O que é tolerância de planicidade? GD&T, medição e benefícios.

Imagem principal do blog mostrando a medição da planicidade, juntamente com o título e o símbolo de planicidade.

Tolerância de achatamento

Superfícies planas são essenciais na fabricação de peças mecânicas para manter sua estabilidade dimensional geral. Em desenho técnico, isso é expresso em termos de tolerância de planicidade, que mede o desvio da superfície em relação a um plano perfeitamente nivelado.

O controle da planicidade garante que as peças fabricadas se alinhem e se encaixem corretamente durante a montagem. Consequentemente, também é essencial para a distribuição ideal da carga e a precisão das peças montadas. Por isso, é claramente considerado e indicado nos projetos com um símbolo GD&T padrão de planicidade e valores de tolerância, denominados "callout".

As próximas seções deste artigo ilustrarão o símbolo de planicidade GD&T, as tolerâncias no projeto, os benefícios de se considerar a planicidade e como medir a planicidade de uma superfície.

Vamos começar.

 

Definição de planicidade e símbolo de planicidade GD&T 

A planicidade é um controle geométrico que define a uniformidade de uma superfície plana em peças fabricadas utilizando fabricação de chapas metálicas, Usinagem CNC, fundição, moldagem ou qualquer outro processo. Para fins de controle de qualidade, a planicidade deve estar dentro do nível de tolerância especificado no projeto.

Um infográfico que ilustra o conceito de tolerância de planicidade com um exemplo de GD&T.

O que é tolerância à planicidade?

Em um espaço 3D, um projetista fixa dois planos paralelos virtuais acima e abaixo de uma superfície de referência, e o elemento deve estar situado entre essas duas linhas após a fabricação. Portanto, a tolerância de planicidade define o desvio admissível em relação à superfície perfeitamente plana (de referência). 

A planicidade pode parecer semelhante ao paralelismo, mas é um tipo de tolerância de forma, ao contrário da orientação do paralelismo. A tolerância geométrica do paralelismo é relativa a um datum de referência e controla o grau de paralelismo da superfície ou do eixo em relação a esse datum. A planicidade não está relacionada a nenhum datum, independentemente de sua posição e orientação em relação a outras características geométricas. 

 

Como exibir o símbolo de planicidade GD&T em um projeto? 

Uma ilustração do símbolo de planicidade e como representá-lo de acordo com as diretrizes de GD&T em um desenho.

Símbolo de planicidade

Existem práticas padrão para os símbolos de cada tipo de tolerância em projetos de engenharia, como planicidade, retilineidade, cilindricidade e circularidade. A tolerância de planicidade é indicada com um símbolo. paralelogramo em forma de diamante (▱), seguido pelo valor de tolerância dentro de uma caixa. 

Definição de planicidade em GD&T-É um tipo de tolerância que controla a faixa permitida de desvio de uma superfície em relação a um plano perfeitamente plano.”

No design, seu “Chamadas GD&T As linhas de cota são posicionadas sobre a superfície ou com uma linha de extensão de dimensionamento. No entanto, também podem ser aplicadas como um plano mediano derivado ou por unidade de planicidade local. 

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Condição Máxima do Material (Planicidade MMC)

Um infográfico ilustrando o conceito de planicidade na MMC com uma seção de desenho.

Planicidade no MMC

A planicidade da condição de material máximo não controla a superfície diretamente; em vez disso, controla as características dimensionais por meio do plano mediano derivado. A condição de material máximo define o limite do material máximo em termos de largura e espessura. Portanto, se as características se tornarem menores (o material se aproximar da condição de material mínimo), a peça atende ao requisito de tolerância.

Utilizar a planicidade na fabricação aditiva é geralmente benéfico para o empilhamento correto das peças, alinhamento e quando é necessário um controle preciso de detalhes pequenos. Por exemplo, precisão. prototipagem de chapa, espaçadores empilhados, conjunto da caixa de engrenagens e guias deslizantes.

 

Como medir a planicidade de uma superfície? 

A medição da planicidade é essencial para garantir que as peças sejam fabricadas com o desvio permitido mencionado em seu projeto. Assim, as peças podem apresentar o desempenho, o encaixe e a distribuição de tensão pretendidos. 

Vamos discutir quatro métodos principais de medição de planicidade. 

Utilizando a máquina CMM 

Uma máquina de medição por coordenadas (MMC) é um equipamento avançado que utiliza sondas e sensores. Ela rastreia e mede coordenadas cartesianas em uma superfície. Ao medir a planicidade, a sonda toca e escaneia múltiplos pontos na superfície. 

O software analisa essas coordenadas e gera um plano de melhor ajuste (uma superfície perfeitamente plana). Comparando os pontos locais com esse plano virtual gerado pelo software, ele encontra o desvio máximo.

Placa de superfície e medidor de altura 

A placa de superfície serve como plano de referência para medir o desvio de planicidade da superfície do substrato. Ela é posicionada e fixada abaixo da peça. Um relógio comparador ou um medidor de altura se move sobre múltiplos pontos na superfície de medição, e sua base desliza sobre a placa. Em seguida, as variações são monitoradas e registradas para encontrar o desvio máximo. 

Se a placa apresentar alguma inclinação ou não estiver posicionada sobre uma superfície plana, as medições podem resultar em valores incorretos. Além disso, esse método é bastante adequado para medir rapidamente a planicidade de peças pequenas. 

Medidor funcional 

O medidor funcional simula o comportamento da peça durante a montagem ou em sua aplicação pretendida. Ele utiliza dois medidores de altura, um na parte superior e outro na parte inferior da superfície. Esses medidores medem valores de espessura local na superfície, e esses valores são interpretados para determinar se estão dentro da zona de planicidade permitida.

Medição Ótica

Utiliza diferentes ondas ópticas para escanear a superfície de medição com um grande número de pontos locais, usando scanners a laser, interferômetros e perfilômetros. Ao contrário de outros métodos, pode ser usado para peças grandes com alta precisão e velocidade.

As ondas de luz são projetadas na superfície, incidindo sobre ela e sendo refletidas para formar um perfil de altura. Em seguida, os pontos mais altos e mais baixos da superfície podem ser analisados ​​para determinar a tolerância de planicidade.

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Planicidade versus outros tipos de tolerâncias de forma

Um infográfico mostrando as GD&Ts de quatro tipos diferentes de tolerância de forma.

Planicidade versus outras formas de tolerância

Além da planicidade, existem outros três tipos de tolerâncias de forma utilizadas em desenho de chapa de metal ou outros projetos de fabricação: retidão, cilindricidade e circularidadeCada uma das formas ou formatos de controle da característica não tem relação com outras características.

Vamos compará-los para uma compreensão clara:

Retidão versus Achatamento

Assim como a planicidade é controlada por dois planos paralelos, o controle de retilineidade é obtido por meio de duas linhas retas paralelas. Ele determina se uma característica está desviada dentro da faixa de tolerância definida em relação à linha reta de referência ou não. 

O símbolo de tolerância de retilineidade é indicado por um traço reto (-), seguido do valor, fazendo referência a uma linha reta ou eixo.

Cilindricidade versus achatamento 

As tolerâncias cilíndricas são usadas para controlar o desvio de qualquer elemento cilíndrico em relação a uma geometria perfeitamente cilíndrica. Assim, a cilindricidade define o quão próximo um elemento está de um cilindro verdadeiro. Normalmente, essas tolerâncias são mais rigorosas do que as tolerâncias de diâmetro do elemento ou da peça.

Circularidade versus achatamento 

A circularidade é usada para controlar a forma de elementos com seção transversal circular. Essa tolerância define o desvio permitido em relação à forma de um círculo perfeito. Assim como a planicidade utiliza dois planos paralelos, ela usa uma zona definida por dois círculos perfeitos, e a medição após a fabricação deve estar dentro dessa zona. 

 

Vantagens de usar a tolerância de planicidade 

A seguir, apresentamos os principais benefícios de incorporar a tolerância de planicidade em seus projetos de engenharia.

  • Estabilidade dimensional: Isso ajuda a controlar as características e formas da superfície, um aspecto essencial para a estabilidade dimensional geral de peças e produtos.
  • Precisão de montagem: Superfícies planas são cruciais para o encaixe preciso com outras peças, garantindo alinhamento e um ajuste perfeito em conjuntos mecânicos. 
  • Desempenho: A planicidade é crucial para a funcionalidade e o desempenho de diversos componentes. processamento de chapas partes. 
  • Acabamento de superfície: A planicidade também controla as ondulações e irregularidades, reduzindo o valor da rugosidade e aumentando a suavidade.
  • Distribuição Uniforme de Carga: Uma superfície uniforme evita a concentração de tensões localizadas, o que ajuda a prevenir defeitos superficiais e falhas localizadas do material.

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  • Chapas metálicas cortadas sob medida

Principais lições 

  • A tolerância geométrica de planicidade (GD&T) limita o desvio das formas da superfície em relação a um plano perfeitamente plano, simbolizado por ▱.
  • A medição da superfície deve estar dentro da zona de dois planos paralelos para atender à tolerância especificada. 
  • A planicidade e outras tolerâncias de forma são ferramentas que engenheiros e fabricantes utilizam para controlar os diferentes requisitos de produção.
  • Se você estiver terceirizando o serviços de fabricação de chapasÉ necessário consultar o fabricante sobre as capacidades de precisão antes de finalizar a tolerância de planicidade.

 

Perguntas Frequentes

O que é a regra 3/2/1 em GD&T?

É uma regra para definir a localização de um elemento (ou peça) no projeto ao longo de seis graus de liberdade. Inclui três pontos no plano primário, dois no plano secundário e um único ponto de contato. 

Como se define a tolerância à planicidade?

A tolerância de planicidade é definida como um desvio admissível da superfície para que esta se situe entre dois planos paralelos perfeitamente planos (denominados "zona de tolerância"). 

Quais são os quatro tipos de tolerâncias?

Os quatro tipos de tolerâncias são: unilateral, bilateral, GD&T e limite.