TREINAMENTO DE DESENHO MECÂNICO BÁSICO Instrutor: Carga Horária: 10 h Volta Redonda 2024 SUMÁRIO 1) PROJEÇÃO ................................................................................................................................................ 3 2) DIEDROS .................................................................................................................................................... 3 3) VISTAS ........................................................................................................................................................ 3 4) LINHAS ........................................................................................................................................................ 4 5) VISTA EM CORTE ................................................................................................................................... 10 6) COTAGEM ................................................................................................................................................ 11 7) CONVERSÃO DE UNIDADES DE MEDIDA ....................................................................................... 12 8) ACABAMENTO SUPERFICIAL ............................................................................................................. 13 9) TOLERÂNCIA DIMENSIONAL: ............................................................................................................. 16 10) TOLERÂNCIA GEOMÉTRICA ............................................................................................................. 19 10.1) TOLERÂNCIA DE FORMA ........................................................................................................... 21 11) INDICAÇÃO DE TOLERÂNCIA E AJUSTE....................................................................................... 21 12) INTERFERÊNCIA .................................................................................................................................. 25 13) ESCALA .................................................................................................................................................. 26 14) NORMAS ................................................................................................................................................. 28 14.1) NORMA CHAVETA ........................................................................................................................ 28 14.2) NORMA FURAÇÃO ....................................................................................................................... 30 14.3) NORMA TOLERÂNCIA ................................................................................................................. 31 15) DILATAÇÃO TÉRMICA......................................................................................................................... 32 GABARITO .................................................................................................................................................... 35 2 DESENHO MECÂNICO: Representação de peças (3D) no papel (2D) com as informações necessárias e suficientes para o entendimento por qualquer pessoa capacitada. 1) PROJEÇÃO Representação gráfica de uma vista de uma peça em um plano. 2) DIEDROS Regiões oriundas do cruzamento de dois planos de projeção. No Brasil a ABNT recomenda projeção no 1° Diedro. Nos EUA utiliza-se o 3° Diedro. 3) VISTAS Projeções com a finalidade de detalhamento da peça. VF: Vista Frontal – MAIOR REQUINTES DE DETALHES; VS: Vista Superior; VLD: Vista Lateral Direita; VLE: Vista Lateral Esquerda; VI: Vista Inferior; VT: Vista traseira. 3 4) LINHAS Traçados que representam detalhes das peças. 4 Exemplo 1: Represente, à mão livre, a peça abaixo no 3° Diedro. As cotas não são relevantes, mas sim a proporcionalidade. 5 Exemplo 2: Represente, à mão livre, a peça do exemplo 1 no 1° Diedro. 4.1) Exercícios: Exercício 1: Represente, à mão livre, a peça abaixo no 1° Diedro. As cotas não são relevantes, mas sim a proporcionalidade. Exercício 2: Represente, à mão livre, as peças abaixo no 1° Diedro. Utilize apenas as projeções (vistas) necessárias e suficientes. 6 Observação: O excesso de projeções (vistas desnecessárias para o detalhamento da peça) polui o desenho. Exercício 3: Identifique as vistas VF, VS, VLD e VLE. 7 8 Exercício 4: Faça as vistas no 3º diedro das peças a seguir: Figura 1 – Roda. 9 Figura 2 – Mancais. 5) VISTA EM CORTE Divisão imaginária de uma peça em um plano com a finalidade de realçar um detalhe não visível ou de difícil interpretação. O corte é identificado com por uma linha traço-ponto larga nas extremidades e na mudança de direção, acompanhadas de duas setas e letras, que determinam a posição do observador. Observação: A superfície cortada, “seção”, deverá ser representada por hachura, de acordo com o material da peça. 10 Exercício 5: Represente, à mão livre, o corte A-A indicado na peça abaixo. 6) COTAGEM Inserção de informação numérica da medida projetada ou de localização de um detalhe (ex. posição de um furo). As cotas possuem os seguintes elementos: 11 Observações: As linhas de cota são finas e limitadas por setas nas extremidades (ou traços); A unidade padrão de desenhos mecânicos, é o milímetro, sendo dispensado a adição do símbolo “MM” após a medida. Caso a unidade seja outra (CM, M etc.), deve constar a unidade posterior a cota ou identificado no carimbo do desenho; As cotas devem ser inseridas de modo que o desenho seja lido da esquerda para a direita e de baixo para cima; Deve-se evitar cotas repetidas a fim de deixar o desenho mais “limpo”. 7) CONVERSÃO DE UNIDADES DE MEDIDA 12 Exercício 6: Converta as medidas para milímetros: 3 ½” __________ 18 ¼ in __________ 5yd __________ 3’ __________ 2Ft __________ 8) ACABAMENTO SUPERFICIAL É o grau de rugosidade (Ra – rugosidade média) observado na superfície da peça A ABNT adota o desvio médio aritmético (Ra) para determinar os valores da rugosidade, que são representados por classes de rugosidade N1 a N12, correspondendo cada classe a valor máximo em µm, como se observa na tabela seguinte. 13 Observação: Em montagens com interferência, o acabamento superficial é imprescindível. A norma ABNT NBR 8404 normaliza a indicação do estado de superfície em desenho técnico por meio de símbolos: 14 15 Exercício 7: Faça a interpretação da indicação de tolerância da peça abaixo e responda: O que significa o número 1 e a indicação N8? 9) TOLERÂNCIA DIMENSIONAL: Variação permitida de uma dimensão nominal. A tolerância é necessária para garantir a intercambialidade entre peças. 16 As tolerâncias podem ser indicadas por afastamento (30 +0,021/-0,000) ou simbologia alfanumérica (30 H7). As tolerâncias dimensionais para faces internas e externas são tabeladas na norma NBR 6158 - Sistema de tolerâncias e ajustes. 17 Observações: A unidade de medida para tolerância é o micrometro µm (0,001mm); A tolerância aplica-se a peças de qualquer formato, não só a peças cilíndricas (ex. chaveta); Letras MAIÚSCULAS representam dimensões internas e letras minúsculas, representam dimensões externas; Qualidade de trabalho (ou grau de tolerância e acabamento) varia de acordo com a função que as peças desempenham nos conjuntos. Essas qualidades são designadas por IT acrescidas de números. Observe o desenho abaixo: Neste exemplo, a dimensão nominal do diâmetro do pino é 20 mm. Os afastamentos são: + 0,28 mm e + 0,18 mm O sinal “+” indica que os afastamentos são positivos, isto é, que as variações da dimensão nominal são para valores maiores. O afastamento de maior valor (0,28 mm, no exemplo) é chamado de afastamento superior; o de menor valor (0,18 mm) é chamado de afastamento inferior. Tanto um quanto outro indicam os limites máximo e mínimo da dimensão real da peça. Somando o afastamento superior à dimensão nominal obtemos a dimensão máxima, isto é, a maior medida aceitável da cota depois de executada a peça. Então, no exemplo dado, a dimensão máxima do diâmetro corresponde a: 20 mm + 0,28 mm = 20,28 mm. Somando o afastamento inferior à dimensão nominal obtemos a dimensão mínima, isto é, a menor medida que a cota pode ter depois de fabricada. No mesmo exemplo, a 18 dimensão mínima é igual a 20 mm + 0,18 mm, ou seja, 20,18 mm. Assim, os valores: 20,28 mm e 20,18 mm correspondem aos limites máximo e mínimo da dimensão do diâmetro da peça. Depois de executado, o diâmetro da peça pode ter qualquer valor dentro desses dois limites. A dimensão encontrada, depois de executada a peça, é a dimensão efetiva ou real; ela deve estar dentro dos limites da dimensão máxima e da dimensão mínima. 10) TOLERÂNCIA GEOMÉTRICA As tolerâncias associadas à geometria das peças devem ser definidas quando: As tolerâncias dimensionais não foram suficientes pelas necessidades e exigências do projeto; Houver processos de fabricação e disponibilidade de equipamentos; Os custos de fabricação forem compatíveis aos custos do produto. Observe o exemplo abaixo: A figura da esquerda mostra o desenho técnico de um pino, com indicação das tolerâncias dimensionais. A figura da direita mostra como ficou a peça depois de executada, com a indicação das dimensões efetivas. 19 Note que, embora as dimensões efetivas do pino estejam de acordo com a tolerância dimensional especificada no desenho técnico, a peça real não é exatamente igual à peça projetada. Pela ilustração você percebe que o pino está deformado. Exercício 8: Analise o desenho abaixo e assinale as opções corretas: ( ) Se eu tivesse que representar a peça acima em um desenho técnico, eu poderia deixar a representação da peça com apenas esta única vista. ( ) Cada dimensão real local da peça acima deve estar dentro das dimensões de _______ mínimo material e de ______ para o máxima material. ( ) Na condição de mínimo material, o desvio de retilinidade deverá ser de no máximo de _______. ( ) Na condição de máximo material, o desvio de retilinidade deverá ser de no máximo de _______. ( ) Ao medir com um paquímetro, o diâmetro da peça acima, eu encontro a dimensão de ø22,05. Eu posso considera-la como dentro do especificado em desenho. ( ) Ao dimensionar uma peça em que este eixo será montado, o diâmetro do furo seria de no mínimo ø22,20. Pois caso menor, poderia haver interferência. Exercício 9: Analise o desenho abaixo e responda: 20 ( ) Qual é o desvio de perpendicularidade permitido, se o diâmetro do pino for ø15,99? _______. ( ) Na condição de máximo material, o desvio de perpendicularidade deverá ser de no máximo de 0,1. 10.1) TOLERÂNCIA DE FORMA As tolerâncias de forma limitam os afastamentos de um dado elemento em relação à sua forma geométrica teórica. 11) INDICAÇÃO DE TOLERÂNCIA E AJUSTE 21 Campo de tolerância É o conjunto dos valores compreendidos entre as dimensões máxima e mínima. O sistema ISO prevê 28 campos representados por letras, sendo as maiúsculas para furos e as minúsculas para eixos: Ajustes Sistema de ajustes compreendendo eixos e furos pertencentes a um sistema de tolerâncias. Sistema de ajustes eixo-base: sistema no qual as folgas ou interferências exigidas são obtidas pela associação de furos de várias classes de tolerâncias com eixos de uma única classe de tolerâncias. Neste sistema a dimensão do eixo é idêntica à dimensão nominal, isto é, o afastamento superior é zero. Notas: 22 a) As linhas contínuas horizontais representam os afastamentos fundamentais para furos ou eixos. b) As linhas tracejadas representam os outros afastamentos e mostram a possibilidade de diferentes combinações entre furos e eixos, relacionados ao seu grau de tolerância (por exemplo: G7/h4, H6/h4, M5/h4). Sistema de ajuste furo-base: sistema de ajuste no qual as folgas ou interferências exigidas são obtidas pela associação de eixos de várias classes de tolerâncias, com furos de uma única classe de tolerâncias. Neste sistema a dimensão mínima do furo é idêntica à dimensão nominal, isto é, o afastamento inferior é zero. Ajuste incerto: É o ajuste intermediário entre o ajuste com folga e o ajuste com interferência. Neste caso, o afastamento superior do eixo é maior que o afastamento inferior do furo, e o afastamento superior do furo é maior que o afastamento inferior do eixo. 23 24 Exercício 10: Escreva, junto às cotas dos desenhos abaixo, as tolerâncias ISO-ABNT de acordo com os tipos de ajuste indicados: 12) INTERFERÊNCIA Interferência: Diferença negativa entre as dimensões do furo e do eixo, antes da montagem, quando o diâmetro do eixo é maior que o diâmetro do furo. Interferência mínima: diferença negativa entre a dimensão máxima do furo e a dimensão mínima do eixo. Interferência máxima: diferença negativa entre a dimensão mínima do furo e a dimensão máxima do eixo. Ajuste com interferência: ajuste no qual ocorre uma interferência entre o furo e o eixo quando montados, isto é, a dimensão máxima do furo é sempre menor ou, em caso extremo, igual à dimensão mínima do eixo. 25 Exercício 11: Observe o desenho abaixo e assinale o tipo de ajuste correspondente: a) ( ) Ajuste com folga. b) ( ) Ajuste com interferência. c) ( ) Ajuste com incerto. 13) ESCALA Existem peças. que não podem ser representados em seu tamanho real. Alguns são muito grandes para caber numa folha de papel. Outros são tão pequenos, que se os reproduzíssemos em tamanho real seria impossível analisar seus detalhes. A escala é uma forma de representação que mantém as proporções das medidas lineares do objeto representado. Nos desenhos em escala, as medidas lineares do objeto real ou são mantidas, ou então são aumentadas ou reduzidas proporcionalmente. Escala de redução: é aquela em que o tamanho do desenho técnico é menor que o tamanho real da peça. 26 Escala de ampliação: é aquela em que o tamanho do desenho técnico é maior que o tamanho real da peça. Veja o desenho técnico de uma agulha de injeção em escala de ampliação. Exercício 12: Quantas vezes as medidas deste desenho são menores que as medidas correspondentes da peça real? 27 Exercício 13: Examine o desenho abaixo representado em escala e depois complete as frases: Na indicação da escala o numeral 5 refere-se às ___________ do desenho, enquanto o numeral 1 refere-se às medidas reais da _____________ representada. As medidas do desenho técnico são______________ vezes maiores que as medidas reais da peça. 14) NORMAS 14.1) NORMA CHAVETA A chaveta é um elemento de máquina para manter um eixo fixo a outros componentes. Sua função é impedir a rotação relativa entre dois componentes, sobretudo, garantir que ambos permaneçam unidos durante a força centrífuga que exerce sobre eles. Como resultado, permite a transmissão de torque ou velocidade. A tabela a seguir mostra as dimensões de furo e rasgo de chaveta conforme a Norma DIN 6885/1: 28 29 14.2) NORMA FURAÇÃO Diferença positiva entre as dimensões do furo e do eixo, antes da montagem, quando o diâmetro do eixo é menor que o diâmetro do furo. Folga mínima: diferença positiva entre a dimensão mínima do furo e a dimensão máxima do eixo. Folga máxima: diferença positiva entre a dimensão máxima do furo e a dimensão mínima do eixo. A seguir a Tabela ASME B18.2.8 1999 de furos com folga para roscas métrica: 30 14.3) NORMA TOLERÂNCIA A norma NBR 6158 prevê 18 qualidades de trabalho. Essas qualidades são identificadas pelas letras: IT seguidas de numerais. A cada uma delas corresponde um valor de tolerância, visando a fabricação de peças intercambiáveis. 31 15) DILATAÇÃO TÉRMICA Todos os corpos existentes na natureza, sólidos, líquidos ou gasosos, quando entram em processo de aquecimento ou resfriamento, ficam sujeitos à dilatação ou contração térmica. O processo de contração e dilatação dos corpos ocorre em virtude do aumento ou diminuição do grau de agitação das moléculas que constituem os corpos. Ao aquecer um corpo, por exemplo, ocorrerá um aumento da distância entre suas moléculas em consequência da elevação do grau de agitação delas. Esse espaçamento maior entre elas manifesta-se por meio da escansão das dimensões do corpo, as quais podem ocorrer de três formas: linear, superficial e volumétrica. O contrário ocorre quando os corpos são resfriados. Ao acontecer isso, as distâncias entre as moléculas são diminuídas e, em consequência, há diminuição das dimensões do corpo. Dilatação Linear: é a dilatação que se caracteriza pela variação do comprimento do corpo. Essa variação pode ser calculada através da equação abaixo: ∆𝐿 = 𝛼 ∗ 𝐿0 ∗ ∆𝑇 Onde: 𝜶: coeficiente de dilatação térmica linear, cuja unidade é o º𝐶 −1 que depende da natureza do material que constitui o corpo; 𝑳𝟎 : comprimento inicial do corpo; ΔL e ΔT: são, respectivamente, a variação do comprimento e de temperatura do corpo. Dilatação Superficial: é a dilatação que se caracteriza pela variação da área superficial do corpo. Essa variação na superfície do corpo pode ser calculada pela expressão: ∆𝑆 = 𝛽 ∗ 𝑆0 ∗ ∆𝑇 Onde: β: é o coeficiente de dilatação térmica superficial, cuja unidade é a mesma do coeficiente de dilatação térmica linear e depende da natureza do material que constitui o corpo; 32 β: 2α; 𝑺𝟎 : é a área da superfície inicial do corpo; ΔS e ΔT: são, respectivamente, a variação da área da superfície e a variação da temperatura do corpo. Dilatação Volumétrica: é a dilatação que se caracteriza pela variação do volume do corpo. ∆𝑉 = 𝛾 ∗ 𝑉0 ∗ ∆𝑇 Onde: γ: é o coeficiente de dilatação térmica volumétrica, cuja unidade é a mesma do coeficiente de dilatação linear e superficial e depende da natureza do material que constitui o corpo; γ: 3α; 𝑽𝟎 : é o volume inicial do corpo; ΔV e ΔT: são, respectivamente, a variação do volume e a variação da temperatura do corpo. Exercício 14: Um trilho de trem de 10 metros de comprimento está inicialmente a 20 °C. Se ele for aquecido até 60 °C. Calcule a porcentagem do comprimento inicial que aumentará: Considere o coeficiente de dilatação linear para o aço do trilho igual a 12 ∗ 10−6 ℃−1. 33 Teste seus conhecimentos: Exercício 15: Faça a interpretação do desenho H61H374 e responda as perguntas abaixo: a) Quais são as tolerâncias de acabamento? b) O que significa Ra em acabamento? c) Quais são as tolerâncias dimensionais? d) O que significa 30 +0.2/0? e) O que significa Ø30h7 e porque o “h” é minúsculo? f) O que significa C1? g) O que significa SCALE 1:2? h) Quais os tipos de linha e o que elas significam? i) O que é rasgo de chaveta, qual a norma que rege esse tipo de usinagem e a dimensão do rasgo de chaveta no desenho está correta? j) Em qual diedro o desenho está representado? 34 GABARITO Exemplo 1: Representação no 3° diedro: Exemplo 2: Representação no 1° diedro: 35 Exercício 1: Representação no 1° diedro: Exercício 2: Representações no 1° diedro: 36 Exercício 3: Vistas VF, VS, VLD e VLE: 37 Exercício 4: Representações no 3º diedro: 38 Exercício 5: Representação do Corte A-A: Exercício 6: Conversão das medidas para milímetros: 3 ½” – 38,1 mm 18 ¼ in – 114,3 mm 5yd – 4572 mm 3’ – 76,2 mm 2Ft – 609,6 mm Exercício 7: 39 Exercício 8: Opções corretas: Exercício 9: Opção correta: Exercício 10: Tolerâncias ISO-ABNT de acordo com os tipos de ajuste: Exercício 11: O ajuste correspondente: a) ( X ) Ajuste com folga: Tolerâncias para eixos: “f7” com diâmetro 12 mm é de (-0,016, -0,034) Tolerâncias para furos: “H7” com diâmetro 12 mm é de (0, +0,018) Exercício 12: As medidas do desenho são 2 vezes menores que as medidas correspondentes da peça real, ou seja, para se obter as medidas reais deve-se multiplicar por 2 as medidas do desenho. Exercício 13: Na indicação da escala o numeral 5 refere-se às medidas do desenho, enquanto o numeral 1 refere-se às medidas reais da peça representada. 40 As medidas do desenho técnico são cinco vezes maiores que as medidas reais da peça. Exercício 14: Dilatação linear: Exercício 15: Interpretação desenho H61H374. a) Quais são as tolerâncias de acabamento? No desenho está indicado vários tipos de tolerância de acabamento, a tabela abaixo mostra a aplicação para cada indicação. 41 b) O que significa Ra em acabamento? O parâmetro Ra é utilizado, quando for necessário o controle de rugosidade continuamente nas linhas de produção, devido à sua facilidade de obtenção. Nos casos de superfícies onde o acabamento apresenta os sulcos de usinagem bem orientados (torneamento, fresagem etc.). c) Quais são as tolerâncias dimensionais? Tolerância dimensional é o valor da variação permitida na dimensão de uma peça. Em termos práticos é a diferença tolerada entre as dimensões máxima e mínima de uma dimensão nominal. Elas estão indicadas ao lado das cotas. d) O que significa 30 +0.2/0? Significa que a medida nominal é de 30mm e de acordo com a tolerância estabelecida, a dimensão máxima permitida é de 30,2mm porém não permite uma dimensão mínima abaixo de 30mm. e) O que significa Ø30h7 e porque o “h” é minúsculo? O h é minúsculo porque representa um determinado campo de tolerância de um eixo de acordo com o Sistema ISO. Então no desenho Ø30h7 significa que o diâmetro nominal do eixo é de 30mm e de acordo com a tabela ABNT, h7 para eixos tem os indicativos 0 e - 42 0,025mm, ou seja, o diâmetro máximo que o eixo pode ter é de 30mm e o mínimo é de 29,975mm. f) O que significa C1? Nesse desenho significa chanfro de milímetro C1, identificado em todas as extremidades. g) O que significa SCALE 1:2? O desenho está representado na escala 1:2, isso significa que as medidas do desenho são menores que as medidas reais, mais precisamente 2 vezes menor. h) Quais os tipos de linha e o que elas significam? Ver tabela página 5, onde tem a descrição de cada tipo de linha. i) O que é rasgo de chaveta, qual a norma que rege esse tipo de usinagem? A função da chaveta é impedir a rotação relativa entre dois componentes. Sobretudo, garantir que ambos permaneçam unidos durante a força centrífuga que exerce sobre eles. Como resultado, permite a transmissão de torque ou velocidade. Assim, permite que eixos tenham movimento axial relativo com o componente de transmissão. A tabela de chaveta tem origem nas normas DIN 6885, para chavetas paralelas, e DIN 6888, para chavetas meia lua. j) Em qual diedro o desenho está representado? Está no 3° diedro, demonstrando a vista lateral esquerda e a frontal. A ordem dos elementos é: observador - plano - objeto, fazendo com que as vistas ortográficas sejam representadas em seus respectivos lugares. Imagine o objeto dentro de uma caixa transparente, onde cada lado pode ser visto diretamente. 43