16 princípios essenciais de desenho mecânico que deve conhecer

Já se interrogou sobre a forma como desenhos técnicos precisos ganham vida? Neste artigo, vamos explorar as dezasseis regras essenciais da elaboração de desenhos mecânicos, tal como definidas pela ASME Y14.5-2009. Ficará a saber como estas regras garantem precisão, funcionalidade e clareza nos projectos de engenharia. Prepare-se para descobrir os segredos por detrás de projectos perfeitos!

Principles of Mechanical Drafting

Índice

Existem muitas regras básicas estabelecidas na elaboração de projectos mecânicos e, especificamente, a ASME Y14.5-2009 estabelece dezasseis regras essenciais.

Estas regras devem ser bem compreendidas e aplicadas aquando da elaboração, interpretação ou revisão de desenhos técnicos. Vamos aprofundar cada uma destas dezasseis regras, uma a uma.

Regra 1: Todas as dimensões, com exceção das dimensões de referência, das dimensões máximas e mínimas, ou das matérias-primas, devem ter tolerâncias.

Normalmente, as dimensões de referência não têm tolerâncias. Porquê? Porque as cotas de referência são normalmente cotas repetitivas ou cotas fechadas nos desenhos, que são utilizadas apenas para informação de referência. As dimensões de referência não orientam a produção nem a inspeção, por isso, quando se vê uma dimensão de referência num desenho, pode ignorá-la.

Nos desenhos, é frequente vermos a notação MAX (máximo) ou MIN (mínimo). Estas dimensões têm tolerâncias? A resposta é sim. Para as dimensões MAX, o limite inferior da sua tolerância é zero, e para as dimensões MIN, o seu limite superior de tolerância é infinito.

Por conseguinte, ao especificar as dimensões MÁX ou MÍN, temos de considerar plenamente se existe um impacto na função no desvio limite. Por exemplo, se marcarmos um filete como R1 MAX, temos de considerar se a ausência de um filete (ou seja, quando é zero) afectará a função. Em caso afirmativo, deve ser especificada uma tolerância de limite inferior adequada.

Existem também muitas dimensões teóricas (ou seja, dimensões básicas) nos desenhos. Estas têm tolerâncias? As dimensões teóricas são definidas como tamanhos, formas, perfis, direcções ou posições numericamente correctas utilizadas para definir um corpo ou um ponto de referência alvo.

Quando esta dimensão teórica é utilizada para definir a dimensão, forma, perfil, direção ou posição de um corpo, a sua tolerância é definida pela tolerância de forma e posição correspondente do corpo. Quando esta dimensão teórica é utilizada para definir o tamanho, forma ou posição de um ponto de referência alvo, a sua tolerância deve ser determinada de acordo com as directrizes de tolerância de gabarito e fixação ASME Y14.43. Por isso, as dimensões teóricas também têm tolerâncias.

Os métodos de indicação das tolerâncias dimensionais nos desenhos são os seguintes

- Anotação direta dos limites da dimensão ou dos valores de tolerância na própria dimensão.

- Indicação sob a forma de tolerâncias dimensionais geométricas.

- Definição de tolerâncias para dimensões especificadas em notas ou tabelas.

- Definição de tolerâncias para formas ou processos específicos noutros documentos referenciados no desenho.

- Definição de tolerâncias para todas as dimensões sem tolerâncias especificadas na coluna de tolerância geral.

Regra 2: As dimensões e as tolerâncias devem ser definidas de forma exaustiva para compreender todas as características de cada forma.

As características de uma forma incluem o tamanho, a forma, a direção e a posição. É necessário definir o tamanho e a tolerância de todas as características de cada forma no desenho. As dimensões e os valores de tolerância podem ser expressos através de desenhos de engenharia ou definidos por bases de dados de definição de produtos CAD. Não é permitido adivinhar ou determinar as dimensões através da medição do desenho.

Regra 3: Indicar apenas todas as dimensões necessárias para descrever o produto.

O significado de todas as dimensões necessárias é que as dimensões no desenho devem ser as correctas, nem demasiado grandes nem demasiado pequenas, para exprimir plenamente todas as características de todas as formas. Não deve haver dimensões supérfluas no desenho, tais como dimensões fechadas.

Como já foi referido, podemos ignorar qualquer dimensão de referência, pelo que o desenho deve minimizar a utilização de dimensões de referência. As cotas de referência, para além de acrescentarem uma sensação de desordem ao desenho, não servem para nada.

Regra 4: As dimensões devem ser escolhidas com base na função e no ajuste do produto e não devem ser susceptíveis de múltiplas interpretações.

Isto sublinha que as dimensões e tolerâncias que definimos durante o projeto devem basear-se no cumprimento dos requisitos funcionais e de ajuste do produto. O processo de conceção deve ter em conta a capacidade de fabrico e de inspeção, mas não à custa dos requisitos funcionais.

Regra 5: Os projectos de produtos não devem especificar os métodos de fabrico

Os projectos de produtos devem indicar apenas as dimensões e os requisitos de desempenho necessários para a funcionalidade do produto. A forma como o produto é fabricado é da competência dos engenheiros de fabrico.

Enquanto projectistas, devemos dar ampla liberdade à equipa de fabrico. A nossa consideração deve ser a de fornecer a gama de tolerância mais ampla possível que satisfaça a funcionalidade do produto, permitindo uma capacidade de fabrico suficiente, em vez de especificar o método de fabrico. Por exemplo, para um orifício, devemos apenas marcar o diâmetro, sem especificar se é perfurado, puncionado, fresado, torneado, retificado ou feito através de outros processos.

Desde que o produto final satisfaça a tolerância do diâmetro, o processo de fabrico é indiferente. No entanto, quando o processo de fabrico é uma parte inseparável das características do produto, deve ser especificado no projeto ou nos documentos de referência. Por exemplo, se a funcionalidade exigir que o furo não tenha marcas de maquinagem em espiral e que cumpra a tolerância de diâmetro, o projeto pode especificar que o furo tem de ser esmerilado.

Regra 6: Ao fornecer as dimensões do produto final, é aceitável marcar parâmetros de processo não obrigatórios, tais como tolerâncias de maquinagem

Normalmente, os parâmetros do processo não têm de ser marcados nos desenhos, mas se o forem, deve ser claramente indicado que não são obrigatórios. Como já foi referido, esta questão é da competência dos engenheiros de fabrico e deve ser-lhes dada ampla liberdade.

Regra 7: As cotas devem ser dispostas de forma lógica para uma melhor legibilidade. Devem ser colocadas no contorno real e marcadas em linhas de contorno visíveis

Este é um requisito básico para a redação, sobre o qual não nos debruçaremos aqui.

Regra 8: As matérias-primas, tais como fios, tubos, chapas, varões ou outros materiais produzidos por medida ou marca, devem ser marcadas com dimensões lineares como o diâmetro ou a espessura.

O número da medida ou da marca do produto deve ser indicado entre parênteses a seguir à dimensão

Esta regra é específica para as matérias-primas, cada uma das quais tem a sua própria norma de notação.

Regra 9: As linhas de centro e os contornos apresentados como ângulos rectos no desenho sem marcações são assumidos como sendo de 90 graus

Há muitas relações em projectos que são assumidas como sendo de 90 graus. Estas tolerâncias assumidas de 90 graus devem ser controladas como tolerâncias angulares não marcadas.

Regra 10: As linhas de centro ou as superfícies de corpos dispostos definidos ou posicionados por dimensões básicas, se apresentadas como ângulos rectos no desenho sem marcações, são assumidas como dimensões básicas de 90 graus

Os corpos dispostos referem-se a um grupo (dois ou mais) de corpos com a mesma forma e dimensão distribuídos num padrão regular. Quando os centros desses corpos são definidos ou posicionados por dimensões básicas, a tolerância básica de ângulo de 90 graus assumida é controlada pela tolerância de forma e posição correspondente.

Regra 11: Quando a linha de eixo central, o plano central ou a superfície é consistentemente apresentada no diagrama, assume-se que é uma dimensão básica com um valor de zero, e a sua relação é definida pelas tolerâncias de forma e posição.

Isto é do conhecimento geral. As tolerâncias destas dimensões básicas, que se assume serem zero, devem ser controladas pelas tolerâncias de forma e de posição correspondentes. Se as tolerâncias de forma e de posição não forem especificadas, devem ser controladas pelas tolerâncias de forma e de posição não especificadas na coluna dos requisitos técnicos gerais.

Regra 12: Salvo indicação em contrário, todas as dimensões se referem à temperatura ambiente de 20°C (68°F). Se as medições forem efectuadas a outras temperaturas, deve ser considerada a compensação das dimensões.

Note-se que a temperatura ambiente aqui é de 20 graus, não de 23 ou 25 graus. Por isso, exigimos que todas as salas de medição controlem a temperatura a 20 graus para garantir que os resultados dos testes reflectem com precisão se os requisitos do produto são cumpridos.

Se for impossível medir à temperatura ambiente de 20 graus, devemos considerar a compensação dos efeitos da temperatura nos resultados da medição, especialmente para peças com elevada sensibilidade à temperatura.

Regra 13: Salvo indicação em contrário, todas as dimensões e tolerâncias aplicam-se à condição de estado livre.

Todas as dimensões marcadas no desenho referem-se às dimensões das peças num estado livre de tensão. Para algumas peças não rígidas, podemos marcar as dimensões depois de as peças terem sido restringidas de acordo com os regulamentos, e o método de restrição das peças deve ser marcado no desenho.

Se quisermos marcar algumas dimensões das peças no seu estado livre, devemos marcá-las com o símbolo de estado livre F.

Regra 14: Salvo indicação em contrário, todas as tolerâncias geométricas dimensionais aplicam-se a todo o comprimento, largura ou profundidade da forma.

Penso que toda a gente está familiarizada com isto. O que eu quero lembrar é que, devido à aplicação do princípio inclusivo, o comprimento, a largura ou a profundidade do formulário afectam grandemente o controlo da forma do formulário.

Para uma barra redonda de 3 mm de comprimento e uma barra redonda de 30 mm de comprimento, o máximo retidão permitida sob a mesma tolerância de diâmetro é a mesma, mas a situação real de flexão é muito diferente.

Regra 15: Todas as dimensões e tolerâncias só se aplicam ao nível de produto descrito no desenho. A tolerância dimensional de uma forma descrita a um nível de desenho (como um diagrama de peça) não se aplica necessariamente à tolerância dimensional dessa forma noutros níveis de desenho (como diagramas de montagem).

Ou seja, o tamanho num diagrama de peças pode não se aplicar necessariamente ao diagrama de montagem. Por exemplo, se soldarmos um suporte com uma abertura de 10 +/- 0,5 a uma plataforma, devido à deformação da soldadura, à fixação do dispositivo de soldadura e a outros factores, é difícil cumprir o requisito de tamanho de 10 +/- 0,5 na peça soldada.

Ou seja, esta dimensão já não é aplicável ao desenho da peça soldada. Por conseguinte, não podemos exigir a dimensão da mesma forma no desenho de montagem com base na dimensão num desenho de peça. Se for necessário controlar esta forma no desenho de montagem, a dimensão deve ser marcada no desenho de montagem.

Regra 16: Salvo indicação em contrário, quando um sistema de coordenadas aparece no desenho, deve ser dextro. Cada eixo de coordenadas deve ser marcado e a direção positiva indicada.

Este ponto é raramente utilizado, pelo que não é necessária uma explicação mais pormenorizada, basta segui-lo.

Acima está uma introdução às 16 directrizes básicas de desenho estipuladas pela norma ASME.

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Shane
Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.

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