Compreendendo a tolerância à perpendicularidade: um guia para orientação e tamanho de recursos

A tolerância de perpendicularidade é uma característica fundamental no sistema de dimensionamento e tolerância geométrica (GD&T) que governa a posição de recursos em componentes mecânicos. Nesta publicação, discutiremos a estrutura abrangente da tolerância de perpendicularidade, seus limites, aplicação, interpretação e, mais importante, sua relevância nos estágios de projeto e fabricação. Os leitores entenderão como a perpendicularidade se relaciona com os tamanhos dos recursos e controles de orientação, e aprenderão sobre o aspecto fundamental da garantia de qualidade moderna em componentes de engenharia. Essas informações são cruciais para designers, engenheiros ou pessoal de controle de qualidade que se esforçam para melhorar o desempenho de sistemas mecânicos complexos.

O que é tolerância de perpendicularidade e sua aplicação prática?

Tolerância de perpendicularidade é um tipo de controle GD&T que define a discrepância máxima permitida da perpendicular a uma superfície de referência para uma determinada superfície, eixo ou recurso. A tolerância é frequentemente utilizada para garantir que os componentes tenham seus ângulos definidos em relação uns aos outros, pois tais relações são críticas para montagem e desmontagem. Os recursos ou peças com atributos não controlados de perpendicularidade controlada são geralmente definidos por uma zona tridimensional dentro da qual o recurso controlado deve estar contido. Na maioria dos casos, conforme ilustrado em desenhos técnicos, esses recursos são representados por um quadro de controle de recurso com símbolo de perpendicularidade, acompanhando o valor de sua tolerância e a referência de referência à qual se relaciona.

Compreensão da perpendicularidade e sua relevância para a engenharia

Em engenharia, a tolerância de perpendicularidade é medida em micrômetros (µm) ou milésimos de polegada (mils) com base no sistema de unidades do documento de projeto. O valor da tolerância caracteriza a área de sensibilidade da superfície, eixo ou característica em relação ao seu datum correspondente – qual é sua orientação com relação à posição perpendicular.

No caso de uma tolerância de perpendicularidade de 0.02 mm ser definida para o Datum A, isso indica que a superfície ou eixo controlado deve estar totalmente contido dentro de uma zona de tolerância cilíndrica de 0.02 mm de diâmetro, que é posicionada em um ângulo reto em relação ao Datum A. Essa precisão é importante em montagens mecânicas de precisão, pois qualquer desvio desse valor contribuirá para que as peças fiquem desalinhadas e, portanto, não funcionem corretamente ou levem à redução do desempenho.

O tipo de medição usado leva em consideração o recurso que está sendo analisado. Para superfícies planas, a perpendicularidade é geralmente verificada com um medidor de altura e uma placa de superfície, enquanto recursos cilíndricos são verificados com CMMs para medições precisas. Os dados coletados são essenciais para garantir que certos etapas de fabricação produzem peças que estejam em conformidade com os requisitos de projeto esperados que permitem precisão e confiabilidade nos processos de engenharia.

A Influência da Tolerância no Projeto Mecânico

Os limites de tolerância em um projeto mecânico dependem dos requisitos impostos às peças e sua funcionalidade pretendida. Aqui estão os vários tipos de tolerâncias com suas descrições:

Exemplo de pontos de dados:

Medições lineares podem ter uma variação de ±0.01 mm para componentes detalhados.

As tolerâncias padrão para medições menos significativas são estimadas em cerca de ±0.1 mm.

Foca no desvio máximo permitido na geometria de uma peça que não envolve um parâmetro de tamanho, incluindo, mas não se limitando a planura, circularidade e paralelismo.

Limites de exemplo incluem:

Uma tolerância de planicidade poderia definir uma diferença permitida de 0.005 mm.

O paralelismo em relação a algum eixo definido pode ser de ±0.02 mm.

Define o limite máximo de variação nos ângulos medidos.

Intervalos de exemplo:

Pode-se supor que algumas peças de acoplamento críticas podem ter uma variação angular de ±0.1°.

Alguns propósitos gerais permitem variações possíveis de um ângulo de até ±0.5°.

Regula a precisão da forma predeterminada do componente.

Exemplos de subsídios:

A circularidade tem um possível desvio de 0.003 mm para peças altamente precisas.

A retidão controlada é feita principalmente por estimativas e depende da finalidade.

Estabelece a posição precisa de um recurso em relação a um dado.

Critérios de amostra:

A precisão posicional para componentes sensíveis à montagem pode precisar de tolerâncias não maiores que ±0.02 mm.

Especifica o grau de suavidade ou rugosidade da superfície de uma peça.

Critérios comuns:

Superfícies altamente polidas com valores de Ra (Rugosidade Média) de 0.4 µm.

Valores Ra padrão de 3.2 µm para acabamento usinado.

Em relação aos dados e considerações desses tipos de tolerância, o projeto mecânico garante que as peças terão um desempenho confiável e eficaz dentro das condições operacionais exigidas.

Visão geral das tolerâncias geométricas

Tolerâncias geométricas são o aspecto mais importante da fabricação, pois decidem a quantidade permitida de variação da forma, contorno e orientação e localização de uma peça no espaço. Essas tolerâncias são críticas porque permitem o encaixe adequado dos componentes e seu funcionamento correto sem sobreposição ou obstrução indevida. Os fabricantes conseguem melhorar muito a consistência, reduzir o retrabalho durante a montagem e aumentar a confiabilidade do produto minimizando a quantidade de desvio permitida.

Como funciona a zona de tolerância à perpendicularidade?

Compreendendo o conceito de zona de tolerância

A tolerância de perpendicularidade garante que um recurso, como uma superfície ou eixo, esteja em um ângulo de uma superfície ou eixo perpendicular a um dado especificado. A zona de tolerância para perpendicularidade é mais comumente um volume cilíndrico ou plano no qual um recurso tem que estar para estar em conformidade com o projeto. Para um eixo, a zona de tolerância é dada como um cilindro coaxial ao eixo de dado. O diâmetro do cilindro é igual à tolerância especificada.

Vamos considerar um exemplo para melhor compreensão.

Característica: Um furo cilíndrico com uma tolerância de perpendicularidade em uma placa de base para o furo.

Tolerância de perpendicularidade especificada: ±0.02 mm.

Zona de tolerância: Um volume cilíndrico com raio de 0.02 mm que é concêntrico ao eixo nominal do furo.

As vantagens notáveis ​​são:

Precisão de montagem aprimorada – Ao minimizar o desvio angular, os problemas de alinhamento durante a montagem se tornam menos problemáticos.

Funcionalidade aprimorada do produto – confere garantia de que as peças se movem conforme o esperado, especialmente para peças mecânicas que têm restrições de movimento.

Processos de fabricação consistentes – O controle angular aprimorado reduz a variabilidade dentro dos lotes de produção.

Alguns dos instrumentos necessários para definir e quantificar a tolerância de perpendicularidade são placas de superfície, medidores de altura e CMMs (que são máquinas de medição poderosas). Essas medições ajudam a atender ao propósito do projeto e eliminam as chances de quebras de funcionalidade no estágio final do produto.

Compreendendo o papel do Datum na perpendicularidade

Como um datum, o quadro de referência a partir do qual a perpendicularidade é medida é crucial porque a característica específica que está sendo observada precisa estar em conformidade com certos requisitos. Considere, por exemplo, um furo em uma peça de máquina que precisa ser perpendicular a uma superfície. A superfície é considerada o datum primário A e todas as outras medições são feitas em relação a ela. Com uma CMM, a máquina gira em torno de A, medindo assim o quão desalinhado o ângulo está em relação à superfície que está sendo escaneada.

Requisito de projeto: O furo usinado deve estar dentro da tolerância de perpendicularidade de mais ou menos 0.02 mm em relação ao Datum A.

Resultados reais – Resultados de medição (conjunto de amostra):

Amostra 1: 0.015 mm

Amostra 2: 0.018 mm

Amostra 3: 0.016 mm

Amostra 4: 0.019 mm

Taxa de conformidade: Todas as amostras, 100%, atendem às tolerâncias definidas.

As informações fornecidas destacam a necessidade de configuração e medição precisas de datum para estar em conformidade com tolerâncias geométricas rígidas. Taxas de defeitos consistentes e reduzidas em lotes de produção podem ser alcançadas por meio de referências de datum bem definidas.

O efeito da perpendicularidade do eixo nas especificações

Elementos mecânicos dependem muito da perpendicularidade do eixo. A perpendicularidade adequada é crítica para atingir o alinhamento angular pretendido durante a montagem para evitar desalinhamento e seus impactos negativos no desgaste e na eficiência operacional. Tolerâncias especificadas são essenciais para produtos confiáveis ​​e para estender a longevidade das montagens.

Por que o Datum é essencial na tolerância de perpendicularidade?

O Impacto Que Os Datums Têm No Controle Da Perpendicularidade

Em sistemas mecânicos, um datum é um ponto de referência ou superfície usado para garantir que a perpendicularidade seja alcançada. Ele fornece uma estrutura específica a partir da qual medições e tolerâncias precisas podem ser controladas efetivamente. Por exemplo, digamos que um certo eixo cilíndrico tem que ser perpendicular a uma placa de base. A placa de base é o datum, e todas as medições de perpendicularidade do eixo são feitas em referência a essa superfície. Dessa forma, não há confusão e a fabricação consistente é mantida de lote para lote.

Dados de exemplo:

Diâmetro do eixo – 50 ± 0.05 mm

Tolerância de perpendicularidade – 0.02 mm em relação à placa de base de referência

Planicidade da superfície do Datum – 0.01 mm

Com tais definições claras, é possível para engenheiros projetar o eixo de tal forma que ele realmente cumpra seu propósito após a montagem. A análise de desvios de perpendicularidade demonstra outros erros sistemáticos, como: deslocamento angular ou protrusão/rebaixamento de superfícies que podem ser corrigidos por meio do aprimoramento da usinagem ou melhores trocas de ferramentas de calibração.

Estudo de caso: Exemplo envolvendo perpendicularidade de superfície

Em processos de engenharia de precisão, a perpendicularidade de uma superfície deve ser mantida dentro de tolerâncias dadas para evitar desvios que resultem em deslocamento de montagem e funcionamento mecânico defeituoso. Por exemplo, uma tolerância de perpendicularidade de 0.02 mm pode ser mantida sem causar deslocamento angular excessivo de movimento ao longo de sistemas rotacionais ou lineares. Essas tolerâncias podem ser medidas e verificadas com grande precisão usando ferramentas avançadas de metrologia, como máquinas de medição por coordenadas (CMMs) e scanners a laser. Além disso, processos de usinagem automatizados com loops de feedback podem facilmente corrigir erros durante os processos de fabricação para atender consistentemente às tolerâncias especificadas.

Como medir a perpendicularidade na engenharia?

Estratégias e métodos para obter precisão na medição

Para atingir precisão na medição de perpendicularidade, as ferramentas e técnicas utilizadas diferem com base nos requisitos de precisão e na complexidade da medição do componente. Uma ferramenta frequentemente empregada é a Máquina de Medição de Coordenadas (CMM), que pode medir com uma precisão de ± 0.001 mm. Uma CMM mede sondando a superfície do objeto e comparando as coordenadas medidas com o desenho geométrico especificado. Por outro lado, os lasers escaneiam as peças, criando uma nuvem de pontos com modalidades sem contato, permitindo a análise da perpendicularidade das peças sobre superfícies complexas.

Outro método é o dos comparadores ópticos, que permitem a inspeção angular ampliando o perfil do componente e examinando-o visualmente. Em ambientes de alta produção, sistemas automatizados com loops de controle de feedback em tempo real são usados ​​para verificar a perpendicularidade no processo de usinagem para garantir que as tolerâncias sejam cumpridas. Além disso, ferramentas menos precisas, mas confiáveis, para verificar a perpendicularidade são especialmente projetadas para constituintes menos complicados por placas angulares e medidores quadrados.

Ferramenta: Scanner a Laser

Precisão: ±0.005 mm

Caso de uso: Medição de superfícies frágeis ou complexas sem aplicar esforço na superfície.

Ferramenta: Máquina de Medição por Coordenadas (CMM)

Precisão: ±0.001 mm

Caso de uso: Peças que exigem alta precisão em aeroespacial ou automotivo todas as indústrias.

Ferramenta de medição: Comparador óptico

Precisão da estimativa: ±0.01 mm (dependendo da ampliação)

Domínio de aplicação: Comparação de relações angulares e de perfil visualmente.

Problemas comuns encontrados ao medir a perpendicularidade

Descrição: Superfícies não uniformes ou ásperas podem causar erros de medição, pois não são fáceis de controlar, e os instrumentos dependem que condições operacionais normais sejam atendidas.

Impacto: Isso tem o potencial de resultar em ângulos errados e alinhamento inadequado.

Mitigação: É necessário polir ou limpar a superfície antes de realizar a medição.

Descrição: Vibração, mudanças de temperatura e umidade afetam o desempenho e a precisão das ferramentas de medição.

Impacto: As dimensões podem ser alteradas pela expansão ou contração térmica, resultando em leituras errôneas.

Mitigação: As medições devem ser feitas em um ambiente controlado com fatores estabilizados.

Descrição: Não existe um nível padrão de medida como o quadrado que é mais fácil, nas mãos de uma pessoa não qualificada, quase sempre tem uma parcela fixa de valor.

Impacto: A deficiência de mão de obra qualificada leva a resultados de medição não confiáveis ​​ou irrepetíveis.

Mitigação: Fornecer treinamento ao operador e, quando possível, incorporar dispositivos de medição automática.

Descrição: A verificação da precisão da medição pode não ocorrer com frequência, levando a resultados imprecisos após longos períodos de tempo.

Impacto: Após várias medições, uma calibração ruim afetará a precisão dos dados.

Mitigação: Crie um cronograma para manutenção e calibração de todas as ferramentas de trabalho.

Descrição: Os instrumentos de medição tradicionais têm limitações com formas muito detalhadas e tridimensionais.

Impacto: Ferramentas inadequadas para a geometria de um componente podem resultar em erro.

Mitigação: Use CMM ou scanners a laser projetados para essas tarefas específicas.

Qual é a relação entre paralelismo e perpendicularidade?

Compreendendo o paralelismo na tolerância geométrica

Paralelismo, assim como perpendicularidade, é uma das características geométricas que é controlada no processo de fabricação e engenharia. Ele descreve a condição de duas superfícies, uma superfície e datum ou um eixo e datum, com relação à distância entre elas em seu comprimento. A importância do paralelismo é clara em partes onde seus relacionamentos devem ser mantidos mais próximos, como no caso de máquinas, montagens e características estruturais.

Detalhes e dados sobre paralelismo:

Representação Simbólica: Nos desenhos de dimensionamento e tolerância geométrica (GD&T), o paralelismo é mostrado através de duas linhas horizontais paralelas (//) onde também deve ser anexado o valor de tolerância que define o quanto o elemento pode se desviar.

Instrumentos de medição:

Indicadores de Mostrador com Placas de Superfície: São empregados principalmente em superfícies horizontais planas.

Máquinas de Medição por Coordenadas (CMM): Auxiliam na medição de componentes planos e cilíndricos com maior precisão.

Perfiladores ópticos ou scanners a laser: para peças complexas e frágeis, eles são adequados.

Exemplo de valores de tolerância:

No caso de componentes precisos, como eixos ou pistões, uma tolerância de paralelismo de cerca de ±0.002 polegadas (±0.05 mm) é normal.

Para elementos estruturais, as tolerâncias são definidas em um nível menos rigoroso, o que pode permitir um desvio de aproximadamente ±0.01 polegada (±0.25 mm).

Efeitos da não conformidade:

Erros de cálculo de montagens podem levar à orientação incorreta, especialmente quando o paralelismo é perdido, resultando em problemas de desempenho.

A distribuição desigual do estresse geralmente contribui para o desgaste excessivo ou até mesmo para a falha catastrófica dos componentes móveis.

Estratégias de Mitigação:

Calibração de instrumentos de medição para garantir desempenho ideal.

Aplicando processos de usinagem como retificação ou aprimoramento para melhor atingir controles de paralelismo.

Verificações de rotina dos processos de fabricação no meio e no final do ciclo de produção para detectar anomalias precocemente.

Incorporar e respeitar tolerâncias geométricas de paralelismo garante que os fabricantes alcancem compatibilidade, eficácia e confiabilidade em seus produtos. Isso, junto com processos modernos de medição e máquinas, melhora muito o controle de qualidade. Comparando Perpendicularidade e Paralelismo em Design Especificações de perpendicularidade: Definição: Perpendicularidade é uma característica ou superfície que intersecta um datum ou outra característica em um ângulo exato de 90°.

Valores de tolerância mais comuns: Tolerâncias rígidas: (0.001-0.005” / 0.025-0.127 mm) Componentes muito precisos, como aqueles encontrados em dispositivos aeroespaciais ou médicos, sempre empregam essas tolerâncias. Tolerâncias padrão: (0.01-0.03”/ 0.25-0.76 mm) Utilizadas em trabalhos mecânicos mundanos, como peças automotivas.

Fatores de influência: Deflexão da ferramenta durante a usinagem, Deslocamento do material devido a superaquecimento ou estresse mecânico.

Especificações de paralelismo: Definição: Paralelismo é a condição em que duas superfícies/recursos são mantidos a uma distância constante predeterminada de um dado.

Tolerâncias rigorosas: (±0.002 a ±0.01 polegadas / ±0.05 a ±0.25 mm) Por exemplo, ao tentar alinhar guias lineares ou superfícies para rolamentos, tolerâncias rigorosas seriam necessárias.

Tolerâncias gerais (±0.03 a ±0.05 polegadas/±0.76 a ±1.27 mm) Aplicações menos precisas se encaixam nessa categoria.

Aspectos Regulatórios:

A precisão da máquina-ferramenta.

Usinagem abrasiva e sua utilização.

Métodos de medição:

Máquinas de Medição por Coordenadas (CMM)

Usado em peças com geometrias mais complexas e com tolerâncias apertadas.

Eles também podem medir a perpendicularidade e o paralelismo da superfície dentro de ±0.0001 polegadas (±0.0025 mm).

Indicadores de Mostrador e Placas de Superfície:

Métodos mais manuais para verificar essas medições também são comuns.

Eles são usados ​​para verificar superfícies não refinadas ou dimensões maiores para serem mais precisos.

Scanners a laser:

Ajude a fazer medições rápidas sem contato.

Eles podem capturar dados de forma eficaz de componentes delicados ou grandes.

A fabricação aeroespacial de uma lâmina de turbina requer que a perpendicularidade da raiz da lâmina e do eixo de rotação esteja dentro de ± 0.002 polegadas (± 0.05 mm). Se saísse dessa faixa, causaria vibrações e reduziria a eficiência.

Para um bloco de motor automotivo, a fim de garantir a compressão adequada juntamente com o desempenho do motor, o paralelismo entre os decks e os furos precisa ser mantido dentro de ±0.01 polegadas (±0.25 mm).

Os fabricantes podem atingir os padrões desejados de precisão com paralelismo e perpendicularidade por meio do estudo de tolerâncias e do uso de técnicas de medição sofisticadas, melhorando ainda mais a qualidade e a confiabilidade do produto.

Como a característica do tamanho impacta ambos os conceitos

O tamanho é um parâmetro notável tanto da tolerância de paralelismo quanto da perpendicularidade, uma vez que as variações de geometria permitidas estão associadas diretamente ao tamanho. Por exemplo, recursos maiores tendem a ter tolerâncias maiores, enquanto recursos menores tendem a ser mais rigorosos para garantir que a funcionalidade da peça seja mantida. O advento de ferramentas de metrologia modernas, especificamente, máquinas de medição por coordenadas (CMMs) e rastreadores a laser, permitem avaliações precisas de variações geométricas baseadas em tamanho. Esses dispositivos têm algoritmos projetados para um valor nominal especificado do recurso, garantindo assim que as tolerâncias especificadas sejam atendidas. Além disso, o uso do controle estatístico de processo (SPC) reduz as chances de não conformidades, otimizando assim a precisão dos processos de fabricação.

Perguntas Frequentes (FAQs)

P: O que significa perpendicularidade no contexto de GD&T?

A: Perpendicularidade se refere à tolerância de orientação que regula o alinhamento de um recurso, como uma superfície ou eixo, perpendicular a um plano de referência ou eixo em Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T). Ela garante que o recurso exista dentro da zona de tolerância especificada determinada pelo callout de perpendicularidade.

P: Como a perpendicularidade é aplicada a um recurso?

R: A perpendicularidade é aplicada a um recurso por meio de um quadro de controle de recurso que indica o limite de tolerância de perpendicularidade, que é a tolerância que governa o controle do desvio do recurso da perpendicularidade perfeita em relação a um plano de referência ou eixo de referência.

P: Qual é um exemplo simples de perpendicularidade de superfície?

A: Um exemplo simples de perpendicularidade de superfície é uma superfície plana que deve ser perpendicular a um plano de referência. A chamada perpendicularidade de superfície perpendicularity no quadro de controle de recurso define a zona de tolerância na qual a superfície deve cair para atingir a orientação adequada.

P: Como a perpendicularidade é definida em um plano de referência?

R: A perpendicularidade de um recurso é medida em relação a um plano de referência que é o plano de referência. Ele deve ser situado de tal forma que o recurso especificado seja perpendicular ao plano, enquanto o recurso também está dentro da zona de tolerância bidimensional resultante da chamada de perpendicularidade.

P: Qual é a relação entre tolerância de "bônus" e perpendicularidade?

R: Quando um furo ou recorte adicional que pode ser feito sem adicionar nenhum material novo, chamado 'Bônus', é adicionado, a tolerância 'Bônus' se torna aplicável ao requisito de perpendicularidade e é armazenada em uma condição menos restritiva, mais difícil de ser atendida.

P: Você pode explicar a perpendicularidade de um furo?

A: A perpendicularidade de um furo diz respeito à relação do eixo do furo no recurso com o plano ou eixo de um datum. A tolerância do quadro de controle de recurso garante que o eixo do furo esteja dentro da zona de tolerância e, portanto, controla o erro de perpendicularidade.

P: A perpendicularidade controla diretamente o tamanho de um elemento?

R: Não, a perpendicularidade não controla o tamanho do recurso. Ela controla a posição do recurso em relação ao datum. Além disso, o recurso é geralmente controlado por outros recursos de dimensão de tamanho que limitam a largura ou a profundidade do furo ou recurso.

P: O que significa ver a perpendicularidade como um refinamento?

A: Ver a perpendicularidade como um refinamento define a tolerância usada para especificar a orientação de um recurso para outro perpendicular ao eixo e usa mais do que as tolerâncias básicas de tamanho e posição. Ele impõe um recurso suplementar que garante o alinhamento adequado dos recursos perpendiculares ao datum, resultando assim na melhoria da qualidade da peça.

P: Qual é o símbolo de perpendicularidade em GD&T e como ele é representado?

A: Perpendicularidade em GD&T é marcada com um símbolo “T” invertido. Este símbolo é incorporado no quadro de controle de recursos como um símbolo de especificação do requisito de perpendicularidade junto com seus limites de tolerância.

P: Por que é importante especificar a perpendicularidade na fabricação de componentes e montagens?

R: Deixar um recurso ser perpendicular na fabricação é crítico porque os componentes precisam ser integrados e trabalhar juntos adequadamente sem dificuldades. Uma tolerância definida para perpendicularidade permite que o fabricante controle o posicionamento de recursos em uma montagem, o que minimiza a chance de peças não serem alinhadas adequadamente e, subsequentemente, montadas corretamente.

Fontes de Referência

1. Análise de interação da tolerância geométrica de máquinas-ferramentas multieixos com base no modelo cinemático Jacobiano-Torsor (Chen et al., 2023, pp.)

Principais conclusões:

• Desenvolveu uma metodologia de modelagem para descrever a relação entre a faixa de tolerância geométrica de usinagem e o domínio de movimento dos eixos da máquina-ferramenta com base em uma teoria Jacobiana-Torsor aprimorada.
• Derivou fórmulas gerais para a expressão de tolerâncias geométricas e conduziu experimentos em cinco máquinas-ferramentas de quatro eixos para verificar a eficácia do modelo cinemático Jacobiano-Torsor proposto.

Metodologia:

• Focado no desenvolvimento de uma metodologia de modelagem para descrever a relação entre a faixa de tolerância geométrica de usinagem e o domínio de movimento dos eixos da máquina-ferramenta.
• Usou uma teoria Jacobiana-Torsor aprimorada para derivar fórmulas gerais para a expressão de tolerâncias geométricas.
• Realizou experimentos em cinco máquinas-ferramentas de quatro eixos para verificar a eficácia do modelo cinemático Jacobiano-Torsor proposto.

2. “Um modelo de mapeamento entre a tolerância geométrica da peça de trabalho e o erro de pose final da máquina-ferramenta CNC considerando a distorção estrutural do sistema de processo de corte” (Lin et al., 2021)

Principais conclusões:

• Apresentou um modelo de mapeamento entre a tolerância geométrica da peça e o erro de posição final (erro posicional e orientacional da ferramenta em relação à peça) da máquina-ferramenta, considerando a distorção estrutural do sistema de processo de corte.
• Analisou as deformações elásticas do sistema de processo de corte causadas pela força de corte e ajustou a faixa de variação estimada do erro de posição final adequadamente.
• Tomou-se como exemplo o modelo de pequeno porte padrão internacional para teste de processamento de contorno para explicar o processo de aplicação do modelo proposto.

Metodologia:

• Estabeleceu a relação entre os requisitos de tolerância geométrica da peça e o erro de pose relativo na extremidade das máquinas-ferramentas, considerando apenas os fatores dos erros geométricos da máquina-ferramenta.
• Analisou as deformações elásticas do sistema de processo de corte causadas pela força de corte e ajustou a faixa de variação estimada do erro de pose final.
• Utilizou-se o modelo de teste de processamento de contorno de tamanho pequeno padrão internacional como estudo de caso para demonstrar a aplicação do modelo proposto.

3. “Abordagem de Regulação de Rigidez para Otimização de Tolerância Geométrica em Fresamento de Componentes de Parede Fina” (Agarwal e Desai, 2021, pp.)

Principais conclusões:

• Propôs uma nova abordagem para otimizar tolerâncias geométricas (planeza e cilindricidade) manipulando a rigidez entre sequências de corte de acabamento e desbaste durante o fresamento de componentes de paredes finas.
• Desenvolveu um modelo combinado de força mecanicista, um modelo de deflexão de peça baseado em análise de elementos finitos (EF) e uma técnica de otimização de enxame de partículas (PSO) para determinar a disposição ideal do material ao longo do comprimento do componente, regulando assim a rigidez.
• Validou o algoritmo proposto determinando as geometrias semiacabadas reguladas por rigidez para componentes de paredes finas com diferentes configurações e conduzindo experimentos de fresamento de topo.

Metodologia:

• Combinou um modelo de força mecanicista, um modelo de deflexão da peça baseado em análise de elementos finitos e uma técnica PSO para otimizar tolerâncias geométricas.
• Determinou a disposição ideal do material ao longo do comprimento do componente de parede fina para regular a rigidez e melhorar a tolerância geométrica.
• Validou a abordagem proposta por meio de simulação, experimentação e comparação com uma abordagem tradicional.

Tolerância de engenharia

Perpendicular