Sebenta · Efetuar desenhos de peças e de componentes mecânicos (UC02906)
- Introdução
- 1. Desenho técnico: fundamentos, normalização e normas gerais
- 2. Esboço: noção, função e técnicas à mão livre
- 3. Materiais e equipamentos de desenho técnico
- 4. Traçagem: paralelismo, perpendicularidade e tangências
- 5. Sistemas de representação de vistas
- 6. Projeções e método dos três planos
- 7. Cortes e secções
- 8. Convenções de utilização geral
- 9. Tipos de linhas e traços normalizados
- 10. Escalas
- 11. Cotagem: regras e normas
- 12. Representação de roscas e furos
- 13. Simbologia introdutória: tolerâncias, ajustamentos, rugosidades e tolerâncias de forma
- 14. Normas de segurança e saúde no trabalho
- Erros comuns
- Glossário
- Síntese
- Exercícios resolvidos
Introdução
Uma peça mecânica não se fabrica a partir de uma ideia na cabeça de quem a desenhou: fabrica-se a partir de um desenho técnico, um documento que tem de dizer, sem ambiguidade e sem estar presente quem o fez, a forma exata da peça, as suas dimensões reais e as regras que o operador tem de respeitar para a produzir. Esta sebenta ensina os fundamentos que tornam isso possível: normalização, esboço à mão livre, traçagem, vistas e projeções, cortes e secções, convenções de representação, tipos de linha, escalas, cotagem, representação de roscas e furos, e uma primeira introdução à simbologia de tolerâncias, ajustamentos, rugosidades e tolerâncias de forma. Fecha-se com as normas de segurança que se aplicam ao trabalho de desenho e de oficina.
Esta UC é a base de desenho técnico de todo o percurso: qualquer curso da área metalomecânica, seja de desenho e projeto, de programação CNC, de soldadura ou de fundição, assenta nestes fundamentos antes de avançar para matérias mais especializadas, como o toleranciamento geométrico completo ou a cotagem de fabrico por processo (torneamento, fresagem, soldadura). Aqui aprendes a ler e a desenhar peças e componentes mecânicos simples; a profundidade de cada tema volta a aparecer, com mais detalhe, nas UCs seguintes do teu curso.
Ao longo da sebenta usamos três peças como fio condutor: um suporte em L (uma chapa dobrada com furos de fixação, para prender um componente a uma estrutura), um veio escalonado (um eixo cilíndrico com vários diâmetros, torneado) e um casquilho espaçador (um cilindro oco simples, com furo passante). São peças correntes na indústria metalomecânica, suficientemente simples para se desenharem à mão e suficientemente reais para ilustrar cada regra.
Objetivos de aprendizagem (referencial): esboçar e preparar a conceção gráfica de peças e componentes mecânicos; executar o desenho de elementos simples, peças e conjuntos; adequar formas e dimensões à função; adequar vistas, cortes e secções à geometria da peça; seguir as regras de cotagem; e respeitar as normas de desenho técnico e de segurança em vigor.
1. Desenho técnico: fundamentos, normalização e normas gerais
O desenho técnico é uma linguagem gráfica universal: um conjunto de convenções que permite a qualquer pessoa com formação técnica, em qualquer país, ler exatamente a mesma informação a partir do mesmo desenho. Ao contrário de um desenho artístico, o desenho técnico não interpreta nem embeleza: descreve, com rigor geométrico e dimensional, um objeto que ainda não existe ou que existe e precisa de ser reproduzido.
1.1 Para que serve o desenho técnico
- Projetar: definir a forma e as dimensões de uma peça antes de a fabricar.
- Comunicar: transmitir a mesma informação do gabinete de projeto até à oficina, sem ambiguidade.
- Fabricar: dar ao operador de máquina tudo o que precisa para produzir a peça certa.
- Verificar: servir de referência para o controlo de qualidade, comparando a peça real com o desenho.
- Documentar e arquivar: guardar o conhecimento de uma peça para reparação, substituição ou nova produção.
1.2 Normalização: porque desenhamos todos da mesma forma
Normalizar é seguir regras comuns, definidas por organismos independentes, para que o desenho seja interpretável por qualquer técnico, sem depender de convenções pessoais. Sem normas, cada gabinete de desenho inventaria os seus próprios símbolos e tipos de linha, e uma peça desenhada em Portugal seria ilegível numa oficina alemã.
Os organismos de normalização relevantes para esta UC:
| Organismo | Âmbito |
|---|---|
| ISO (International Organization for Standardization) | normas internacionais, as que seguimos nesta UC |
| CEN / CENELEC | normas europeias, alinhadas com as ISO |
| IPQ (Instituto Português da Qualidade) | adota as normas ISO/EN como Normas Portuguesas (NP EN ISO) |
1.3 Normas gerais que atravessam esta UC
Não é preciso decorar os números; é preciso saber qual delas resolve cada problema quando se está a desenhar ou a cotar uma peça. Voltamos a cada uma delas ao longo da sebenta.
| Norma | O que regula |
|---|---|
| ISO 128 | princípios gerais de representação: vistas, cortes, secções, tipos de linha |
| ISO 5455 | escalas |
| ISO 129-1 | regras de cotagem: linhas de cota, linhas de chamada, setas, valores |
| ISO 286 | sistema de tolerâncias dimensionais e ajustamentos |
| ISO 1101 | toleranciamento geométrico (forma, orientação, localização, batimento) |
| ISO 1302 / ISO 21920 | indicação do estado de acabamento de superfícies (rugosidade) |
| ISO 6410 | representação de roscas e de elementos roscados |
| ISO 216 | formatos de folha da série A |
Todo o desenho normalizado tem, no canto inferior direito, um cartouche (legenda): título da peça, número de desenho, escala, norma de projeção, material, tolerância geral e responsável. É o "bilhete de identidade" do desenho, e é o primeiro sítio a consultar antes de ler qualquer cota.
2. Esboço: noção, função e técnicas à mão livre
O esboço (croqui) é um desenho técnico feito à mão livre, sem régua, esquadro nem escala rigorosa, mas que respeita as regras da representação técnica: proporções aproximadas, tipos de linha corretos e vistas normalizadas. É a ferramenta mais rápida de um técnico: serve para registar uma ideia no local de trabalho, propor uma solução numa reunião, ou levantar as cotas de uma peça existente que não tem desenho.
2.1 Para que serve um esboço
- Preparar a conceção gráfica: antes de abrir o CAD ou pegar na prancheta, o esboço obriga a pensar na peça como um todo, escolher as vistas e antecipar problemas de representação.
- Comunicar rapidamente uma ideia, numa reunião ou no chão de fábrica, sem equipamento.
- Levantar as cotas de uma peça existente, medindo com paquímetro à medida que se desenha, quando não há desenho original.
2.2 Técnicas de desenho à mão livre
- Proporção à vista: comparar comprimentos entre si (usando o próprio lápis como referência) antes de traçar, em vez de tentar acertar valores absolutos.
- Malha auxiliar: desenhar sobre papel quadriculado ajuda a manter proporções e ângulos corretos (30°, 45°, 60°).
- Segmentos curtos: uma reta longa sai mais reta desenhada em vários troços curtos e sobrepostos do que num só gesto contínuo.
- Circunferências: marcar primeiro um quadrado circunscrito (os quatro pontos cardeais) e depois ligar em arco.
- Ordem de traçado: primeiro o contorno geral, depois os detalhes, por fim a cotagem.
O suporte em L esboça-se em duas fases: primeiro o contorno geral (o "L" visto de perfil, com a espessura da chapa), depois os dois furos de fixação e o raio de concordância no cotovelo do L. Só no final se acrescentam as cotas e a indicação do material (chapa de aço, 5 mm de espessura).
Um bom esboço tem sempre: as vistas necessárias (nunca uma perspetiva artística), as cotas essenciais e funcionais, e uma nota de material, mesmo que a lápis.
3. Materiais e equipamentos de desenho técnico
Apesar de a maior parte do desenho profissional se fazer hoje em CAD (Computer-Aided Design), o técnico continua a precisar de saber usar os instrumentos convencionais: o esboço faz-se sempre à mão, e a compreensão dos instrumentos ajuda a compreender as próprias regras do desenho (por exemplo, porque é que os ângulos normalizados são 30°, 45°, 60° e 90°: são os ângulos dos esquadros).
3.1 Materiais e instrumentos convencionais
| Instrumento | Função |
|---|---|
| Prancheta e régua T (ou paralela) | superfície de trabalho e traçado de horizontais |
| Esquadros 45° e 30°/60° | traçado de verticais e de ângulos normalizados |
| Compasso | traçado de circunferências e arcos |
| Lapiseira (grafite HB, 2H, H conforme o traço) | traçado com espessura controlada |
| Escalímetro | régua com várias escalas gravadas, para medir e desenhar sem calcular |
| Borracha e limpa-tinta | correção sem danificar o papel |
| Paquímetro e micrómetro | instrumentos de medição, usados no levantamento de peças existentes |
3.2 Equipamento tecnológico
- Software CAD 2D/3D: desenho vetorial preciso, cotagem automática, biblioteca de normas.
- Impressoras de grande formato e plotters: para imprimir desenhos em formatos A1, A0.
- Dispositivos com acesso à internet: consulta de normas, catálogos de componentes normalizados e tabelas técnicas.
O CAD não substitui a compreensão das regras: um técnico que não sabe porque se escolhe uma vista ou uma cota vai produzir desenhos ambíguos em CAD tão facilmente como à mão. O software acelera o traçado; a norma continua a decidir o que se desenha.
4. Traçagem: paralelismo, perpendicularidade e tangências
A traçagem é o conjunto de técnicas geométricas usadas para construir com rigor os elementos base de um desenho: retas paralelas, retas perpendiculares e concordâncias entre retas e arcos (tangências). São a base de qualquer desenho, manual ou em CAD.
4.1 Paralelismo
Duas retas são paralelas quando mantêm sempre a mesma distância entre si, por mais que se prolonguem. Traça-se com régua e esquadro: apoia-se um esquadro sobre uma régua (ou sobre outro esquadro) e desliza-se, mantendo o ângulo constante.
4.2 Perpendicularidade
Duas retas são perpendiculares quando formam entre si um ângulo de 90°. Traça-se com o esquadro de 45° (que tem naturalmente dois lados a 90°) apoiado sobre a régua, ou, geometricamente, com compasso: a partir de um ponto da reta, traçam-se dois arcos iguais que a intersetam de cada lado, e desses dois pontos traçam-se dois arcos que se cruzam fora da reta; a linha entre o ponto inicial e essa interseção é perpendicular à reta.
4.3 Tangências
Uma reta ou um arco é tangente a uma circunferência quando a toca num único ponto, sem a cortar. É a construção que garante uma concordância suave entre dois elementos, sem quinas nem descontinuidades visíveis.
- Reta tangente a uma circunferência: a reta é perpendicular ao raio no ponto de tangência.
- Arco tangente a duas retas (um raio de concordância, como no cotovelo de um "L"): o centro do arco está sempre à distância do raio de cada uma das duas retas, sobre a bissetriz do ângulo que formam.
- Arco tangente a duas circunferências: o centro do novo arco está à soma (tangência exterior) ou à diferença (tangência interior) dos raios, medida a partir do centro de cada circunferência.
O cotovelo do suporte em L não é um ângulo vivo: tem um raio de concordância R5 que liga as duas faces da chapa. Ao traçar, o centro desse arco fica sobre a bissetriz do ângulo reto do "L", a 5 mm de cada face. Sem esta tangência, a chapa dobrada teria uma zona de concentração de tensões exatamente na aresta viva, um ponto provável de fratura.
Traçagem mal feita não se corrige na cotagem. Se as retas não são verdadeiramente paralelas ou perpendiculares no papel, nenhuma cota "arranja" a peça: o erro de construção geométrica propaga-se ao desenho todo.
5. Sistemas de representação de vistas
Uma peça tridimensional representa-se num papel bidimensional através de vistas: projeções ortogonais da peça sobre planos perpendiculares entre si. O conjunto de vistas, lido em conjunto, permite reconstruir mentalmente a forma tridimensional da peça.
5.1 Os dois métodos de projeção
Existem dois métodos normalizados, que colocam as vistas em posições diferentes no papel:
| Método | Também chamado | Onde se usa |
|---|---|---|
| 1.º diedro | projeção europeia | Europa, incluindo Portugal |
| 3.º diedro | projeção americana | EUA, e outros mercados que seguem a norma ASME |
No 1.º diedro, a peça está entre o observador e o plano de projeção: a vista de topo desenha-se por baixo da vista de frente, e a vista lateral esquerda desenha-se à direita da vista de frente (é como se cada vista "rodasse" sobre a dobradiça da vista de frente para se abrir sobre o papel).
O símbolo de identificação do método de projeção (um tronco de cone visto de dois ângulos) tem de constar no cartouche, para não haver dúvida sobre qual dos dois métodos o desenho segue.
Nunca misturar métodos de projeção no mesmo desenho. Um desenho em 1.º diedro lido como se fosse 3.º diedro (ou o inverso) faz o leitor colocar cada vista no sítio errado, e pode levar a fabricar a peça invertida.
5.2 As seis vistas principais
Uma peça tem, em teoria, seis vistas possíveis (projetando sobre as seis faces de um cubo que a envolve): frente, topo, lateral esquerda, lateral direita, base e trás. Na prática, escolhem-se só as vistas necessárias: a regra de ouro do desenho técnico é representar a peça com o mínimo de vistas que a definem sem ambiguidade.
- Vista de frente: a que mostra mais informação com menos linhas escondidas; é sempre a vista principal.
- Peças de revolução (torneadas, como o veio escalonado): normalmente basta uma vista, porque a simetria em torno do eixo já está implícita e cota-se com o prefixo Ø (diâmetro).
- Peças prismáticas (como o suporte em L): precisam tipicamente de duas ou três vistas.
6. Projeções e método dos três planos
6.1 Projeção ortogonal
A projeção ortogonal (ou projeção em planos perpendiculares) é o método usado no desenho técnico: cada vista resulta de projetar a peça perpendicularmente sobre um plano, sem deformação em perspetiva. É o oposto de uma projeção em perspetiva (usada em desenho artístico), onde as linhas convergem para um ponto de fuga.
6.2 O método dos três planos de projeção
Para chegar às três vistas mais comuns (frente, topo, lateral), imagina-se a peça dentro de um triedro formado por três planos perpendiculares entre si:
- Plano vertical (PV): dá a vista de frente (alçado principal).
- Plano horizontal (PH): dá a vista de topo (planta).
- Plano de perfil (PP): dá a vista lateral.
Rebatendo os três planos sobre o do papel (rodando o horizontal para baixo e o de perfil para o lado, como as páginas de um livro que se abre), obtém-se a disposição normalizada das três vistas no 1.º diedro descrita no capítulo anterior.
O veio escalonado, por ser uma peça de revolução, dispensa a vista de topo e a lateral: uma única vista de frente, com o eixo na horizontal (como fica montado no torno), e a cotagem dos diâmetros com o prefixo Ø, é suficiente para o definir sem ambiguidade.
7. Cortes e secções
As linhas escondidas (a tracejado) mostram arestas ou furos que ficam atrás de material, na direção de observação de uma vista. Quando há muitas, o desenho torna-se ilegível. O corte resolve isto: "serra-se" imaginariamente a peça por um plano, remove-se a parte da frente e desenha-se o que fica à vista, tudo em linha visível.
7.1 Tipos de corte
| Tipo de corte | Uso típico |
|---|---|
| Corte total | o plano de corte atravessa toda a peça; usa-se para mostrar furos ou cavidades interiores completas |
| Meio corte | metade da peça em corte, metade em vista exterior; só em peças simétricas, para mostrar interior e exterior na mesma vista |
| Corte local (parcial) | corta-se só uma pequena zona (um furo, um rasgo), delimitada por uma linha fina ondulada, sem cortar a peça toda |
| Corte em desvio | o plano de corte "dobra" para apanhar vários elementos que não estão alinhados |
O plano de corte assinala-se, na vista onde não se corta, por uma linha de traço-ponto grossa nas extremidades, com setas a indicar o sentido de observação e letras a identificar o corte (Corte A-A).
7.2 A hachura
A hachura (traços finos, paralelos, inclinados a 45°) preenche as zonas de material cortado, para distinguir o que foi "serrado" do que é um vazio (um furo). Numa peça de conjunto, cada componente cortado tem a hachura com ângulo ou espaçamento diferente, para se distinguirem entre si na mesma vista.
Nunca se hachura um furo (é ar, não material) nem elementos como nervuras, parafusos, porcas, veios ou chavetas quando o plano de corte os atravessa longitudinalmente: por convenção, estes representam-se inteiros, sem hachura, porque cortá-los "ao meio" não acrescenta informação e dificulta a leitura.
7.3 Secções
Uma secção mostra apenas o perfil cortado, sem desenhar o resto da peça atrás. Usa-se para mostrar o perfil de um elemento que se repete ao longo da peça (uma nervura, um rasgo de chaveta), sem ter de repetir a peça inteira em corte. Pode desenhar-se destacada, à parte da vista principal, ou rebatida, sobreposta diretamente sobre a própria vista (rodada 90° sobre o eixo do elemento), quando o perfil é simples.
O casquilho espaçador representa-se com corte total longitudinal: sem o corte, o furo interior ficaria representado só por linhas escondidas, e a cotagem do diâmetro do furo seria confusa. Já um rasgo de chaveta no veio escalonado representa-se melhor com uma secção rebatida local, sem ser preciso cortar o veio inteiro para mostrar um único rasgo.
8. Convenções de utilização geral
Além das vistas e dos cortes normais, há situações em que uma vista completa seria redundante, desperdiçava espaço ou não mostrava bem um detalhe pequeno. A norma prevê convenções para cada caso.
| Convenção | Quando se usa |
|---|---|
| Vista auxiliar | quando uma face inclinada, vista de frente, apareceria deformada nas vistas principais; projeta-se sobre um plano paralelo à face inclinada |
| Vista parcial | representa-se só a parte da peça necessária para esclarecer um detalhe, quando o resto já está definido noutra vista |
| Vista local | um pequeno detalhe isolado, ligado à vista principal por uma linha de eixo, para não desenhar a vista inteira só por causa dele |
| Vista interrompida | uma peça longa e de secção constante (um veio comprido) desenha-se "partida" ao meio, com uma linha de rutura, para caber no formato sem alterar a escala |
| Elementos repetidos | quando há vários elementos iguais (por exemplo, um padrão de furos), desenha-se um só com cota completa e anota-se "n×" à frente (ex.: 6× Ø8) |
| Elementos ampliados | um detalhe pequeno demais para se ler à escala do desenho desenha-se à parte, numa escala maior, identificado por um círculo e uma letra ("Pormenor A") |
O veio escalonado, se tiver 400 mm de comprimento com secção constante numa das zonas, pode desenhar-se interrompido: desenha-se o troço inicial, uma linha de rutura em ziguezague, e o troço final, com a cota total (400) indicada por cima da representação interrompida. A peça real mede 400 mm; o desenho ocupa menos espaço no papel, mas a cota nunca muda.
9. Tipos de linhas e traços normalizados
Cada linha de um desenho técnico tem um significado fixo, definido pela sua espessura e pelo seu traçado. Um técnico lê o tipo de linha antes de ler o que ela representa.
| Tipo de linha | Traçado | Usa-se para |
|---|---|---|
| Contínua grossa | contínua, grossa | arestas e contornos visíveis |
| Contínua fina | contínua, fina | linhas de cota, linhas de chamada, hachuras, linhas de referência |
| Tracejada | traços curtos regulares | arestas e contornos escondidos |
| Traço-ponto fina | traço longo, ponto, traço longo | eixos de simetria e de revolução |
| Traço-ponto grossa | igual à anterior, mais grossa | planos de corte, nas extremidades e nas mudanças de direção |
| Contínua fina ondulada ou em ziguezague | irregular | limites de corte local e de vista interrompida |
| Traço-dois-pontos fina | traço longo, dois pontos, traço longo | posições extremas de peças móveis, contornos de peças adjacentes (referência) |
A espessura da linha grossa é sempre o dobro da fina (por exemplo, 0,5 mm e 0,25 mm), mantendo a mesma proporção em todo o desenho, independentemente da escala.
Não confundir a linha de eixo (traço-ponto fina) com a linha de plano de corte (traço-ponto grossa): usam o mesmo padrão de traços, mas a espessura diferente muda completamente o significado. Um eixo de simetria desenhado grosso lê-se, por engano, como um corte.
10. Escalas
A escala é a relação entre a dimensão desenhada no papel e a dimensão real da peça. Permite desenhar peças demasiado grandes ou demasiado pequenas para caberem, à sua dimensão real, numa folha de formato normalizado.
10.1 Notação e tipos de escala
- Escala natural, 1:1: a dimensão no papel é igual à dimensão real.
- Escala de redução, 1:n (ex.: 1:2, 1:5, 1:10, 1:20): a peça real é maior do que o desenho; o papel mostra 1 unidade por cada n unidades reais.
- Escala de ampliação, n:1 (ex.: 2:1, 5:1, 10:1): a peça real é menor do que o desenho, usada em peças miniatura ou detalhes pequenos.
A conversão faz-se sempre da mesma forma:
$$\text{medida no papel} = \dfrac{\text{medida real}}{\text{fator de redução}} \qquad \text{medida real} = \text{medida no papel} \times \text{fator de ampliação}$$
O suporte em L tem 350 mm de comprimento real. Desenhado à escala 1:5, mede-se no papel:
$$350 \div 5 = 70 \text{ mm}$$
Ao contrário, se um pormenor pequeno do casquilho foi desenhado à escala de ampliação 2:1 e mede 45 mm no papel, a medida real desse pormenor é:
$$45 \div 2 = 22{,}5 \text{ mm}$$
A regra mais importante desta UC: cota-se sempre a medida real da peça, nunca a medida do papel. No exemplo do suporte em L acima, a cota escrita no desenho é sempre 350, mesmo que a régua sobre o papel, a essa escala, meça 70 mm. A escala só altera o tamanho do desenho; nunca altera o valor de uma cota. Um desenho pode até ser impresso fora de escala (um PDF mal dimensionado, por exemplo) e as cotas continuam corretas, precisamente porque não dependem de se medir o papel.
10.2 Formatos de folha da série A (ISO 216)
Os formatos normalizados da série A seguem uma regra simples: cada formato tem metade da área do anterior, mantendo sempre a mesma proporção entre lados (1 : √2).
| Formato | Dimensões (mm) | Área |
|---|---|---|
| A0 | 841 × 1189 | 999 949 mm² ≈ 1 m² |
| A1 | 594 × 841 | 499 554 mm² ≈ 0,50 m² |
| A2 | 420 × 594 | 249 480 mm² ≈ 0,25 m² |
| A3 | 297 × 420 | 124 740 mm² ≈ 0,12 m² |
| A4 | 210 × 297 | 62 370 mm² ≈ 0,06 m² |
As áreas não fecham em metades exatas porque as dimensões em milímetros são arredondadas; a proporção 1:√2 é o que garante que, dobrando um A1 ao meio pelo lado maior, se obtém exatamente um A2, e assim sucessivamente. Na prática oficinal, os formatos mais usados para peças e componentes mecânicos são o A3 e o A4; o A0 e o A1 reservam-se para conjuntos ou instalações de grande dimensão.
11. Cotagem: regras e normas
Cotar é indicar, no desenho, as dimensões reais da peça: comprimentos, diâmetros, raios, ângulos e as suas posições relativas. É a etapa em que o desenho deixa de ser só uma forma e passa a ser fabricável.
11.1 Elementos de uma cota (ISO 129-1)
- Linha de cota: linha contínua fina, paralela ao elemento medido, terminada em setas.
- Linha de chamada (ou de extensão): liga o elemento da peça à linha de cota, ligeiramente afastada do contorno.
- Seta: termina a linha de cota, indicando o alcance exato da medida.
- Valor da cota: o número, sempre na unidade do desenho (milímetros, sem indicar a unidade), colocado acima ou a meio da linha de cota.
11.2 Regras fundamentais
- Cota-se sempre a medida real da peça acabada, nunca a medida do papel (ver capítulo 10).
- Cada medida é cotada uma só vez. Repetir a mesma cota em vistas diferentes cria risco de contradição se o desenho for alterado só numa delas.
- Cotagem funcional: prioriza-se cotar a partir das superfícies que desempenham a função (um encosto, um eixo de furo de fixação), não de superfícies arbitrárias.
- Evitar cotagem em cadeia para cotas críticas, porque acumula o erro de cada elo; preferir cotar em paralelo a partir de uma única referência sempre que a função o exigir.
- As cotas de diâmetro levam o prefixo Ø; as de raio, R; as quadradas, ☐; as esféricas, SØ ou SR.
11.3 A cota de fecho
Quando se cota uma peça por uma cadeia de medidas parciais, a medida total (a "cota de fecho") não se cota como se fosse independente: ela é, por definição, a soma das cotas parciais. Por isso a cota de fecho:
- desenha-se entre parênteses, como cota auxiliar (de referência, só para informação);
- nunca leva tolerância própria, porque a sua variação já resulta da soma das tolerâncias das cotas parciais que a compõem.
O veio escalonado tem três troços, cotados individualmente ao longo do eixo: 20, 35 e 15 mm. O comprimento total do veio é a soma:
$$20 + 35 + 15 = 70 \text{ mm}$$
O valor 70 aparece no desenho entre parênteses, (70), como cota de fecho auxiliar, sem tolerância própria. Quem fabrica o veio respeita as tolerâncias das três cotas parciais; o comprimento total resulta naturalmente delas, e nunca se tolera duas vezes a mesma dimensão.
Um erro muito comum é cotar a cota de fecho e todas as cotas parciais, todas com tolerância própria: isso sobredetermina a peça (dá duas formas diferentes de medir a mesma distância, com valores que podem não bater certo) e é considerado um desenho mal cotado, mesmo que cada cota individual esteja correta.
12. Representação de roscas e furos
12.1 Roscas
Uma rosca representa-se de forma simplificada (ISO 6410), não desenhando cada filete: uma linha contínua grossa no diâmetro exterior (o diâmetro nominal) e uma linha contínua fina no diâmetro do núcleo (o fundo do filete), num arco de cerca de três quartos de círculo na vista de topo.
Notação de uma rosca métrica:
- M8: rosca métrica de passo grosso, diâmetro nominal 8 mm.
- M8 × 1: rosca métrica de passo fino, 1 mm entre filetes consecutivos (usa-se quando se precisa de mais superfície de contacto ou de um ajuste mais fino).
- M8 × 20: rosca M8 com 20 mm de comprimento útil de rosca.
12.2 Furos
- Ø8,5: um furo liso de diâmetro 8,5 mm.
- 4× Ø8,5: quatro furos iguais, cotados uma única vez com a indicação da quantidade (aplicação direta da convenção de elementos repetidos do capítulo 8).
- Ø8,5 ↧12: furo de diâmetro 8,5 mm com 12 mm de profundidade (símbolo de profundidade, uma seta apontada para baixo).
- furo escareado (para cabeça de parafuso avelado): indica-se com o símbolo de escareado (um V aberto) antes do diâmetro do cone, por exemplo ⌵ Ø15 × 90°, significando um cone de 90° que abre até Ø15 mm à superfície.
Não confundir o escareado com o chanfro. O escareado (símbolo ⌵) é um furo cónico ou cilíndrico que aloja a cabeça de um parafuso, e tem um símbolo geométrico próprio. O chanfro é apenas uma aresta cortada em bisel para remover uma aresta viva ou facilitar a entrada de uma peça; não tem símbolo geométrico, indica-se por uma nota de cotagem simples, como 1 × 45° (1 mm de chanfro a 45°). São duas coisas diferentes, com notações diferentes, e trocá-las é um erro grave: um operador que lê "escareado" onde devia ler "chanfro" vai maquinar um furo cónico onde só era preciso quebrar uma aresta.
O suporte em L tem dois furos de fixação 4× Ø8,5 (ligeiramente maiores do que um parafuso M8, para permitir folga de montagem), e cada um leva um escareado ⌵ Ø15 × 90°, para alojar a cabeça de um parafuso de embeber e a face exterior ficar lisa. As arestas exteriores da chapa, essas, são apenas chanfradas 1 × 45°, sem escareado nenhum: só quebram a aresta viva, não alojam nada.
13. Simbologia introdutória: tolerâncias, ajustamentos, rugosidades e tolerâncias de forma
Nenhuma máquina produz uma cota exata. Este capítulo dá a primeira leitura dos quatro tipos de simbologia que dizem quanto uma peça real pode desviar-se do valor nominal, e com que acabamento fica pronta. É uma introdução: o toleranciamento geométrico completo (orientação, localização e batimento) e o cálculo detalhado de ajustamentos aprofundam-se noutra UC do curso.
13.1 Tolerâncias dimensionais e o sistema ISO 286
Uma tolerância dimensional define os dois valores extremos entre os quais uma cota real é aceite:
- Ø25 ± 0,1: tolerância simétrica, indicada diretamente.
- Ø25 H7, Ø25 g6: notação do sistema ISO 286, com uma letra (posição do campo de tolerância) e um número (grau de tolerância, ou qualidade IT). Letra maiúscula identifica um furo, minúscula identifica um veio. H/h significam afastamento zero em relação à cota nominal.
- Sem indicação nenhuma: aplica-se a tolerância geral anotada no cartouche (por norma, ISO 2768-m).
13.2 Ajustamentos: um exemplo introdutório
Um ajustamento descreve a relação entre um furo e um veio que encaixam um no outro: se sobra folga (o veio roda ou desliza livremente), se há aperto (ficam fixos por interferência), ou uma transição entre os dois.
O casquilho espaçador (furo Ø35 H8) recebe um veio guia Ø35 e8, um ajustamento de folga larga, próprio para uma peça que desliza sem exigências de precisão. Para o diâmetro 35 mm (gama 30 a 50 mm), a tabela ISO 286 dá:
- Furo H8: afastamento inferior EI = 0; afastamento superior ES = + IT8 = + 0,039 mm. Logo Ø35 H8 = Ø35 ⁺⁰·⁰³⁹₀.
- Veio e8: afastamento superior es = − 0,050 mm (valor tabelado para a gama 30-50 mm); afastamento inferior ei = es − IT8 = − 0,050 − 0,039 = − 0,089 mm. Logo Ø35 e8 = Ø35 ⁻⁰·⁰⁵⁰₋₀,₀₈₉.
Folga máxima = cota máxima do furo − cota mínima do veio = 35,039 − 34,911 = 0,128 mm. Folga mínima = cota mínima do furo − cota máxima do veio = 35,000 − 34,950 = 0,050 mm.
Como a folga mínima já é positiva (0,050 mm), é um ajustamento com folga garantida: o veio nunca fica apertado, mesmo nos valores extremos aceites pela tolerância.
13.3 Rugosidade: acabamento de superfície (ISO 1302 / ISO 21920)
O estado de acabamento de superfície (rugosidade) indica-se com um símbolo em forma de "visto" aberto (duas linhas de comprimento desigual), colocado junto à superfície, seguido do valor do parâmetro Ra (rugosidade média, em micrómetros):
- Símbolo básico: acabamento obtido por qualquer processo, sem exigência sobre o método.
- Símbolo com um círculo inscrito no vértice: a remoção de material está proibida (a superfície fica tal como sai do processo anterior, por exemplo bruto de fundição).
- Símbolo com uma barra horizontal no topo: a remoção de material por maquinação é obrigatória.
| Operação | Ra típico (µm) |
|---|---|
| Torneamento ou fresagem de desbaste | 6,3 a 12,5 |
| Torneamento ou fresagem de acabamento | 1,6 a 3,2 |
| Retificação | 0,2 a 0,8 |
Indica-se um valor de Ra apenas nas superfícies funcionais (as que deslizam, vedam ou encostam a outra peça); uma superfície sem função de contacto fica com a rugosidade natural do processo, sem valor imposto.
13.4 Tolerâncias de forma: primeira leitura da ISO 1101
Uma tolerância dimensional (Ø25 h7) controla apenas o tamanho. Não impede que a superfície saia ligeiramente ovalizada, torta ou tronco-cónica, dentro desse tamanho aceite. As tolerâncias de forma (ISO 1101) controlam isso, comparando a superfície real consigo mesma, sem precisar de nenhuma referência exterior:
| Característica | Símbolo (descrição) | Controla |
|---|---|---|
| Retitude | uma linha reta | o desvio de uma linha em relação a uma reta ideal |
| Planeza | um paralelogramo | o desvio de uma superfície em relação a um plano ideal |
| Circularidade | um círculo | o desvio de uma secção transversal em relação a um círculo ideal |
| Cilindricidade | um círculo com duas linhas inclinadas | circularidade + retitude + paralelismo das geratrizes, em simultâneo, em toda a superfície |
Indica-se num quadro retangular ligado ao elemento por uma linha de chamada: primeiro compartimento com o símbolo, segundo com o valor da tolerância (ex.: ▱ 0,05, uma planeza de 0,05 mm).
Não confundir planeza (forma de uma superfície) com profundidade (uma dimensão de um furo, ver capítulo 12). São conceitos de naturezas completamente diferentes: a planeza é uma tolerância geométrica, sem valor nominal próprio, que limita quanto uma superfície pode ondular; a profundidade é uma cota dimensional normal, o comprimento de um furo. Usam símbolos diferentes e não são intercambiáveis.
As restantes categorias (orientação, localização e batimento, todas com referência) e o cálculo detalhado de ajustamentos com mais qualidades e letras aprofundam-se na UC de desenho de fabrico do teu curso; aqui fica a base para reconheceres a simbologia quando a encontrares.
14. Normas de segurança e saúde no trabalho
O desenho técnico não é uma atividade de risco físico direto, mas insere-se sempre num contexto de oficina e de indústria metalomecânica, e o desenhador tem de conhecer e de anotar corretamente as exigências de segurança que o seu desenho impõe a quem fabrica.
- Postura e ergonomia: mesmo em desenho digital, manter uma postura correta e pausas regulares previne lesões músculo-esqueléticas.
- Instrumentos afiados (compassos, x-atos para maquetas): guardar e manusear com cuidado.
- Sinalização de segurança no desenho: quando a peça se destina a um ambiente de risco (por exemplo, uma proteção de máquina), anotar no desenho as normas aplicáveis e os avisos necessários.
- Consciência do processo a jusante: um desenho ambíguo ou mal cotado obriga o operador a "adivinhar", e uma peça mal interpretada pode ser fabricada com arestas vivas, folgas erradas ou fixações inseguras, criando risco na oficina.
- Planos e normas de segurança da instituição: qualquer trabalho prático de desenho e de oficina segue os planos de segurança do espaço onde decorre (equipamento de proteção individual, distância a máquinas em funcionamento, arrumação da bancada).
Rigor no desenho é também segurança: uma peça bem cotada, com as tolerâncias e os acabamentos certos, fabrica-se sem surpresas. Grande parte dos acidentes de oficina nasce de peças mal definidas que obrigam a improvisar durante o fabrico ou a montagem.
Erros comuns
- Cotar a medida do papel em vez da medida real da peça, sobretudo em escalas de redução (ver capítulo 10).
- Repetir a mesma cota em vistas diferentes, ou cotar todas as cotas parciais e a cota de fecho com tolerância própria.
- Misturar 1.º e 3.º diedro no mesmo desenho, ou esquecer o símbolo do método de projeção no cartouche.
- Hachurar furos, veios, parafusos ou chavetas cortados longitudinalmente.
- Confundir a linha de eixo (traço-ponto fina) com a linha de plano de corte (traço-ponto grossa): é a espessura, não o padrão, que muda o significado.
- Confundir o símbolo de escareado com uma nota de chanfro: notações e significados diferentes.
- Confundir planeza (tolerância de forma) com profundidade (cota dimensional de um furo).
- Esquecer a norma de acabamento em superfícies funcionais (deslizantes, de vedação, de encosto) e deixá-las sem valor de Ra.
Glossário
- Desenho técnico: linguagem gráfica normalizada que descreve, sem ambiguidade, a forma e as dimensões de uma peça.
- Esboço (croqui): desenho técnico à mão livre, sem instrumentos de precisão.
- Traçagem: construção geométrica rigorosa de paralelismos, perpendicularidades e tangências.
- Vista: projeção ortogonal da peça sobre um plano.
- 1.º diedro / 3.º diedro: os dois métodos normalizados de disposição das vistas (europeu e americano).
- Corte: representação que substitui linhas escondidas por linhas visíveis, "serrando" a peça imaginariamente.
- Secção: representação apenas do perfil cortado, sem o resto da peça.
- Hachura: traçado fino a 45° que preenche a zona de material cortado.
- Vista auxiliar, parcial, local, interrompida: convenções para representar detalhes ou faces especiais sem desenhar vistas completas redundantes.
- Escala: relação entre a medida no papel e a medida real da peça.
- Cota de fecho: cota total de uma cadeia de medidas, colocada entre parênteses, sem tolerância própria.
- Ajustamento: relação de folga, transição ou aperto entre um furo e um veio.
- Rugosidade (Ra): parâmetro que mede o acabamento de uma superfície, em micrómetros.
- Tolerância de forma: tolerância geométrica que compara uma superfície consigo mesma, sem referência exterior (retitude, planeza, circularidade, cilindricidade).
- Escareado: furo cónico ou cilíndrico que aloja a cabeça de um parafuso.
- Chanfro: aresta cortada em bisel, indicada por uma nota simples (ex.: 1 × 45°).
Síntese
Um desenho técnico mecânico completo nasce sempre pela mesma sequência: normalização (saber que regras seguir) → esboço (preparar a conceção gráfica) → traçagem (construir com rigor geométrico) → vistas e projeções (escolher o mínimo que define a peça) → cortes e secções (mostrar o interior sem ambiguidade) → convenções (resolver os casos especiais) → tipos de linha (dar significado a cada traço) → escalas (caber no papel sem alterar cotas) → cotagem (dizer as medidas reais, uma só vez cada) → roscas e furos (notação normalizada) → simbologia de tolerâncias, ajustamentos e rugosidade (dizer quanto se pode desviar e com que acabamento) → segurança (em todo o processo). Domina esta base e estás pronto para aprofundar, nas UCs seguintes, o toleranciamento geométrico completo e a cotagem de fabrico por processo.
Exercícios resolvidos
1. Um suporte em L mede 350 mm de comprimento real e é desenhado à escala 1:5. Que valor se escreve na cota do desenho: 70 ou 350?
Resolução: 350. A cota indica sempre a medida real da peça; a escala só altera o tamanho do desenho, nunca o valor escrito na cota. No papel, essa distância mede fisicamente 70 mm (350 ÷ 5), mas é o valor 350 que aparece junto à linha de cota.
2. Um veio tem três troços cotados individualmente em 20, 35 e 15 mm. Como se indica o comprimento total, e leva tolerância própria?
Resolução: o comprimento total é a soma das cotas parciais, 20 + 35 + 15 = 70 mm, e escreve-se entre parênteses, (70), como cota de fecho auxiliar. Não leva tolerância própria: a sua variação resulta já da soma das tolerâncias das três cotas parciais.
3. Que vistas escolherias para um casquilho cilíndrico simples, com furo passante, e porquê?
Resolução: uma única vista de frente, em corte total para mostrar o furo interior, com cotagem de diâmetros (prefixo Ø). Sendo uma peça de revolução, a simetria em torno do eixo torna redundante qualquer vista adicional.
4. Um desenho tem uma superfície funcional Ø35 H8 que recebe um veio Ø35 e8. Calcula a folga máxima e a folga mínima deste ajustamento (gama 30-50 mm: IT8 = 39 µm, es do veio e = −50 µm).
Resolução: furo H8: EI = 0, ES = +39 µm → Ø35 ⁺⁰·⁰³⁹₀. Veio e8: es = −50 µm, ei = es − IT8 = −50 − 39 = −89 µm → Ø35 ⁻⁰·⁰⁵⁰₋₀,₀₈₉. Folga máxima = 35,039 − 34,911 = 0,128 mm. Folga mínima = 35,000 − 34,950 = 0,050 mm. É um ajustamento com folga garantida.
5. Um furo tem um escareado cónico a 90° até Ø15, e a aresta exterior da chapa é só chanfrada a 1×45°. Um colega troca as notações no desenho. Que consequência tem isso na oficina?
Resolução: o operador que ler "chanfro 1×45°" onde devia ler "escareado ⌵ Ø15×90°" vai apenas quebrar a aresta do furo, sem abrir o cone que aloja a cabeça do parafuso: o parafuso de embeber ficaria saliente. E se ler "escareado" onde era só um chanfro de aresta, vai maquinar um cone desnecessário numa aresta exterior. As duas notações têm significados e símbolos diferentes e não são intercambiáveis.
6. Que diferença há entre a tolerância de planeza e a cota de profundidade de um furo, e porque não se pode confundir uma com a outra?
Resolução: a planeza (símbolo: um paralelogramo, ISO 1101) é uma tolerância geométrica de forma, sem valor nominal próprio: limita quanto uma superfície pode ondular em relação a um plano ideal. A profundidade é uma cota dimensional normal (símbolo de seta para baixo, ↧), o comprimento de um furo. São de naturezas diferentes, com símbolos diferentes; a planeza controla forma, a profundidade controla tamanho.