GD&T - Tolerâncias Geométricas

 Qual a importância do GD&T?

Primeiramente precisamos saber o que significa GD&T.

GD&T é a abreviação de "Geometric Dimensional and Tolerance" que, traduzido, significa "Dimensão Geométrica e Tolerância" ou mais corretamente "Dimensionamento Geométrico e Toleranciâmento" porque a GD&T não apenas identifica elementos geométricos no desenho da peça, mas também determina como isso deve ser feito.

A GD&T tem mais de 70 anos e surgiu durante a 2ª Guerra Mundial quando um engenheiro naval do Reino Unido chamado Stanley Parkey  percebeu que algumas peças rejeitadas na produção ainda permitiam uma correta montagem. Mas não era uma falha na inspeção da qualidade, aliás, a inspeção seguia o procedimento corretamente. A falha estava em uma zona de toleranciamento com limites incorretos.

A "Zona de Toleranciamento" é uma área hipotética onde o elemento medido pode variar sem prejudicar sua função (uma montagem por exemplo em outra peça).

Um bom exemplo, e simples, que demonstra perfeitamente, sem complicações, como a tolerância geométrica é mais eficaz é a zona de tolerância em um dimensionamento clássico que possui uma área com formato quadrado quando se trata do desvido do centro de um furo.

Nesse mesmo exemplo, o campo (zona, área) de tolerância geométrico é redondo e envolve toda área da tolerância chamada de tolerância clássica, que fica circunscrita na área geométrica. Com isso a área de variação do centro do furo pode variar 57% a mais reduzindo o rejeito de peças.

Assim  como GD&T tem um significado o seu antecessor, e ainda muito usado, CD&T também tem e significa "Classical Dimensional and Tolerance",  ou seja, "Dimensionamento Clássico e Toleranceamento".

Parker, o engenheiro civíl criador da GD&T percebeu que o CD&T servia para aplicação em apenas um produto com dimensões nominais e são incapases de distinguir entre as características de referência e recursos controlados e, pior ainda, são incapazes de definir sistemas de coordenadas.

Isso se deve ao fato do CD&T ser baseado inteiramente em um sistema cartesiano para controlar geometricamente a peça. O mesmo não ocorre no GD&T onde elementos distintos da peça são tolerados e associados permitindo o correto controle de qualidade.

" GD&T é uma representação do desenho normatizado"

Normatização:

Como  muitos procedimentos na área da produção em série, a GD&T também é normalizada por um conjunto de normas ISO ou através de uma norma chamada ASME Y14.5 que se tornou preferida ao redor do mundo começando pelos EUA devido a sua estabilidade, ênfase na obtenção do projeto, a definição matemática e a tradução para vários idiomas.  A versão corrente é a ASME Y14.5/2009.

A GD&T é bem complexa comparada com a simplicidade de sua "irmã mais velha", a CD&T. Por isso é necessário um estudo intensivo tanto na teoria quando na prática  para a melhor absorção de conhecimento na interpretação dos elementos de um projeto e principalmente na criação desse projeto baseado no Dimensionamento Geométrico.

Cada vez mais as empresas lançam mão dessa importante ferramenta para redução de seus rejeitos e cumprir requisitos exigidos por clientes em busca de produtos com melhor intercambialidade, principalmente nos setores automobilísticos e aeroespaciais.

Em suma, a GD&T é a forma mais detalhada e padronizada para representar e controlar as características funcionais e geométricas de um produto. 

Como já informado antes, e compreensão completa da GD&T permite um produto livre de defeitos e torna  uma negociação com o cliente mais precisa atendendo suas necessidades com mais alcançe.

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Fontes de pesquisa: ABNT - NBR 6409 de 1997

As tolerâncias geométricas resultaram da impossibilidade de fornecer exatidão nas tolerâncias convencionais (tolerâncias lineares ou classicas) , ou seja, às vezes é necessário combinar duas ou mais dimensões de um produto fabricado para garantir a perfeita montagem posterior.
As tolerâncias geométricas podem de: Forma, Orientação, Posição e Batimento.
Assim como todo um processo de uma fábrica, as TGs também são normalizadas pela ABNT.
Neste caso a norma é NBR6409:1996
Para iniciar a leitura adequada num desenho com TG devemos identificar qual é o Elemento de Referência e qual é o Elemento Tolerado.
Elemento de Referência: É o elemento real a partir do qual as tolerâncias de Forma, Orientação, Posição e Batimento são associadas.
Elemento Tolerado: É o elemento real do desenho (projeto) associado à referência.
A necessidade de se aplicar tolerâncias de forma e posição é para garantir a intercambiabilidade (montagem), requisitos funcionais e processos de manufatura.
Não é necessário criar uma nova usinagem ou um novo tipo de medição em todos os casos.
Um elemento pode ser um plano, um ponto, uma linha ou uma superfície.
Numa TG o elemento tolerado deve estar dentro de uma área específica, como dito antes, para garantir sua montagem, função ou manufatura corretas.

O campo de tolerância de um elemento tolerado pode ser:

Uma área dentro de um círculo (circunscrito)
Uma área entre dois círculos concêntricos (que tem o mesmo centro)
Uma área entre duas linha envolventes ou paralelas.
Um espaço entre um cilindro ou entre dois cilindros coaxiais (que tem o mesmo eixo)
Um espaço entre dois planos enolventes ou paralelos.
Um espaço dentro de um paralelepípedo.

As dimensões medidas de uma peça fabricada não podem ultrapassar os limites dessas áreas e espaços denominados de "envolvente de forma perfeita".

Orientação, Posição e Batimento sempre exigem dois elementos associados para entender a TG.

A tolerância de forma podem ser de:
Retitude
Planeza
Circularidade
Cilidrincidade
Perfil de Linha Qualquer
Perfil de Superfície Qualquer

A tolerância de Orientação podem ser de:
Paralelismo
Perpendicularidade
Inclinação

A tolerância de Posição podem ser de:
Posição
Concentricidade
Coaxilidade
Simetria

A tolerância de Batimento pode ser:
Circular
Total

Perfil de Linha Qualquer e Pefil de Superfície Qualquer são as únicas TGs que podem ter um elemento isolado ou referencia e tolerado juntos.

O elemento tolerado sempre possui uma seta em sua superfície no desenho a ser interpretado para a produção da peça e o elemento de referência possui uma seta invertida, um pequeno triângulo.
A letra do elemento tolerado deve ser identificada através de uma linha de chamada com uma seta na ponta (como já descrito). Tal seta deve tocar o elemento tolerado ou tocar uma linha que se prolonga do ET.

 Exemplo da correta aplicação da linha de chamada para legendas de TGs.

A legenda pode se extender a partir da superfície do elemento, de um prolongamento dele, a partir da linha de chamada de uma cota linear ou de uma linha de centro. Veja as figuras das aplicações

A legenda (caixa) com as informações básicas e resumidas das TGs deve ser dividida por características e deve respeitar uma ordem;

1. O símbolo da TG
2. A dimensão linear do elemento
3. A letra que identifica o elemento tolerado

No caso acima temos uma tolerância associada de posição, seguido da tolerância linear 0,1, seguido de A,C e B que são 3 elementos tolerados. Lembrando que o elemento que receber esta caixa é o elemento de referência e os que receberem as letras são os tolerados. Quando a tolerância linear receber o símbolo de diâmetro significa que o elemento de referência é curvo (uma superfície curva circular ou cilíndrica).


Acima da caixa pode conter informações também, como a quantidade de furos aos quais essa legenda se aplica:

 

A forma do elemento é descrita próximo à caixa também:

Caso haja necessidade de duas ou mais TGs no mesmo elemento de referência podemos fazer assim:

Nesse caso, observe que há duas TG, ou seja, duas legendas (quadros). No primeiro temos uma TG de circularidade não associada com TL de 0,01 (1 centésimo de mm) e no segundo temos uma TG de paralelismo com TL de 0,06 (6 centésimos de mm) associada ao elemento tolerado (ET) B.