Dimensionamento e tolerância geométrica (GD&T) é o sistema padronizado que os projetistas usam para comunicar requisitos de tolerância, intenção de projeto e diretrizes de qualidade ao pessoal de produção.
O símbolo de retidão é um símbolo GD&T extremamente útil. Este artigo explora o conceito de retilinidade em GD&T, discute a medição de retilinidade e o tópico confuso de retilinidade versus planicidade.
O que é retidão em GD&T?
Vamos explicar brevemente o que é retidão em geral antes de mergulhar nos detalhes. Como o nome sugere, é um símbolo GD&T que controla a retidão de uma entidade geométrica. A natureza da unidade pode variar, como veremos em breve, mas o conceito básico permanece inalterado.
No projeto, a tolerância de retilinidade pode ser aplicada de várias maneiras. Por exemplo, uma mesa precisa ser reta o suficiente (ou plana, você entenderá a diferença técnica em um momento) para que os objetos nela permaneçam estáveis e não rolem.
Outro exemplo é o anel interno de um rolamento. Sua superfície deve ser bem reta na direção axial para caber bem no eixo. Neste caso, a falta de retilineidade pode causar desalinhamento e danos ao rolamento.
Aviso e símbolo de retidão
GD&T define tolerâncias em um desenho técnico de forma bastante padronizada. Nesta seção apresentamos o símbolo de retilinidade e sua rotulagem em um desenho técnico.
O símbolo de retidão é simplesmente uma linha horizontal plana – como um traço. O rótulo refere-se a uma superfície ou a um recurso de tamanho. A figura a seguir mostra um exemplo muito simples.
É importante notar que a retidão em GD&T não é relativa a um ponto de referência, o que é um requisito para outros símbolos, como o paralelismo.
Agora vamos distinguir entre as duas formas principais de usar retilinidade em GD&T: retilinidade de superfície e tolerância de retilinidade em uma linha central derivada.
Retidão de superfície em GD&T
A retilineidade da superfície é frequentemente aplicada a superfícies planas ou cilíndricas. Uma zona de tolerância para desvios superiores e inferiores é definida ao longo de uma linha 2D na superfície. Para superfícies planas, a linha 2D pode estar em qualquer lugar da superfície e, para superfícies cilíndricas, a linha 2D é paralela ao eixo.
Esta retilineidade da superfície em GD&T não é obtida através de características de tamanho, mas diretamente através da superfície de referência.
Como você mede a retilineidade de uma superfície?
A verificação técnica da tolerância à retilinidade da superfície requer equipamentos de precisão e habilidades de pessoal de qualidade. Existem dois métodos principais para fazer medições de retilineidade de superfícies.
Medidor de mostrador
Os relógios comparadores ou medidores de altura são equipamentos padrão para medições manuais de retilinidade. Depois que o relógio comparador estiver devidamente fixado, o ponto de contato do relógio comparador é colocado na superfície e então deslizado sobre a linha de medição 2D desejada.
É importante garantir que o mostrador esteja calibrado e zerado e que o êmbolo esteja levemente pressionado antes de iniciar a medição. A conformidade com estes procedimentos padrão garante medições precisas.
Se o desvio do relógio comparador ao longo de todo o comprimento de medição estiver dentro dos limites de tolerância definidos, a peça passou no controle de qualidade.
Máquina de medição por coordenadas (CMM)
O outro método de fazer medições de retilineidade é usar uma máquina de medição por coordenadas. Este método fornece resultados mais precisos do que os relógios comparadores. É um método automático que requer programação de máquina de medição por coordenadas.
Depois que a peça é montada na base da máquina de medição por coordenadas, a sonda de medição varre a superfície ao longo da linha de medição de referência e cria um relatório automático para o operador indicando se a peça está dentro da tolerância ou não.
Retidão na linha central derivada em GD&T
A linha central derivada (DML) é o eixo imaginário de uma peça com recursos rotacionalmente simétricos. Geralmente isso se aplica a formas cilíndricas. A aplicação de tolerância de retilinidade a um DML controla sua retilinidade criando uma zona de tolerância cilíndrica perfeita ao seu redor.
Observe também que a zona de tolerância neste caso é um cilindro 3D em torno do eixo verdadeiro do recurso. Isto é útil para detectar torções, dobras e outras irregularidades geométricas no formato da peça.
Além disso, nenhum ponto de referência é necessário para esta aplicação do símbolo de retilineidade. Em GD&T, diversos símbolos requerem a definição de pontos de referência que podem ser usados como referência para medições. Por exemplo, o símbolo de perpendicularidade. Para que uma aresta seja perpendicular a algo, é necessário um ponto de referência para medir a perpendicularidade. O símbolo de retidão não requer um ponto de referência.
Aviso MMC/LMC
Há um caso especial para retilinidade em GD&T em casos DML onde os engenheiros usam o modificador máximo de estado do material (
) junto com o símbolo de retilinidade.
O modificador MMC (Maximum Material Condition) é uma designação baseada em função que visa garantir que a peça não entre em conflito com seus componentes associados, mesmo nas piores condições. Este é o caso quando possui a quantidade máxima de material devido a imprecisões.
Para ondas, o MMC ocorre quando a onda atinge seu tamanho máximo possível. Neste tamanho (MMC), todo o eixo deve caber em um furo com diâmetro igual ao MMC. A fórmula que combina os três conceitos de MMC, tolerância de retilineidade e medição do tamanho do furo é:
Suponha que tenhamos o seguinte caso de retidão em GD&T com o rótulo MMC.
Se aplicarmos a fórmula junto com os valores de referência do rótulo GD&T, obteremos uma medida do cilindro de 10,08. Isto representa o desvio máximo permitido na peça, que consiste em 0,05 da tolerância de tamanho e mais 0,03 da retilineidade.
Tolerância de bônus
Além disso, é importante neste momento introduzir o conceito de tolerância aos bônus. Isto se aplica se o tamanho da peça não estiver em sua pior condição. Ou seja, seu diâmetro é inferior a 10,05, que é o máximo permitido. Neste caso, a tolerância de retilinidade pode ser aumentada na medida em que o diâmetro for menor que seu valor máximo, que é 10,05.
Por exemplo, se o tamanho da onda for 10,03, a tolerância ao bônus será 0,02 (10,05 – 10,03). Este valor é adicionado à tolerância de retilinidade, que agora é 0,05 (0,03 + 0,02).
Este é um conceito avançado que requer um conhecimento mais profundo de MMC/LMC e GD&T em geral. No entanto, este exemplo simples mostra como a retidão se comporta em GD&T quando usada para controlar um DML junto com a chamada MMC.
Como você mede a retilineidade de uma linha central derivada?
A medição de retilineidade para recursos derivados da linha central é ligeiramente diferente do nosso caso anterior. O método mais popular de fazer essa medição é usar um medidor cilíndrico com um furo que serve como dispositivo de inspeção de qualidade.
Se a peça se encaixar no furo sem problemas e não houver problemas significativos em nenhum lugar, a peça passou no teste de qualidade.
Além disso, os engenheiros também podem usar uma máquina de medição por coordenadas. O centro da peça é escaneado em vários pontos ao longo da direção axial. No entanto, este método é demorado e útil apenas em alguns casos. Na maioria dos casos, verificar a funcionalidade da peça com um medidor cilíndrico é uma boa garantia de sua qualidade.
Retidão vs. planicidade: quais são as diferenças?
Planicidade é um conceito muito semelhante à retidão em GD&T, o que muitas vezes causa confusão entre projetistas, engenheiros de produção e operadores. Esta seção analisa as diferenças entre os dois e apresenta uma comparação fácil de entender entre retilineidade e planicidade.
- Linha vs. plano: Simplificando, a planicidade refere-se a uma superfície inteira, enquanto a retilineidade em GD&T diz respeito apenas a uma linha.
- 2D versus 3D: Outra maneira de observar a comparação entre retilinidade e planicidade é que a planicidade controla um objeto 3D enquanto a retilinidade controla um objeto 2D.
- Funções operacionais: O símbolo de planicidade está limitado a superfícies planas que devem estar completamente dentro da zona de tolerância. A retidão, por outro lado, oferece aos designers mais opções porque é aplicada a linhas, arestas, eixos e linhas centrais.
Concluindo
A retidão em GD&T é um componente importante em um kit de ferramentas de engenharia. Ele fornece aos engenheiros a capacidade de comunicar a intenção do projeto e os requisitos de tolerância aos fabricantes e se aplica a vários recursos geométricos.
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Perguntas frequentes
Quais padrões são observados ao utilizar o símbolo de retidão?
ASME Y14.5 é o padrão ouro para GD&T, incluindo o símbolo de retidão. Contém informações detalhadas sobre a funcionalidade do símbolo, sua rotulagem e seu uso.
A retidão requer um ponto de referência?
Nenhum ponto de referência é necessário para retilinidade em GD&T. Ele é recuperado diretamente de superfícies e recursos de tamanho.
A retidão pode ser usada para controlar uma superfície?
Embora a retilineidade controle teoricamente o desvio de uma superfície ao longo de uma linha 2D, ela controla indiretamente uma superfície porque a linha teórica é definida na superfície referenciada. Para controle 3D de uma superfície plana, o símbolo de planicidade pode ser usado, se possível.
