O que é dimensionamento e tolerância geométrica (GD&T)?

Ninguém é perfeito, nem componentes fabricados. As peças fabricadas naturalmente apresentam pequenas variações devido às inconsistências que ocorrem no processo de fabricação. Não podemos eliminá-los totalmente, mas podemos controlar e contabilizar essas variações.

Os engenheiros usam dimensionamento geométrico e tolerâncias, muitas vezes abreviadas para GD&T, para comunicar os requisitos de projeto de uma peça e seus desvios aceitáveis. GD&T funciona através de uma série de símbolos, mas o que significam exatamente os símbolos de dimensionamento geométrico e tolerância? E por que GD&T é importante? Veremos todos os conceitos básicos de GD&T e muito mais neste artigo.

O que é GD&T?

GD&T é um sistema de símbolos, caracteres e dimensões padrão destinados a comunicar a intenção do projeto entre engenheiros e fabricantes. GD&T define as características de uma peça e seu desvio permitido de sua posição real ou ideal. O objetivo geral do GD&T é destacar os recursos mais importantes de uma peça e demonstrar como esses recursos se conectam ao quadro geral.

GD&T abrange as dimensões geométricas de um componente, bem como seus valores de tolerância. A tolerância de uma peça especifica o limite mínimo e máximo de desvio para uma dimensão especificada. A criação de tolerâncias adequadas maximizará a taxa de aprovação do produto e aumentará a quantidade de peças usinadas corretamente. Tolerâncias mais rígidas são mais precisas, mas podem aumentar os custos de produção, portanto, as equipes de produto devem criar tolerâncias com a maior margem de manobra possível, mantendo a funcionalidade do produto.

GD&T é essencial para a fabricação de peças precisas e funcionais, além de permitir que qualquer pessoa leia e entenda as dimensões de um componente. A GD&T segue o mesmo processo em todos os métodos de fabricação, desde manufatura aditiva até usinagem CNC e moldagem por injeção. No entanto, certos aspectos de GD&T serão mais relevantes para alguns métodos do que para outros.

Características de GD&T

Antes de mergulharmos nos símbolos GD&T, temos que passar pelo Datum Reference Frame (DRF). DRF é o sistema de coordenadas 3D no qual as dimensões GD&T vivem. Um datum em si é tipicamente um ponto, linha ou plano no DRF usado como marca inicial para medição. Um recurso de referência é o próprio elemento físico real. Simplificando, o datum é a dimensão ideal e perfeita, enquanto o recurso de datum é o elemento componente real e naturalmente variante.

Os símbolos GD&T cobrem dimensões e tolerâncias, bem como forma, tamanho e outros aspectos de uma peça. Ao comunicar as intenções do projeto, os símbolos GD&T ajudam a garantir que a peça seja feita exatamente como deveria ser. Isso garante que o componente se encaixe na função para a qual foi projetado, corresponda a quaisquer peças correspondentes e permaneça consistente com seus componentes semelhantes.

Existem cinco grupos diferentes ou “tipos de tolerância” com características geométricas em cada um:

• Formulário especifica a forma e refina o tamanho de uma peça. A forma de uma peça pode ser descrita de acordo com a retidão, planicidade, circularidade ou cilindricidade. O formulário não usa uma referência de dados.
• Orientação controla a inclinação da superfície, eixos ou planos medianos de uma peça. A orientação de uma peça pode ser descrita de acordo com a angularidade, perpendicularidade ou paralelismo. As tolerâncias de orientação exigem uma referência de referência.
• Local descreve o ponto central, eixo ou plano mediano de um recurso. A localização de uma peça pode ser descrita de acordo com a concentricidade ou simetria, que são derivadas do ponto médio de um recurso. A localização também pode descrever a posição de uma peça que é orientada em torno do ponto central, eixos e planos medianos de um recurso de tamanho. A posição também controla a orientação.
• Esgotamento controla a coaxialidade da superfície de uma peça circular, que indica o quanto um recurso pode variar em relação aos seus datums. A superfície de uma peça pode ser definida de acordo com a excentricidade total ou excentricidade circular, ambas controlando a forma e a orientação da superfície. A excentricidade total é usada para controlar a angularidade e a retidão de toda a superfície do seu projeto, enquanto a excentricidade circular é usada para explicar uma ampla variedade de erros diferentes.
• Perfil especifica a zona de tolerância em torno de uma superfície específica, que controla o tamanho, a forma e a orientação de uma superfície e geralmente é baseada em uma referência de referência. Você pode definir o perfil de linha ou o perfil de superfície de uma peça.

Compreendendo o quadro de controle de recursos

Outra parte importante da leitura de GD&T é entender o Feature Control Frame. Os símbolos do Feature Control Frame mostram como tudo definido com GD&T se encaixa. No quadro, você verá um símbolo seguido por uma tolerância permitida, bem como qualquer modificador de quadro de controle de recurso para o projeto da peça. Isso permite que maquinistas e fabricantes façam ajustes com base em onde outros recursos precisam ir.

Cada Feature Control Frame contém apenas uma mensagem ou requisito de projeto. Isso significa que, se um recurso exigir duas mensagens, você precisará de dois quadros de controle de recurso para comunicar a intenção do projeto por meio de GD&T. Um quadro de controle de recurso GD&T tem até cinco compartimentos:o primeiro compartimento contém um símbolo de característica geométrica, que determina os requisitos da peça.

O segundo compartimento transmite a tolerância total do seu projeto, e um símbolo “ø” antes do valor de tolerância indica uma zona de tolerância de formato cilíndrico com um diâmetro do valor indicado. O terceiro, quarto e quinto compartimentos contêm as feições de referência do datum, se necessário. Normalmente, o recurso de referência definido no Painel de controle do recurso indica como a peça interage ou monta em peças correspondentes ou quais recursos são mais críticos para a funcionalidade.

Os compartimentos do Feature Control Frame também podem conter modificadores de condição do material ou de limite de material, que informam o tamanho e as especificações do recurso ou datum, permitindo ainda maior facilidade de fabricação quando usados ​​corretamente. Essas seções fornecem aos fabricantes insights sobre quão precisos eles precisam ser ao seguir os dados de GD&T fornecidos. Ao comunicar claramente os recursos e requisitos da peça, o Feature Control Frame define a variação permitida das medições para construir componentes funcionais.

Benefícios e orientação de GD&T

Há muitos benefícios em usar GD&T em seus projetos de peças. Principalmente, o GD&T fornece comunicação clara entre fornecedores de manufatura, designers e engenheiros e inspetores de qualidade. Descrever a geometria do produto por sua funcionalidade pretendida e abordagem de fabricação é mais simples do que descrever todas as características de uma peça em dimensões lineares.

Como os símbolos GD&T podem capturar as dimensões de recursos não lineares, os dados GD&T ajudam a pintar uma imagem completa do seu componente. Você também pode aumentar seu conhecimento de tolerância para recursos de controle aprimorados, como curvas. A otimização das tolerâncias das peças facilita a fabricação de um componente e mantém a confiabilidade e a consistência entre os componentes individuais.

Definir dados de GD&T ajuda a garantir que partes separadas se encaixem e funcionem corretamente. No entanto, existem algumas diretrizes e considerações que você deve ter em mente ao criar e implementar dados de GD&T.

Seja consciente sobre seus dados . Escolher dados de referência fáceis de medir facilitará a fabricação.

Equilibrar suas tolerâncias . Pense em quão preciso um recurso de peça específico precisa ser e ajuste a tolerância de acordo para economizar custos e agilizar a fabricação. Certifique-se de que suas tolerâncias estejam dentro dos limites usináveis, siga os padrões determinados e leve em conta o empilhamento de tolerâncias. Como as peças interagem em sua montagem final, certifique-se de que os requisitos de GD&T por peça estejam dentro do empilhamento permitido da montagem de interface quando combinados.

Não superdimensione sua parte . Um desenho de peça pouco claro anula o propósito de GD&T, que é esclarecer e agilizar a comunicação. O superdimensionamento pode tornar o projeto de sua peça mais difícil de entender e seus componentes mais difíceis de fabricar, além de dimensões conflitantes podem acidentalmente trazer erros para suas peças. Seja criterioso e intencional sobre quais recursos você está destacando em seu design GD&T e destaque apenas as informações necessárias ou “interfaces críticas” do seu componente.

Otimize GD&T com Raio Rápido

Criar projetos de GD&T claros e compreensíveis é fundamental para garantir que suas peças cheguem o mais próximo possível da perfeição. No entanto, pode ser difícil gerenciar todas as partes móveis do GD&T e garantir clareza, consistência e precisão em todos os projetos de componentes. Trabalhar com um fabricante experiente pode ajudá-lo a otimizar seus projetos de GD&T, agilizar as execuções de produção e criar peças melhores.

Na Fast Radius, podemos guiá-lo pelo processo de GD&T do início ao fim. Nossa equipe de especialistas tem profundo conhecimento dos fundamentos de dimensionamento geométrico e tolerâncias, e ajudaremos você a projetar peças usando os padrões e símbolos corretos para promover a precisão das peças. Para trazer GD&T especializado para o seu próximo projeto de peça, entre em contato conosco hoje.

Para mergulhar nos detalhes de GD&T, incluindo dicas de tolerância para usinagem CNC e moldagem por injeção, confira o centro de recursos Fast Radius.

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