6 Datums e sistemas de datum
linha de dimensão do datum
funcionalidade
À luz de todas as definições que foram dadas até agora, o símbolo de referência que é
utilizado em desenhos técnicos indica uma referência ou uma característica de referência (Fig. 6.15)?
O símbolo obviamente indica uma feição de referência e não uma referência!
O padrão ASME Y14.5 faz uma distinção clara entre o conceito de um recurso de referência,
um ponto de referência e um simulador de recursos de referência1 Um datum é um recurso
geométrico abstrato (ponto, eixo ou plano a partir do qual uma medição dimensional é feita), que
6.3 Os Sistemas Datum na ASME Y14.5
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6.3 Os Sistemas Datum na ASME Y14.5 115
desenhos, indicam um datum ou
uma feição de datum? O símbolo
obviamente indica uma feição de
referência e não uma referência
Fig. 6.15 O símbolo,
que é usado em técnicas
O sistema de referência de uma máquina-ferramenta é mostrado na Fig. 6.16: o equipamento
de produção tem a tarefa de alinhar os recursos da peça com os pontos de referência da máquina
(por exemplo, o ponto de referência A está alinhado com a máquina de fixação e o ponto de
referência B é feito para coincidir com o eixo z). Em resumo, não existem pontos de referência em
uma peça de trabalho, mas eles são simulados pelo sistema de recursos de referência da máquina-ferramenta.
Os datums simulados são conceitualmente perfeitos (quase fisicamente perfeitos) e
representam uma ponte entre o mundo real imperfeito das feições dos datums e o mundo imaginário
perfeito dos datums. Em última análise, é oportuno distinguir entre a referência real de uma peça de
trabalho (chamada de referência) e a referência, ou seja, a referência teórica equivalente (plano,
eixo ou plano central), conforme simulado pelo equipamento de inspeção ou fabricação associado.
A relação entre a característica de referência primária e sua verdadeira contraparte geométrica
restringe os graus de liberdade. A Tabela 6.2 mostra alguns exemplos de graus de liberdade
restringidos por feições de dados primários, RMB, da mesma forma que para o conceito de classe
de invariância.
A contraparte geométrica verdadeira é o limite teoricamente perfeito usado para estabelecer
um datum a partir de um recurso de datum especificado. As contrapartes geométricas verdadeiras
têm uma forma perfeita e uma orientação e localização básicas em relação a outras contrapartes
geométricas verdadeiras para todas as referências de referência em um quadro de controle de
recurso. Além disso, as contrapartes geométricas verdadeiras são ajustáveis em tamanho, quando
o recurso de referência aplica um RMB (independentemente do limite de material) e são fixados
no tamanho designado, quando um MMB (limite máximo de material) ou um LMB (limite mínimo
de material) é especificado .
representa a contraparte perfeita de um recurso de referência (por exemplo, um plano ideal ou o
eixo da contraparte geométrica perfeita).
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Tabela 6.2 Graus de liberdade restritos para recursos de datum primários
3 rotações em torno de um ponto Ponto
Eixo, plano central,
Cilindro
Forma extrudada
Plano
6 Datums e sistemas de datum
Verdadeiro geométrico
Largura
Plano central, eixo
simulado pelo dado
liberdade
1 tradução e 1
1 rotação e 2
1 rotação
Plano
máquina (dado físico
Esférico
Plano central
Forma extrudada linear
Esfera
Cilíndrico
Complexo Forma complexa Nenhum
Tipo de recurso
116
Planar
Eixo
1 tradução
apontar
Fig. 6.16 Não existem dados
Dois opostos
contrapartida
1 rotação e 2
em uma peça de trabalho, mas eles são
Graus irrestritos de
traduções
planos
cônico Cone
Encontro: Data
sistema de recursos da ferramenta
rotação
traduções
Eixo, ponto
simuladores)
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6.3 Os Sistemas Datum na ASME Y14.5
Fig. 6.18 Colocação de símbolos de recursos de referência em recursos de tamanho
117
Fig.6.17 Estabelecimento de um plano de referência
6.3.1 Estabelecendo um Datum
No caso de uma superfície de referência composta por uma superfície plana de um
componente, a referência é fornecida por um plano de envelope teórico (por exemplo, um
plano tangente, a verdadeira contrapartida geométrica), de forma geométrica perfeita, e o
recurso de referência simulado é constituído ajustado, por exemplo, pela placa de superfície
do dispositivo de inspeção. Como pode ser visto na Fig. 6.17, também é possível definir um
plano de envelope teórico, de forma perfeita (verdadeira contrapartida geométrica de um
dado), na placa de superfície; se a peça de trabalho for colocada na placa de superfície, os
dois planos teóricos podem não coincidir devido às irregularidades nas superfícies. Apesar
desta observação, um datum simulado é de fato usado como um datum na prática industrial.
Tal distinção pode parecer excessiva mas, na realidade, existem muitos erros e muita
confusão na definição dos dados e na inspeção das peças com máquinas de medição.
Se, em vez disso, a feição de referência for uma feição de tamanho, o símbolo deve ser
associado a uma dimensão linear (sujeito a tolerância) e, portanto, deve ser colocado
diretamente na dimensão, conforme mostrado na Fig. 6.18; neste caso, o dado é constituído pelo
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Fig. 6.19 Quando um
recurso cilíndrico é
designado como um recurso
de referência, o eixo de
referência é derivado colocando a
peça em um medidor ajustável
(mandril autocentrante usado como
um simulador de recurso de referência)
6 Datums e sistemas de datum118
2 Uma contraparte de recurso perfeito semelhante do menor tamanho que pode ser contraído em torno de um recurso
externo ou do maior tamanho que pode ser expandido dentro de um recurso interno de modo que coincida com a superfície
nos pontos mais altos.
eixo ou plano central, que é estabelecido por uma superfície de envelope ideal.
A Figura 6.20 esclarece ainda mais o significado dos Envelopes de Acasalamento Reais
relacionados e não relacionados : o datum A é um plano, enquanto o datum B é o eixo de um
cilindro de 34 mm, orientado com um erro de 0,05 mm em relação ao plano A; o furo de 10
mm está localizado em relação aos pontos de referência A e B. O eixo do recurso de tamanho é
Em suma, é necessário prestar muita atenção à caracterização do cilindro teórico simulado
(que as normas ASME definem como Actual Mating Envelope, AME2). No caso mais simples,
o cilindro é orientado de acordo com o eixo do furo imperfeito, mas quando o eixo do furo é
definido com base em um ou dois pontos de referência, o cilindro simulado (Related Actual
Mating Envelope) é disposto de acordo com o DRF ou Quadro de Referência Datum.
A Figura 6.19 mostra o caso de um datum formado pelo eixo de um cilindro; novamente
neste caso, é possível fazer uma distinção entre o eixo da menor contraparte geométrica
verdadeira e a feição de referência simulada, definida como o eixo da feição simulada pelo
gabarito de verificação. Como não existem eixos no mundo real, o traço teórico equivalente é
representado, no caso de traços externos, pelo eixo do menor cilindro restringido por uma
forma perfeita. O datum é simulado pelo dispositivo de verificação, por exemplo, com um
medidor ou um dispositivo autocentrante.
No caso de furos cilíndricos, o ponto de referência simulado pode ser estabelecido através
do uso de uma bitola cilíndrica, com diâmetro máximo inscritível, ou de um mandril expansível;
qualquer que seja o tipo de mandril, uma vez inserido no furo, ele não assume uma forma fixa,
sendo necessário regulá-lo para que quaisquer deslocamentos sejam da mesma magnitude
em todas as direções (é óbvio que nenhum modificador deve ser aplicado ao dado).
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119
Fig. 6.20 AME relacionado e não relacionado no padrão ASME
6.3 Os Sistemas Datum na ASME Y14.5
obtido a partir do menor cilindro orientado restrito (o envelope de acoplamento real não
relacionado) e é útil para verificar um erro de perpendicularidade em relação ao datum A.
Os datums simulados têm a finalidade de definir um DRF (Datum Reference Frame), ou seja, o
sistema de datum de 3 planos perpendiculares que definem a origem das medições e que
permitem o bloqueio da peça durante uma inspeção (Fig. 6.22). Em suma, as indicações de um
sistema DRF fornecem uma descrição imediata da orientação e da localização de uma peça (e
das zonas de tolerância), tornando as operações de inspeção unívocas e repetíveis.
O menor cilindro circunscrito perpendicular a A (o envelope de acoplamento real relacionado) é
usado para determinar o eixo do datum B. O plano central derivado é uma curva composta
pelos pontos centrais da seção transversal perpendicular ao eixo do recurso de tamanho, e é
usado para determinar o erro de linearidade.
A fim de limitar o movimento de uma peça para que possam ser feitas medições repetíveis,
é necessário restringir os seis graus de liberdade. De fato, cada peça que deve ser controlada
ou trabalhada em um sistema de datum tem seis graus de liberdade (3 lineares e 3 rotacionais,
Fig. 6.23). É possível mostrar que, para eliminar os 6 graus de liberdade, é necessário bloquear
a peça em uma referência de referência
É necessário evitar confundir o eixo de um traço de tamanho (obtido através do menor
cilindro circunscrito orientado de acordo com o traço, Fig. 6.21) com o eixo do datum B
(contraparte geométrica perfeita perpendicular ao datum A).
6.3.2 Localização de uma peça de trabalho em um referencial de referência
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120
Fig. 6.21 É necessário ter cuidado para não confundir o eixo de um tamanho de recurso (obtido através do
maior cilindro circunscrito orientado de acordo com o recurso), que é útil para controlar a perpendicularidade de
um furo de 40 mm, com o eixo de referência B (eixo do maior cilindro inscritível perpendicular ao datum A)
6 Datums e sistemas de datum
Fig. 6.22 DRF (Quadro de Referência Datum)
Origem DRF
0,0,0
Planos de data
Eixo DRF
90°
90°
90°
Eixo DRF
Eixo DRF
E
e
v
X
x
Dentro
e
você
COM
com
x
com
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pórtico com 3 planos perpendiculares, denominados planos primário, secundário e terciário,
respectivamente.
Consideremos o desenho do componente mostrado na Fig. 6.24, cujos furos estão
localizados em relação aos três pontos de referência A, B e C; para realizar um teste de
medição, a característica de referência A é colocada em contato com o simulador de
característica de referência A, estabelecendo assim uma referência primária com pelo menos
três pontos de contato, e eliminando um grau de liberdade linear Z e dois graus de liberdade
rotacionais, que é, uev (Fig. 6.25).
A feição de referência B é então colocada em contato com o simulador de feição de
referência B, e desta formao datum secundário B é estabelecido, com um mínimo de dois
pontos de contato e eliminação de um grau linear, X, e um rotacional w (Fig. 6.26 ). Finalmente,
o datum terciário C é definido com apenas um único ponto de contato e o último grau de
liberdade Y é eliminado colocando o traço de datum C em contato com seu simulador (Fig. 6.27).
25
com
C
UMA
25
H
125
0,4
75
x
0,1A
UMA
150
0,6
e
H
UMA
B
eu
eu
TÁXI
0,08
0,28
45°
121
Fig. 6.23 Os seis graus de
liberdade de uma peça de
trabalho: qualquer movimento
no espaço pode ser atribuído a
três translações possíveis na
direção dos eixos de referência
X, Y e Z e a três rotações, u, v
e w, em torno do mesmo machados
6.3 Os Sistemas Datum na ASME Y14.5
Fig. 6.24 Para tornar mais clara a identificação de um referencial de referência, a norma ASME Y14.5
introduziu a possibilidade de identificar os eixos do sistema de referência em um desenho para oferecer
uma descrição imediata da orientação e localização de um peça de trabalho (e da zona de tolerância
relativa), tornando assim as operações de teste de medição unívocas e repetíveis
30
40
0 +0,2 4x 20
100
M
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122
Fig. 6.26 Em seguida, a feição de referência B é colocada em contato com o simulador de feição de
referência B, e dessa forma é estabelecida a referência secundária, com um mínimo de dois pontos de
contato e eliminação de um grau linear, X, e um rotacional w. A translação ao longo de Y ainda tem que ser restringida
Fig. 6.25 Característica de referência A do componente é colocada em contato com o simulador de
características de referência, e desta forma é estabelecida uma referência primária, com um mínimo de três
pontos de contato e eliminação de um grau de liberdade Z e dois rotacionais, que é, u e v. Os graus de
liberdade X, Y e w ainda precisam ser restringidos
6 Datums e sistemas de datum
Fig. 6.27 Bloqueio final da peça: o ponto de referência terciário C é definido com pelo menos um ponto de
contato (e eliminação do último grau de liberdade linear Y), assim o recurso de referência C é colocado em
relação ao seu simulador
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Fig. 6.28 A ordem do
123
quadro indica a sequência das
operações de inspeção; como
pode ser visto, a dimensão de
localização do furo muda de
acordo com o plano de
referência no qual a peça de
trabalho é colocada
6.3 Os Sistemas Datum na ASME Y14.5
dados na tolerância
É necessário prestar atenção especial à ordem da sequência de referência, pois ela
influencia o resultado de uma inspeção. De fato, se o procedimento de inspeção da peça na
Fig. 6.28 for considerado, pode-se notar que, como as tolerâncias de localização foram indicadas
na ordem de referência A, B e C no chassi, o procedimento de inspeção deve ser realizado
após localizar a peça de trabalho no sistema de referência exatamente na mesma ordem. Uma
mudança nesta ordem (ie A, C, B) influenciaria o teste de medição, como pode ser visto na
mesma figura.
O ponto de partida para um correto dimensionamento é a identificação de um referencial de
referência com 3 planos perpendiculares (DRF), garantindo assim o funcionamento e
acoplamento das peças. Como mencionado anteriormente, é errôneo pensar que os dados
devem ser estabelecidos apenas na fase de projeto de fabricação com base nos requisitos das
diversas operações. De fato, os pontos de referência devem ser selecionados com base nos
requisitos funcionais de uma peça para permitir que as relações funcionais sejam comunicadas
no desenho. Os pontos de referência devem sempre ser estabelecidos com base nos requisitos
funcionais porque, se os pontos de referência forem escolhidos com base na localização
tecnológica das peças, a tolerância disponível para fabricação pode ser reduzida.
1. identificação do recurso que orienta a peça na montagem, para estabelecer o datum primário;
na Fig. 6.30, o recurso que orienta a peça de trabalho é constituído pela superfície de
contato A.
A escolha dos recursos de referência deve obviamente ser considerada em função dos
requisitos de montagem das peças, e sua sequência muitas vezes reproduz a sequência lógica
de montagem. O caso mostrado na Fig. 6.29 pode ser considerado como exemplo: a peça com
2 furos deve ser acoplada à placa por meio de dois fixadores fixos. A sequência lógica que
permite uma escolha apropriada dos três dados a serem feitos é:
2. Identificação do recurso que localiza a peça na montagem, para estabelecer o datum
secundário; O recurso de referência B que localiza a peça de trabalho é representado pelo
eixo dos dois recursos cilíndricos.
6.3.3 Seleção de Recursos de Datum
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Fig. 6.30 O recurso que é usado para orientar a peça de trabalho é composto pela superfície de contato
A (que é definida como o datum primário), enquanto o recurso que é considerado para localizá-lo é o
eixo dos dois recursos cilíndricos (que é definido como dado secundário). Por fim, adiciona-se o dado
terciário que bloqueia a peça, que é constituído pela superfície fresada do componente e da superfície
correspondente da chapa.
6 Datums e sistemas de datum
Fig. 6.29 Escolha dos dados funcionais para um acoplamento com fixadores fixos
124
3. Identificação do recurso que bloqueia a peça na montagem, para estabelecer
o ponto de referência terciário. Por fim, adiciona-se o dado terciário C que
bloqueia a peça de trabalho, que é constituído pela superfície fresada do
componente e da superfície correspondente da chapa.
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No entanto, nem sempre é necessário usar três datums. O caso mostrado na Fig. 6.32
pode ser considerado como exemplo: a tampa com os furos deve ser acoplada ao tanque
através de fixadores fixos; a característica que orienta a peça é constituída pela superfície
de contato A (definida como referência primária), enquanto a característica que a posiciona
é representada pelo eixo da peça cilíndrica (definida como referência secundária). Quando o
eixo de um cilindro é usado como recurso de referência, é necessário imaginar dois planos
perpendiculares, cuja interseção determina o eixo de referência, e que podem girar livremente
em torno do mesmo eixo (Fig. 6.33).
5. Localização de todos os recursos geométricos com referência aos recursos de referência,
utilizando as tolerâncias do perfil para localizar as superfícies.
Se a montagem da tampa ocorrer como na Fig. 6.34, ou seja, a lingueta deve ser acoplada
com a respectiva ranhura, são necessários três pontos de referência, ou seja, é necessário
4. Qualificação das feições de referência através da aplicação, orientação e localização de
tolerâncias de forma oportunas.
O dimensionamento completo do componente superior é relatado no desenho ASME na Fig.
6.31. O dimensionamento da placa inferior é obtido seguindo as mesmas regras descritas
anteriormente.
0,1
0,2 B M A M C12,5
C
UMA
14
UM JEITO
40
25H8
54
7
B
8
0,4
20
0,08
20
19
4
30-0,2
0
6.3 Os Sistemas Datum na ASME Y14.5 125
Fig. 6.31 Dimensionamento completo de um componente com os 3 dados funcionais estabelecidos. O dado
primário é qualificado com tolerância de planaridade e o secundário com tolerância de perpendicularidade.
Finalmente, os dois furos na placa estão localizados com uma tolerância de localização em relação aos três
pontos de referência estabelecidos
2 x 4,5
UMA UMA
AA
MA _
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AB M
B
0,1
14 0,3
0,1 A
UMA
0,2
0
+
0,4 M
+
-
0,1
6,6
14
24
M
adicionar o ponto de referência terciário que bloqueia a peça e que é constituído
pelo plano central da ranhura.
Nesse caso, os dois planos imaginários não podem mais girar e ficam restritos a
um local preciso (Fig. 6.35). A Tabela 6.3 resume as principais diferenças entre as
normas ISO e ASME relativas à especificação de um dado.
Fig. 6.32 Seleção do datum primário (usado para orientar) e do datum secundário (usado para localizar)
6 Datums e sistemas de datum
Fig. 6.33 O eixo de um
cilindro que é usado como
recurso de referência está
associado a dois planos
perpendiculares imaginários,
cuja interseção determina o
eixo de referência, que pode
girar livremente em torno do mesmo eixo
126
26
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UMA
-
6,60
4 +
0,4
0,1
0,2 M AB
0,4 M ABC
+
B
+ 0,1
14 0,3
120°
6.4 Exemplos de Sistemas de Datum nas Normas ISO
Fig. 6.34 Seleção do datum primário (usado para orientar), do datum secundário (usado para localizar) e do
datum terciário (usado para bloquear)
127
Fig. 6.35 O segundo ponto de
referência é constituído por um
eixo e o terceiro por um plano
central: os dois planos
imaginários não podem mais
girar e são limitados em um
local preciso
6.4 Exemplos de Sistemas de Datum nas Normas ISO
0,1 M A
0,1
30°
Em um padrão ISO, um sistema de datum é um conjunto de duas ou três feições de situação
estabelecidas em uma ordem específica a partir de duas ou mais feições de datum. Um datum
primário é um datum que não é influenciado por nenhuma restrição de outros datums. Um secundário
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Recursos de situação
da coleção dos
recursos associados
(ou seja, plano, ponto
e linha reta)
Estabelecendo
um dado
Grau de
liberdade
6 Datums e sistemas de datum
DRF (Quadro de
referência de
referência com três
planos de referência
mutuamente
perpendiculares)
Tabela 6.3 As principais diferenças entre as normas ISO e ASME referentes à especificação de um dado
Sistema de data
MMB, LMB
128
Dado físicoTamanho do limite
datum
Verdadeira
contraparte geométrica
Associação com um
recurso ideal
Classe de
invariância
Datum simulado
Restrições
teóricas
MMVC, LMVC -
O datum primário é um plano associado; o datum secundário é um plano associado
que respeita a restrição de orientação do datum único primário; o datum terciário é um
plano associado que primeiro respeita a restrição de orientação do datum primário e
depois a do datum secundário (Fig. 6.37). As feições de situação são um plano
(correspondente à referência primária), uma linha reta (a interseção entre este plano e o
plano correspondente à referência secundária) e um ponto (a interseção entre a linha
reta da referência secundária e o plano correspondente ao datum terciário).
6.4.1.1 Três Planos Perpendiculares
datum é um datum, em um sistema de datum, que é influenciado por uma restrição de
orientação de datum primária no sistema de datum. Um datum terciário é um datum,
em um sistema de datum, que é influenciado por restrições do datum primário e do datum
secundário no sistema de datum. Um sistema de datum é constituído por uma sequência
ordenada de dois ou três datums. Esta ordem define as restrições de orientação que
devem ser seguidas para a operação de associação: o datum primário impõe restrições
de orientação aos datum secundário e terciário; o datum secundário impõe restrições de
orientação ao datum terciário.
O sistema de datum é composto por três datums únicos com restrições de orientação
(perpendicularidade) entre eles (Fig. 6.36). Os datums são usados juntos sequencialmente,
em uma determinada ordem, para orientar e localizar a zona de tolerância em relação a
um plano, uma de suas retas e um de seus pontos (equivalente a três planos). Estas são
as características de situação da coleção dos três planos associados.
6.4.1 Sistema de Datum com Três Datums Simples
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Fig. 6.37 Estabelecendo um sistema de datum a partir de três planos perpendiculares: 0. Característica datum:
feições integrais reais. 1. O plano associado ao recurso de referência primário identificado pela letra de referência A.
2. O plano associado (datum secundário) identificado pela letra de referência B, com uma restrição de orientação
a partir da referência primária. 3. A restrição de perpendicularidade. 4. O plano associado (dado terciário)
identificado pela letra de referência C, com restrições de orientação do datum primário e do datum secundário. 5.
O sistema de datum: plano (datum primário), linha reta (interseção entre os datums primários e secundários) e
ponto (interseção dos três datums)
Fig. 6.36 Sistema de referência com três planos perpendiculares
1296.4 Exemplos de Sistemas de Datum nas Normas ISO
0,10A
C
0,20 AB
12±0,25
0,50 M
B
UMA
abc
0,05
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Fig. 6.38 Sistema de datum retirado de um plano e dois cilindros
130 6 Datums e sistemas de datum
A intenção de projeto do desenho mostrado na Fig. 6.41 é alcançar a simetria do plano
mediano da ranhura interna em relação ao plano mediano do elemento externo. Neste
caso, a superfície integral real resultante da coleta de duas superfícies planares
nominalmente paralelas, que é uma característica de tamanho, é utilizada para
estabelecer um dado considerando a variável tamanho.
Neste caso, uma superfície plana e dois cilindros perpendiculares são usados para
estabelecer um sistema de referência considerando um tamanho variável dos cilindros e
uma restrição de perpendicularidade entre o eixo dos cilindros associados e o plano
associado (Fig. 6.38).
As duas superfícies reais integrais da peça indicadas na Fig. 6.42 são obtidas após
partição/extração/coleta e constituem uma característica de tamanho de tamanho variável.
O sistema de datum é caracterizado pelo recurso de situação da coleção de um plano
e dois cilindros perpendiculares, com uma localização de restrição entre eles. O datum
primário no sistema de datum é um plano associado; o datum secundário é um cilindro
associado, que respeita a restrição de orientação do datum único primário; o terceiro
recurso associado é um cilindro associado com uma restrição de perpendicularidade do
datum primário e uma restrição de localização do datum secundário (Fig. 6.39). As
feições de situação são um plano (primeira feição associada), um ponto (interseçãoentre
o plano e o eixo da segunda feição associada) e uma linha reta (interseção entre o plano
associado e o plano que contém os dois eixos, Fig. 6.40) .
6.4.1.2 Um Plano e Dois Cilindros Perpendiculares
6.5 Tipo de Datum
6.5.1 Planos Centrais (Recursos de Tamanho do Tipo Largura)
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Fig. 6.41 A intenção do projeto é a simetria do plano mediano da ranhura interna em relação ao
plano mediano do elemento externo
Fig. 6.39 O datum primário no sistema de datum é um plano associado; o datum secundário é
um cilindro associado que respeita a restrição de orientação do datum único primário; o terceiro
recurso associado é um cilindro associado com uma restrição de perpendicularidade do datum
primário e uma restrição de localização do datum secundário
6.5 Tipo de Datum
Fig. 6.40 Os recursos de situação são um plano (primeiro recurso associado), um ponto
(interseção entre o plano e o eixo do segundo recurso associado) e uma linha reta (interseção
entre o plano associado e o plano que contém os dois eixos
131
0,4A
UMA
0 +0,4 18 80 ±0,2
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Fig. 6.43 Norma ASME: o plano
de referência central de um recurso
externo é o plano de simetria entre
dois planos paralelos que, à distância
mínima, estão em contato com as
superfícies correspondentes da peça
de trabalho
Fig. 6.42 Estabelecendo um único datum a partir de uma característica de tamanho (dois planos opostos paralelos)
132 6 Datums e sistemas de datum
O datum simples é caracterizado pelo traço de situação obtido a partir da coleção de
dois planos paralelos associados aos traços integrais reais usados para estabelecer o
datum simples.
A associação é feita com uma restrição de orientação de paralelismo interno (a
distância entre os dois planos é variável). A classe de invariância da coleção de
superfícies nominais é plana e o recurso de situação é um plano (o plano mediano dos
dois planos associados).
Na norma ASME, o plano de referência central de um recurso externo é o plano de
simetria entre dois planos paralelos que, na distância mínima, estão em contato com
as superfícies correspondentes da peça de trabalho (Fig. 6.43); vice-versa, o plano de
referência central para elementos internos é constituído por um plano de simetria entre
dois planos paralelos que, na distância máxima, estão em contato com as superfícies
correspondentes da peça (Fig. 6.45). A Figura 6.44 mostra uma simulação
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80 ±0,2
0,4 A
UMA
0 +0,4 18
6.5.2 Data Comum
Plano central de referência
de um componente. A simulação
do datum é obtida com o plano
mediano das duas superfícies
paralelas dos grampos da morsa
simulador de recursos em ASME:
Fig. 6.44 Dado físico
Fig. 6.45 O plano de referência central para recursos internos é constituído por um plano de simetria entre dois planos
paralelos que, à distância máxima, estão em contato com as superfícies correspondentes da peça de trabalho
1336.5 Tipo de Datum
É necessário prestar atenção especial à localização do símbolo do recurso de referência
(Fig. 6.46). Colocar o símbolo na extensão da linha de dimensionamento indica um recurso de
tamanho, ou seja, o plano central do recurso, caso contrário, o recurso de referência indicado é
o plano lateral.
Em alguns casos, o datum é estabelecido utilizando-se duas ou mais feições de datum de forma
simultânea até que se defina um datum comum, ou seja, um datum estabelecido a partir de
duas ou mais feições de datum após associações simultâneas sem nenhuma ordem específica,
mas com restrições inter-relacionadas .
(de acordo com as normas ASME) do plano central assumido como o datum do componente
mostrado na Fig. 6.41.
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A intenção de projeto do desenho mostrado na Fig. 6.47 é usar simultaneamente duas
superfícies integrais, nominalmente cilíndricas e coaxiais, que são características de tamanho,
para estabelecer um datum, considerando seus tamanhos variáveis e a restrição de orientação
(paralelismo) e restrição de localização (coaxialidade). O ponto de referência comum (eixo) é
usado para orientar e localizar a zona de tolerância do controle de batimento radial. Este eixo
é o recurso de situação da coleção dos dois cilindros associados.
O datum comum da Fig. 6.48 é caracterizado pelo traço de situação da coleção de dois
cilindros coaxiais associados aos traços de integral real usados para estabelecer o datum
comum. A associação é feita com restrições internas: distância zero e paralelo (coaxial). A
classe de invariância da coleção de superfícies nominais é cilíndrica, e a característica de
situação é o eixo comum dos dois cilindros.
0,8 A - B
100100
134
Colocar o símbolo na extensão da linha de dimensionamento indica o plano central do recurso, caso contrário, o
recurso de referência indicado é o plano lateral
Fig. 6.47 Um dado comum é estabelecido simultaneamente com duas superfícies cilíndricas e coaxiais integrais.
O ponto de referência comum é usado para orientar e localizar a zona de tolerância do controle de excentricidade.
Fig. 6.46 É necessário prestar atenção especial à localização do símbolo do recurso de referência.
6 Datums e sistemas de datum
É importante sublinhar que as duas letras na moldura indicam que as feições de referência estão separadas por
um hífen, uma vez que se referem a uma única referência
B
UMA
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1356.5 Tipo de Datum
cilindros coaxiais
Fig. 6.49 Simulador de
recurso de datum físico do
eixo de datum comum como no
padrão ASME. A simulação do
datum é obtida com dois
dispositivos de centragem coaxial
dado comum de dois
Fig. 6.48 Estabelecendo um
A intenção de projeto do desenho mostrado na Fig. 6.50 é o uso simultâneo de duas superfícies
integrais nominalmente planas restritas a serem coplanares, que não são características de tamanho,
para estabelecer um datum. O datum é usado para orientar a zona de tolerância de paralelismo em
relação a este plano (o recurso de situação da coleção dos dois planos associados).
contrapartida geométrica (menor par de cilindros circunscritos coaxiais). O simulador de dados
físicos do eixo AB é um par de dispositivos de centralização coaxiais (Fig. 6.49).
Neste caso as superfícies integrais reais são obtidas após partição/extração e coleta, e o dado
comum é caracterizado pelo traço de situação da coleção de dois planos coplanares associados aos
traços integrais reais usados para estabelecer o dado comum (Fig. 6.51) . A associação é feita com
restrições internas coplanares (ou seja, distância zero e paralelo). A classe de invariância da coleção
de superfícies nominais é plana e o recurso de situação é um plano.
O eixo de referência comum AB no padrão ASME é o eixo do verdadeiro
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136
Fig. 6.51 Estabelecendo um dado comum de dois planos coplanares
6 Datums e sistemas de datum
Fig. 6.50 Um exemplo de duas superfíciescoplanares usadas para estabelecer um datum comum AA
0,05 CZ
0,1 A - A
UMA
Um padrão de furos pode ser escolhido como referência comum para estabelecer
simultaneamente uma referência, levando em consideração o tamanho, orientação e
localização dos cilindros associados. Dois furos paralelos são usados como referência
comum na Fig. 6.52. Neste caso, as duas superfícies cilíndricas e paralelas integrais, que
são características de tamanho, são usadas simultaneamente para estabelecer um datum
considerando o tamanho da variável dos cilindros e a restrição de orientação (paralelismo)
e restrição de localização (76 mm) entre as duas. machados. A feição de situação é
composta por um plano que passa pelos dois eixos dos furos e pela reta mediana dos
eixos dos dois cilindros associados (Fig. 6.53).
6.5.2.1 Padrão de Furos como Datum Comum
Machine Translated by Google
UMA
0,1 CZ M A
0,4 A B-B
120
0,1
0,2
38
BB
B
2x 16 ± 0,2
B UF
76
0,4 M BUM JEITO -
B
UMA
36 H13
O mesmo componente é mostrado na Fig. 6.54, onde o datum comum é indicado com um
modificador DV (variável de distância) , que permite restringir apenas a orientação
(paralelismo), e não a distância entre os dois furos.
A intenção de projeto do desenho na Fig. 6.55 é usar simultaneamente quatro superfícies
integrais, nominalmente idênticas e cilíndricas, que são características de tamanho, juntamente
com eixos paralelos para estabelecer um dado considerando a variável de tamanho dos
cilindros e as restrições de orientação (paralelismo ) e restrições de localização (76 × 48 mm).
6.5 Tipo de Datum
Fig. 6.52 Os dois orifícios de 16 mm são usados como referência comum. Note-se que, neste caso, dois
pontos de referência são suficientes para eliminar todos os graus de liberdade, pois os dois pontos de
referência “eixo do furo” são restritos quanto à orientação (paralelismo) e localização
Fig. 6.53 Estabelecendo um ponto de referência comum a partir de dois cilindros paralelos: as características
da situação são o plano contendo os dois eixos e a linha reta mediana dos eixos dos dois cilindros associados
137
90
10
24
Machine Translated by Google
0,4 A B-B
0,1 CZK
B
0,2
0,4 M
B76
2x 16 ± 0,2
B
120
BB
A (B [DV]
38
UMA
B)
UF
UMA
0,1
36 H13
MA _
4x 16 ±0,2
UMA
0,1 CZ M A
B
BB
B
120
B
0,2
UMA
UM JEITO -
38
B
76
0,1
36 H13
UF
0,4 A B-B
0,4 M
deve-se notar que, novamente neste caso, dois dados são suficientes para eliminar todos os graus de
liberdade
Fig. 6.55 Um padrão de 4 furos pode ser utilizado como referência comum, associando cilindros de
Fig. 6.54 O datum comum é indicado com um modificador DV (variável de distância). Os dois 16 mm
os furos estabelecem simultaneamente um ponto de referência comum, mas os eixos são limitados apenas na orientação
138
diâmetro variável, a fim de estabelecer um referencial de referência. Os eixos de referência são restringidos
(paralelismo) e não na localização. A verificação é obviamente realizada com uma peça diferente de
6 Datums e sistemas de datum
na orientação (paralelismo) e localização pelas dimensões teoricamente exatas (76 e 48 mm). Isto
equipamento do caso anterior
104890 2410 24 90
e 48 mm) e algumas letras maiúsculas idênticas são usadas para fins de indicação
Os eixos de referência na Fig. 6.56 são restritos, tanto quanto a orientação (paralelismo)
associados com as características integrais verdadeiras. Tal como no caso anterior, o final comum
Quatro cilindros que são simultaneamente restritos em orientação e localização são
e localização estão em causa, pelas dimensões teoricamente exatas das distâncias (76
Machine Translated by Google
139
Fig. 6.56 Quatro cilindros que são simultaneamente restritos em orientação e localização estão
associados às características integrais verdadeiras. Como no caso anterior, o datum comum final é
definido pelo eixo central do padrão e por um plano que passa pelo eixo de um dos cilindros
associados
6.5 Tipo de Datum
O datum é definido a partir do eixo central do padrão e de um plano que passa pelo eixo
de um dos cilindros associados.
A Figura 6.61 mostra um desenho ASME no qual o recurso de referência cônico primário
A restringe cinco graus de liberdade, incluindo translação em Z. Nesse caso, os planos YZ
e ZX podem girar porque a rotação w não é restrita. O referencial de referência usado para
localizar o furo de 10 mm de diâmetro se origina no vértice da contraparte geométrica
verdadeira cônica. Quando vistas ortográficas são usadas, os eixos de coordenadas
retangulares devem ser rotulados em pelo menos duas vistas no desenho.
A intenção de projeto do desenho mostrado na Fig. 6.60 é usar a superfície integral,
nominalmente cônica, que é uma característica do tamanho, para estabelecer um dado
considerando seu tamanho fixo. Apenas o datum é usado para orientar e localizar a zona
de tolerância em relação a um eixo (coaxialidade). Neste caso, este eixo é o recurso de
situação do cone associado, e o ponto não está envolvido na localização da zona de tolerância.
Quando um cone é definido como uma feição de datum, o datum resultante é composto
por uma linha (eixo) e um ponto (vértice do cone, como na Fig. 6.57, ou um ponto particular
ao longo do eixo, que é definido pelo posição na qual o diâmetro da seção é especificado,
como na Fig. 6.58). Um cone ideal, com a mesma abertura angular, está associado à
superfície integral real do cone, cujo eixo define a referência comum que, juntamente com
o ponto, elimina 5 graus de liberdade (Fig. 6.59).
6.5.3 Superfícies Cônicas como Recursos de Datum
Machine Translated by Google
0,04
134
0,3A
UMA
40°
Como a dimensão de um recurso de tamanho pode variar do máximo ao mínimo
material, quando ele é usado como um recurso de referência, é necessário especificar se
40°
6.6 Recursos de referência referenciados em MMR e LMR (tamanho
Encontro: Data)
UMA
88
0,01
0,3A
6 Datums e sistemas de datum
Fig. 6.58 A intenção do projeto é a mesma da figura anterior, mas desta vez as características da situação são
o eixo do cone associado e um ponto particular ao longo do eixo, definido pelo local no qual o diâmetro da
seção é especificado
140
Fig. 6.57 A intenção de projeto do desenho é usar a superfície integral, nominalmente cônica, que é uma
característica do tamanho, para estabelecer um datum considerando seu tamanho fixo. Apenas o datum é
usado para orientar e localizar a zona de tolerância do perfil em relação às suas características de situação,
que são o eixo do cone associado e um ponto ao longo deste eixo
33
Machine Translated by Google
5ASME Independentemente do Limite do Material, RMB.
partição/extração. O
datum é caracterizado pelos
traços de situação do cone
associados ao traço integral
real sem restrições externas. A
classe de invariância da
superfície nominal é revolute e
as características da situação
são o eixo do cone e um ponto
particular ao longodeste eixo
(vértice ou definido pela
localização)
6.6 Recursos de referência referenciados em MMR e LMR (Size Datum)
4ASME Limite de Material Mínimo, LMB.
superfície é obtida após
3ASME Limite Máximo de Material, MMB.
Fig. 6.59 A integral real
Fig. 6.60 Apenas o datum é
usado para orientar e localizar
a zona de tolerância em
relação a um eixo (coaxialidade).
Neste caso, este eixo é o
recurso de situação do cone
associado, e o ponto não está
envolvido na localização da
zona de tolerância
141
ele é usado para as condições máximas do material (definidas como MMVC3 (Condição
Virtual do Material Máximo), LMVC4 (Condição Virtual do Material Mínimo) ou em
quaisquer condições intermediárias5 (padrão)).
Quando não há modificadores, as condições padrão são assumidas e, neste caso,
como foi observado até agora, é possível derivar o datum da geometria perfeita associada
(eixo ou plano central). Por outro lado, se houver um modificador de material, o datum é o
eixo ou plano central das condições virtuais e, portanto, possui um tamanho fixo.
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6 Datums e sistemas de datum
Quando vistas ortográficas são usadas, os eixos de coordenadas retangulares devem ser rotulados em pelo
menos duas vistas no desenho
142
Fig. 6.61 Desenho ASME: recurso de referência cônico referenciado para restringir cinco graus de liberdade.
MMVS = MMS ÿ 0, 3 = 16 ÿ 0, 3 = 15, 7 mm
Deve ser considerado o caso do dimensionamento da placa na Fig. 6.62 : o furo central
de 16 mm é referenciado em relação a um referencial de referência constituído por três
planos, ou seja, A, B e C, e por sua vez constitui um ponto de referência apresentam D
(diâmetro 16 mm) dos dois orifícios de 8 mm que estão localizados em relação ao sistema
de referência A, D e C.
A Figura 6.64 mostra o caso de uma feição de referência externa B (ÿ28 mm), qualificada
por meio de perpendicularidade em relação à feição de referência primária A. A feição
extraída da feição de referência B não deve violar a condição virtual máxima do material
O eixo da condição virtual MMVC é teoricamente orientado exatamente (perpendicular)
ao datum A e na localização teoricamente exata (28 mm) em relação aos datums B e C (Fig.
6.63).
Como um modificador de material máximo aparece próximo às indicações do recurso de
referência D, o recurso extraído do recurso de referência não deve violar seus MMVCs, que
é um cilindro de diâmetro MMVS:
Machine Translated by Google
H
B
H
CA
0,16 CZ M
UMA
0,4 ABC
AA
UMA
0,3
2x +0,2
28
eu
UMA
20
D
D
B
UMA
eu
0,05
56
+0,4
0,6
C
16 0
0,1
+
8
20
UMA
56 28
orientado em relação ao datum A e localizado a 0 mm do eixo do MMVC
a dimensão máxima do material, MMS. Ao mesmo tempo, o recurso extraído
Além de ser aplicado aos eixos, um modificador de material máximo ou um modificador de material mínimo
do traço de referência B.
do recurso interno tolerado não deve violar o MMVC (MMVS ÿ9,6 mm)
MMVC (ÿ28,2 mm), que é obtido pela soma da tolerância geométrica com
modificador também pode ser aplicado aos planos centrais. De fato, no caso do desenho em
e na localização teoricamente exata (28 mm) em relação aos datums B e C
D
6.6 Recursos de referência referenciados em MMR e LMR (Size Datum)
Fig. 6.63 O recurso extraído do recurso de referência D não deve violar seu MMVC (ÿ15,7 mm), O
143
por sua vez constitui um dado de referência D dos dois furos de 8 mm que estão localizados em relação ao A, D
Fig. 6.62 O furo central de 16 mm é referenciado em relação a um sistema de referência A, B e C, que
eixo da condição virtual MMVC é teoricamente orientado exatamente (perpendicular) ao datum A,
e sistema de dados C. Um modificador de material máximo aparece ao lado da indicação do recurso de referência
M
M C
Machine Translated by Google
80 ±0,2
0,4 A M
UMA
Fig. 6.65, ao indicar o modificador de material máximo próximo ao recurso de referência A, o
datum se torna o plano central de um bloco em condições MMVC (neste caso, coincidindo com
as dimensões máximas do material da ranhura, ou seja, 18 mm). O recurso extraído do slot
não deve violar o MMVC.
Analogamente, no caso de feições externas (Fig. 6.66), o datum torna-se o plano central de
dois blocos simétricos, à distância das condições MMVC, que não devem ser violadas (neste
caso, coincidindo com as dimensões máximas do material do datum, ou seja, 80,2 mm).
É possível aplicar o máximo, ou o mínimo de modificadores de material, a um dado comum
constituído por um padrão de furos, conforme mostrado na Fig. 6.67. Neste caso, a condição
virtual é definida por 4 cilindros perpendiculares ao datum A, limitados em orientação e
espaçamento e de dimensões constantes (ÿ15,8 - 0,1 = ÿ15,7 mm). As feições extraídas das
quatro feições de tolerância não devem violar o MMVC, que tem diâmetro MMVS = ÿ15,7. Além
disso, as quatro feições de referência são teoricamente orientadas exatamente para a referência
A e na localização teoricamente exata em relação a cada uma.
Fig. 6.65 Ao colocar o modificador de material máximo próximo às indicações do recurso de
referência A, o datum se torna o plano mediano de um bloco em condições MMVC (neste caso,
coincidindo com as dimensões máximas do material da ranhura, ou seja, 18 mm )
Fig. 6.64 O controle do furo central se dá através de uma orientação em relação ao ponto de
referência A e coaxial em relação ao ponto de referência B. O recurso extraído do recurso interno
tolerado não deve violar o MMVC (MMVS ÿ9,6 mm) e o o recurso extraído do recurso de referência
B não deve violar o MMVC (MMVS ÿ28,2 mm)
144 6 Datums e sistemas de datum
0 +0,4 18
Machine Translated by Google
UMA
M
6.7 Graus de liberdade bloqueados ou liberados de um Datum
0,2 M A M
outro (76 × 48 mm). A característica extraída do furo central de ÿ16 mm não deve
violar o MMVC, que tem um diâmetro de ÿ35,6 mm.
Quando um sistema de referência é usado em uma especificação geométrica, o
recurso de situação da zona de tolerância é orientado ou localizado com base no
sistema de referência definido na seção de referência do indicador de tolerância. No
entanto, é possível variar o número de graus de liberdade eliminados dos datums, de
acordo com os requisitos do projeto, utilizando os modificadores PL, SL, PT, >< após
a indicação do datum e colocando-os entre colchetes (Fig. 6,68). As indicações complementares
10
0 +0,4 18
90
24
80 ±0,2
48
145
Fig. 6.67 No caso de um datum comum constituído por um padrão de furos, é possível utilizar os
modificadores de material máximo e mínimo. Neste caso, a condição virtual é definida por 4 cilindros
perpendiculares ao datum A, restritos em orientação e espaçamento e de dimensões constantes (15,8-0,1
= 15,7 mm)
6.6 Recursos de referência referenciados em MMR e LMR (Size Datum)
Fig. 6.66 No caso de um datum externo (características de tamanho) indicado noMMVC, o datum passa
a ser o plano mediano de dois blocos simétricos, distantes das condições virtuais (neste caso, coincidindo
com as dimensões máximas do material do datum, ou seja, 80,2 mm)
UMA
UMA
B
38
120
0,4 M (B-
76
0,1 CZ M A
BB
0,1
B UF
0,4 A (B-B) M
UMA
36 H13
4x 16 ±0,2
B
B) 0,2
Machine Translated by Google
6 Datums e sistemas de datum
Fig. 6.68 Por padrão, um datum restringe todos os graus de liberdade possíveis, mas, através de alguns
modificadores, é possível indicar os graus de liberdade que estão bloqueados por um recurso de datum
146
Fig. 6.69 Exemplo de um datum com o modificador ><. O Datum B deve orientar e localizar a zona de
tolerância (restringida por três graus de liberdade). O uso do modificador “><” permite apenas controlar a
orientação, enquanto a localização da zona de tolerância é deixada para o datum A
[PL], [SL] e [PT] são usados somente quando o recurso de situação de um plano, uma linha reta
ou um ponto é necessário, respectivamente.
A indicação complementar >< é usada apenas para bloquear os graus de liberdade de
orientação, e não a localização, e deve ser omitida quando a característica geométrica controla
apenas a orientação do recurso (por exemplo, uma especificação perpendicular).
Na Fig. 6.69, por exemplo, a tarefa de localizar a zona de tolerância passou do datum B para
o datum A. O datum B controla apenas a orientação (ou seja, restringe apenas dois graus de
liberdade em vez de três).
Machine Translated by Google
C
60
10
0,1 A[SL]
B
0,2 (A - B)[SL]
UMA
0,2 MB _
C
60
Somente o datum A na Fig. 6.70 é usado para orientar e localizar a zona de tolerância
relativa a uma das características de situação do cone associado (somente o eixo do
cone associado). O Datum B é usado para orientar e localizar a zona de tolerância do
furo de 10 mm para as características de situação do cone associado, ou seja, o eixo
do cone e um determinado ponto ao longo deste eixo, definido pela localização. Quando
uma indicação complementar (SL, PL ou PT) se aplica a todos os elementos da coleção
de superfícies de um dado comum, a sequência de letras que identifica o dado comum
deve ser indicada entre parênteses.
Os pontos de referência na norma ASME têm a função de definir o DRF (Datum
Reference Frame), ou seja, o sistema de referência de 3 planos perpendiculares que
define a origem das medições e permite bloquear uma peça durante uma inspeção ou
durante as operações de trabalho. Um datum primário elimina três graus de liberdade (2
rotacionais, ou seja, uev, e um linear, z). Um datum secundário elimina dois graus de
liberdade, (linear y e rotacional w). Finalmente, um dado terciário elimina o último grau
de liberdade, ou seja, de translação x. Em suma, um sistema de datum é definido para
restringir alguns graus de liberdade relacionados ao seu uso.
A norma ASME Y14.5 introduziu a possibilidade de personalizar o número de graus
de liberdade eliminados de cada plano do DRF. Por exemplo, é
6.7 Graus de liberdade bloqueados ou liberados de um Datum 147
Fig. 6.70 O recurso de situação usado para estabelecer o datum A é o eixo do cone. As feições de
situação usadas para estabelecer o datum B são o eixo do cone e um ponto no eixo. Quando uma
indicação complementar (SL, PL ou PT) se aplica a todos os elementos da coleção de superfícies de
um dado comum, a sequência de letras que identifica o dado comum deve ser indicada entre
parênteses
34
6.7.1 Quadro de Referência de Datum Personalizado nos
Padrões ASME
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F
G
X
COM
E
possível indicar, entre parênteses, o número e o tipo de graus de liberdade que foram
eliminados, com referência ao sistema de datum. O dado primário A na Fig. 6.71 elimina
três graus de liberdade, ou seja, u, ve z; o datum secundário B (eixo de um furo de 14
mm) elimina dois graus de liberdade de translação, ou seja, x e y, e o datum terciário C
tem a função de restringir a rotação w para controlar o erro de localização do furo de 38
mm e de os quatro orifícios de 14 mm de diâmetro.
Quando existem vários quadros de referência de referência e é desejável rotular os
eixos do sistema de coordenadas (X, Y e Z), quaisquer eixos rotulados devem incluir uma
referência ao quadro de referência de referência associado. Na Fig. 6.72, os eixos X, Y e
Z para os três referenciais de referência são identificados como [A, B, C], [A, B, D] e [A,
B, E], e representam o datum características de cada DRF.
Em vez disso, a tarefa de limitar o grau de liberdade ao longo da direção x passou do
datum B para o datum C para localizar e orientar a zona de tolerância do perfil e, portanto,
o datum B elimina apenas um grau de liberdade.
+ 0,3
0
AA 28
75
73
150
44
38 H8
14 ±0,1
50
25
100
20 ±0,1
50
4x R15
B[x,y]
0,1
0,1 M
B
A[u,v,z] B[x,y] C[w]
1,5 A[u,v,z] B[y] C[x,w]
F
A[u,v,z]
C
G
UMA
C[w]
UMA
UMA
6 Datums e sistemas de datum
Fig. 6.71 Nas normas ASME, os graus de liberdade eliminados são indicados entre colchetes. É possível variar
o número de graus de liberdade eliminados por cada datum, por exemplo, transferindo a tarefa de limitar os
graus de liberdade ao longo da direção x do datum B para o datum C
148
4 x 12
0,4 M
M 0,3 A
Machine Translated by Google
D
UMA
E
0,1
D
Z[A,B,C]
UM JEITO
5 ±0,1
0,1
Y[A,B,C]
0
5 ±0,1
0,4 M A
E
BC
X[A,B,E]
0,4
59
B
B
X[A,B,D]
5 ±0,1
abc
S[A,B,D]
X[A,B,C]
Z [A, B, E]
30
X[A,B,E]
Z [A, BD]
UMA B
X[A,B,C]
UMA
Y[A,B,E]
C
5
17
6.8 Alvos Datum
17 5
30°
(c) quando a peça se torna instável durante o processo de verificação, uma vez que
foi localizado com sua superfície de referência.
Os alvos de referência devem ser usados nos seguintes casos:
funcionalidade;
(a) quando apenas uma parte de um recurso de peça é funcional e pode ser usado como referência
Encontro: Data;
(b) quando uma forma irregular ou regular impede o uso de superfícies planas como
Quando é preferível não usar uma feição integral completa para estabelecer uma feição de referência,
é possível indicar porções da feição única (áreas, linhas ou pontos) e suas dimensões e localizações.
Essas porções são chamadas de alvos de referência. Eles geralmente simulam a interface entre o
recurso único considerado da peça de trabalho e um ou mais recursos ideais de contato (recursos
de interface de montagem ou recursos de fixação).
Os alvos de referência são usados no caso de formas complicadas e irregulares, como aquelas
produzidas para moldagem ou fundição, ou para superfícies não planas e distorcidas. Os alvos de
referência são um compromisso entre o funcionamento de um recurso e a repetibilidade da medição
e, mesmo quando indicados no desenho de uma peça de trabalho, eles de fato descrevem a forma e
a localização dos recursos de controle que são utilizados para simular um plano de referência.
M
M
6.8 Alvos Datum 149
Fig. 6.72 Quando existemvários quadros de referência de referência, os eixos rotulados devem incluir uma
referência ao quadro de referência de referência associado. Os eixos X, Y e Z dos três referenciais de
referência são identificados como [A, B, C], [A, B, D] e [A, B, E], e representam as feições de referência de
cada DRF
57
Machine Translated by Google
Fig. 6.73 Indicador de alvo de
referência constituído por um
quadro de alvo de referência, um
símbolo de alvo de referência e uma
linha de chamada
150
Fig. 6.74 Os alvos de referência são compostos por pontos, linhas e áreas planares (de qualquer forma) ou planos de contato cilíndricos,
delimitados por uma linha 5.1, de acordo com a ISO 128-4
6 Datums e sistemas de datum
Se o alvo de referência em uma peça de trabalho for um ponto, ele será indicado com uma
cruz; no caso mostrado na Fig. 6.75, o datum primário é definido por pelo menos três pontos de
contato (A1, A2 e A3), o datum secundário por dois pontos (B1 e B2) e o terceiro pelo ponto C1; o
equipamento de controle, cujos pinos simulam os alvos de referência no desenho, também é
visível na mesma figura.
Um alvo de referência é indicado por um indicador de alvo de referência, que é constituído por
um quadro de alvo de referência, um símbolo de alvo de referência e uma linha de chamada. Os
alvos de referência são indicados por um círculo dividido em dois compartimentos por uma linha
horizontal (Fig. 6.73). O compartimento inferior é reservado para uma letra, que representa a
feição de referência, e para um número, que indica o número do alvo de referência. O
compartimento superior é reservado para informações complementares, como as dimensões da
zona alvo de referência. Se não houver espaço suficiente no compartimento, as informações
podem ser colocadas fora do círculo e unidas com uma linha de chamada.
Se o alvo de referência for constituído por uma linha, é indicado com duas cruzes unidas por
uma linha fina 5.1 a tracejado duplo que, quando esta linha não está fechada (linha aberta), é
Os alvos de referência são estabelecidos (veja a Fig. 6.74) com pontos, linhas e áreas de
contato planares (de qualquer forma) ou áreas cilíndricas, delimitadas por uma linha 5.1 de acordo
com a ISO 128-4. Cada alvo de referência deve ser localizado por meio de alvos teoricamente
exatos dimensões, na medida em que não se referem às características de uma peça de trabalho,
mas definem o tamanho e as características do sistema de controle. Além disso, as dimensões
teoricamente exatas não apenas garantem a repetibilidade das medições, mas também podem se
referir ao grau de precisão do sistema de inspeção.
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6.8 Alvos Datum
Fig. 6.76 Alvos de referência compostos por linhas simuladas em equipamentos de controle ao lado de um pino
medidor
151
Fig. 6.75 Alvos de referência compostos por pontos e o equipamento de controle relativo com verificação de pino de
calibre com ponta esférica
6As cruzes não são usadas neste caso no padrão ASME.
Para expressar o uso de alvos de referência, o identificador da característica de referência deve
ser repetido próximo ao indicador de característica de referência, e deve ser seguido por uma lista de
números (cada número separado por uma vírgula seguida de um espaço) para identificar o alvo de
referência identificador (Fig. 6.79).
terminado por duas cruzes6, como mostrado na Fig. 6.76; finalmente, se o alvo de referência for
composto por uma zona de contato plana, é indicado com uma área hachurada cujos limites são
definidos por uma linha fina 5.1 dupla tracejada (Fig. 6.77) ou mesmo por uma cruz, quando não houver
risco de mal-entendido na identificação do dado.
A Figura 6.81 mostra uma aplicação típica de um alvo de referência: o requisito de montagem do
componente chapeado requer a indicação de um alvo de referência de “área”.
Também é possível especificar alvos de referência em superfícies cilíndricas, como mostrado na
Fig. 6.80 [1]: o alvo de referência A1 é especificado com uma linha de alvo de referência circular (que
é visível como uma linha na imagem), enquanto o ponto de referência B é especificado com uma área
de referência cilíndrica; a verificação requer o uso de medidores de diâmetro variável.
Se o datum estiver no lado oposto ao indicado pelo símbolo, a linha líder é tracejada, conforme
mostrado na Fig. 6.78.
O desenho de uma peça de trabalho, obtido por meio de fundição, é mostrado na Fig. 6.82,
Machine Translated by Google
Fig. 6.79 Para expressar o uso de
alvos de datum, o identificador de
característica de datum deve ser
repetido próximo ao indicador de
característica de datum, e deve ser
seguido por uma lista de números
(cada número separado por uma
vírgula seguido por um espaço)
para identificar o datum identificador
de destino
Fig. 6.78 Se o alvo de referência
estiver no lado oposto ao indicado
pelo símbolo, a linha de chamada
será tracejada
6 Datums e sistemas de datum
Fig. 6.77 Se o alvo de referência é composto por uma zona de contato planar, é indicado por uma área hachurada na
qual as bordas são definidas por uma linha 5.1 pontilhada dupla fina
152
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Fig. 6.81 A montagem dos componentes requer o uso de uma área alvo de referência. Uma linha tracejada é
usada para indicar a superfície envolvida
153
Fig. 6.80 Área alvo de referência cilíndrica e linha com o medidor simulado
6.8 Alvos Datum
– os três alvos de referência A1, A2 e A3 especificam o datum primário A; – os
dois alvos de referência B1 e B2 especificam o datum secundário B; – o ponto de
referência C1 (ponto) especifica o ponto de referência terciário C.
com indicações de três alvos de datum, que definem um sistema de datum com três planos
perpendiculares, no qual:
O equipamento de controle é visível na Fig. 6.83; o plano de referência A é simulado por meio de 3
pinos com diâmetro de 40 mm, o plano de referência B é simulado pelas linhas retas entre os dois
pinos e o datum C é definido pela ponta cônica do equipamento. Cada alvo de referência é
localizado por meio de uma dimensão teoricamente exata para indicar que é necessário aplicar o
mesmo grau de precisão do sistema de controle. Portanto, todas as dimensões que localizam os
alvos de referência referem-se aos simuladores de alvos de referência do medidor de controle, e
não às características de referência da peça de trabalho.
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0
+0,3
15
30
B2
B215
A1
15
30
UMA
A3
C1
140
B1
100
B1
140
C1
A2
30
Fig. 6.83 Equipamento de controle para uma peça de trabalho que está em contato com as contrapartes geométricas verdadeiras
alvos. Um plano de referência terciário é geralmente estabelecido por um alvo. Uma combinação de pontos alvo,
154
os alvos de referência das áreas são definidos por um pino com cabeça chata
estabelecido por pelo menos três pontos-alvo.Um plano de referência secundário é geralmente estabelecido por dois
Os alvos de referência definidos por linhas são simulados pelas linhas retas de um pino cilíndrico. Finalmente,
Fig. 6.82 Aplicação de alvos de datum para estabelecer um sistema de datum. Um plano de referência primário é
para características de dados. Os alvos de referência definidos por pontos são simulados por pinos com cabeças esféricas.
linhas e áreas podem ser usadas e os alvos de referência são localizados por meio de dimensões teoricamente exatas
6 Datums e sistemas de datum
30
B0,6 L CA
A1,2,3
74 503525 1020
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6.8.1 Recurso de contato
7
5,50
45°
Consideremos, por exemplo, o desenho do componente mostrado na Fig. 6.85,
produzido para moldagem, em que o ponto de referência A é o plano de apoio, o segundo
Como já foi visto, um datum na norma ISO 5459 é uma “característica ideal que se
ajusta à feição de datum com um critério de associação específico”. Em outras palavras,
faz-se referência a um “recurso associado” para estabelecer um datum, por exemplo,
associando um plano tangente ideal a uma superfície verdadeira. Uma novidade
interessante introduzida pela norma é a definição de “característica de contato”, que
define uma feição ideal que é diferente de uma feição de referência indicada no desenho
e é associada a tal desenho por meio de uma operação de “contato” (Fig. 6,84).
45°45°
BB
30 H9
2056
C2
0,05
0,4 AB[CF] C
C 1,2
C1
170
B
C
C2
UMA
107
B1
50
0,4 CZ B[CF]
B2
C
C1
B 1,2
+ 0,3
3x 12 + 0,1
50
UMA
45°
Fig. 6.84 Um recurso de contato é um recurso ideal, com uma geometria teoricamente exata, que é
diferente da geometria nominal do recurso geométrico integral com o qual está em contato
Fig. 6.85 O símbolo CF, colocado ao lado das indicações da característica B do datum, define uma
característica ideal (bloco V), que é diferente da característica indicada no desenho e a ela associada
com uma operação de “contato”. Os dois modificadores de alvo de referência móveis C1 e C2 são usados
para definir a direção na qual a localização do alvo de referência não é fixa
1556.8 Alvos Datum
B
B
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6 Datums e sistemas de datum
Fig. 6.86 Calibre funcional para
o controle de uma peça de
trabalho: os pontos de referência
fixos B1 e B2 são constituídos
pelas laterais do bloco V,
enquanto os pontos de
referência C1 e C2 são
simulados por dois pinos
móveis. C1 e C2 se movem de
forma síncrona
156
Os dois modificadores de alvo de referência móveis C1 e C2 são usados para definir a
direção na qual a localização do alvo de referência não é fixa. A direção do movimento é
indicada pela direção dada pelo modificador móvel e não pela linha de chamada.
Os alvos de referência B1 e B2 são definidos pela interface entre a superfície cilíndrica
da peça de trabalho e um recurso de contato. A distância entre os alvos de referência B1 e
B2 é variável e depende do diâmetro real do cilindro e do recurso de contato, que é definido,
neste caso, por um bloco “V” de ângulo 90° (o recurso associado usado para estabelecer o
dado). O símbolo CF, colocado ao lado das indicações do traço de referência B, define este
traço ideal (bloco V), que é diferente do traço indicado no desenho e a ele associado com
uma operação de “contato”.
A peça de trabalho é controlada por meio do medidor funcional mostrado na Fig. 6.86,
no qual os pontos de referência fixos B1 e B2 são compostos pelas laterais do bloco V,
enquanto os pontos de referência C1 e C2 são simulados por dois pinos móveis. A Figura
6.87 ilustra o procedimento de controle, com os dois pinos retráteis C1 e C2, que fixam a
peça no medidor. C1 e C2 movem-se de forma síncrona [2].
Outro exemplo é mostrado na Fig. 6.88, onde é feita uma distinção perfeita entre as
indicações da feição de referência (superfície cônica truncada) e a
A intenção do projeto é permitir que um alvo de referência simulado (Moveable Datum
Target Simulator) transfira ou se mova ao longo de uma direção especificada. Por padrão,
um Simulador de Alvo de Datum Móvel pode transladar perpendicularmente à superfície de
contato, mas outra direção de translação pode ser especificada no desenho e indicada com
as dimensões teoricamente exatas. No nosso caso, a direção do movimento é de 45° em
relação ao plano médio da peça.
O modificador [CF] implica que algumas partes da peça de trabalho são usadas para
estabelecer o ponto de referência, e que a localização do contato entre o recurso de contato
e a peça de trabalho não pode ser determinada exatamente (pois depende das dimensões
e da geometria do real peça de trabalho).
O datum é composto por dois alvos de datum, ou seja, B1 e B2, enquanto os símbolos dos
dois datums móveis, C1 e C2, são usados para o terceiro datum.
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(UMA
UMA A 1
0,2
B1
A1
-B) [CF]
B 1 B
24
características de contato A1 e B1, simuladas por duas esferas de 24 mm de diâmetro.
A referência explícita aos alvos de referência, através das indicações A1 e B1 ao lado
dos rótulos A e B, também pode ser observada. O procedimento de controle
correspondente é realizado através de duas esferas de 24 mm, das quais uma
corresponde ao datum móvel A1. O recurso de contato (a esfera) é um recurso diferente
do recurso de referência indicado no desenho, que corresponde à superfície cônica
interna do componente em exame (Fig. 6.89).
A Figura 6.90 mostra o processo de associação que deve ser adotado para obter o
datum do eixo A: o datum é derivado de um cilindro associado (por exemplo, o menor
cilindro teoricamente circunscrito) para localizar a zona de tolerância do perfil.
O mesmo componente é verificado com uma configuração diferente no caso em que o
símbolo de recurso de contato CF é usado (Fig. 6.91). Neste caso, são utilizados dois
cilindros tangentes, com dimensões, orientação e localização fixadas no desenho.
Fig. 6.88 Uma distinção perfeita entre a indicação do traço de referência (superfície cônica truncada)
e os traços de contato A1 e A2, simulados por duas esferas de 24 mm, é obtida por meio das
indicações do traço de contato CF. A referência explícita ao alvo de referência, através das indicações
A1 e B1 ao lado dos rótulos A e B, também deve ser observada
157
Fig. 6.87 Procedimento de controle, com dois pinos retráteis que fixam a peça ao medidor. A peça é
encenada no medidor e os simuladores de alvo de referência C1 e C2 são acionados
6.8 Alvos Datum
24
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Fig. 6.91 Associação de um único dado com um modificador [CF]: o mesmo componente mostrado na figura
anterior é verificado com uma configuração diferente. Neste caso, são utilizados dois cilindros tangentes, com as
dimensões, orientação e localização fixadas no desenho.
Fig. 6.90 Associação de um único datum sem um modificador [CF]: o datum A éderivado de um cilindro associado
(por exemplo, o menor cilindro teoricamente circunscrito) para localizar a zona de tolerância do perfil
6 Datums e sistemas de datum
Fig. 6.89 Um procedimento de controle realizado por meio de duas esferas de 24 mm, uma das quais corresponde
ao alvo de referência móvel A1
158
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6.8 Alvos Datum 159
Fig. 6.92 O símbolo de “alvo de referência móvel” nas normas ASME é o mesmo que nas normas
ISO, mas o movimento pode ser indicado pela adição de uma linha que indica a direção
7Na ISO 5459, a direção é dada apenas pelo modificador móvel, e não pela linha de chamada.
6.8.2 Alvos Datum nas Normas ASME
2. O símbolo “alvo de referência móvel” é o mesmo da norma ISO, mas o movimento pode ser indicado
para vistas ortográficas através da adição de uma linha que indica a direção do movimento (ver Fig.
6.92). O elemento de linha deve ser especificado com um ou vários ângulos básicos7.
3. Alternativamente, a direção do movimento, para desenhos que incluem os eixos X, Y e Z para
representar o(s) referencial(s) de referência, pode ser indicada usando uma designação de vetor
unitário consistindo em componentes i, j, k (correspondentes aos eixos X, Y e Z do sistema de
coordenadas), colocados entre colchetes e adjacentes ao símbolo “alvo de referência móvel”. A
direção do vetor é em direção à superfície de cada recurso de referência. Veja a Fig. 6.93.
Alguns conselhos úteis sobre alvos de referência são dados a seguir:
4. Ao usar feições de datum definidas por alvos de datum em um quadro de controle de feições
estabelecido por menos de três planos mutuamente perpendiculares, os datums que são a base do
quadro de referência de datum devem ser referenciados (Fig. 6.94). Os alvos que fornecem uma
definição dos datums referenciados no quadro de controle da feição devem ser especificados em
uma nota, como: onde apenas a feição de datum A é referenciada, as feições de datum B e C são
invocadas apenas para relacionar os alvos que estabelecem o datum A.
cruzes.
Os símbolos dos alvos de referência no padrão ASME Y14.5 são basicamente idênticos aos do padrão
ISO, embora com algumas pequenas diferenças: 1. A linha de alvo de referência é a mesma do padrão
ISO (um traço duplo pontilhado longo linha, digite 5.1 como na ISO 128-24), mas a linha não termina
com dois
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B1
12
A2
A3
A1
12
B2
B1
A2 A3
B2
70
15
C1
12
35
C1
12
12
A1
15 30 64
(2) se o plano primário for definido como alvo de referência, tanto um plano secundário quanto um
plano terciário são obrigatórios; (3) se o alvo de referência for uma área, o contato com o
recurso de configuração não precisa necessariamente ocorrer em toda a área, pois uma série de
quaisquer pontos dentro da área especificada no desenho é suficiente.
(1) a área indicada por um alvo de referência em um desenho NÃO deve ser realizada ou
esculpido no componente;
Fig. 6.94 Se o plano primário A é definido como um alvo de referência, um plano secundário e um plano terciário são
invocados apenas para relacionar os alvos que estabelecem o datum A
6 Datums e sistemas de datum
Fig. 6.93 A direção do movimento pode ser indicada usando uma designação de vetor unitário, consistindo de componentes
i, j, k, colocados entre colchetes
160
0,2 UMA
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1. Krulikowski A (1999) Conceitos avançados de GD&T, livro-texto baseado na ASME Y14.5 M—1994,
Effective Training Inc.
161
2. Fischer BR (2009) O guia do viajante para dimensionamento geométrico e tolerâncias: GD&T para o
Novo Milênio. Prensa de gerenciamento dimensional avançado
Referências
Referências
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Tolerâncias de formulário
É possível controlar quatro tipos de tolerância de forma: retilineidade, planicidade, arredondamento1
e cilindricidade. As normas ASME utilizam os requisitos de envelope ou Regra nº 1, segundo a qual as
tolerâncias de forma são cobertas pelas dimensionais, e essas tolerâncias são, portanto, usadas
apenas quando necessário.
Retidão é a condição na qual um recurso linear (ou qualquer recurso linear de uma superfície) resulta
perfeitamente reto. Retidão é basicamente uma característica de uma linha, como um eixo ou uma
borda de um recurso; no entanto, este tipo de tolerância também pode
Como, como já mencionado, uma tolerância de perfil controla não apenas erros de forma, mas
também erros de tamanho, localização e orientação, uma seção específica é dedicada a este tópico.
Resumo É possível controlar quatro tipos de tolerância de forma: retilineidade, planicidade, circularidade
e cilindricidade. O capítulo abrange todos os conceitos necessários para definir os operadores de
especificação (de acordo com a ISO 17450-2) e alguns procedimentos para estabelecer os elementos
de referência para definir os erros de desvio. Alguns termos relacionados a parâmetros de forma são
descritos como desvios pico-a-vale, pico-referência e referência-vale. As normas ASME utilizam os
requisitos de envelope ou Regra nº 1, segundo a qual as tolerâncias de forma estão contidas dentro
das dimensionais, e essas tolerâncias são, portanto, usadas apenas com a finalidade de limitar o erro
quando a peça é produzida com dimensões próximas ao menor material doença.
As tolerâncias de forma são utilizadas para estabelecer os limites de variação de uma superfície ou de
uma característica da forma ideal indicada em um desenho; em suma, o erro de forma de uma
característica é limitado em relação à sua contraparte perfeita e ideal (plano, linha ou círculo).
1Circularidade no padrão ASME. ©
O(s) autor(es), sob licença exclusiva para Springer Nature Switzerland AG 2021 S.
Tornincasa, Technical Drawing for Product Design, Springer Tracts in Mechanical
Engineering, https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854- 5_7
163
Capítulo 7
7.1 Introdução
7.2 Tolerância de Retidão
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https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854-5_7
7 Tolerâncias de Forma
Fig. 7.1 Interpretação de uma tolerância de retidão de 0,03 mm colocada sobre uma superfície cilíndrica: cada
elemento de linha do cilindro deve estar entre duas linhas paralelas afastadas de 0,03, em um plano composto
pelo eixo e as duas linhas propriamente ditas
164
No caso mostrado na Fig. 7.2, a tolerância de retilineidade é limitada por duas linhas paralelas
afastadas de 0,1 mm, na direção especificada pelo símbolo de interseção do plano (ou, no caso em
que falta um símbolo, na direção paralela ao plano de projeção). A zona de tolerância é, portanto,
limitada por duas linhas paralelas a uma distância especificada pela tolerância t, em qualquer plano
de interseção paralelo ao datum A (Fig. 7.3).
Obviamente, um símbolo de retidão deve ser colocado na vista de desenho onde o recurso
aparece explicitamente reto. A Figura 7.1 indica a interpretação de uma tolerância de retilineidade de
0,03 mm colocada sobre uma superfície cilíndrica:cada elemento de linha longitudinal do cilindro
deve estar entre duas linhas paralelas a uma distância de 0,03, em um plano composto pelo eixo e
pelas duas linhas propriamente ditas. Uma zona de tolerância é bidimensional, e uma das duas linhas
da zona de tolerância é orientada pelos pontos extremos do elemento de linha de uma superfície,
enquanto a outra linha é paralela à primeira e distanciada pela tolerância.
(1) Uma zona de tolerância é aplicada a cada elemento de linha individualmente.
(2) O limite virtual máximo é obtido pela soma do tamanho máximo do material e da tolerância de
retilineidade.
A Figura 7.4 mostra a aplicação de uma tolerância de retilineidade da superfície de um eixo
(característica integral). Como o princípio da independência entra em vigor por defeito, as seguintes
regras são válidas [1]:
Três possíveis tipos de erro são visíveis na superfície cilíndrica mostrada na mesma figura, ou
seja, de concavidade, convexidade e de flexão. Uma tolerância de retidão aplicada a uma superfície
plana controla apenas a retidão na direção paralela ao plano de projeção.
ser aplicado em superfícies planas, cilíndricas ou cônicas, que são consideradas compostas por um
número infinito de características longitudinais.
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7.2 Tolerância de Retidão
Fig. 7.3 Interpretação da zona de tolerância mostrada na Fig. 7.2. A zona de tolerância é limitada por duas
linhas paralelas a uma distância especificada pela tolerância t, em qualquer plano de interseção paralelo ao
datum A
Fig. 7.2 Tolerância de retilineidade aplicada a uma superfície plana: a direção é especificada pelo símbolo de
interseção do plano
165
Fig. 7.4 Aplicação de uma tolerância de retilineidade à superfície de um eixo. Como o princípio da independência
entra em vigor por padrão, o limite virtual máximo é obtido pela soma do tamanho máximo do material com a
tolerância de retilineidade, que pode ser maior que a tolerância de tamanho
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7 Tolerâncias de Forma
Fig. 7.5 No caso de aplicação do requisito de envelope (símbolo circulado E próximo ao valor do diâmetro), a
retilinidade deve ser perfeita quando o componente é produzido no material máximo e a tolerância geométrica
deve ser sempre menor que a tolerância de tamanho
166
No caso da aplicação do requisito de envelope (símbolo E circulado), a retilineidade deve ser perfeita
quando o componente é produzido na condição máxima do material (Fig. 7.5) e a tolerância geométrica
deve ser sempre menor que a tolerância de tamanho. Deve-se lembrar que este caso representa as
condições padrão nas normas ASME.
(3) A tolerância de linearidade pode ser maior que a tolerância de tamanho.
A norma ISO 12780 explica os termos e conceitos necessários para definir os operadores de especificação
(de acordo com a ISO 17450-2) para a retidão de recursos integrais.
De acordo com esta norma, a reta extraída é uma representação digital da interseção da superfície
real e um plano de retilineidade, que inclui a normal da superfície real (Fig. 7.6). O perfil de retidão é uma
linha extraída intencionalmente modificada por um filtro. Na avaliação de um desvio de retitude de um
recurso integral com uma determinada tolerância, o perfil de retilineidade deve estar contido entre duas
linhas que estão distantes uma da outra por um valor menor ou igual ao valor de tolerância especificado.
Ao determinar a orientação da zona de tolerância, é necessário estabelecer uma linha de referência,
ou seja, uma linha associada que se ajuste ao perfil de retidão de acordo com convenções especificadas,
e à qual os desvios de retidão e a
(4) Cada tamanho local deve estar dentro dos limites de tolerância de tamanho.
7.2.1 Parâmetros de Retidão
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167
Fig. 7.7 Linha de referência de zona mínima
Fig. 7.6 A linha de retidão extraída é uma representação digital da interseção da superfície real e um plano
de retidão, normal a uma superfície integral real
7.2 Tolerância de Retidão
O desvio de retidão local é definido como o desvio de um ponto em um perfil de retidão da linha
de referência, na direção normal à linha de referência.
parâmetros de retidão referem-se. A especificação técnica ISO 12780-1 considera dois
procedimentos para a determinação da linha de referência:
(1) Desvio de retidão pico-vale, que é o valor do maior desvio de retidão local positivo adicionado
ao valor absoluto do maior desvio de retidão local negativo. O modificador GT é usado em
especificações para indicar
Alguns termos relacionados aos parâmetros de retidão estão listados a seguir:
• O método da linha de referência da zona mínima (MZ), que melhor satisfaz a definição da zona
de tolerância (Fig. 7.7). • O método da linha de referência dos mínimos quadrados (LS), que
fornece uma boa aproximação do desvio de retilineidade, embora o superestime, e atualmente é o
mais utilizado em máquinas de medição por coordenadas.
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Tabela 7.1 Parâmetros
de desvio. A altura do pico e a
profundidade do vale são definidas
apenas em relação à associação
minimax (Chebyshev) e à
associação de mínimos quadrados
(Gaussiana).
ParâmetroSímbolo
168
Referência ao pico
Raiz quadrada média (RMS)
P
7 Tolerâncias de Forma
Referência para valeV
Do pico ao vale
Q
T
A Tabela 7.1 mostra os elementos de especificação de parâmetros que podem ser usados
para especificações de forma, ou seja, especificações que não fazem referência a dados. T
pode ser usado para indicar a faixa total de desvios, ou seja, o parâmetro padrão. P, V devem
ser usados para indicar a altura do pico e a profundidade do vale, respectivamente. Q deve ser
usado para indicar a raiz quadrada da soma dos quadrados.
(2) Desvio de retidão pico-referência, que é o valor do maior desvio de retidão local positivo
da linha de referência de mínimos quadrados.
Examinemos agora o caso em que a tolerância de retilineidade é aplicada a uma característica
de tamanho, isto é, a uma linha mediana derivada; neste caso, a tolerância foi indicada na
dimensão que expressa o diâmetro, pelo que se faz referência à linha mediana que deve
permanecer dentro de uma área de tolerância tridimensional, limitada por um cilindro com o
mesmo diâmetro que a própria tolerância, e isso é indicado colocando o símbolo de diâmetro Ø
antes do número que expressa o valor da tolerância (Fig. 7.8). Neste caso, a tolerância de
retilineidade pode ser maior que a tolerância de tamanho do diâmetro do cilindro associado.
A Figura 7.9 mostra, para o caso de um eixo, o conceito de linha mediana derivada, obtida
por meio de um conjunto de pontos centrais das seções simples. Na prática, um cilindro, do
qual o eixo é derivado, é associado à superfície extraída (por exemplo, utilizando uma
interpolação gaussiana). Uma linha, à qual está associado um círculo gaussiano, e cujo centro
determinaum ponto da linha mediana derivada, é extraída de cada seção perpendicular ao eixo.
(3) Desvio de retilineidade de referência para vale, que é o valor absoluto do maior desvio
de retitude local negativo da linha de referência de mínimos quadrados.
que uma tolerância de forma se aplica ao desvio pico-vale em relação ao elemento de
referência de mínimos quadrados.
Quando um controle geométrico é aplicado a uma característica de tamanho, é possível
utilizar a exigência máxima de material (MMR), com as vantagens decorrentes do aumento das
tolerâncias, como pode ser visto na Fig. 7.10. O efeito combinado do erro de tamanho e do erro
de retitude gera um tamanho virtual (MMVS), que representa a pior condição de acasalamento
possível.
7.2.2 Tolerância de Retidão Aplicada a um Recurso de Tamanho
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Fig. 7.8 Uma tolerância de retilineidade é aplicada a um recurso de tamanho; neste caso, a
tolerância é indicada na dimensão que expressa o diâmetro, pelo que se faz referência à linha
mediana extraída do cilindro; a zona de tolerância é tridimensional e limitada por um cilindro com
diâmetro igual à própria tolerância
1697.2 Tolerância de Retidão
Fig. 7.9 A linha mediana extraída obtida a partir de um conjunto de pontos centrais das seções
simples perpendiculares ao eixo do cilindro associado
A condição virtual (MMVC) é a configuração da envoltória limite de forma
perfeita gerada pelo efeito combinado da dimensão máxima do material e das
tolerâncias geométricas. Note-se que a condição virtual é sempre aquela que
corresponde às piores condições de acoplamento possíveis que, no caso de um
eixo, são obtidas pela soma do valor da tolerância geométrica com o diâmetro
máximo (ou seja, o máximo de material Tamanho). No caso de um furo, as
condições máximas do material são aquelas que correspondem ao diâmetro
mínimo, e a condição virtual MMVC é sempre representada pelas piores condições de acoplamento, que
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7 Tolerâncias de Forma
Fig. 7.10 Quando um controle de retilineidade é aplicado a um recurso de tamanho, é possível usar o requisito
máximo de material. O efeito combinado do erro de tamanho e do erro de retitude gera um tamanho virtual (MMVS),
que representa a pior condição de acasalamento possível
170
Fig. 7.11 No caso de um furo, as condições máximas do material são aquelas que correspondem ao diâmetro
mínimo (MMS), e a condição virtual MMVC é sempre representada pelas piores condições de acoplamento, ou
seja, aquelas obtidas pela subtração da tolerância geométrica valor a partir do diâmetro mínimo
Também é possível combinar uma tolerância de retilineidade total com uma tolerância de
retilineidade em um comprimento especificado. Neste caso, um quadro de tolerância composto pode
ser usado, como na Fig. 7.12. A linha mediana derivada deve permanecer dentro de um cilindro de
0,4 mm de diâmetro ao longo de todo o comprimento, mas não deve exceder 0,1 mm para cada 25
mm de comprimento.
ou seja, aqueles obtidos subtraindo o valor da tolerância geométrica do diâmetro mínimo (Fig. 7.11).
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Fig. 7.12 Indicações da tolerância de retidão em um eixo, com especificação da retidão total e retidão por
unidade de comprimento: a linha mediana extraída deve permanecer dentro de uma zona de tolerância de 0,4
mm de diâmetro para todo o comprimento de 100 mm e dentro de 0,1 zona de mm para cada 25 mm de
comprimento. Cada elemento circular da superfície deve estar dentro da tolerância dimensional prescrita
1717.2 Tolerância de Retidão
Fig. 7.13 Sempre que a retilinidade for especificada com base em MMC, podem ser usadas técnicas de medição
funcional
7.2.3 Tolerância de Retidão nas Normas ASME
Quando um controle de retilineidade é aplicado a uma superfície cilíndrica, por
padrão, de acordo com o padrão ASME Y14.5, o requisito de envelope é invocado
(Regra #1), e a forma de todo o recurso não deve violar o limite da forma perfeita
( como na Fig. 7.5). No entanto, é necessário ter atenção especial, pois sempre
que a tolerância de retilineidade for aplicada a uma linha mediana derivada, a regra
nº 1 não é mais aplicável, ou seja, o componente não tem forma perfeita no material
máximo. O quadro de tolerância de retilineidade na Fig. 7.13 está associado a um cilíndrico
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172 7 Tolerâncias de Forma
Fig. 7.14 O conceito de linha mediana derivada para o caso do eixo da figura anterior. A linha mediana é obtida a
partir de um conjunto de pontos centrais de todas as seções transversais do recurso. Essas seções transversais
são perpendiculares ao eixo do menor cilindro restrito (Envelope de Acasalamento Real)
A aplicação do MMC é útil, pois a condição virtual define o tamanho fixo do gabarito
funcional que deve ser usado para a verificação de uma retilineidade
A Figura 7.14 mostra o conceito de linha mediana derivada nas normas ASME, obtida a
partir do conjunto de pontos centrais das seções perpendiculares singulares do eixo do
menor cilindro restrito (AME): a linha mediana derivada deve cair dentro de um cilindro
centrado em o eixo nominal de um envelope de forma perfeita.
A Figura 7.15 mostra o uso de uma tolerância de retilineidade em uma superfície plana
para controlar elementos de linha em várias direções. Cada elemento de linha da superfície
deve situar-se entre duas linhas paralelas separadas pelo valor da tolerância de retilineidade
prescrita e em uma direção indicada na vista ortográfica ou pela geometria suplementar do
modelo. Na ASME Y14.5:2018, a geometria suplementar no modelo anotado torna
desnecessário o uso do plano de interseção (usado no padrão ISO).
A planicidade representa a condição de uma superfície que tem todos os seus pontos
pertencentes ao mesmo plano: o erro de planicidade é constituído pelo desvio dos pontos
reais da superfície do plano. Uma tolerância de planicidade especifica uma zona
tridimensional, determinada por dois planos paralelos a uma distância igual à tolerância de controle de planicidade
característica de tamanho, e o controle de retitude, portanto, se aplica à linha mediana
derivada.
erro.
7.3 Tolerância de Planicidade
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Fig. 7.17 Indicação de uma tolerância de planicidade e sua interpretação
Fig. 7.15 Tolerância de retilineidade em uma superfície plana usada para controlar elementos de linha em várias direções.
7.3 Tolerância de Planicidade
Fig. 7.16 Símbolo de planicidade
Na norma ASME Y14.5:2018 a geometria suplementar no modelo anotado evita a necessidade de usar o plano de
interseção das normas ISO
173
A Figura 7.17 mostra um exemplo de componente ao qual foi aplicada uma tolerância de
planicidade de 0,1: para passar no controle, toda a superfície deve cair entre dois planos
paralelos separados por 0,1 mm. Neste caso, a tolerância de planicidade está incluída na
tolerância de tamanho de 0,2 mm.Não é possível aplicar o requisito máximo ou mínimo de material a uma tolerância de
planicidade, pois a tolerância de forma controla todos os pontos de uma superfície, o que não
é um recurso dimensionável.
valor. O símbolo que deve ser usado no quadro é um paralelogramo, com seus lados inclinados
em um ângulo de 60° (Fig. 7.16).
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174 7 Tolerâncias de Forma
Fig. 7.18 O método do plano de referência da zona mínima com dois planos paralelos que envolvem a superfície
de planicidade com a menor separação
7.3.1 Parâmetros de Planicidade
De acordo com este padrão, a superfície extraída é uma representação digital da superfície real. A
superfície de planicidade é uma superfície extraída intencionalmente modificada por um filtro. Na avaliação
do desvio de planicidade de um recurso integral com uma determinada tolerância, a superfície de
planicidade deve situar-se entre dois planos, que estão distantes um do outro por um valor menor ou igual
ao valor de tolerância especificado.
Alguns dos termos relacionados aos parâmetros de planicidade são apresentados a seguir:
do plano de referência, em uma direção normal ao plano de referência.
A norma ISO 12781 define os termos e conceitos necessários para definir os operadores de especificação
(de acordo com a ISO 17450-2) para a planicidade de recursos integrais.
O desvio de planicidade local é definido como o desvio de um ponto em uma superfície de planicidade
• O método dos planos de referência da zona mínima (MZ), que melhor satisfaz a definição da zona de
tolerância (Fig. 7.18) com dois planos paralelos que envolvem a superfície de planicidade e têm a
menor separação.
• O método do plano de referência dos mínimos quadrados (LS), que fornece uma boa aproximação
do desvio de planicidade (Fig. 7.19), embora o superestime, e atualmente é o método mais utilizado
em máquinas de medição por coordenadas.
(1) Desvio de planicidade pico-vale, que é o valor do maior desvio de planicidade local positivo que é
adicionado ao valor absoluto do maior desvio de planicidade local negativo. O modificador GT é
usado em especificações para indicar
Ao determinar a orientação da zona de tolerância, é necessário estabelecer um plano de referência,
ou seja, um plano associado que se ajuste à superfície de planicidade de acordo com as convenções
especificadas, ao qual se referem os desvios de planicidade e os parâmetros de planicidade. A
especificação técnica ISO 12781-1 considera dois procedimentos para a determinação do plano de
referência:
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175
Fig. 7.19 Plano de referência dos mínimos quadrados
Fig. 7.20 Aplicação de uma
tolerância de planicidade a uma
superfície plana de um componente
prismático. Como o princípio da
independência entra em vigor por
padrão, o MMVC é obtido pela soma
da dimensão máxima do material com
a tolerância de planicidade, que pode
ser maior que a tolerância dimensional
7.3 Tolerância de Planicidade
que uma tolerância de forma se aplica ao desvio pico-vale em relação ao elemento de referência
de mínimos quadrados.
• o limite extremo máximo MMVC é obtido pela soma do máximo
A Figura 7.20 mostra a aplicação de uma tolerância de planicidade a uma superfície plana
(integral de recurso). Como o princípio da independência entra em vigor por defeito, as seguintes
regras são válidas:
(2) Desvio de planicidade pico-referência, que é o valor do maior desvio de planicidade local
positivo da linha de referência de mínimos quadrados.
• A tolerância de planicidade pode ser maior que a tolerância dimensional associada e cada dimensão
local deve estar dentro dos limites da tolerância dimensional.
dimensão do material com a tolerância de planicidade.
(3) Desvio de planicidade de referência para vale, que é o valor absoluto do maior desvio de
planicidade local negativo da linha de referência de mínimos quadrados.
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176
Fig. 7.22 Inspeção da
planicidade: um controle do
erro de planicidade por meio de
um suporte ajustável ou b por
meio de um relógio comparador
colocado abaixo da placa de
superfície
Fig. 7.21 Quando o
requisito de envelope
(símbolo E circulado próximo ao
valor do diâmetro) é aplicado, a
planicidade deve ser perfeita
quando o componente é produzido
no tamanho máximo do material e
a tolerância geométrica deve ser
sempre menor que a dimensional
7 Tolerâncias de Forma
Vários métodos diferentes podem ser usados para verificar uma especificação de planicidade.
Por exemplo, um erro de planicidade pode ser controlado movendo um relógio comparador
sobre toda a superfície, e o erro é revelado como a diferença entre o máximo e o mínimo obtido
medições (Fig. 7.22a). A orientação da placa é obtida com o uso de blocos medidores
oportunos, devendo a medição ser repetida continuamente; de fato, a planicidade não controla
um erro geométrico de orientação. Este método pode ser demorado, pois o metrologista deve
evitar a influência da orientação na medição.
Quando o requisito do envelope (símbolo E circulado próximo ao valor do diâmetro) é
aplicado, a planicidade deve ser perfeita quando o componente é produzido na condição
máxima do material (Fig. 7.21) e a tolerância geométrica deve ser menor que o tamanho valor
de tolerância. Deve-se lembrar que este caso constitui a condição padrão nas normas ASME.
A experiência de projeto levou à conclusão de que é aconselhável prescrever uma tolerância
de planicidade que não seja maior que a metade da dimensão de tolerância associada. Uma
tolerância de planicidade é geralmente adotada para qualificar um recurso de datum primário.
7.3.2 Controle de Planicidade
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177
Fig. 7.23 No caso da norma ASME, uma vez que o requisito de envelope entra em vigor por padrão, o uso da tolerância
de planicidade tem a finalidade de limitar o erro quando a peça é produzida com dimensões próximas ao menor tamanho
do material. A zona de tolerância de planicidade está dentro do erro dimensional
7.3 Tolerância de Planicidade
A precisão da medição do defeito de planicidade pode ser melhorada usando uma
máquina de medição por coordenadas (CMM) com um critério de ajuste adequado. O
método da Zona Mínima para avaliar a planicidade é o mais preciso e o mais capaz de
satisfazer os padrões ISO e ASME. Neste caso, o software da CMM cria dois planos
teóricos paralelos, que intercalam os pontos extraídos o mais firmemente possível, e
então calcula a distância entre eles.
A norma ASME de 2009 introduziu a possibilidade de usar a tolerância de planicidade
para controlar o erro de um plano mediano derivado. Neste caso, o caixilho é aplicado à
dimensão da altura da peça, sendo possível utilizar as condições máximas do material
(Fig. 7.24). O plano mediano derivado deve estar contido entre duas linhas paralelas
separadas por 0,04, e cada recurso de superfície deve estar dentroda tolerância
dimensional. A Figura 7.25 mostra uma aplicação típica para o controle de um erro de curvatura
Para evitar esse problema, é possível utilizar o método mostrado na Fig. 7.22b, ou
seja, a peça é colocada sobre uma placa de superfície que possui um pequeno furo. O
relógio comparador é colocado no pequeno orifício abaixo da placa de superfície e a
peça é movida em todas as direções. Infelizmente, se a superfície for convexa, é difícil
determinar a leitura mínima do indicador em toda a superfície.
No caso da norma ASME, uma vez que o requisito de envelope (Regra #1) é acionado
por padrão, o uso da tolerância de planicidade tem a finalidade de limitar o erro quando
a peça é produzida com dimensões próximas à condição mínima do material (Fig. 7.23).
Basicamente, a especificação de planicidade restringe ainda mais as provisões de
controle de forma da Regra nº 1.
7.3.3 Tolerância de Planicidade nas Normas ASME
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178
Fig. 7.25 Aplicando a tolerância de planicidade à dimensão da espessura da chapa, é possível controlar o erro de
planicidade do plano mediano derivado. O medidor de controle é obtido a partir das condições virtuais (16 + 0,04
mm)
Fig. 7.24 Uso da tolerância de planicidade para controlar um erro de um plano mediano derivado. Neste caso, o
quadro de tolerância é aplicado à dimensão da altura da peça de trabalho, e é possível usar o modificador MMC
7 Tolerâncias de Forma
de uma placa. Aplicando a tolerância de planicidade à dimensão da espessura da chapa, é
possível controlar o erro de planicidade do plano mediano derivado. Um medidor funcional é
obtido a partir das condições virtuais (16 + 0,04 mm).
A circularidade ('circularidade' nos padrões ASME) é uma propriedade de um círculo. A
circularidade, para ser mais preciso, é a condição na qual todos os pontos de uma superfície
de revolução são equidistantes do eixo, em cada seção perpendicular a um eixo comum. Um
erro de circularidade ocorre quando as seções feitas perpendicularmente ao eixo de uma peça
de trabalho de simetria redonda (que devem ser nominalmente circunferências) são ovais,
elípticas ou de alguma forma irregulares.
7.4 Redondeza
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179
Fig. 7.26 Indicação e interpretação de uma tolerância de circularidade
7.4 Redondeza
círculos colocados a uma distância radialmente igual à tolerância especificada.
funcionalidade;
(1) o controle de circularidade é aplicado a todas as seções transversais ao longo da tolerância
Uma tolerância de arredondamento especifica uma zona bidimensional limitada por dois
(3) cada dimensão local deve estar dentro dos limites de tolerância dimensional; (4) é
obtido um Tamanho Virtual Máximo de Material (MMVS).
Da mesma forma que para o caso de planicidade, é aconselhável, como regra geral, escolher
uma tolerância de valor menor que a metade da tolerância dimensional; além disso, não é
possível aplicar um modificador de material máximo ou menos material, pois a tolerância de
circularidade controla os pontos de contorno de uma superfície transversal, recurso que não pode
ser dimensionado.
O exemplo da Fig. 7.26 mostra o caso de indicações de uma tolerância de circularidade de
0,2 em uma peça cilíndrica; a zona de tolerância fica entre dois círculos concêntricos separados
por 0,2 mm. Note-se que a zona de tolerância é estabelecida em relação às dimensões de uma
seção transversal, e como a norma ISO 8015 entra em vigor por padrão (e, portanto, o princípio
da independência), as tolerâncias dimensionais e geométricas levam a uma condição limite
extrema de 10,2 mm (10 + 0,2). As seguintes regras são válidas para a correta interpretação dos
desenhos:
O erro de circularidade pode estar associado a superfícies cônicas ou superfícies de qualquer
a dimensão diamétrica correspondente;
Para recursos cilíndricos, a circularidade se aplica a seções transversais perpendiculares ao
eixo do recurso com tolerância. Para recursos esféricos, a circularidade se aplica a seções
transversais que incluem o centro da esfera. Um recurso de direção deve sempre ser indicado
para superfícies de revolução que não são cilíndricas nem esféricas.
forma, mas sempre na condição de terem seções redondas, como mostrado na Fig. 7.27.
(2) o erro de circularidade pode ser maior que a tolerância dimensional aplicada a
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Fig. 7.27 Tolerância de
circularidade aplicada a
uma peça axial-simétrica.
180
A linha
circunferencial extraída deve
estar contida entre dois círculos
(0,04 mm de distância) em
qualquer seção transversal
perpendicular ao eixo de
referência A, conforme indicado
pelo símbolo de recurso de direção
7 Tolerâncias de Forma
7.4.1 Parâmetros de Redondeza
A especificação técnica ISO 12181-1 considera quatro procedimentos que podem ser
A norma ISO 12181 define os termos e conceitos necessários para definir os operadores de
especificação (de acordo com a ISO 17450-2) para a circularidade das características integrais.
usado para determinar o círculo de referência:
De acordo com esta norma, a linha circunferencial extraída é uma representação digital da
interseção da superfície real e um plano de circularidade enquanto o perfil de circularidade é uma
linha circunferencial extraída intencionalmente modificada por um filtro. O plano de redondeza é um
plano perpendicular ao eixo de arredondamento para toda a extensão do recurso, enquanto o eixo de
arredondamento é o eixo de um recurso associado a um recurso integral.
• O método dos círculos de referência de zona mínima (MZ), pelo qual dois círculos concêntricos
envolvem o perfil de circularidade e têm a menor separação radial (Fig. 7.28).
Ao avaliar o desvio de circularidade de um recurso integral com uma determinada tolerância, o
perfil de circularidade deve ficar entre dois círculos distantes um do outro por um valor menor ou igual
ao valor de tolerância especificado.
• O círculo de referência dos mínimos quadrados (LS), ou seja, um círculo no qual a soma dos
quadrados dos desvios de circularidade local é mínima (Fig. 7.29). • O círculo mínimo de
referência circunscrito (MC), ou seja, o menor círculo possível que pode ser ajustado ao redor do
perfil de circularidade (Fig. 7.30).
Ao determinar o desvio de circularidade, é necessário estabelecer um círculo de referência, ou
seja, um círculo associado que se ajuste ao perfil de circularidade de acordo com as convenções
especificadas, ao qual se referem os desvios de circularidade e os parâmetros de circularidade. A
inspeção de circularidade, por meio de máquinas de medição CMM, prevê, a partir da linha extraída,
a associação de um círculo de referência, em relação ao qual podem ser definidos dois círculos
concêntricos para calcular a magnitude da zona de tolerância que contém o próprio círculo.
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7.4 Redondeza
método do círculo de referência
de zona com dois círculosconcêntricos que envolvem o
perfil de circularidade e têm a
menor separação radial. O erro
de arredondamento é a distância
radial entre os dois círculos
Fig. 7.30 O círculo mínimo
de referência circunscrito
(MC), ou seja, o menor
círculo possível que pode ser
ajustado ao redor do perfil de
circularidade. O erro de
circularidade é o maior desvio
local do círculo de referência
181
Fig. 7.28 O mínimo
Fig. 7.29 Círculo de
referência do mínimo
quadrado. O erro de
circularidade é expresso como
a soma do maior desvio de
circularidade local positivo e o
valor absoluto do maior desvio
de circularidade local negativo
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Fig. 7.31 O máximo
182
(MI), ou seja, o maior
círculo possível que pode ser
ajustado dentro do perfil de
circularidade. O erro de
circularidade é o maior desvio
local do círculo de referência
Fig. 7.32 O desvio de forma local de uma característica interna e de uma característica de redondeza externa
círculo de referência inscrito
7 Tolerâncias de Forma
O desvio de circularidade local é definido como a distância mínima entre um ponto em um perfil
de circularidade e o círculo de referência (Fig. 7.32).
(3) Desvio de circularidade de referência para vale, ou seja, o valor absoluto do maior desvio de
circularidade local negativo da linha de referência de mínimos quadrados.
Alguns dos termos relacionados aos parâmetros de circularidade são apresentados a seguir:
O controle da circularidade pode ser realizado por meio de máquinas de medição por coordenadas,
ou através da utilização de outros sistemas, como a máquina de verificação de circularidade mostrada
na Fig. 7.33, que é composta por três características principais, um fuso de alta precisão, um apalpador
e um computador.
(1) Desvio de circularidade pico-vale, que é o valor do maior desvio de circularidade local positivo
adicionado ao valor absoluto do maior desvio de circularidade local negativo. O modificador GT é
usado em especificações para indicar que uma tolerância de forma se aplica ao desvio de pico a
vale em relação ao elemento de referência de mínimos quadrados.
(2) Desvio de circularidade pico-referência, ou seja, o valor do maior desvio de circularidade local
positivo da linha de referência de mínimos quadrados.
que pode ser encaixado dentro do perfil de circularidade (Fig. 7.31).
• O círculo máximo de referência inscrito (MI), ou seja, o maior círculo possível
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Fig. 7.34 Especificação usando
o elemento de especificação
de recurso de referência de mínimos
quadrados (Gaussiano) e o elemento
de especificação de característica de
profundidade de vale
183
Fig. 7.33 As medições podem ser realizadas por meio de uma máquina de verificação de circularidade, como a mostrada aqui
(Mitutoyo RA-1600 M Roundness Tester)
7.4 Redondeza
Antigamente, a definição do círculo de referência ficava a critério dos técnicos de
medição que, em muitas ocasiões, aplicavam o padrão do GPS, ou seja, o critério de
zona mínima (Chebyshev). No entanto, com a nova norma ISO 1101 de 2017, é possível
aplicar mais uma série de critérios que podem ser adotados para todos os controles de
formulário e que podem ser identificados por meio de modificadores, conforme mostrado
na Fig. 7.34.
No caso das normas ASME, uma vez que o requisito de envelope é válido por padrão,
o uso da tolerância de circularidade tem a finalidade de limitar o erro quando a peça é
produzida com dimensões próximas à condição mínima do material (ver Fig. 4.25).
A tolerância geométrica deve ser sempre menor que a tolerância dimensional do recurso
inspecionado, e o mesmo efeito é obtido com ISO usando o símbolo E
7.4.2 Tolerância de Redondeza nas Normas ASME
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Fig. 7.36 Especificando a circularidade com o diâmetro médio
7 Tolerâncias de Forma
Fig. 7.35 Cada elemento circular da superfície, em um plano perpendicular ao eixo do AME não relacionado, deve
cair dentro de dois círculos concêntricos separados por 0,25 mm
184
fechado dentro de um círculo. Na Fig. 7.35, cada elemento circular da superfície, em um
plano perpendicular ao eixo do AME não relacionado, deve cair dentro de dois círculos
concêntricos separados por 0,25 mm. Além disso, cada elemento circular da superfície
deve estar dentro dos limites de tamanho especificados. No entanto, de acordo com os
princípios gerais das normas ASME, nenhuma menção é feita sobre como a circularidade deve ser medida.
Para componentes de revolução flexíveis em uma condição não restrita, é possível
especificar um diâmetro médio com a abreviação “AVG”, ou seja, a média de várias medidas
diamétricas em um recurso circular ou cilíndrico. As medições individuais podem violar os
limites de tamanho, mas o valor médio deve estar dentro dos limites de tamanho (Fig. 7.36).
Além disso, a tolerância de circularidade pode ser maior que a tolerância de tamanho no
diâmetro.
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Fig. 7.38 Desvios da forma
cilíndrica
Fig. 7.37 O símbolo de
cilindricidade
1857.5 Cilindricidade
7.5 Cilindricidade
O símbolo que deve ser colocado no quadro de tolerância para indicar uma tolerância
cilíndrica é mostrado na Fig. 7.37.
• Desvios radiais, ou seja, variações na dimensão da seção transversal: o desvio de uma peça
cilíndrica nominal que tem todas as seções transversais circulares e concêntricas a um eixo
reto, mas cujos diâmetros variam ao longo do eixo de acordo com leis simples ou complexas
ou mesmo aleatoriamente (desvios típicos incluem formas cônicas, barril ou mais complexas).
Embora várias seções com planos perpendiculares ao eixo de uma peça de trabalho sejam
circunferências, pode haver diferenças de diâmetro entre elas; a cilindricidade é de fato uma
condição de uma superfície de revolução na qual todos os pontos da superfície são equidistantes
de um eixo comum.
tem um eixo curvo, mas uma seção transversal circular e de raio constante.
Esses desvios podem ser classificados como (Fig. 7.38):
Uma tolerância cilíndrica especifica uma zona tridimensional entre dois cilindros coaxiais
dentro da qual as superfícies devem cair. O exemplo na Fig. 7.39 mostra um
• Desvio da linha mediana: o desvio de uma peça cilíndrica nominal que
Uma superfície cilíndrica real pode estar sujeita a erros de desvio da forma cilíndrica como
uma combinação de elementos simples, causados por erros de usinagem e/ou distorções
resultantes de efeitos térmicos, de pressão ou tensão, desgaste da ferramenta e/ou vibrações.
• Desvios de seção transversal: o desvio em uma peça cilíndrica nominal que possui seções
transversais do mesmo tamanho e forma, mas que não são redondas.
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Fig. 7.40 Interpretação do princípio de independência para uma tolerância de cilindricidade. Um tamanho virtual
máximo de material (MMVS) de 10,1 mm é obtido
7 Tolerâncias de Forma
Fig. 7.39 Tolerância cilíndrica e sua interpretação186
As seguintes regras são válidas para uma correta interpretação dos desenhos:
A cilindricidade pode ser inspecionada de maneira semelhante à inspeção da circularidade, ou seja,
utilizando uma máquina de medição por coordenadas ou uma máquina de medição específica,
conforme mostrado na Fig. 7.33.
eixo cilíndrico com tolerância de cilindricidade de 0,03 mm, que é medida no sentido radial, ou seja,
através de cilindros coaxiais afastados 0,03.
(1) o erro de cilindricidade pode ser maior que a tolerância dimensional aplicada a
Uma vez que uma tolerância de cilindricidade pode ser interpretada como uma tolerância de
circularidade que se estende por toda a superfície cilíndrica, ela pode ser usada para controlar a
circularidade, a retitude e a conicidade das características da superfície simultaneamente.
a dimensão diamétrica correspondente;
Novamente neste caso, é aconselhável escolher uma tolerância de forma de um valor menor que
a metade da tolerância dimensional; além disso, o requisito máximo de material não pode ser
aplicado, pois uma superfície cilíndrica não é uma característica considerável.
Juntamente com o controle de circularidade, o exemplo da Fig. 7.40 também mostra um exemplo
de indicação de tolerância de cilindricidade de 0,1 em uma peça de trabalho cilíndrica; a zona de
tolerância fica entre dois cilindros coaxiais separados por 0,1 mm. Note-se que, uma vez que o
princípio da independência é posto em vigor por defeito, as tolerâncias dimensionais e geométricas
têm uma condição virtual de 10,1 mm (10 + 0,1).
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7.5 Cilindricidade 187
2 De acordo com o art. 3.2.2 da norma ISO 12180–1, uma superfície de cilindricidade é uma superfície extraída
(tipo cilindro) modificada intencionalmente por um filtro.
usado para determinar o cilindro de referência:
• O método dos cilindros de referência de zona mínima (MZ), ou seja, dois cilindros coaxiais
envolvem a superfície de cilindricidade2 e têm a menor separação radial. • O cilindro de
referência de mínimos quadrados (LS), ou seja, um cilindro para o qual a soma dos quadrados
dos desvios de cilindricidade locais é o valor mínimo. • O cilindro de referência circunscrita
mínima (MC), ou seja, o menor cilindro possível que pode ser encaixado ao redor da superfície
de cilindricidade. • O cilindro de referência inscrito máximo (MI), ou seja, o maior possível
Ao determinar o desvio de cilindricidade, é necessário estabelecer um cilindro de referência,
ou seja, um cilindro associado que se ajuste à superfície de cilindricidade de acordo com
convenções especificadas, ao qual se referem os desvios da forma cilíndrica e os parâmetros
de cilindricidade. O eixo derivado associado de um recurso cilíndrico é o eixo do(s) cilindro(s)
de referência.
A norma ISO 12180 define os termos e conceitos necessários para definir os operadores de
especificação (de acordo com a ISO 17450-2) para a cilindricidade das características integrais.
cilindro que pode ser encaixado na superfície da cilindricidade.
A inspeção de cilindricidade, por meio de máquinas de medição CMM, prevê, a partir da
superfície extraída, a associação de um cilindro de referência, em relação ao qual podem ser
definidos dois cilindros coaxiais para calcular a magnitude da zona de tolerância.
O desvio de cilindricidade local é definido como o desvio de um ponto em uma superfície
de cilindricidade do cilindro de referência, sendo o desvio normal ao cilindro de referência (Fig.
7.41). O desvio geratriz local é um desvio de um ponto em uma
De acordo com esta norma, a superfície extraída é uma representação digital da superfície
real, enquanto a superfície cilíndrica é uma superfície extraída (de tipo cilíndrico) modificada
intencionalmente por um filtro.
A especificação técnica ISO 12180-1 considera quatro procedimentos que podem ser
(2) cada dimensão local deve estar entre os limites de tolerância dimensional; (3) um limite
extremo do material máximo (MMVS) é obtido.
O plano geratriz é um semiplano que passa pelo eixo do cilindro associado, enquanto a
linha geratriz extraída é uma representação digital da linha de interseção da superfície real e
um plano geratriz.
Ao avaliar o desvio de cilindricidade de um recurso integral com uma determinada tolerância,
a superfície de cilindricidade deve ficar entre dois cilindros distantes um do outro por um valor
menor ou igual ao valor de tolerância especificado.
7.5.1 Parâmetros de Cilindricidade
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7 Tolerâncias de Forma
Fig. 7.42 Desvios de linearidade da geratriz local
Fig. 7.41 Desvios de forma local de um recurso cilíndrico externo e interno
188
Alguns dos termos relacionados aos parâmetros de cilindricidade são dados a seguir:
O desvio de retitude da geratriz local é um valor de desvio de retitude calculado a partir de um
perfil de geratriz obtido a partir de uma interseção de um plano através do eixo do cilindro de
referência de mínimos quadrados e a feição cilíndrica extraída (Fig. 7.42).
(1) Desvio de cilindricidade pico-vale, que é o valor do maior desvio de cilindricidade local
positivo somado ao valor absoluto do maior desvio de cilindricidade local negativo. O
modificador GT é usado em especificações para indicar que uma tolerância de forma se
aplica ao desvio de pico a vale em relação ao elemento de referência de mínimos quadrados.
O valor absoluto |D1 ÿ D2/|2 é o valor de conicidade do cilindro local. Este parâmetro é
normalmente avaliado com um comprimento L de 100 mm.
geratriz da linha de referência, sendo o desvio normal à linha de referência.
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7.5 Cilindricidade 189
Fig. 7.43 Inspeção de cilindricidade com um instrumento de medição de forma CNC (Roundtest
Extreme RA-H5200CNC, Mitutoyo)
Novamente neste caso, é possível indicar a metodologia de associação de cilindros
de referência, a partir da qual é possível derivar dois cilindros coaxiais, que podem ser
utilizados para obter a medida de cilindricidade. A associação mostrada na Fig. 7.44 é
de fato obtida com o menor cilindro circunscrito (modificadores N e X).
(3) Desvio de cilindricidade de referência para vale, que é o valor absoluto do maior
desvio de cilindricidade local negativo do cilindro de referência de mínimos
quadrados.
No caso da norma ASME, uma vez que o requisito de envelope (Regra #1) é acionado
por padrão, o uso da tolerância de cilindricidade tem a finalidade de limitar o erro
quando a peça é produzida com dimensões próximas à condição mínima do material
(Fig. 7.45). Basicamente, a especificação de cilindricidade restringe ainda mais as
provisões de controle de forma introduzidas pela Regra #1.
O controle da cilindricidade pode ser feito por meio de máquinas de medição por
coordenadas, ou através do uso de outros sistemas, como o “Roundtest Machine”
mostrado na Fig. 7.43, que é um instrumento de medição de forma CNC que combina
alta precisão commedições CNC automáticas .
(2) Desvio de cilindricidade pico-referência, que é o valor do maior desvio de
cilindricidade local positivo do cilindro de referência de mínimos quadrados.
7.5.2 Tolerância de Cilindricidade nas Normas ASME
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7 Tolerâncias de Forma
Fig. 7.44 Especificação da metodologia de associação de cilindros de referência
o mesmo efeito pode ser obtido com ISO usando o símbolo E dentro de um círculo
190
Fig. 7.45 Indicação e interpretação de um erro de cilindricidade nas normas ASME. A tolerância geométrica deve
ser sempre menor que a tolerância dimensional do recurso inspecionado, e
1. Krulikowski A (2010) Guia de tolerância geométrica ISO de Alex Krulikowski. Treino eficaz
Inc.
Referência
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Tolerâncias de Orientação
Resumo As tolerâncias de orientação (paralelismo, perpendicularidade e angularidade) são
usadas para controlar a orientação de um recurso (superfície ou recurso de tamanho) em relação
a um ou mais datums. Quando as tolerâncias de orientação são aplicadas a um recurso de
tamanho e um MMR ou LMR é adicionado, o controle do desvio de orientação não se refere
mais à linha mediana, mas a todo o recurso extraído (limite MMVC), e não deve violar o
Condição virtual MMVC. As normas ISO e ASME usam duas abordagens diferentes para
controlar a orientação de uma característica de tamanho: para orientar uma característica de
tamanho, as normas ISO definem o conceito de linha mediana extraída ou superfície mediana.
Em vez disso, nos padrões ASME, o eixo ou plano mediano é usado para controlar a orientação
de um recurso de tamanho.
As tolerâncias de orientação (paralelismo, perpendicularidade, angularidade) controlam a
orientação de um recurso (superfície ou recurso de tamanho) em relação a um ou mais datums.
é usado para geometrias que estão em 180° em relação a outra geometria.
Um controle de perpendicularidade define o desvio de um recurso de peça da perpendicular
Um controle de angularidade define o desvio de um recurso da peça em relação a uma
determinada inclinação, e é usado para geometrias que não estão a 180° nem a 90° entre si.
Um controle de paralelismo define o desvio de um recurso de peça do paralelismo e
ularidade, e é usado para geometrias a 90° uma da outra.
© O(s) autor(es), sob licença exclusiva para Springer Nature Switzerland AG 2021
S. Tornincasa, Technical Drawing for Product Design, Springer Tracts in
Mechanical Engineering, https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854- 5_8
191
Capítulo 8
8.1 Introdução
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https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854-5_8
8 Tolerâncias de Orientação
Fig. 8.1 Especificação do paralelismo de uma linha mediana em relação a um eixo de referência; os planos que limitam a
zona de tolerância são paralelos ao plano de referência B, conforme especificado pelo indicador do plano de orientação
192
8.2.1 Paralelismo de uma Linha Mediana Relacionada a um
Sistema de Datum
8.2 Paralelismo
O recurso tolerado pode ser um recurso integral ou um recurso derivado. Os ângulos
de dimensão teoricamente exata (TED) que são travados entre o recurso de tolerância
nominal e os datums devem ser definidos por meio de TEDs implícitos (0°).
8.2.1.1 Paralelismo de uma Linha Mediana Relacionada a um Eixo Datum
Uma vez que o valor da tolerância no controle de paralelismo na Fig. 8.1 não é precedido
pelo símbolo Ø, e sendo um indicador de um plano de orientação, a linha mediana extraída
do furo superior deve cair entre dois planos separados por 0,1 mm, paralelo ao datum A , e
com a orientação especificada pela referência B (Fig. 8.2).
A zona de tolerância da Fig. 8.5 é limitada por um cilindro de 0,3 mm de diâmetro, cujo
eixo é paralelo ao datum A, pois o valor da tolerância é precedido pelo símbolo Ø.
Um controle de paralelismo define o desvio de um recurso de peça do paralelismo e é usado
para geometrias que estão a 180° entre si. Este tipo de erro pode ser aplicado a uma linha
mediana derivada ou a uma superfície, e seu símbolo são dois traços paralelos inclinados a
60°.
Na prática anterior, como alternativa, a orientação das zonas de tolerância era definida
com um datum secundário (Fig. 8.3). No entanto, um controle de paralelismo mais rigoroso
é obtido, conforme indicado na Fig. 8.4, quando a mediana extraída cai entre dois pares de
planos paralelos, que são paralelos ao eixo de referência A e posicionados a 0,1 e 0,2 de
distância, respectivamente. A orientação dos planos que limitam as zonas de tolerância é
especificada em relação ao plano de referência B pelos indicadores do plano de orientação.
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Fig. 8.4 Indicação de paralelismo com dois indicadores de plano de orientação
Fig. 8.3 Uma prática anterior, alternativa à indicação do plano de orientação mostrado na Fig. 8.1
193
Fig. 8.2 Controle da linha mediana extraída mostrada na figura anterior; neste caso, a linha mediana extraída do
furo superior deve cair dentro de dois planos separados por 0,1 mm, paralelos ao ponto de referência A e com a
orientação especificada pelo ponto de referência B, conforme especificado pelo indicador de plano de orientação
8.2 Paralelismo
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Fig. 8.5 O uso do símbolo Ø define uma zona de tolerância cilíndrica paralela ao ponto de referência dentro
do qual a linha média extraída deve cair
194
Fig. 8.6 Se o valor de
tolerância não for precedido
pelo símbolo Ø, a linha
mediana extraída deve cair
entre dois planos paralelos
separados por 0,01 mm, que
são paralelos ao plano de referência B
8 Tolerâncias de Orientação
Uma especificação de paralelismo de uma linha mediana relacionada a um plano de referência, como
mostrado na Fig. 8.6, onde a linha mediana extraída deve cair entre dois planos paralelos separados por
0,01 mm, que são paralelos ao plano de referência B.
8.2.1.2 Paralelismo de uma linha mediana relacionada a um plano de referência
Cada linha extraída na Fig. 8.7, paralela ao plano de referência B, conforme especificado pelo indicador
de plano de interseção, deve cair entre duas linhas paralelas separadas por 0,2, que são paralelas ao
plano de referência A. A zona de tolerância é limitada por duas linhas paralelas de 0,2 mm de distância e
orientadas paralelamente ao plano de referência A, isto é, as linhas que se encontram em um plano
paralelo ao plano de referência B.
8.2.2 Paralelismo de um Conjunto de Linhas em uma Superfície Relacionada
para um Plano Datum
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195
Fig. 8.7 Especificação de paralelismo de um conjunto de linhas em uma superfície
Fig. 8.8 Especificação de paralelismo de uma superfície plana relacionada a um plano de referência
8.2 Paralelismo
8.2.3 Paralelismo de uma Superfície Planar Relacionada a um
Sistema de Datum
8.3 Perpendicularidade
(1) a tolerância de paralelismo pode ter um valor maior que o valor de tolerância de tamanho;(2) cada dimensão local medida entre dois pontos deve estar dentro da
A Figura 8.8 mostra uma especificação de paralelismo de uma superfície plana relacionada a
um plano de referência; a superfície superior extraída deve situar-se entre dois planos paralelos
afastados 0,4 mm, que são paralelos ao plano de referência A. Deve-se notar que o controle de
paralelismo também limita a planicidade das superfícies.
limites dimensionais;
(3) os desvios de forma devem estar dentro dos valores de tolerância de paralelismo.
Nesse caso, o princípio da independência também é invocado por padrão para tolerâncias
de orientação e, portanto, as seguintes regras são válidas (Fig. 8.9):
A feição tolerada controlada por uma especificação de perpendicularidade pode ser uma feição
integral ou uma feição derivada. Os ângulos de dimensão teoricamente exata (TED) que estão
travados entre o recurso de tolerância nominal e os datums devem ser
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8 Tolerâncias de Orientação
Fig. 8.9 Interpretação da especificação de paralelismo da figura anterior. A tolerância de orientação é aplicada a
uma característica de tamanho, e o princípio da independência é assim invocado por padrão.
Fig. 8.10 Especificação da
perpendicularidade de uma linha
mediana em relação a um sistema
de datum; a linha mediana extraída
do cilindro deve cair entre dois
pares de planos paralelos,
perpendiculares ao plano de
referência A, conforme indicado
pelos indicadores do plano de
orientação
196
Portanto, a tolerância de paralelismo pode ter um valor maior que a tolerância de tamanho, e os desvios de forma
(planicidade neste caso) devem estar dentro dos valores de tolerância indicados [1]
definido por meio de TEDs implícitos (90°). O controle de perpendicularidade (simbolizado
por dois traços ortogonais) é geralmente usado para qualificar um elemento de referência
secundário ou terciário.
No caso mostrado na Fig. 8.10, a linha mediana extraída do cilindro deve cair entre dois pares
de planos paralelos, perpendiculares ao plano de referência A, e posicionados a 0,1 mm e 0,2
mm de distância, respectivamente. A orientação dos planos que limitam as zonas de tolerância
é especificada, em relação ao plano de referência B, pelos indicadores do plano de orientação.
Em resumo, a orientação dos planos é definida por dois símbolos de plano de orientação em
relação à referência B. Um par de planos (0,1 mm de distância) é perpendicular à referência B
e o outro (0,2 mm de distância) é paralelo à referência B ( Fig. 8.11).
8.3.1 Perpendicularidade de uma Linha Mediana Relacionada a um
Sistema de Datum
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8.3 Perpendicularidade
Fig. 8.11 A zona de tolerância é limitada por dois pares de planos paralelos separados por 0,1 mm e 0,2
mm, respectivamente, e perpendiculares entre si. Ambos os planos são perpendiculares ao datum A. Um
par de planos é perpendicular ao datum B e o outro é paralelo ao datum B
197
Fig. 8.12 Especificação da perpendicularidade de uma linha mediana em relação a uma linha reta datum;
a linha mediana extraída do furo de 25 mm de diâmetro é controlada por uma tolerância de
perpendicularidade em relação ao eixo do furo horizontal, que é tomado como referência (deve-se notar
que, na vista lateral, os dois eixos não estão o mesmo plano vertical)
8.3.3 Perpendicularidade de uma Linha Mediana Relacionada a um Datum
Plano
8.3.2 Perpendicularidade de uma Linha Mediana Relacionada a uma
Linha Reta de Datum
Conforme mostrado na Fig. 8.12, a linha mediana extraída do furo de 25 mm de diâmetro
é controlada por uma tolerância de perpendicularidade em relação ao eixo do furo
horizontal, que é tomado como referência. Como o valor da tolerância não é precedido
pelo símbolo Ø, a linha mediana extraída deve situar-se entre dois planos paralelos
separados por 0,2 mm, que são perpendiculares ao eixo de referência A (Fig. 8.13).
A zona de tolerância definida pela especificação da Fig. 8.14 é limitada por um cilindro de
0,1 mm de diâmetro, cujo eixo é perpendicular ao datum A, pois o valor de tolerância é
precedido pelo símbolo ÿ.
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8 Tolerâncias de Orientação
Fig. 8.13 Uma vez que o
precedida pelo símbolo Ø, a zona
de tolerância é limitada por dois
planos paralelos separados por 0,2
mm e perpendiculares ao eixo de
referência A
zona de tolerância não
198
Fig. 8.14 Tolerância de
perpendicularidade aplicada a um
recurso cilíndrico de tamanho
utilizando o símbolo Ø
Fig. 8.15 Especificação de perpendicularidade de uma superfície plana relacionada a um plano de referência
8.3.4 Perpendicularidade de uma Superfície Planar Relacionada
para um Plano Datum
A superfície extraída na Fig. 8.15 deve estar contida entre dois planos paralelos separados
por 0,1 mm, que são perpendiculares ao plano de referência A. Novamente, neste caso, a
planicidade é implicitamente controlada. A rotação da zona de tolerância em torno da normal de
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199
Fig. 8.16 Requisitos funcionais e inspeção de uma peça sujeita a um requisito de perpendicularidade
Fig. 8.17 Desenho de uma peça sujeita a um requisito de perpendicularidade com dois planos de referência.
8.3 Perpendicularidade
A superfície extraída deve cair entre dois planos paralelos separados por 0,1 mm, que são perpendiculares ao plano de
referência A e paralelos ao plano de referência B, conforme especificado pelo indicador de plano de orientação
Como resultado, no caso da Fig. 8.17, a tolerância de perpendicularidade é aplicada
com dois planos de referência, pois a montagem da peça implica no alinhamento com
a superfície B; o controle é feito colocando primeiro a peça no plano primário e depois
no plano secundário (Fig. 8.18).
o plano de referência não é definido com a indicação dada na Fig. 8.15, e apenas a
direção é especificada. Os procedimentos de montagem e controle da peça também
estão ilustrados na Fig. 8.16: o componente está livre para girar em torno de um eixo
horizontal, e essa instabilidade pode influenciar na verificação do desvio de
perpendicularidade. Para evitar este problema, a tolerância de perpendicularidade
pode ser prescrita com dois dados.
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Fig. 8.18 Requisitos funcionais e inspeção de uma peça sujeita a um requisito de perpendicularidade relacionado a dois
recursos de referência
8 Tolerâncias de Orientação200
Fig. 8.19 Tolerância de perpendicularidade (MMR) aplicada a uma feição de tamanho: o controle do desvio de orientação
não se refere mais à linha mediana, mas a toda a feição extraída, que não deve violar as condições virtuais MMVC de
60,1 mm
8.3.5 Perpendicularidade (MMR) Aplicada a um Recurso de Tamanho
O MMVC representa a condição de acoplamento mais desfavorável pela qual um
projetista é capaz de garantir total funcionalidade e intercambialidade das peças
produzidas, e tudo a um custo mínimo.
Quando a tolerância de perpendicularidadeé aplicada a um recurso cilíndrico de
tamanho e um requisito máximo de material (MMR) é adicionado, conforme mostrado
na Fig. 8.19, o controle do desvio de orientação não se refere mais à linha mediana,
mas a todo o recurso extraído (limite MMVC), e não deve violar a condição virtual
MMVC de 60,1 mm, que é calculada pela soma do tamanho máximo do material (60
mm) com a tolerância geométrica de perpendicularidade (0,1 mm).
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Fig. 8.20 Especificação da angularidade de uma linha mediana em relação a uma linha reta datum; a linha
mediana extraída deve estar contida dentro de um cilindro de 0,1 diâmetro, que é inclinado em um ângulo
teoricamente exato de 60° em relação à linha reta AB de referência comum
8.4 Angularidade 201
8.4.1 Angularidade de uma Linha Mediana Relacionada a uma
Linha Reta de Datum
8.4.2 Angularidade de uma Linha Mediana Relacionada a um Sistema de Datum
8.4 Angularidade
Angularidade representa as condições de uma superfície, ou linha mediana derivada, que está
em um determinado ângulo (diferente de 90° e 0°) em relação a um datum. Os ângulos de
dimensão teoricamente exatos que são bloqueados entre o recurso de tolerância nominal e os
pontos de referência devem ser definidos por meio de pelo menos um TED explícito. Ângulos
adicionais podem ser definidos por meio de TEDs implícitos (0° ou 90°).
Este é o caso mostrado na Fig. 8.21, onde a linha mediana extraída deve estar dentro de uma
zona de tolerância cilíndrica de 0,1 mm de diâmetro que é paralela ao plano de referência B e
inclinada em um ângulo teoricamente exato de 60° em relação ao plano de referência A. Se o
valor de tolerância é precedido pelo símbolo Ø, a zona de tolerância é um cilindro com o
No caso da Fig. 8.20, a linha mediana extraída deve cair dentro de um cilindro de 0,1 diâmetro,
que é inclinado em um ângulo teoricamente exato de 60° em relação à linha reta AB de
referência comum. A linha considerada e a linha de referência não estão no mesmo plano.
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Fig. 8.23 Especificação de
angularidade de uma superfície
plana relacionada a um datum
8 Tolerâncias de Orientação
Fig. 8.22 Interpretação da zona de
tolerância da figura anterior. A
linha mediana extraída deve estar
dentro de uma zona de tolerância
cilíndrica (de 0,1 mm de diâmetro),
paralela ao ponto de referência B e
inclinada em 60° em relação ao
plano de referência A
plano. A zona de tolerância é
limitada por dois planos paralelos
separados por 0,1 mm e inclinados,
no ângulo especificado, ao ponto
de referência A
202
Fig. 8.21 Especificação de angularidade para uma linha mediana extraída relacionada a um sistema de datum. A presença
da dimensão teoricamente exata (TED) pode ser notada para o ângulo
diâmetro indicado, e com o eixo inclinado em relação à feição de referência e paralelo ao
datum secundário B (Fig. 8.22). Uma alternativa à especificação com dois pontos de
referência é o indicador de plano de orientação.
A zona de tolerância na Fig. 8.23 é composta por dois planos separados por 0,1 mm e
inclinados em 30° em relação ao plano de referência A. Toda a superfície deve estar dentro
da tolerância, o que significa que também há um controle de planicidade de 0,1 mm. O controle
8.4.3 Angularidade de uma Superfície Planar Relacionada a um Datum
Plano
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Fig. 8.25 Especificação de angularidade de uma superfície plana em relação a um sistema de datum
203
Fig. 8.24 Controle com um equipamento chamado conjunto de placas senoidal. Deve-se notar que a rotação em
torno de um eixo perpendicular ao datum é possível, e isso leva a dificuldade no controle
8.4 Angularidade
é obtido montando a peça no equipamento de medição, usando uma placa senoidal ajustada
no ângulo básico para tornar a superfície tolerada paralela à placa de superfície. Um relógio
comparador é usado para verificar se os elementos da superfície estão dentro da zona de
tolerância de angularidade (Fig. 8.24). A angularidade não controla a posição da zona de
tolerância, para a qual ela pode transladar em qualquer direção, mas a zona deve
permanecer orientada ao plano de referência A em um ângulo de 30°. No entanto, a rotação
da zona de tolerância em torno da normal ao plano de referência não é definida no desenho,
tornando a inspeção difícil e cara.
Em todos os exemplos ilustrados, as dimensões angulares devem ser enquadradas,
pois representam as dimensões teoricamente exatas que não estão sujeitas a tolerâncias
gerais e que definem a inclinação teórica da zona de tolerância em relação ao ponto de
referência.
A Figura 8.25 mostra a mesma peça da Fig. 8.23, com indicação de dois planos de
referência; a única diferença em relação ao caso anterior diz respeito à modalidade de
controle, pois, para evitar problemas de instabilidade, a peça é primeiro orientada em
relação ao plano primário A e depois alinhada de acordo com o plano de referência B.
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Fig. 8.26 Efeito do requisito máximo de material aplicado a uma tolerância de angularidade. Neste caso, a linha mediana
extraída não é controlada, mas a borda do furo sim, e esta borda não deve violar o MMVS de 14,5 mm, cujo eixo é
inclinado em 45° em relação ao datum A
204 8 Tolerâncias de Orientação
8.4.4 Angularidade (MMR) Aplicada a um Recurso de Tamanho
8.5 Tolerâncias de Orientação nas Normas ASME
Conforme mencionado nas seções anteriores, as normas ISO e ASME utilizam duas
abordagens diferentes para determinar ou simular um eixo, sobretudo para tolerâncias de
orientação: de fato, como já foi visto, para orientar um recurso cilíndrico, as normas ISO
definem o conceito de linha mediana derivada (ou linha mediana extraída). Em vez disso,
nas normas ASME, o eixo do AME não relacionado (menor cilindro circunscrito) é usado
para verificar o controle de perpendicularidade (Fig. 8.27).
A ISO 1101 introduziu recentemente o novo símbolo de plano tangente , que estava
anteriormente presente na ASME Y14.5 M de 1994. Quando um símbolo de plano tangente
é especificado com uma tolerância geométrica, um plano em contato com os pontos altos
do recurso deve estar dentro de a zona de tolerância estabelecida pela tolerância geométrica.
Nas normas ASME é enfatizado que as tolerâncias de orientação não controlam a
localização dos recursos e, ao especificar uma tolerância de orientação, deve-se, portanto,
considerar o controle da orientação, conforme já estabelecido por meio de outras
tolerâncias, como posição, batimento , e controles de perfil (Fig. 8.28).
Neste caso, a forma do recurso tolerado não é controlada pela tolerância geométrica e
alguns pontos do recurso tolerado podem ficar fora da zona de tolerância (Fig. 8.29).
A Figura 8.26 mostra o efeito de um requerimento máximo de material (MMR) aplicado a
uma especificação de angularidade. Neste caso, alinha mediana extraída não é controlada,
mas sim o MMVC (MMVS = 14,5 mm) do furo. Os contornos do furo não devem violar o
MMVC, cujo eixo é inclinado em 45° em relação ao datum A. O datum B tem o papel de
estabilizar o processo de verificação da angularidade [1].
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Fig. 8.29 Controle do paralelismo de uma superfície plana com um modificador de plano tangente. Neste caso, a forma
do recurso tolerado não é controlada pela tolerância geométrica, e alguns pontos do recurso tolerado podem estar fora
da zona de tolerância
Fig. 8.28 As tolerâncias de orientação não controlam a localização dos recursos e, portanto, é necessário especificar
outros controles de localização
205
Fig. 8.27 As normas ISO definem o conceito de linha mediana extraída para controlar a orientação. Em vez disso, o
padrão ASME controla a orientação do eixo do menor cilindro circunscrito e, ao mesmo tempo, o recurso cilíndrico deve
ter a forma perfeita na condição máxima do material
8.5 Tolerâncias de Orientação nas Normas ASME
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206 8 Tolerâncias de Orientação
1. Alex Krulikowski (2015) ISO GPS Ultimate Pocket Guide, Effective Training Inc.
Referência
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Tolerâncias de localização
As tolerâncias de localização estabelecem as variações que são permitidas, em relação a uma
localização teórica fixa, de uma característica de um componente em relação a um ou mais pontos de referência.
Para localizar um cilindro, em relação a um eixo de referência, além da localização, é possível usar um
controle de batimento e um perfil. Finalmente, para localizar uma superfície em relação a um ou mais
datums, é possível utilizar o controle do perfil, que é tratado em detalhes nas próximas seções.
A Tabela 9.1 indica as tolerâncias de localização que devem ser utilizadas em função das características
da peça a ser localizada. Uma tolerância de localização pode ser usada para localizar um eixo ou um
plano mediano extraído de uma feição de tamanho e, se for necessário localizar a borda de uma feição
de tamanho (por exemplo, o limite de um furo para garantir a passagem de um parafuso), é possível
adicionar um modificador de material máximo ou mínimo.
Resumo Este capítulo descreve como usar tolerâncias de localização para especificar um erro de
localização permitido. As tolerâncias de localização que devem ser utilizadas, em função da característica
da peça de trabalho que deve ser localizada, são apresentadas em particular. Os efeitos do requisito de
condição do material e a escolha correta dos modificadores para tolerâncias de posição (interpretação
de eixo e superfície) são ilustrados. É dada especial ênfase à localização dos padrões, introduzida com
as novas regras da norma ISO 5458:2018 (especificação de padrões de indicadores múltiplos e requisito
simultâneo). Quando as tolerâncias de posição geométrica são aplicadas, o valor da tolerância é
calculado a partir das condições de acoplamento (condições de fixação fixa e flutuante). As normas
ASME especificam, sem sombra de dúvida, que o símbolo de tolerância de posição deve ser utilizado
apenas para uma “característica de tamanho”, enquanto as normas ISO permitem que seja usado para
posicionar uma superfície plana. As normas ISO são definidas como “CMM Friendly”, ou seja, o sistema
de controle preferencial é a máquina de medição por coordenadas, enquanto as normas ASME são
baseadas em medidores funcionais que representam uma representação física da zona de tolerância.
Uma aplicação funcional especial das tolerâncias de localização é controlar a concentricidade e a
simetria. Esses controles foram removidos do novo padrão ASME.
207© O(s) autor(es), sob licença exclusiva para Springer Nature Switzerland AG 2021
S. Tornincasa, Technical Drawing for Product Design, Springer Tracts in Mechanical
Engineering, https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854- 5_9
Capítulo 9
9.1 Introdução
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https://doi.org/10.1007/978-3-030-60854-5_9
com modificadores ÿ, ÿ
33 H8 24 100
0,2 AB M
M M
6 furos para uma
junta aparafusada Slot que deve ser
localizado
Superfície que deve ser
localizada
Orifício de referência (pino)
Buraco que deve
ser localizado
0,0
A ranhura e a superfície cilíndrica de 100 mm estão localizadas com uma tolerância de perfil que
controla indiretamente a forma e o tamanho. Finalmente, a coaxialidade do furo de 24 mm de diâmetro
é controlada por uma tolerância de excentricidade.
O padrão de furos de 9 mm de uma junta aparafusada (de grande diâmetro para acomodar o
tamanho do parafuso), é localizado por meio de uma tolerância de posição com o máximo de exigência
de material, que tem como objetivo posicionar seis limites MMVC, com MMVS de 8,44 mm.
A Figura 9.1 mostra um exemplo de posicionamento de algumas características de um componente.
O furo de 6 mm de diâmetro tem a função de posicionar, com o menor erro possível, o eixo de um pino
de referência; como não há modificadores, a zona de erro é representada por um cilindro de 0,1 mm de
diâmetro, cujo centro é definido por uma dimensão teoricamente exata.
B
UMA
UMA
B
UMA
AA
5,5R
80
Cilindro coaxial
localizado
208
Recurso que deve ser
(MMVC, LMVC)
Linha ou superfície mediana
extraída
Tabela 9.1 Tolerâncias
geométricas que podem ser usadas
em função da característica
geométrica da peça de trabalho que
deve ser localizada
Qualquer superfície
Recurso de limite de tamanho
Controle geométrico
Fig. 9.1 Como controlar a localização de alguns recursos de um componente
9 Tolerâncias de localização
0,4 CZ
0,1
6 H7
0,1 ABC
0,05
55
UMA
+0,2
22
6x
0,14 AB
9
40
UMA B
0,08 M A
B
AB M C
0,1
B (2 : 1)
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Fig. 9.2 O símbolo de tolerância de posição
2099.2 Tolerâncias de Posição
Fig. 9.3 Comparação de tolerâncias de coordenadas e tolerâncias de posição com o uso de dimensões teoricamente
exatas
9.2 Tolerâncias de Posição
(a) tolerâncias de coordenadas, onde o furo está localizado de acordo com as dimensões
(b) Tolerância de posição, com o uso de dimensões teoricamente exatas.
As tolerâncias de posição são usadas principalmente para localizar características de tamanho,
ou seja, para definir uma zona dentro da qual um ponto central, um eixo derivado, um plano
mediano ou um MMVC podem se mover de uma posição teoricamente exata. Portanto, as
tolerâncias de localização fazem uso de dimensões teoricamente exatas (TED) para estabelecer
a localização teórica das feições que devem ser localizadas em relação aos planos de referência
e das quais controlar a localização e orientação das zonas de tolerância.
Para entender as vantagens das tolerâncias de posição, pode-se fazer referência à Fig. 9.3,
onde são mostrados dois métodos diferentes para o posicionamento de um furo:
tolerâncias.
No primeiro caso (Fig. 9.4a), a seção transversal da zona de tolerância 3D pode ser
representada por uma zona quadrada2D, se as tolerâncias forem as mesmas ao longo de ambas as
Nas normas ISO, a tolerância de posição pode ser aplicada a superfícies planas, recursos
cilíndricos (como eixos e furos) e a recursos não cilíndricos, como ranhuras, sulcos, nervuras,
etc., e o símbolo que deve ser usado é indicado na Fig. 9.2.
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210 9 Tolerâncias de localização
Fig. 9.4 Tolerância de
coordenadas: zona de tolerância
quadrada (a), zona de tolerância
retangular (b)
direções vertical e horizontal, ou por uma zona retangular 2D, na hipótese de tolerâncias
diferentes (Fig. 9.4b). A posição de um ponto da linha mediana extraída pode variar dentro da
zona de tolerância e, portanto, o desvio máximo pode ocorrer ao longo da diagonal; se o lado
do quadrado for, por exemplo, 0,2 mm, o desvio máximo será igual a:
O posicionamento coordenado oferece as seguintes vantagens:
No caso de uma zona de tolerância retangular, onde as tolerâncias dimensionais são
indicadas com l1 e l2, o deslocamento máximo permitido é obviamente igual a:
e é, portanto, igual a 0,45 mm para o caso mostrado na Fig. 9.4b.
No entanto, também apresenta as seguintes desvantagens:
(b) é possível ter um aumento no erro quando se utiliza um dimensionamento em série
(acumulação de tolerâncias); (c) existe o risco de componentes funcionais serem
descartados.
ou seja, obtém-se assim uma tolerância 1,41 vezes maior que a especificada.
medidores funcionais ou outros sistemas mais sofisticados.
0,2 × ÿ 2 = 0,28 mm
(a) é um sistema simples e de fácil compreensão, e de uso frequente; (b) permite
que os controles sejam feitos com equipamentos comuns, sem a necessidade de
+ l
(a) como já visto, uma zona de tolerância quadrada ou retangular permite uma variação da
maior posição do erro indicado; é, portanto, necessário especificar, nos desenhos, uma
tolerância restrita de 70% do que seria funcionalmente aceitável;
2
2
1 1
2
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211
Fig. 9.6 Vantagem da aplicação do requisito de Material Máximo
9.2 Tolerâncias de Posição
zona
Fig. 9.5 A zona de tolerância é cilíndrica, com um bônus de 57% para a mesma tolerância do quadrado
Com uma tolerância de posicionamento da zona cilíndrica (assumindo um valor de
tolerância igual ao erro máximo permitido no sistema de coordenadas), obtém-se um
cilindro de 0,28 mm de diâmetro igual à diagonal da zona quadrada (Fig. 9.5), com a
vantagem de obter 57 % de tolerância adicional.
isso representa uma vantagem de fabricação significativa.
No entanto, a maior vantagem da tolerância de dimensionamento geométrico é obtida
através do uso do controle de posicionamento em conjunto com o Requisito Máximo de
Material (MMR). De fato, se um modificador de material máximo é inserido após o valor
de tolerância (Fig. 9.6), um aumento ainda maior na zona de tolerância é obtido: uma
tolerância de 0,28 mm quando o furo está na condição máxima do material (diâmetro de
9,9 mm) torna-se 0,48 mm quando o furo está na menor condição de material (diâmetro
de 10,1 mm). Um “bônus” de tolerância (a parte da zona de tolerância que cai
Além disso, peças de trabalho que seriam descartadas podem ser aceitas e
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Fig. 9.7 Zona de tolerância cilíndrica de uma tolerância de posição. É aconselhável indicar a superfície teoricamente
perpendicular ao eixo do furo como referência primária para controlar o desvio de perpendicularidade
212 9 Tolerâncias de localização
Outra vantagem do uso de tolerâncias geométricas é que evita o acúmulo indesejado de
tolerâncias sobre um dimensionamento de furos em série, pois cada tolerância está relacionada
à sua própria posição teórica exata.
A tolerância de posição mostrada na Fig. 9.8 é usada para controlar a posição de uma
ranhura: a zona de tolerância é limitada por dois planos paralelos separados por 0,2 mm e
dispostos simetricamente em relação ao plano médio do recurso cuja posição é fixada
teoricamente dimensão exata em relação ao datum B (Fig. 9.9).
É aconselhável, no caso de tolerâncias de posição, indicar a superfície teoricamente
perpendicular ao eixo do furo como referência primária para controlar o desvio de
perpendicularidade. A linha mediana extraída ou derivada deve permanecer dentro de um
cilindro de 0,28 mm de diâmetro, cujo eixo é perpendicular ao datum A e posicionado de maneira
teoricamente exata em relação aos datum B e C. A zona de tolerância tridimensional cilíndrica
é do mesmo comprimento que a espessura da peça de trabalho (Fig. 9.7).
entre dois cilindros com diâmetros de 0,28 mm e 0,48 mm) é assim obtido, o que leva a uma
redução adicional no número de peças descartadas.
Uma tolerância de posição geralmente é usada não apenas para controlar a posição de recursos
de tamanho, como eixos e furos, mas também de ranhuras e espigas com um plano mediano
de simetria que pode ser acoplado.
O plano mediano de 8 feições externas, que são dispostas radialmente, é controlado na Fig.
9.10. Neste caso, a superfície mediana extraída deve estar dentro de
9.2.1 Tolerância de Posição Aplicada às Superfícies Medianas
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Fig. 9.9 A superfície mediana extraída deve cair entre dois planos paralelos separados por 0,1, que são dispostos
simetricamente em torno da posição teoricamente exata do plano mediano, em relação aos planos de referência A e B
213
Fig. 9.8 Uso de uma tolerância de posição para controlar a localização de um slot
9.2 Tolerâncias de Posição
Quando o modificador SZ (Separate Zone) é usado, o ângulo entre as 8 zonas de
tolerância não é restringido. Por outro lado, o símbolo CZ (Combined Zone) permite
bloquear a zona de tolerância em intervalos de 45°.
dois planos paralelos separados por 0,05 mm e dispostos simetricamente em torno da
posição teoricamente exata do plano mediano, que está posicionado em relação ao
datum A.
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Fig. 9.10 Controle do plano mediano de 8 feições externas dispostas radialmente. Os dois símbolos alternativos, SZ
(Zona Separada) e CZ (Zona Combinada), são usados na figura
214 9 Tolerâncias de localização
9.2.2 Escolha dos Modificadores para Tolerâncias de Posição
1. Independente do tamanho do recurso (RFS em ASME), sem qualquer modificador de
condição do material, conforme desenho da Fig. 9.5. A tolerância geométrica
especificada é independente do tamanho real do recurso, de acordo com a ISO 8015.
3. Metodologia de superfície, na qual um limite teórico (MMVC ou LMVC) controla o
posicionamento da superfície de uma feição de tamanho. Neste caso, a indicação de
um modificador é obrigatória. Ao manter os limites de tamanho especificados do
recurso, nenhum elemento da superfície deve violar esse limite teórico.
No caso da metodologia de eixos, quando o furo é produzido na condição mínima do
material (diâmetro de 30,3 mm), a tolerância de posição aumenta para um valor de 0,5 mm
(bônus). Desta forma, expressa-seuma relação dinâmica e funcional entre a dimensão do
recurso que está sujeito a uma tolerância dimensional e a tolerância de posição, o que
significa que furos mais largos e eixos de menor diâmetro podem levar a maiores erros de
posição.
A interpretação do controle de posição de um eixo e da superfície de um furo é mostrada
na Fig. 9.11. A condição mais desfavorável é obtida subtraindo-se a tolerância de posição
(0,2 mm) do tamanho máximo do material (30 mm), obtendo-se assim um tamanho virtual
máximo do material (MMVS) de 29,8 mm.
2. Metodologia de eixo ou plano central, na qual um requisito MMR ou LMR é usado.
Neste caso, uma linha mediana extraída ou um plano de uma feição de tamanho deve
estar dentro da zona de tolerância. O valor de tolerância especificado se aplica
somente onde o recurso de tamanho está no MMC. Onde o tamanho se afasta do
MMC, a tolerância posicional aumenta. Este aumento na tolerância posicional é igual
à diferença entre o tamanho real e o valor de tolerância MMC especificado.
Existem três metodologias diferentes para o controle do efeito de uma tolerância de posição:
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distância mínima do recurso
Montagem, localização Proteção de fronteira,
215
RFS, sem modificador Simetria, centralização Pino de referência de centralização
juntas de fixação
Fig. 9.11 Interpretações de eixo e superfície para o controle de posição de um furo
NotasUsos
aferição
9.2 Tolerâncias de Posição
medição variável
Tolerâncias adicionais,
Para modificar
Redução de custos, adicional
tolerâncias, funcional
Exemplos
Distância mínima Espessura mínima da parede,
Medição variável
Tabela 9.2 Selecionando modificadores para tolerâncias de posição
limite que não deve ser violado, cuja posição é controlada pela posição
aspectos críticos para tolerâncias de posição. A Tabela 9.2 resume os critérios de escolha de
A escolha de modificadores (ou de não usar nenhum modificador), constitui uma das mais
No caso da metodologia de superfície, o MMVC define o acasalamento teórico
que pode ser obtido.
para o controle da posição dos furos.
é fixado por dimensões teoricamente exatas em relação aos datums A, B e C. O
A vantagem desta especificação é que ela oferece a possibilidade de utilizar pinos medidores
os modificadores em função das modalidades de aplicação e as vantagens específicas
tolerância, e que é uma quantidade constante. O eixo da zona de tolerância cilíndrica
M
eu
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216 9 Tolerâncias de localização
Fig. 9.12 De acordo com o padrão
ASME Y14.5:2018, se os requisitos
de tamanho forem atendidos e o
MMVC não for violado, o recurso é
aceitável, mesmo se o eixo do
recurso associado estiver fora da
zona de tolerância posicional
O exemplo a seguir mostra como é possível aumentar o valor de uma tolerância, sem
comprometer as condições funcionais, considerando os efeitos do ganho de tolerância
devido à aplicação de um requisito máximo de material tanto para o próprio recurso
(bônus), quanto para o dado (deslocamento).
9.2.2.1 Efeitos da Especificação do Requisito MMR
Consideremos o que é mostrado na Fig. 9.13, onde a placa “L” é montada com o uso
de um parafuso e um pino de referência. Estas condições funcionais levam ao desenho
da placa mostrada na mesma figura. O furo de 11 mm é posicionado em relação ao
datum primário A (para controlar a orientação) e em relação ao datum secundário D (eixo
de 16 mm do furo). Como a referência secundária é um recurso de tamanho, é possível
referenciar o recurso de referência de acordo com o requisito do MMR. Neste caso, se o
orifício do pino for produzido na menor condição de material (o mais largo possível,
O design funcional assenta numa nova forma de conceber o desenho, que se baseia no
dimensionamento das peças de acordo com o seu modo de funcionamento; isso é
conseguido com a vantagem de melhorar a comunicação, reduzir controvérsias e,
sobretudo, introduzir tolerâncias mais altas de acordo com a filosofia: “tornar a maior
tolerância possível permitida com a função disponível”.
A Figura 9.12 mostra, como exemplo, um caso típico de interpretação de um erro de
tolerância de posição usando o método do eixo ou da superfície. De acordo com a regra
descrita no art. 10.3.3.1 da norma ASME Y14.5:2018, o método de superfície deve ter
precedência sobre o método de eixo. Em vez disso, se os requisitos de tamanho forem
atendidos e a condição virtual não for violada, o recurso será aceitável, mesmo quando o
eixo do recurso associado estiver fora da zona de tolerância posicional.
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Fig. 9.13 O ponto de referência A é considerado um ponto de referência primário para o dimensionamento da placa em
forma de L, e controla a orientação do furo de 11 mm, enquanto o ponto de referência secundário D é uma característica
de tamanho, e, portanto, é possível aplicar um modificador M, que permite obter um bônus adicional, chamado turno,
9.2 Tolerâncias de Posição
Fig. 9.14 Acoplamento entre
duas placas com fixadores fixos
217
Consideremos o acoplamento mostrado na Fig. 9.14, no qual o acoplamento entre a
placa ocorre com 6 fixadores fixos. Os dois dados funcionais são constituídos
No entanto, é necessário prestar atenção especial a esse tipo de indicação, pois essa
tolerância adicional é semelhante a um bônus, mas não é um bônus e está disponível
apenas sob certas condições.
Em suma, a aplicação de um modificador de material máximo a um datum não
aumenta a zona de tolerância, mas simplesmente permite um movimento permitido do
recurso de datum (que é chamado de “shift”) em relação ao datum funcional.
ou seja, 16,27 mm), a tolerância de posição aumenta até um valor de 1,07 mm, conforme
mostrado na tabela.
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218 9 Tolerâncias de localização
Fig. 9.15 Dimensionamento funcional de um flange: o ponto de referência A é considerado um ponto de referência
primário e controla a orientação dos 6 furos, enquanto o ponto de referência secundário B é um eixo e, portanto, é
possível aplicar um requisito máximo de material
Assim, é possível recuperar componentes que de outra forma seriam descartados durante
o controle. No entanto, é aconselhável utilizar este tipo de indicação somente quando a
verificação só puder ser realizada com medidores funcionais ou com máquinas de
coordenadas com software avançado.
Essas condições funcionais levam ao dimensionamento do primeiro flange, conforme
mostrado na Fig. 9.15. Os seis furos de 17 mm de diâmetro estão localizados em relação ao
datum primário A (para controlar a orientação) e em relação ao datum secundário B (eixo do
furo de 60 mm). Como este último dado é uma característica de tamanho, é possível aplicar
a exigência máxima de material (MMR).
Um modificador de material mínimo (requisito mínimo de material, LMR) é geralmente
utilizado em três aplicações:
9.2.2.2 Efeitos da Especificação do RequisitoLMR
Neste caso, se o furo central for produzido na menor condição de material (o mais largo
possível, ou seja, 60,2 mm, com perfeita perpendicularidade em relação ao ponto de
referência primário), a tolerância de posição dos 6 furos não aumenta. De fato, nestas
condições, o conjunto dos 6 furos só pode se deslocar em qualquer direção em 0,2 mm em
relação aos dados funcionais (Fig. 9.16).
pela superfície limite plana (dado primário A) e pelo eixo de centragem (dado secundário B).
Um terceiro dado não é necessário, devido à simetria dos furos.
(a) controlar a espessura mínima da parede; (b)
assegurar uma distância mínima entre um elemento e outro; (c) controlar
uma posição angular bem definida.
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219
O modificador M na indicação do ponto de referência B não aumenta a tolerância de posição dos 6 furos, mas permite
um deslocamento dos 6 furos em 0,2 mm, em relação ao ponto de referência funcional, em qualquer direção
Fig. 9.17 Tolerância de posição com LMR aplicado a uma série de ranhuras radiais. A distância entre a face de uma
ranhura e o plano mediano do ponto de referência é sempre mantida constante (2,025 mm)
9.2 Tolerâncias de Posição
Fig. 9.16 O furo central está na condição mínima de material (60,2 mm) com perpendicularidade perfeita.
No caso da Fig. 9.17, o requisito LMR é utilizado quando a maior precisão
da posição angular da ranhura radial é requerida em uma peça axissimétrica; a
distância desejada entre a borda da ranhura e a posição teórica do plano médio
da mesma ranhura é assim mantida. De fato, para a condição menos material,
obtemos:
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9 Tolerâncias de localização
Fig. 9.18 Controle de espessura X de uma parede com a menor necessidade de material
220
+
3,45
aumenta até um valor de 0,5 mm na condição máxima do material (3,95 mm,
0,6
3,55
furo menor).
enquanto, para a condição máxima do material (a tolerância aumenta para 0,6 mm),
controle de espessura de parede. A tolerância de posição é mais limitada (0,25 mm) quando
Finalmente, a Fig. 9.18 mostra a utilização do menor requisito de material para o
obtivermos:
o furo é produzido na condição mínima do material (4,2 mm, furo maior), enquanto
2
+
22
2
0,5
= 2,025
= 2,025
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Fig. 9.19 Localização de duas zonas de tolerância independentes do datum A
9.2 Tolerâncias de Posição 221
9.2.3 Localização do Padrão
De acordo com a norma acima mencionada, uma especificação de padrão consiste tanto em
um conjunto de mais de uma característica geométrica quanto em um padrão de zona de tolerância.
O conjunto de zonas de tolerância no padrão de zona de tolerância possui restrições internas, que
são definidas por meio de TEDs implícitas ou explícitas. Se necessário, restrições externas a um
padrão de zona de tolerância podem ser definidas por referência a um sistema de dados, com
TEDs implícitos ou explícitos.
A especificação na Fig. 9.19 não é uma especificação de padrão (modificador SZ). O recurso
tolerado é uma coleção de duas linhas medianas extraídas. Cada zona de tolerância individual é
considerada independentemente (modificador SZ) e não constitui um padrão de zona de tolerância.
Cada zona de tolerância é uma zona cilíndrica com um diâmetro de 0,2 mm, onde o eixo é restrito
externamente em orientação para ser paralelo ao datum A (TED implícito de 0°) e localizado a uma
distância de 25 mm (TED explícito) do datum A As zonas de tolerância dos dois recursos com
tolerância são independentes uma da outra e não são restritas entre si. A distância de 50 mm (25 +
25) não é considerada uma restrição interna entre as zonas de tolerância (modificador SZ).
A norma ISO 5458 estabelece regras complementares às da ISO 1101 para aplicar às
especificações de padrão e define regras sobre como combinar especificações individuais, para
especificações geométricas, por exemplo, usando os símbolos de posição, simetria, linha e perfil
de superfície, bem como o de planicidade ( no caso em que os recursos tolerados são nominalmente
coplanares). Um padrão de características de tamanho pode exigir vários níveis de controle
posicional, pois pode exigir uma tolerância maior para o sistema de referência, mas uma tolerância
menor dentro do padrão.
A especificação na Fig. 9.20 é uma especificação de padrão (modificador CZ). O recurso
avançado tolerante é a coleção de duas linhas medianas extraídas. A zona de tolerância é um
padrão de zona de tolerância (modificador CZ) composto por duas zonas cilíndricas de 0,2 mm de
diâmetro, onde seus eixos são internamente (modificador CZ) restritos a serem paralelos em
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9 Tolerâncias de localização
Fig. 9.20 Especificação do padrão. Duas zonas de tolerância restritas entre si a 50 mm de distância e localizadas a uma
distância de 25 mm do ponto de referência A
222
Para criar uma especificação de padrão de indicadores múltiplos, o modificador SIM (requisito
simultâneo) deve ser indicado na área de indicação adjacente de cada especificação geométrica
relacionada, com a opção de seguir com um número de identificação sem espaço.
à parte, para as três superfícies medianas extraídas das ranhuras de 14 mm;
• a segunda é um conjunto de três zonas de tolerância, consistindo em dois planos paralelos separados
por 0,15 mm, para as três superfícies medianas extraídas das ranhuras de 13 mm.
O uso do modificador SIM transforma um conjunto de mais de uma especificação geométrica em
uma especificação de padrão. As zonas de tolerância de todas as especificações são assim bloqueadas
com restrições de localização e orientação.
O modificador SIM1 bloqueia os dois padrões de zona de tolerância em um conjunto combinado
Dois requisitos simultâneos, definidos pelas indicações SIM1 e SIM2, são mostrados na Fig. 9.21,
e cada requisito simultâneo deve ser considerado individualmente. As duas especificações vinculadas
à indicação SIM1 usam um modificador CZ para criar um padrão de zona de tolerância. O padrão de
zona de tolerância é composto por dois padrões de zona de tolerância combinados:
orientação e 50 mm de distância no local. Além disso, as zonas de tolerância são restritas externamente
a uma distância de 25 mm do ponto de referência A.
padrão de zona de tolerância de seis (3x + 3x) zonas de tolerância.
• o primeiro é um conjunto de três zonas de tolerância, consistindo em dois planos paralelos de 0,1 mm
9.2.3.1 Indicação de uma Especificação de Padrão de Indicador Múltiplo
As duas especificações vinculadas com a indicação SIM2 usam um modificador CZ para criar um
padrão de zona de tolerância. Uma das especificações é um padrão
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Interpretação
Número de grupos idênticos
9.2 Tolerâncias de Posição
Tabela 9.3 Símbolos usados para
descrever uma especificação de
padrão de indicador único de vários níveis
Número de recursos idênticos
223
Símbolo
n
Fig.9.21 Exemplo de dois requisitos simultâneos separados aplicados a diferentes especificações de padrão
para
Os símbolos na Tabela 9.3 são usados para descrever uma especificação de padrão de indicador
único multinível utilizada para controlar n características idênticas agrupadas em k grupos idênticos.
A letra de identificação pode ser usada para estabelecer uma ligação com características
integrais individuais ou com um grupo de características integrais. Os grupos e as características
devem ser indicados com uma linha de chamada e com letra maiúscula.
9.2.3.2 Indicação de uma especificação de padrão multinível
Um conjunto de k grupos idênticos, cada um consistindo de n características únicas idênticas, deve
ser indicado, usando a notação kx e nx, para criar uma especificação de padrão de indicador único
multinível; kx e nx devem ser seguidos por um espaço e uma letra ou símbolo identificador, para
evitar ambiguidades, com uma barra como separador e um espaço em ambos os lados da barra (por
exemplo, 4x/ 2 × ou 4 × A/ 2 × B).
Se o primeiro elemento da sequência for SZ e o elemento seguinte for SZ, então os padrões da
zona de tolerância são separados e independentes um do outro (Fig. 9.22). Em resumo, existem kx
n padrões de zona de tolerância independentes e a especificação não define uma especificação de
padrão.
de três zonas de tolerância de Ø0,4 para as três linhas medianas extraídas dos furos de Ø8, e o
outro é um padrão de zona de tolerância de três zonas de tolerância de Ø0,4 para as três linhas
medianas extraídas dos furos de Ø9. O modificador SIM2 trava os dois padrões de zona de tolerância
juntos em um padrão de zona de tolerância combinado de seis (3x + 3x) zonas de tolerância
cilíndricas.
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9 Tolerâncias de localização
Fig. 9.22 Seis especificações de padrões independentes
224
A primeira especificação (SZ CZ) na Fig. 9.23 controla duas especificações de padrões
independentes. As feições de tolerância são conjuntos de linhas medianas extraídas e os dois
padrões de zona de tolerância são independentes um do outro (sem restrição angular entre eles).
Cada padrão de zona de tolerância é uma zona combinada de três cilindros de 0,2 mm de
diâmetro, restritos entre si na orientação (paralelismo) e na localização (equidistantes angularmente
em um cilindro de 32 mm de diâmetro).
Dois padrões de zona de tolerância são definidos com o último CZ da sequência (CZ CZ).
Cada padrão de zona de tolerância é uma zona combinada de três cilindros de 0,5 mm de
diâmetro, restritos entre si na orientação (paralelismo) e na localização (equidistantes angularmente
em um cilindro de 32 mm de diâmetro).
Se todos os elementos da sequência são CZ, então existe um padrão de zona de tolerância e
a especificação consiste em uma zona combinada (padrão de zona de tolerância), aplicada a um
conjunto de características geométricas kxn.
A segunda especificação define um padrão de dois níveis (CZ CZ: um padrão de zona de
tolerância de dois padrões de zona de tolerância) aplicado a seis (2 × 3) linhas medianas extraídas.
Os dois padrões de zona de tolerância não são independentes, pois são restritos um ao outro
na orientação (paralelismo) e na localização (os eixos de cada padrão de zona de tolerância são
coaxiais, 0 mm, e os padrões de zona de tolerância são travados rotativamente em 0°) .
Quando usado para identificar um grupo de feições, o grupo pode ser indicado em um desenho
circundando as feições com uma linha pontilhada dupla e longa (tipo de linha 05.1 de acordo com
a ISO 128-24, veja a Fig. 9.24).
Se o primeiro elemento da sequência é SZ e o elemento seguinte é CZ, então existem k
padrões de zona de tolerância independentes (SZ), compostos de n zonas de tolerância individuais
unidas com restrições de orientação e localização (CZ).
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Fig. 9.24 Exemplo de uma indicação de uma especificação de padrão de indicador único multinível
225
Fig. 9.23 Exemplo de indicação de uma especificação de padrão de indicador único de dois níveis
9.2 Tolerâncias de Posição
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9 Tolerâncias de localização226
A quarta especificação (CZ CZ com sistema de referência A, B e C) controla seis
especificações de padrão dependentes, restritas em localização a partir de referência B,
resultando em apenas uma especificação de padrão. O padrão de zona de tolerância (zona
combinada) é composto por vinte e quatro zonas cilíndricas de 0,6 mm de diâmetro com uma
restrição de orientação (paralelas entre si e perpendiculares ao datum A) e com uma restrição
de localização entre si (16 mm [24 mm entre o grupos] separados na direção horizontal, 12
mm [28 mm entre os grupos] separados na direção vertical e limitados pelos dados B e C a
uma distância de 12 mm).
A Figura 9.26 mostra o caso de um acoplamento de uma placa com quatro furos e um furo
de conexão de centragem, obtido por meio de juntas aparafusadas (isto é, um parafuso e uma
porca) de diâmetro nominal M6 a uma segunda placa com pino central; surge o problema de
como calcular as tolerâncias de posição da placa com furos de folga para
A terceira especificação (SZ CZ com pontos de referência A, B e C) define seis
especificações de padrão independentes restritas em localização por referência B e referência
C. O padrão de zona de tolerância (zona combinada) de cada especificação de padrão é
composto por quatro zonas cilíndricas de 0,4 mm de diâmetro com uma restrição de orientação
(paralela entre si e perpendicular ao datum A) e com uma restrição de localização entre si (16
mm de distância na direção horizontal e 12 mm de distância na direção vertical e limitada
pelas referências B e C a uma distância de 12mm).
A primeira especificação (SZ CZ com datum A) na Fig. 9.24 controla seis especificações
de padrões independentes. O padrão de zona de tolerância (zona combinada) para cada
especificação de padrão é composto por quatro zonas cilíndricas de 0,1 mm de diâmetro com
uma restrição de orientação (paralelas entre si e perpendiculares ao ponto de referência A) e
com uma restrição de localização entre si (16 mm de distância em na direção horizontal e 12
mm de distância na direção vertical).
Uma especificação alternativa indicada por um modificador CZ CZ na seção de tolerância
é uma especificação (com o mesmo significado) aplicada a um padrão de zona de tolerância
que consiste em m(=k × n) características geométricas, indicadas por um modificador CZ na
seção de tolerância , conforme ilustrado na Fig. 9.25.
Quando as tolerâncias de posição geométrica são aplicadas, o valor da tolerância é calculado
a partir das condições de acoplamento, ou seja, das dimensões máxima e mínima permitidas
para os recursos que devem ser casados.
A segunda especificação (CZ CZ com datum A) controla seis especificações de padrão
dependentes