Tolerância de planicidade em GD&T

A planicidade importa na produção de peças pequenas?

A planicidade da superfície é um dos padrões de Dimensionamento e Tolerância Geométrica (GD&T) usados ​​para comunicar como uma peça deve ser fabricada. Também pode ser uma consideração importante ao otimizar a capacidade de fabricação.

Juntamente com o posicionamento, cilindricidade e outras características de tolerância geométrica, a tolerância de planicidade pode ser indicada em um desenho de engenharia para ajudar a garantir que as peças metálicas produzidas tenham a forma correta e a funcionalidade desejada.

O que é planicidade da superfície?

A planicidade é uma medida da forma de uma superfície comparada com ela mesma, indicando que todos os pontos ao longo da superfície estão no mesmo plano. Simbolizada em GD&T por um paralelogramo, a planicidade permite limitar a ondulação ou variação em uma superfície sem apertar sua tolerância dimensional.

A característica de planicidade é útil para ajudar a garantir um desgaste uniforme em uma superfície. Também é útil quando duas superfícies devem se encontrar niveladas e formar uma vedação estanque, como no caso de duas superfícies aparafusadas com uma gaxeta entre elas.

O que é tolerância à planicidade?

A zona de tolerância de planicidade é a área entre dois planos paralelos, na qual a superfície em questão precisaria se encaixar para se qualificar como “plana”. A tolerância de planicidade seria a distância permitida entre esses planos paralelos.

Olhando de outra forma, a zona de tolerância são os pontos aceitáveis ​​mais altos e mais baixos (±) no plano da superfície que está sendo medida.

Planicidade versus retidão

A planicidade, então, é uma característica de um objeto tridimensional (3D), pois existe entre os dois planos paralelos que delineiam sua zona de tolerância.

A retilinidade da superfície, por outro lado, é bidimensional (2D). Sua zona de tolerância existe entre duas linhas paralelas e é um indicador de planicidade ao longo de uma linha na superfície de uma peça.

Há também a retidão do eixo, uma característica com a qual lidamos frequentemente aqui na Metal Cutting Corporation. A retidão do eixo controla quanto arco ou curva é permitido no eixo de uma peça. (Leia mais sobre como medir a retidão.)

Planicidade x paralelismo

Ao contrário da planicidade, que não considera quaisquer outros dados ou características, o paralelismo compara a orientação de superfícies opostas. Embora também exista algo como o paralelismo de eixo, em GD&T ele é mais frequentemente chamado para controlar o paralelismo entre duas superfícies ou recursos.

O paralelismo pode ser usado quando duas superfícies precisam trabalhar em sincronia e a uma distância constante uma da outra. Também pode ser usado quando você tem uma peça que precisa se encaixar entre dois planos que devem fazer referência um ao outro.

Planicidade vs. perpendicularidade

Ao contrário da planicidade no plano de uma única superfície, a perpendicularidade compara a orientação das superfícies adjacentes. Em GD&T, a tolerância de perpendicularidade geralmente é usada para controlar duas superfícies de 90° ou um eixo em relação a um ponto de referência específico em um cilindro.

Na Metal Cutting, normalmente medimos a perpendicularidade em termos de uma peça em relação ao seu corte final, comparando o lado de uma haste, tubo ou fio com o corte final que colocamos nessa peça. (Leia mais sobre como medir a perpendicularidade.)

Como a planicidade é medida?

A planicidade é notoriamente difícil de medir. Em primeiro lugar, não existe realmente algo “perfeitamente plano” (ou “perfeitamente”!).

Em segundo lugar, medir a planicidade da superfície da extremidade cortada em peças muito pequenas – como tubos com diâmetro de 0,040″ (1,016 mm) e outras peças minúsculas que normalmente produzimos aqui na Metal Cutting – é praticamente impossível.

Terceiro, a planicidade de uma peça não pode ser medida colocando-a em uma mesa e passando um medidor de altura sobre a peça. Isso porque a tabela faria parte dos dados - e, portanto, você estaria medindo o paralelismo, não a planicidade.

Em vez disso, você precisa garantir que os pontos ao longo da superfície da peça estejam dentro da zona de tolerância de planicidade, comparando a superfície com dois planos paralelos imaginários.

As máquinas de medição por coordenadas (CCMs) permitem um tipo de medição 3D, criando planos virtuais aos quais o perfil da superfície de uma peça pode ser comparado. Assim, um CCM pode ser usado para medir pontos ao longo do comprimento e da largura de uma peça para verificar se toda a superfície está dentro da tolerância de planicidade.

Alternativas à planicidade em pequenas peças metálicas

Na Metal Cutting, onde produzimos milhares de vergalhões, tubos e fios cortados todos os dias, muitas vezes não trabalhamos com tolerância de planicidade para as superfícies que cortamos, devido aos seus tamanhos muito pequenos.

Em vez disso, nossos clientes normalmente estão mais preocupados com o paralelismo, os ângulos e a perpendicularidade do corte final do que com a planicidade da superfície. Além disso, nossos clientes estão procurando por cortes finais sem rebarbas, especialmente com peças que precisam combinar com outras peças.

No entanto, os clientes às vezes nos pedem para ajudá-los a atingir uma tolerância de planicidade especificada - por exemplo, em peças com uma área de superfície maior, que foram usinadas ou que foram pré-fabricadas e fornecidas a nós pelos clientes para acabamento adicional.

Nesses casos, fazemos bom uso de nossos equipamentos de lapidação para obter superfícies lisas e planas que atendam às especificações do cliente.

Como verificamos a tolerância à planicidade?

Na Metal Cutting, normalmente fixamos a peça de forma que a superfície a ser medida fique nivelada; confirmamos isso encontrando três pontos opostos na superfície da peça que têm a mesma altura.

Em seguida, colocamos um medidor de altura em vários outros pontos da peça para observar quaisquer diferenças e verificar se toda a peça está dentro das especificações de planicidade.

Também podemos usar nosso sistema OGP SmartScope para medir vários pontos aleatórios ao longo do plano da superfície de uma peça para garantir que os pontos mais altos e mais baixos estejam dentro da faixa de tolerância permitida.

Existem padrões para tolerância à planicidade?

Sem dúvida, a tolerância à planicidade é importante para algumas aplicações.

Em janeiro de 2019, a Apple divulgou a estreita tolerância ao nivelamento de seus novos modelos do iPad Pro. A empresa disse que o novo iPad Pro foi fabricado para “[permitir] não mais de 400 mícrons de desvio ao longo do comprimento de qualquer lado – menos que a espessura de quatro folhas de papel”.

Juntamente com o uso de usinagem CNC para criar um invólucro de plástico e alumínio mais forte, a tolerância de planicidade mais apertada foi parte da resposta da Apple às reclamações sobre problemas de flexão em vários dispositivos.

Na fabricação de peças pequenas, a ASTM International e outras organizações publicam padrões para tolerâncias de planicidade para aço, alumínio e outros materiais, em formas que variam de chapas, chapas e barras a fios, varetas e tubos.

Usando GD&T para especificações precisas

Para a gama completa de recursos GD&T, desde paralelismo, perpendicularidade e angularidade até circularidade, retidão e planicidade, o objetivo da Metal Cutting é sempre manter a economia de produção ao mesmo tempo em que oferece a melhor qualidade para os produtos de nossos clientes.

Ao fornecer especificações detalhadas e completas desde o início - incluindo tolerâncias claras e cuidadosamente pensadas para planicidade da superfície e outras características importantes - você pode desempenhar um papel realmente vital na otimização da capacidade de fabricação e nos ajudar a gerenciar custos e qualidade.