Consultoria em Engenharia Dimensional|QP12

Tolerância Geométrica

É uma maneira de dimensionar e tolerar um desenho considerando a Função, Relacionamento e as Tolerâncias dos elementos da peça, de tal forma que a mesma possa ser produzida economicamente. Em geral, é um sistema de símbolos e regras para a Boa Prática de Desenho (Good Drawing Practice) o qual fornece os meios para dimensionar e tolerar os elementos da peça, assegurando interpretações padronizadas em qualquer lugar que dele se fizer uso. A aplicação de GD&T envolve todo o ciclo de desenvolvimento do produto: Conceituação, Projeto, Protótipo e Produção. O sistema de tolerâncias geométricas é aplicado através de duas Normas – ASME (principalmente empresas americanas) e ISO (principalmente empresas europeias) e o RPS – Sistema Ponto de Referência adotado principalmente por empresas alemãs, conforme Figura abaixo. (GD&T: Geometric Dimensioning and Tolerancing), (GPS: Geometrical Product Specifications) e (RPS: Reference Point System).

Citamos algumas das principais justificativas de uso do sistema de tolerâncias geométrico:

• Capabilidade do Processo: Primeiro, e mais importante, porque economiza dinheiro, devido prover máxima produtibilidade da peça através da especificação de tolerância máxima de produção (melhor Cp/Cpk). O sistema provê bônus ou tolerância extra em muitos casos;
• Toleranciamento Adequado: Utiliza os conceitos de Função e Relacionamento, de forma que as tolerâncias não mais serão apertadas desnecessariamente, para proteção do projeto do projetista e ou engenheiro;
• Desempenho Funcional: Assegura intercambiabilidade plena e funcionalidade de peças conjugadas (mating e matching) quando montadas, reduzindo a chance de se rejeitar peças boas;
• Comunicação Clara: Provê a identificação de importantes relacionamentos dimensionais e oferece clara comunicação das exigências funcionais do projeto. O desenho do produto torna-se completo;
• Interpretação Uniforme: Provê a uniformidade e a consistência da interpretação das necessidades do projeto, economizando tempo e dinheiro por evitar erros, controvérsias e adivinhações;
• Manutenção de Referenciais: Assegura a manutenção das coordenadas entre os elementos funcionais do projeto, processo de manufatura e práticas de inspeção. Não há mudança de referenciais em qualquer fase do processo;
• Práticas Computadorizadas: Adequada às técnicas computadorizadas de projeto, manufatura e inspeção do produto. Provê a aplicação tanto em desenhos 2D quanto em desenhos 3D;
• Trabalho em Equipe: Estimula o trabalho em equipe, através da prática de Engenharia Simultânea, como também direciona para que as áreas envolvidas com o produto conheçam um pouco do trabalho, responsabilidades e limitações comuns.

O conhecimento das tolerâncias dos processos de manufatura nos mostra que a dimensão perfeita é impossível de se obter. Mais importante, a partir de uma perspectiva econômica, a perfeição pode ser um objetivo inapropriado e muito caro. Tolerâncias pequenas desnecessárias, não melhoram a qualidade ou a performance. Elas apenas aumentam os custos. Como as tolerâncias de manufatura são reduzidas, os custos de fabricação e inspeção crescem rapidamente. A especificação de tolerâncias apropriadas minimiza os custos de fabricação e montagem, assegura a performance do produto, e provê os meios adequados de avaliação e manutenção do controle do processo.

Não é concebido nos dias atuais um desenho mecânico sem a aplicação de tolerâncias geométricas. Desta forma podemos afirmar:

• Todo desenho tem o direito de ser bem especificado em termos de tolerâncias dimensionais e geométricas;

Logo, a aplicação de GD&T é uma prática obrigatória, evitando desenhos incompletos e dando margem às grandes confusões no meio industrial, conforme resumido na Figura abaixo:

De forma resumida, na Figura abaixo, apresentamos o propósito e o objetivo principal  para  aplicação de GD&T ou GPS (Tolerâncias Geométricas):

Dimensionamento Funcional

Dimensionamento funcional é o dimensionamento feito considerando-se a função e aplicação da peça em relação aos objetivos dimensionais a serem atingidos no projeto. Este dimensionamento é validado através de estudos de tolerance stack. Em linhas gerais as tolerâncias não são calculadas, elas são inferidas e depois testados no ambiente do método científico, conforme exemplificado na Figura abaixo:

No ambiente de dimensionamento funcional são aplicados no desenho de produto todos os tipos de tolerâncias mostrados na Figura abaixo:

Normalmente os objetivos dimensionais estão relacionados a Aparência, conforme mostrado na Figura abaixo, desdobrado em Gap (folga ou interferência), Orientação (paralelismo, angularidade ou perpendicularidade) e Flushness (nivelamento de superfícies).

GD&T encoraja a filosofia de dimensionamento funcional do produto. Esta filosofia define a peça baseada nas funções do produto final. O engenheiro e ou projetista não deve levar em consideração outros fatores na definição do produto, pois estes dois fatores atendem principalmente às questões dimensionais e geométricas.

Engenharia Dimensional

É a parte da engenharia de produtos destinada a fazer todos os estudos relacionados à aplicação de tolerância, da “prancheta” ao produto em uso. É a aplicação completa do conceito de Capabilidade do Processo, a qual é determinada, independente do tipo de índice ou taxa, pela tolerância do produto dividida pela variação do processo, representada na Figura abaixo:

De forma mais técnica, podemos dizer que a Engenharia Dimensional faz a ponte entre o dimensionamento funcional (especificação das tolerâncias) com o calibrador funcional (controle das peças), buscando o uso de tolerâncias adequadas, ou seja, aquelas que são, ao mesmo tempo, boas para o produto e boas para o processo, conforme representado na Figura abaixo:

Formação de Especialista

Existe uma lacuna muito grande na área de engenharia mecânica relativo ao ensino e aprendizagem de conteúdos relacionado ao estudas das tolerâncias que são aplicadas nos desenhos técnicos mecânicos, conforme reflexão feita na Figura abaixo:

Nossa proposta é fazer com que você seja um Especialista em GD&T – Engenharia Dimensional, participando do Programa Completo de Formação oferecido pela Basso’s & Associados, com dois focos:

Esta formação, cuja trilha está mostrada na Figura abaixo, é recomendada para engenheiros e projetistas de desenho de produto, engenheiros e técnicos de processo, produção e qualidade, metrologistas ou outro profissional que trabalha com desenho mecânico e queira se especializar no assunto.

Escopo da Consultoria

Projeto de Consultoria focado na aplicação dos fundamentos e práticas de tolerâncias cartesianas, geométricas e de rugosidade em projetos de produtos e ferramentais de produção (ferramentas e dispositivos de produção) e de controle (calibradores e dispositivos de controle), no ambiente da engenharia dimensional, a qual está alinhada na abordagem de capabilidade do processo.

Próximo Passo

Caso a sua empresa esteja interessada em desenvolver este trabalho de Engenharia Dimensional, não hesite em nos contatar para fazermos os alinhamentos necessários e envio de proposta técnica e comercial.