Registrar | Login | Busca:
 
 
Sinônimos de tipos de conteúdo | Mais visitados |  

Home » Conteúdo » Projetos Mecânicos Utilizando Geometr...
 
 
PROJETOS MECÂNICOS UTILIZANDO GEOMETRIC DIMENSIONING AND TOLERANCING (GD&T) E SIMULAÇÃO MONTE CARLO
 
 
  • Visitas: 18288
    • Currently 3/5 Stars.
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
  • Nota: 3/5 (2161 votos)
Melhores Práticas
Projetos Mecânicos Utilizando Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T) e Simulação Monte Carlo
Criado por PDPNet Knowledge Network ( NUMA / USP ) em 07 de Janeiro de 2009 - 14:03.
Atualizado por Henrique Rozenfeld em 10 de Agosto de 2014 - 17:43.
Sumário:
Descrição:

Introdução

O sistema cartesiano, que ainda é ensinado nas faculdades de engenharia e praticado pelas empresas na-cionais, está obsoleto porque aumenta o custo dos produtos. Para que os produtos industriais brasileiros sejam competitivos é necessário que os engenheiros utilizem as modernas ferramentas de projetos que estão sendo aplicadas nos países industrializados. A norma QS-9000 contem a relação destas ferramentas. A norma QS-9000

A publicação da norma QS-9000 foi uma iniciativa da General Motors, Ford e Chrysler com o objetivo de fabricar produtos competitivos. Ela contém o que há de melhor na prática da engenharia automobilística americana. Seus conceitos são absolutamente gerais e podem ser utilizados pelos demais segmentos industriais, principalmente as ferramentas de engenharia, dentre as quais se encontra o GD&T.

GD&T e a Simulação Monte Carlo

O GD&T é a nova ferramenta de cotação que substituiu o sistema cartesiano. Ele trabalha em parceria com a simulação Monte Carlo. O GD&T define as tolerâncias dimensionais e geométricas dos componentes e a simulação Monte Carlo as ajusta segundo o critério de qualidade descrito a seguir.

Critério de Qualidade da QS-9000

O critério de qualidade adotado pela norma QS-9000 é o controle dos processos. Por exemplo, as polias do motor ao lado devem ser paralelas. Não basta estabelecer isoladamente as tolerâncias dimensionais e geométricas dos componentes, porque esta característica é uma cota resultante, que depende das tolerâncias dos demais componentes e do processo de montagem. Segundo a norma acima citada, é necessário ajustá-las de tal modo que se obtenha um índice de capabilidade Cp>1,67.

Hitórico do GD&T

O criador do GD&T foi Stanley Parker, engenheiro inglês da fábrica de torpedos da marinha britânica, localizada na cidade de Alexandria, Escócia. Nessa época, 1940, acreditava-se que o erro era inevitável. Tudo que era produzido, não importa o quê, continha um percentual de peças ruins. O modelo industrial da época tinha obrigatoriamente duas etapas: fabricar e inspecionar, para retirar as peças ruins do lote produzido.

Stanley Parker, pressionado pelo esforço de guerra, provocou uma grande controvérsia ao realizar uma experiência inédita. Montou produtos que funcionaram bem utilizando peças reprovadas na inspeção. Ele constatou que a característica crítica na montagem dos produtos é o afastamento em relação ao centro (true position), portanto o campo de tolerância deve ser circular e não quadrado. O sistema cartesiano utiliza campos de tolerância quadrados e reprova as peças cujos centros dos elementos se localizam na zona hachurada, provocando um grande desperdício, uma vez que a área do círculo é 57% maior que a do quadrado inscrito.

Stanley Parker concluiu que as peças reprovadas, na verdade, eram peças boas. O que estava errado era o conceito de peça ruim. Assim nasceu o GD&T, que utiliza campos de tolerâncias cilíndricos. Esta foi a primeira alteração sofrida pelo sistema cartesiano, 300 anos após a sua criação.

O desenvolvimento do GD&T

Ao longo do tempo diversos novos conceitos foram incorporados ao GD&T, como os princípios de máximo e mínimo material, a condição de independência, a zona de tolerância projetada, as zonas de tolerâncias compostas, os datuns, etc. No estágio atual o GD&T é composto de 290 regras, cuja aplicação é normalizada pelas associações de normas técnicas dos diversos países, algumas delas citadas adiante. Na última revisão da norma técnica americana, ASME Y14.5, 1994, houve mais de 100 alterações, e outras tantas estão em vias de acontecer.

Para projetar produtos competitivos os engenheiros e técnicos precisam constantemente atualizar os seus conhecimentos de GD&T. Os softwares de CAD ajudam a elaborar os modelos e desenhos, mas a cotação, que é a parte mais sensível dos projetos devido ao impacto na qualidade e no custo, continua a ser feita pelo cérebro humano.

Nos Estados Unidos a ASME (American Society of Mechanical Engineers) realiza periodicamente um "provão de GD&T". As empresas treinam os seus profissionais e os incentivam a obter a certificação. Dentro em breve isto se tornará uma exigência que fatalmente atingirá as empresas brasileiras.

Visite o site http://www.mw.eng.br para fazer um teste de GD&T nos moldes do provão da ASME.

Cálculo dos Índices de Capabilidade Cp/Cpk

A ferramenta ideal para calcular os índices Cp/Cpk é a simulação Monte Carlo. Ela executa a montagem virtual de um grande número de conjuntos, combina aleatoriamente os valores das tolerâncias dos componentes (reproduz o que acontece na linha de montagem) e fornece o histograma da distribuição, os índices de capabilidade Cp/Cpk, e a relação das tolerâncias que mais contribuem para a variação das características funcionais. Esta atividade deve ser realizada na engenharia, na fase de desenvolvimento do produto, antes da fabricação do ferramental.

Exemplo da Aplicação de GD&T e Simulação Monte Carlo

Visite o site http://www.mw.eng.br

Identificação das Características Chave (Key Characteristics)

A simulação Monte Carlo também relaciona as tolerâncias pela sua ordem de importância e identifica as principais responsáveis pela qualidade do produto (Key Characteristics). Esta informação é muito importante porque coloca em evidência os processos mais sensíveis.

Custo & Qualidade do Produto

As tolerâncias não identificadas como características chave devem ser alargadas ao máximo para reduzir o custo. O conjunto final de tolerâncias é a solução de compromisso ideal entre custo e qualidade, capaz de atender aos índices de capabilidade especificados.

Relação dos Benefícios Obtidos

  • Nas operações de produção o emprego do GD&T reduz o custo direto dos produtos pelos seguintes motivos:

  • Utiliza campos de tolerâncias 57% maiores.

  • Elimina o sucateamento de peças boas.

  • Garante ZERO DEFEITO dimensional na fabricação dos componentes devido a utilização de calibres calibres funcionais, um conceito exclusivo do GD&T.

 

Normas Técnicas de GD&T

NBR 6409, Associação Brasileira de Normas Técnicas.

ASME Y14.5M 1994, American Society of Mechanical Engineers, USA.

BS 308, Parts 2 e 3, British Standards Institution.

CSA B78.2, Canadian Standards Association.

NF E 04-552 ENR, AFNOR, France.

ISO 1101, 5458, 5459, 2692,2692 DAM I, 10578 e 2768-2, Internacional.

Livros sobre GD&T

GEO-METRICS III, Lowell W. Foster

FUNDAMENTALS OF GD&T, Alex Krulikowski

INTERPRETATION OF GD&T, Daniel E. Puncochar

ENGINEERING DRAWING AND DESIGN, David A. Madsen

DIMENSIONING, TOLERANCING, AND GAGING APPLIED, Gary Gooldy

http://www.gdt.eng.br/

http://www.etinews.com/

http://www.tec-ease.com/

Palavras-chave: Projetos Mecânicos Utilizando Geometric Dimensioning and Tolerancing
Nó: 9639

Comentários

Log in ou crie uma conta de usuário para comentar.

        

 
 
Copyright © 2007 Portal de Conhecimentos