UC02884

Efetuar desenho de fabrico

Toleranciamento geométrico, ajustamentos, sistema de furo normal e estados de acabamento

Curso profissional · 50h · Técnico de Desenho e Projeto de Moldes

Plano

  1. Desenho técnico mecânico: projeções, vistas, cortes e secções
  2. Normas do desenho de fabrico
  3. Cotagem nominal e cotagem de fabrico
  4. Toleranciamento dimensional geral e individual
  5. Sistema de furo normal e cotagem funcional
  6. Ajustamentos: folgas, apertos e transições
  7. Qualidades de fabrico e tolerância
  8. Toleranciamento geométrico: fundamentos e quadro de tolerância
  9. Categorias: forma, orientação, localização e batimento
  10. Princípio de independência e exigência de envolvente
  11. Máxima e mínima matéria, e tolerância projetada
  12. Acumulação de tolerâncias
  13. Simbologia de acabamento de superfícies: Ra e Rz
  14. Legendas, lista de peças, balões e anotações
  15. Normas de segurança e saúde no trabalho

Bloco 1 · Projeções, vistas, cortes e secções

Porque a escolha de vistas não é decorativa

Um desenho de fabrico começa por decidir o mínimo de vistas que definem a peça sem ambiguidade, adequado ao processo que a vai produzir.

  • Peça de revolução (torneada) → tipicamente uma vista, com cotagem de diâmetros (Ø).
  • Peça prismática (fresada) → normalmente duas ou três vistas.
  • Cortes: substituem linhas escondidas por linhas visíveis, para mostrar furos e roscas interiores.
  • Secções: mostram só o perfil cortado, sem repetir a peça inteira.

Exemplo: a placa de fixação

Chapa retangular com furo central e quatro furos de fixação nos cantos.

  • Vista de frente: em corte total pelo eixo do furo central, para mostrar o furo e a espessura sem linhas escondidas.
  • Vista de topo: mostra a disposição em planta dos quatro furos de fixação.

Esta é a peça que acompanha toda a UC, ao lado do veio de comando de uma corrediça.

Bloco 2 · Normas do desenho de fabrico

As normas que atravessam a UC

Um desenho de fabrico só é lido da mesma forma em qualquer oficina se seguir normas comuns.

Norma O que regula
ISO 129-1 regras de cotagem
ISO 286 tolerâncias e ajustamentos
ISO 1101 toleranciamento geométrico
ISO 8015 princípios gerais de toleranciamento
ISO 1302 / ISO 21920 acabamento de superfícies
ISO 2768 tolerâncias gerais

Bloco 3 · Cotagem nominal e de fabrico

Nominal vs fabrico

A cota nominal (Ø13, 120, R3) descreve a geometria, sem dizer quanto pode variar.

A cotagem de fabrico acrescenta:

  • Referências de maquinação, coincidindo com a face que fixa a peça.
  • Tolerância em cada cota crítica.
  • Ordem coerente com a sequência operatória.

Duas regras não negociáveis: cada cota indica-se uma só vez (a cota de fecho só existe entre parênteses, sem tolerância), e cota-se sempre a medida real da peça, nunca a medida do papel.

Bloco 4 · Toleranciamento geral e individual

Tolerância geral (ISO 2768)

Aplica-se, por uma única nota no cartouche, a todas as cotas sem tolerância individual: "Cotas sem tolerância indicada: ISO 2768-mK".

Classe Rigor Uso típico
f mais apertada mecânica de precisão
m corrente a maioria das peças
c larga peças pouco críticas
v mais larga fundição em bruto

A letra K/H/L refere-se à parte geométrica da ISO 2768, para as cotas sem tolerância geométrica individual.

Tolerância individual: só onde a função exige

A tolerância individual aplica-se cota a cota, sempre que a função pede mais (ou menos) rigor do que a tolerância geral oferece.

  • Ajustamentos com casquilho ou veio.
  • Furos de guiamento.
  • Cotas críticas de montagem.

Regra prática: usar a tolerância geral sempre que a função o permite; tolerância individual só onde é mesmo necessária. Tolerar tudo individualmente encarece a peça sem benefício.

Bloco 5 · Sistema de furo normal

Furo normal vs veio normal

  • Sistema furo normal: o furo mantém sempre H (EI = 0); varia-se a tolerância do veio (g, f, k, p...) conforme o ajustamento.
  • Sistema veio normal: o veio mantém sempre h (es = 0); varia-se a tolerância do furo.

A indústria usa sobretudo o furo normal: é mais fácil tornear um veio a qualquer diâmetro exato do que produzir furos de medidas diferentes, que exigem uma ferramenta (broca, alargador) por diâmetro. Mantendo o furo sempre H, varia-se só o veio.

O veio normal só compensa com varão calibrado de catálogo, já a uma medida h fixa.

Bloco 6 · Ajustamentos

Ajustamento com folga larga: Ø22 H7/f7

Pino de centragem desmontável com frequência.

  • Furo H7 (18-30mm, IT7=21µm): Ø22 ⁺⁰·⁰²¹₀.
  • Veio f7 (es=−20µm): ei = −20−21 = −41µm → Ø22 ⁻⁰·⁰²⁰₋₀,₀₄₁.

Folga máxima = 22,021 − 21,959 = 0,062 mm.
Folga mínima = 22,000 − 21,980 = 0,020 mm.

Cota média do furo = (22,021+22,000)/2 = 22,0105; do veio = (21,980+21,959)/2 = 21,9695. Folga média = 22,0105 − 21,9695 = 0,041 mm.

Folga garantida: entra e sai à mão, sem forçar.

Ajustamento de transição: Ø20 H7/k6

Veio de comando que monta num casquilho quase sem jogo, mas desmontável.

  • Furo H7: Ø20 ⁺⁰·⁰²¹₀.
  • Veio k6 (ei=+2µm, IT6=13µm): es = 2+13 = +15µm → Ø20 ⁺⁰·⁰¹⁵₊₀,₀₀₂.

Máxima folga = 20,021 − 20,002 = 0,019 mm.
Máximo aperto = 20,000 − 20,015 = −0,015 mm (aperto).

Consoante os valores reais, o mesmo par pode dar folga pequena ou aperto ligeiro: daí "transição".

Escolher o ajustamento pela função

Ajustamento Tipo Uso típico
H7/f7, H7/g6 folga rotação ou deslize livre
H7/h6 folga mínima centragem sem jogo, desmontável à mão
H7/k6, H7/n6 transição localização precisa, ferramenta para desmontar
H7/p6, H7/s6 aperto fixação permanente por interferência

Bloco 7 · Qualidades de fabrico

Relacionar qualidade (IT) com processo

Qualidade IT Processos típicos Aplicação
IT5-IT6 retificação, brunimento ajustamentos apertados
IT6-IT8 torneamento/fresagem de acabamento ajustamentos correntes
IT8-IT11 torneamento/fresagem normal cotas gerais
IT11-IT14 processos correntes de oficina tolerância geral
IT14-IT18 fundição, forjamento, laminagem dimensões brutas

Pedir H7/g6 a uma peça em bruto de fundição é pedir o impossível ao processo.

Bloco 8 · Toleranciamento geométrico: fundamentos

Porque o tamanho não chega

Ø25 H7 controla o tamanho. Mas uma peça com o diâmetro certo pode ainda ser torta, ovalizada ou fora de posição, e não encaixar. O toleranciamento geométrico (ISO 1101) controla forma, orientação, localização e batimento.

┌───┬─────────┬───┬───┐
│ ⊕ │ Ø0,3 Ⓜ  │ A │ B │
└───┴─────────┴───┴───┘

Quadro: símbolo da característica, valor da tolerância, e referências por ordem de prioridade.

Referências (datums)

Uma referência é uma superfície, eixo ou plano real, escolhido por desempenhar a função de localizar ou orientar as restantes. Identifica-se por uma letra maiúscula, por ordem de importância: primária (A), secundária (B), terciária (C).

Exemplo, a placa de fixação:

  • A = face de encosto na prensa (fixa a orientação).
  • B = eixo do furo central (fixa a posição).

Os quatro furos de fixação toleram-se em posição a partir de A e B, tal como a peça fica montada.

Bloco 9 · Categorias do toleranciamento geométrico

Forma (sem referência)

Característica Símbolo (descrição) Controla
Retitude uma linha reta desvio de uma linha em relação a uma reta ideal
Planeza um paralelogramo desvio de uma superfície em relação a um plano ideal
Circularidade um círculo desvio de uma secção em relação a um círculo ideal
Cilindricidade círculo + duas linhas inclinadas circularidade + retitude + paralelismo, em toda a superfície

Nunca precisam de referência: comparam a superfície consigo mesma.

Orientação e localização (com referência)

Característica Símbolo (descrição) Controla
Paralelismo duas linhas paralelas elemento paralelo a uma referência
Perpendicularidade um ângulo reto elemento a 90° de uma referência
Inclinação um ângulo aberto elemento a um ângulo especificado ≠ 90°
Posição círculo com cruz dentro localização em relação a referências e cotas teóricas
Coaxialidade dois círculos concêntricos eixo coincidente com o eixo de uma referência
Simetria três traços horizontais elemento centrado num plano de referência

Batimento (com referência, envolve rotação)

Característica Símbolo (descrição) Controla
Batimento circular uma seta simples desvio num único plano, numa rotação completa
Batimento total duas setas o mesmo desvio, ao longo de toda a superfície

O batimento total controla, em simultâneo, forma, orientação e posição relativas ao eixo de referência.

Exemplo: o veio de comando roda apoiado em Ø20 k6 (referência A). A face do colar tem batimento circular 0,03 em relação a A.

Bloco 10 · Independência e envolvente

Princípio de independência

Por defeito (ISO 8015): cada requisito, dimensional ou geométrico, verifica-se de forma independente, salvo indicação em contrário.

Uma tolerância dimensional (Ø25 ±0,01) não limita, por si só, o erro de forma. Uma peça oval pode estar dentro da tolerância de diâmetro e, mesmo assim, falhar a cilindricidade, verificada à parte.

Simplifica a leitura do desenho, mas obriga a pensar explicitamente na forma sempre que ela for funcionalmente importante.

Exigência de envolvente (Ⓔ)

Quando o encaixe tem de ser garantido, a independência sozinha não chega. O símbolo Ⓔ, a seguir à cota (ex.: Ø20 k6 Ⓔ), obriga a peça a caber num envelope de forma perfeita, no tamanho de máxima matéria:

  • Veio: envelope no diâmetro máximo admissível.
  • Furo: envelope no diâmetro mínimo admissível.

Exemplo: Ø20 k6 Ⓔ garante que o veio de comando, mesmo com um pequeno erro de forma, cabe sempre num cilindro perfeito de Ø20,015.

Bloco 11 · Máxima e mínima matéria, tolerância projetada

MMC e LMC

  • Máxima matéria (MMC): mais material. Veio → cota máxima; furo → cota mínima.
  • Mínima matéria (LMC): menos material. Veio → cota mínima; furo → cota máxima.

O símbolo Ⓜ junto a uma tolerância geométrica liga-a à condição de máxima matéria: a peça pode "trocar" folga extra por tolerância geométrica adicional, sem pôr em causa a montagem. Ⓛ é o equivalente para a mínima matéria.

Tolerância bónus com Ⓜ

Furo Ø13 +0,2/0 (MMC = 13,0; LMC = 13,2), tolerância de posição Ø0,3 Ⓜ.

  • No MMC (Ø13,0): disponível exatamente Ø0,3.
  • Furo real a Ø13,15: bónus = 13,15 − 13,00 = 0,15. Disponível = 0,3 + 0,15 = Ø0,45.
  • No LMC (Ø13,2): bónus máximo = 0,2. Disponível = 0,3 + 0,2 = Ø0,5.

Mais folga de montagem → mais tolerância de posição permitida, sem risco de colisão.

Tolerância projetada (Ⓟ)

Um furo roscado que recebe um perno prisioneiro saliente tem um problema: um pequeno desvio de posição na espessura da placa amplifica-se na ponta do perno, onde ele encaixa noutra peça.

A tolerância projetada projeta a zona de tolerância para fora da peça, ao longo do comprimento útil do elemento acoplado: ⊕ Ø0,1 Ⓟ 20 A.

Bloco 12 · Acumulação de tolerâncias

Cadeia vs paralelo

Três troços em cadeia: A = 15 ±0,05, B = 25 ±0,05, C = 10 ±0,05.

  • Nominal total = 15+25+10 = 50 mm.
  • Tolerância acumulada (pior caso) = 0,05+0,05+0,05 = ±0,15 mm.
  • Comprimento total pode variar entre 49,85 e 50,15.

Cotagem em paralelo (a partir da mesma referência): fim de A a 15±0,05; fim de B a 40±0,05; extremo a 50±0,05. A cota final não acumula: continua ±0,05.

Bloco 13 · Acabamento de superfícies: Ra e Rz

O símbolo e os dois parâmetros

Símbolo em "visto" aberto junto à superfície:

  • Básico: qualquer processo.
  • Com círculo no vértice: remoção de material proibida.
  • Com barra no topo: remoção de material obrigatória.
Parâmetro Mede Sensível a
Ra média aritmética dos desvios do perfil variações contínuas (é uma média)
Rz média das maiores alturas pico-vale um defeito pontual (um risco isolado)

Onde especificar cada um

Operação Ra típico (µm)
Desbaste (torno/fresa) 6,3 a 12,5
Acabamento (torno/fresa) 1,6 a 3,2
Retificação 0,2 a 0,8

Placa de fixação: a face de encosto na prensa leva Ra 3,2. Uma face de vedação de um casquilho de refrigeração, onde um único risco causa fuga, leva Rz especificado, precisamente porque é o pico isolado, não a média, que compromete a função.

Bloco 14 · Legendas, lista de peças e anotações

Cartouche, balões e lista de peças

O cartouche reúne: título, número e revisão, escala, projeção, material, tratamento, tolerância geral (ex.: ISO 2768-mK) e nota geral de rugosidade, autor e data.

No desenho de conjunto, cada peça recebe um balão, ligado a um item da lista de peças (designação, quantidade, material, observações).

Exemplo: balão 1 = placa de fixação; balão 2 = veio de comando; balão 3 = casquilho guia.

Anotações que evitam adivinhar

As anotações completam o que a geometria e a cotagem não dizem:

  • Notas de tratamento térmico ("cementar e temperar HRC 58-62").
  • Sentido de montagem.
  • Referência à sequência operatória.
  • Remissão às normas gerais aplicadas.

Uma anotação em falta obriga o operador a adivinhar, exatamente o que um bom desenho de fabrico nunca permite.

Bloco 15 · Segurança no trabalho

Regras que atravessam qualquer oficina

  • EPI: óculos sempre; proteção auditiva em máquinas ruidosas; calçado de proteção; nunca luvas junto de peças em rotação.
  • Fixar sempre a peça e a ferramenta antes de ligar a máquina.
  • Resguardos sempre no lugar.
  • Cabelo preso e roupa justa, nada solto perto de veios em rotação.
  • Verificação sempre com a máquina parada.

Fazem parte do referencial da UC, tal como o rigor no toleranciamento.

Recapitulando

  • Cotagem de fabrico: referências reais, cotada uma só vez, sempre pela medida real da peça.
  • Toleranciamento dimensional (geral e individual) + sistema de furo normal para calcular ajustamentos coerentes com a qualidade do processo.
  • Toleranciamento geométrico: forma, orientação, localização, batimento, apoiado em referências.
  • Independência, envolvente (Ⓔ), MMC/LMC (Ⓜ/Ⓛ) e tolerância projetada (Ⓟ) ligam tamanho, forma e montagem.
  • Acumulação de tolerâncias, Ra/Rz, cartouche, balões, lista de peças, anotações e segurança fecham o desenho de fabrico.

Próximo: fichas e projeto, desenho de fabrico completo de peças reais.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: escolher vistas em função do PROCESSO de fabrico é um critério de desempenho explícito da UC, não um detalhe estético. - erro comum: desenhar vistas a mais "para garantir", o que sobrecarrega e confunde o desenho. - exemplo: a placa de fixação do nosso fio condutor precisa de só duas vistas (corte total de frente + planta de topo).

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o corte resolve exatamente o problema que a vista de frente sozinha não resolveria (furo interior invisível). - pergunta: porque não precisamos de uma terceira vista lateral nesta peça? (é simétrica, a planta já mostra tudo o resto). - ligar já ao que vem a seguir: estas duas peças vão acumular tolerância dimensional e geométrica ao longo da UC.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: não é preciso decorar números, é preciso saber qual norma resolve qual problema. - erro comum: misturar convenções de normas diferentes no mesmo desenho. - ao longo dos blocos seguintes, voltar a esta tabela sempre que surgir uma norma nova.

NOTAS DO PROFESSOR - exemplo: o furo central da placa tem Ø26 na peça real; desenhado a escala 1:2, a cota escrita continua Ø26, nunca 13. - erro comum: alunos que "medem o desenho" em vez de escrever a cota da peça real. - enfatizar: cotagem funcional = cotar a partir das superfícies que desempenham a função, não por conveniência de desenho.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a tolerância geral cobre a MAIORIA das cotas de uma peça; é o ponto de partida, não a exceção. - erro comum: esquecer de escrever a nota de tolerância geral no cartouche, deixando o desenho incompleto. - ligar à atitude "rigor": escolher a classe certa (f/m/c/v) é uma decisão de projeto, não um valor por defeito do software.

NOTAS DO PROFESSOR - perguntar à turma: qual o custo de tolerar uma cota mais apertado do que precisa? (mais rejeições, mais tempo de máquina, mais controlo). - erro comum: deixar uma cota de ajustamento crítico à tolerância geral, arriscando uma peça que não encaixa. - exemplo: numa placa com 20 cotas, talvez só 3 ou 4 precisem de tolerância individual.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a razão é económica e prática (menos ferramentas), não é uma regra arbitrária. - erro comum: pensar que "furo normal" significa que o furo não tem tolerância. Tem sempre H, com o seu próprio IT. - pergunta: se comprarmos um veio calibrado já retificado, faz mais sentido veio normal ou furo normal? (veio normal).

NOTAS DO PROFESSOR - fazer a conta com a turma no quadro, passo a passo. - erro comum: trocar es com ei ao calcular o afastamento inferior do veio. - ligar à secção seguinte: nem todos os ajustamentos dão sempre folga.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: transição não é "meio termo garantido", é incerteza controlada dentro de limites. - erro comum: assumir que k6 dá sempre folga, só porque é "menos apertado" que p6. - exemplo de uso: localização precisa, montagem/desmontagem com ferramenta.

NOTAS DO PROFESSOR - pedir à turma para classificar 3 casos reais (veio de motor, casquilho de bucha, rolamento em caixa) nesta tabela. - erro comum: escolher aperto onde só é preciso transição, encarecendo a montagem/desmontagem. - síntese do bloco: o ajustamento é escolhido pela FUNÇÃO, o cálculo só confirma os números.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: relacionar tolerância com processo ANTES de cotar evita peças impossíveis de fabricar. - erro comum: copiar uma tolerância apertada de outro desenho sem verificar se o processo a atinge. - exemplo: pedir tolerância geral (larga) numa cota de ajustamento garante que a peça não encaixa.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o toleranciamento dimensional e o geométrico respondem a perguntas diferentes (tamanho vs forma/posição). - erro comum: pensar que uma tolerância dimensional apertada substitui uma tolerância geométrica. - desenhar o quadro no quadro da sala e pedir à turma para o "ler" em voz alta.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: as referências escolhem-se pela função de montagem, não pela face mais fácil de desenhar. - erro comum: escolher uma referência secundária que não restringe nada que a primária já não restrinja. - ligar ao próximo bloco: sem referência, orientação/localização/batimento não fazem sentido.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cilindricidade é a mais exigente das quatro, porque combina as outras três. - erro comum: confundir circularidade (uma secção) com cilindricidade (a superfície toda). - exemplo rápido: um veio pode ser perfeitamente circular em cada secção e, ainda assim, ser "banana" ao longo do comprimento (falha cilindricidade).

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: posição é a mais usada na indústria, substitui a cotagem X/Y tradicional de cada furo. - erro comum: usar perpendicularidade quando o ângulo pretendido não é 90° (aí é inclinação). - exemplo: a face de topo do casquilho leva perpendicularidade 0,02 ao eixo do furo (referência A).

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: batimento só faz sentido em peças que rodam; é a característica ligada à função de rotação. - erro comum: confundir batimento circular (um plano) com batimento total (a superfície toda). - pergunta: porque é que o batimento total é mais exigente? (soma forma + orientação + posição de uma vez).

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: "independente" não é uma opção do desenhador, é a regra por defeito da norma. - erro comum: assumir que a tolerância dimensional "já trata" da forma. - perguntar: então como se garante a forma quando é crítica? (resposta no próximo slide, exigência de envolvente).

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a exigência de envolvente é a exceção deliberada ao princípio de independência. - erro comum: aplicar Ⓔ em toda a peça "por segurança"; usar só onde o encaixe é crítico. - exemplo contrário: uma face sem função de encaixe não precisa de Ⓔ.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: para um FURO, MMC é o valor mais pequeno (menos foi retirado); é o erro mais comum a decorar ao contrário. - erro comum: aplicar Ⓜ e Ⓛ trocados. - ligar ao próximo slide: o cálculo do bónus.

NOTAS DO PROFESSOR - fazer a conta toda com a turma, um passo de cada vez. - erro comum: esquecer que o bónus é a DIFERENÇA em relação ao MMC, não ao valor nominal. - perguntar: o que acontece se o furo sair exatamente no MMC? (zero bónus, só a tolerância especificada).

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o problema real está na ponta do perno, não dentro do furo; a norma resolve isso projetando a zona. - erro comum: tolerar o furo como se fosse um furo liso comum, ignorando o comprimento saliente. - exemplo: comparar com um parafuso comum (sem saliência fixa), onde a tolerância projetada normalmente não se aplica.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a tolerância acumulada é sempre a SOMA, mesmo que cada cota individual esteja "boa". - erro comum: cotar em cadeia uma dimensão que é crítica para a montagem final. - pergunta: o que se perde ao passar para cotagem em paralelo? (a garantia apertada do troço isolado B).

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: Ra pode "esconder" um pico isolado que a Rz revela. - erro comum: usar sempre Ra por hábito, mesmo quando a função exige controlar um pico isolado (vedação). - exemplo: uma face de vedação com um único risco profundo pode ter Ra baixo e, ainda assim, vazar.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: escolher Ra ou Rz é uma decisão funcional, não uma preferência arbitrária. - erro comum: especificar um Ra muito apertado numa superfície sem função de contacto, encarecendo sem ganho. - ligar ao próximo bloco: estes valores vão para o cartouche e para as anotações.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o cartouche é o que permite identificar o desenho sem dúvidas, em qualquer oficina. - erro comum: numerar balões sem correspondência exata com a lista de peças. - exercício rápido: construir a lista de peças dos três itens do nosso fio condutor.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a anotação é tão parte do desenho de fabrico quanto a cota ou a tolerância. - erro comum: deixar uma nota de tratamento térmico implícita "porque se percebe pelo material". - ligar ao próximo bloco: segurança também se anota e se cumpre, não se presume.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: uma peça perfeita produzida com um acidente pelo caminho não é um trabalho bem feito. - erro comum: tirar as luvas só depois de já estar junto da máquina em rotação, e não antes. - fechar com a ligação às atitudes do referencial: responsabilidade, rigor, autodisciplina.