TREINAMENTO GD&T

INTRODUÇÃOO que é GD&T ?

Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T) é uma norma de dimensionamento e tolerânciamento (ASME Y14.5m-1994). No projeto mecânico, o GD&T é a linguagem que expressa a variação dimensional do produto no que diz respeito a função e ao relacionamento de seus elementos.

O GD&T é uma ferramenta de projeto mecânico que:

Promove a uniformidade na especificação e interpretação do desenho;

Elimina conjecturas e suposições errôneas;

Permite que o desenho seja uma ferramenta contratual efetiva do projeto do produto;

Assegura que os profissionais do projeto, da produção e da qualidade estejam todos trabalhando na mesma língua.

As técnicas e princípios do GD&T consideram o requisito de projeto sem prejudicar a qualidade e a funcionalidade do elemento. Através do dimensionamento funcional, permitem-se tolerâncias mais abertas em todos os estágios do processo de manufatura com garantia de montagem.

O seu objetivo é a COMUNICAÇÃO além da simples “aplicação geométrica”

FUNÇÃO e RELACIONAMENTO são as palavras chaves.

HISTÓRICOSéculo XVIII – Revolução Industrial;

1905 – Willian Taylor cria o calibrador Passa / Não Passa;

1935 – ASA (American Standard Association) publica a “American Standad Drawing and Drafting Room Practices”. Primeira norma reconhecida para desenhos de engenharia;

1940 – O engenheiro escocês Stanley Parker, trabalhando na empresa inglesa Royal Torpedo Factory, realiza experiências com peças de torpedos e demonstra que a zona de tolerância para o posicionamento na montagem deve ser circular (true position) e não quadrada.

1944 – No Reino Unido é publicado um conjunto de normas pioneiras para desenho baseado nos estudos de Stanley Parker;

1957 – Nos Estados Unidos a ASA aprova a “ASA Y14.5”. Primeira norma americana sobre dimensionamento e tolerânciamento;

1966 – Nos Estados Unidos a “ANSI Y14.5M”. Primeira norma americana unificada com o sistema métrico, após muitos anos de debate;

1973 – Atualização para “ANSI Y14.5M-1973”;

Anos 70 – Primeiros estudos vetoriais de cadeias de tolerâncias na GM;

1982 – Nova atualização para “ANSI Y14.5M-1982”. Globalização aumenta a necessidade de especificações unificadas de tolerâncias. Boom do GD&T;

Anos 80 – Softwares de análise de tolerância 3D;

1982 e 1994 – 23 reuniões oficiais do sub-comitê Y14.5 e 7 reuniões mundiais com sub-comitês da ISO;

1994 – ASME publica a “ASME Y14.5M-1994”. Com o objetivo de unificar os princípios de dimensionamento e tolerânciamento com as normas internacionais da série ISO.

As 8 Vantagens do GD&T x Os 8 Mitos do GD&T

Vantagens Mitos

① Redução de custos pela melhoria da comunicação; ① O GD&T aumenta o custo do produto;

② Permite uma interpretação precisa e proporciona o máximo de manufaturabilidade do produto;

② Não há necessidade do uso do GD&T;

③ Aumenta a zona permissível de tolerância de fabricação; ③ O sistema cartesiano é mais fácil de usar;

④ Em alguns casos, fornece “bônus” de tolerância; ④ Desenhos com GD&T levam mais tempos para serem feitos;

⑤ Garante a intercambiabilidade entre as peças na montagem; ⑤ O GD&T e a norma ASME Y1.M-1994 são confusos;

⑥ Garante zero defeito, através de uma característica exclusiva que são os calibres funcionais;

⑥ O GD&T deve ser usado somente em peças críticas;

⑦ Não é interpretável. Minimiza controvérsias e falsas suposições nas intenções do projeto;

⑦ Dimensionamento e tolerânciamento geométrico são etapas separadas;

⑧ Possui consistência para ser usado em aplicações computacionais.

⑧ É possível aprender GD&T em 2 dias.

A tolerância específica pode ser usada para se especificar tolerâncias mais apertadas ou mais abertas do que a tolerância geral.

DEFINIÇÕES

Tolerâncias Geométricas

• Informações de projeto utilizadas para controlar a variação de características geométricas (função);

• Única forma de garantir o inter-relacionamento dos elementos de uma peça;

•Termo geral aplicado à categoria de tolerâncias usadas para controlar forma, localização, orientação, batimento e perfil;

A tolerância dimensional permite controlar a tolerância geométrica que pode ser considerada um refino da primeira.

Os desenhos EMBRAER, a partir do programa do EMBRAER 170, que possuem tolerâncias geométricas devem conter a NI-856, que faz um link para NE 03-073, a qual possui a ASME Y14.5M-1994 anexada.

Dimensões Básicas (Cotas Básicas)

• Valores numéricos usados para descrever a posição, o perfil, a forma e a orientação teoricamente exatos de um elemento ou de um alvo datum;

• A variação permissível nesse caso é estabelecida pelo quadro de controle;

• Para a identificação, os valores das cotas básicas são colocados dentro de retângulos;

• Elas pressupõem um quadro associado, pois só assim fazem sentido, exceto no caso de localização do alvo datum.

! A cota básica deve necessariamente nascer de um datum!

! Não se pode aplicar tolerância geral à cota básica!

DEFINIÇÕES

Quadros de Controle (Feature Control Frames ou Call Outs)

• Retângulos usados para aplicação das tolerâncias que contêm o símbolo da característica geométrica, o valor de tolerância, os datums de referência e os modificadores, se aplicáveis;

• A leitura correta do quadro de controle é um ponto-chave para a interpretação em GD&T. Lembrando que o GD&T é uma linguagem precisa e clara, este deve possuir somente uma interpretação.

O GD&T permite a inclusão de notas abaixo do quadro de controle para elucidar alguma dúvida que possa existir somente com a leitura do quadro ou simplesmente para acrescentar alguma informação que não é possível expressar dentro do mesmo.

A C

Modificador do Datum TerciarioDatum TerciarioModificador do Datum SecundárioDatum SecundárioDatum Primário

Ø 0.28 B

Característica Geométrica

Valor da tolerânciaModificador do Elemento

Forma da zona de tolerância

M M M

DEFINIÇÕES

DEFINIÇÕES

Regra # 1

Quando se utiliza somente tolerância dimensional em um elemento FOS, ela exerce controle sobre a dimensão e também sobre as características de forma ( , , , ) dos elementos com três condições;

1. As variações dimensionais do elemento em qualquer seção devem estar dentro do envelope definido pela AMES;

2. As superfícies de um elemento não devem ultrapassar o limite de forma perfeita na MMC. Esse limite é a verdadeira forma geométrica representada pelo desenho. Não é permitida a variação na forma se o elemento for produzido no seu limite da MMC.

3. Não há exigência de forma perfeita quando o elemento estiver na condição de mínimo Material.

Aplicada somente a elementos que são FOS!

A Regra # 1 não é aplicada a:

• Elementos que não são FOS;

• Peças sujeitas a variação em estado livre (sem rigidez estrutural);

• Mercadorias como tubos, barras, chapas e perfis estruturais a menos que especificada em desenho através de tolerância geométrica.

Tolerância Geométrica só faz sentido para refinar a regra #1 ou para garantir o inter-relacionamento entre os elementos.

Quando é desejável permitir que uma superfície de um elemento exceda os limites de forma perfeita na MMC, pode-se utilizar a nota: PERFECT FORM AT MMC NOT REQUIRED.

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DEFINIÇÕES

Regra # 2

A utilização de modificadores nos quadros de controle obedece às seguintes regras:

• Para todos os tipos de tolerâncias geométricas, o modificador (FRS – Regardiess of Feature Size) se aplica à tolerância individual, ao datum ou a ambos, quando nenhum outro símbolo de modificador é especificado. Não é preciso colocar o símbolo;

• Os demais modificadores, como MMC, , ou LMC, , precisam ser especificados no desenho quando requeridos.

As características geométricas de , , , , , , , não podem ser aplicadas na MMC ou LMC devido à natureza do controle!

Fixação de Peças no Espaço

Um objeto, sem limitações de movimento no espaço, tem seis graus de liberdade.

Antes de uma operação de fabricação, inspeção ou montagem, esses seis graus de liberdade devem ser fixados, este procedimento é realizado com auxílio de elementos de referência externos à peça.

S

M L

!

DATUMS

Definição de Datum.

• Elementos físicos externos à peça, usados para sujeitar os graus de liberdade da mesma;

• Correspondem, sempre que possível, às interfaces de montagem da peça;

• No GD&T, as tolerâncias de orientação e localização são referenciadas nos datums e as cotas básicas usam esses elementos como origem.

As letras I,O e Q não podem ser utilizadas para a identificação dos datums!!

DATUMS

Datum Superfície.

• É a superfície de uma peça utilizada para se estabelecer um datum;

• O símbolo do datum superfície deve ser aplicado diretamente na superfície plana, cilíndrica, esférica, etc, ou na sua linha de extensão, mas claramente separado da cota.

Pode-se também simular um datum FOS utilizando dois elementos diferentes, como na figura acima. Quando isso ocorre, este datum é denominado datum conjugado ou datum simulado (simulated datum).

DATUMS

Datum Linha de Centro.

• É a linha central da FOS associada;

Só existe depois da definição da FOS correspondente!

• O símbolo do datum linha de centro deve ser aplicado no prolongamento da linha da cota correspondente, ou, se o elemento for controlado por uma tolerância geométrica, deve-se aplicar no quadro de controle.

Nunca colocar o ▲diretamente na linha de centro!

Datum Plano Central.

• É o plano central da FOS associada.

Só existe depois da definição da FOS correspondente!

• O símbolo do datum plano central deve ser colocado na extensão da linha da cota, como no caso do datum linha de centro.

Nunca colocar o ▲diretamente na linha de centro!

Alvo Datum

A sua aplicação é de grande valor para peças sem superfícies planas. O alvo datum pode ser de três tipos: ponto, linha ou área. O alvo datum estabelece o sistema de referência dos datums e, adicionalmente, assegura repetibilidade da localização da peça para as operações de manufatura e medição.

As localizações e/ou formas dos alvos datums ponto, linha e área são controladas por cotas básicas.

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DATUMS

Alvo Datum Área.

Esse tipo de datum deve ser estabelecido quando uma área ou áreas de contato são necessárias para assegurar a estabilidade da peça. Sua utilização corresponde a áreas de contato com ferramental ou gabaritos de montagem onde a face de contato do elemento de sujeição com a peça é plana.

Alvo Datum Linha.

É indicado por um ponto em uma vista do desenho e uma linha tracejada na outra. Quando o comprimento do alvo datum linha deve ser limitado, o mesmo deve ser indicado no símbolo.

Alvo Datum Ponto.

É indicado por um ponto. São usados pelo menos três pontos para a definição de um datum primário, dois pontos para um secundário e um para um datum terciário. Pode ser utilizado para definir datums usando planos diferentes.

Quando usar o alvo datum ?

Peças sem rigidez estrutural;

Peça fica “bamba” no contato com a superfície completa;

Somente partes (pontos, linhas ou áreas) da peça são funcionais;

A peça não possui superfícies planas ou FOS para serem usadas como datums.

DATUMS

Sujeição de Datums Planos.

O estabelecimento dos datums se dá na ordem em que os mesmos aparecem no quadro de controle, obedecendo à ordem de sujeição das peças nos dispositivos de fabricação e controle. Dessa forma, eles podem ser do tipo primário, secundário ou terciário.

O datum superfície A é o primário e se estabelece por intermédio de três pontos de contato mais proeminentes. Nesse caso, trava três graus de liberdade da peça. O datum B é o secundário e trava mais dois graus de liberdade. No mínimo duas extremidades ou pontos de contato devem existir para que se obtenha o plano datum B, perpendicular ao plano A. O datum C trava mais um grau de liberdade, usando apenas o ponto mais proeminente da fase associada a ele, referenciando a peça por completo no espaço.

Se a ordem dos datums no quadro de controle for alterada, a posição da peça no espaço também muda, pois os pontos mais proeminentes, responsáveis pelo estabelecimento dos datums, serão outros.

Sujeição de Datums Cilíndricos.

O conceito de sujeição dos datums cilíndricos é o mesmo dos datums planos. A ordem dos datums no quadro de controle também altera o procedimento de estabelecimento das referências das peças.

O procedimento real, usado nas operações de torneamento, por exemplo, é feito apertando levemente a castanha para sujeitar o datum cilíndrico A.

O menor cilindro circunscrito estabelece o datum linha de centro A.

O datum secundário B é estabelecido encostando a superfície no fundo da placa.

DATUMS

Regra do Diâmetro Primitivo – Roscas e Engrenagens.

Quando uma fixação roscada é especificada como um datum, o eixo de referência é derivado do diâmetro primitivo. Se uma exceção for necessária, a característica da rosca a partir da qual o eixo se deriva (assim como MAJOR Ø ou MINOR Ø) deve ser apresentada abaixo do quadro de controle ou do símbolo do datum.

Quando uma engrenagem ou uma ranhura é especificada como datum, uma característica específica deve ser designada para derivar o eixo de referência (assim como PITCH Ø, PD, MAJOR Ø ou MINOR Ø) deve ser apresentada abaixo do quadro de controle ou do símbolo do datum.

Esse tipo de Datum deve ser evitado devido à dificuldade no controle;

Especificações de roscas são cobertas por normas internas EMBRAER NE 06-008: Roscas – simbologias e terminologia; NE 06-010: Roscas unificadas para estruturas e/ou para fixação – Dados para fabricação; NE 06-011 Roscas ANPT – Dados para fabricação. Na ausência de documentos internos aplicáveis deve-se referenciar a norma usada. A ASME Y14.5 sugere a aplicação das normas ASME Y14.6 e Y14.6aM.

Especificações de engrenagens não são cobertas por normas internas EMBRAER. A ASME Y14.5 sugere as normas da série ASME Y 14.7 para engrenagens e ANSI B.32 para eixos ranhurados.

POSIÇÃO

Forma da Zona de Tolerância

POSIÇÃO

Outras Zonas de Tolerância de Posição

Tolerância de posição bidirecional:

Necessidade de especificação de tolerâncias mais abertas em uma direção que em outra. Nesse caso a zona de tolerância não será cilíndrica mas sim retangular. Pode ser aplicada tanto em furos cilíndricos quanto em furos quadrados.

Outras formas de FOS - “Boundary”

A zona de tolerância é igual à diferença entre o elemento na MMC e sua tolerância de posição. A forma dessa zona é a mesma do elemento na sua posição verdadeira. Para isso é usada a nota BOUNDARY abaixo do quadro de controle.

Para furos não paralelos e não normais a superfície, a tolerância de posição também se aplica. A forma da zona de tolerância pode ser cilíndrica ou bidirecional, como para qualquer outra FOS.