Como especificar pontos de referência dos eixos das dobradiças e a coaxialidade num desenho do fabricante original (OEM)

Uma porta pode estar bem fixada e, mesmo assim, encravar na primeira vez que for aberta. Os orifícios de montagem podem estar dentro das tolerâncias, mas os eixos de pivô superior e inferior podem estar deslocados, inclinados ou definidos a partir de superfícies não relacionadas. Referências dos eixos das articulações Essa ambiguidade só pode ser evitada quando o esquema de dados segue o contacto real do conjunto e o desenho controla as características que definem o eixo de rotação. Este guia mostra como definir esse eixo funcional, escolher o controlo geométrico adequado e definir uma condição de inspeção que um fornecedor possa reproduzir.

O desenho cabe e ainda assim é possível encaderná-lo

Os orifícios de passagem respondem a uma questão: os elementos de fixação conseguem passar pelas peças? Não respondem necessariamente à questão de saber se duas articulações de dobradiça, duas dobradiças compradas ou dois suportes soldados definem uma linha de pivô. Uma folha pode deslocar-se dentro da sua folga, uma flange estampada pode rodar localmente e uma estrutura soldada pode mover-se após a maquinagem. Todos os elementos de fixação podem ser instalados, enquanto os pinos das dobradiças são forçados a dobrar-se ou as buchas suportam a carga nas arestas.

Por conseguinte, o desenho tem de distinguir três condições que são frequentemente consideradas como uma só:

• Ajuste do elemento de fixação: O padrão de montagem e a folga permitem a montagem.
• Localização do eixo: cada elemento de articulação é posicionado a partir dos pontos de referência de montagem do fabricante original.
• Relação entre eixos: as características do pivô nas diferentes estações estão suficientemente alinhadas para se comportarem como um único eixo funcional.

Se o desenho definir apenas as coordenadas dos elementos de fixação, o fornecedor pode fabricar peças em conformidade sem conhecer o erro admissível do eixo. Se definir apenas um furo local da dobradiça, a dobradiça individual pode passar na inspeção, enquanto a montagem ao nível da porta não a passa. A primeira decisão relativa ao desenho não é, portanto, um valor de tolerância. É o nível da estrutura do produto em que o eixo comum deve existir.

Definir o eixo de rotação funcional antes de adicionar pontos de referência

O eixo de rotação funcional é a linha em torno da qual se prevê que a porta, tampa ou painel instalado gire. Numa dobradiça usinada, essa linha pode ser determinada a partir do diâmetro de um pino de precisão ou de furos coaxiais nas buchas. Numa dobradiça de folha moldada, o eixo efetivo pode ser estabelecido por vários segmentos de articulação e um pino com folga intencional. Numa porta com múltiplas dobradiças, o eixo funcional não é uma linha central local de qualquer pino; é a linha comum que as estações de dobradiça separadas devem aceitar após a montagem.

Não designe um cilindro conveniente como eixo de referência até que a sua função seja confirmada. Um pino solto pode flutuar no interior de articulações sobredimensionadas. Um furo curto pode criar um eixo de referência instável, uma vez que o seu comprimento proporciona pouca alavancagem angular. Um diâmetro exterior meramente estético pode não orientar de todo a rotação. A característica de referência deve representar a característica física que estabelece repetidamente o ponto de articulação nas condições de montagem definidas.

Coloque a especificação no nível de desenho correto

Um desenho de peça pode definir o furo, o pino, a articulação ou a face de montagem de um componente da dobradiça. Um desenho de subconjunto de dobradiça pode definir a relação entre as suas folhas, o pino e os elementos de apoio. Normalmente, apenas o desenho de montagem da porta ou da moldura do fabricante original (OEM) pode definir a relação entre duas ou mais unidades de dobradiça instaladas em posições separadas. A repetição da mesma indicação local em cada dobradiça não cria um eixo comum ao nível da porta, a menos que todos esses eixos estejam também relacionados com um único sistema de referência de montagem partilhado.

Os pontos de referência do eixo da dobradiça começam pelo contacto da montagem

Um sistema de referência deve reproduzir a forma como a dobradiça ou o suporte se encaixam no produto. A característica de referência primária é, normalmente, a superfície de montagem funcional mais estável, e não a maior superfície visível. O ponto de referência secundário restringe o grau de liberdade seguinte mais importante, frequentemente através de uma aresta de localização, um degrau maquinado ou uma característica dimensional deliberadamente selecionada. O ponto de referência terciário completa a localização sem depender de uma superfície que seja flexível, revestida de forma irregular ou deixada livre durante a montagem.

Em sentido estrito, a característica de referência é a superfície física ou a característica dimensional identificada no desenho. O ponto de referência é o plano, eixo ou plano central teoricamente exato, derivado dessa característica através do simulador aplicável. O desenho deve associar o símbolo da característica de referência à característica pretendida — e não a uma linha central sem suporte, flutuando no espaço. Esta distinção é importante quando uma superfície de montagem real está curvada ou um furo real apresenta um erro de forma.

No caso de um suporte de dobradiça rígido, um esquema justificável pode identificar a superfície de contacto com a estrutura como característica de referência A, uma face de localização funcional ou um plano central como característica de referência B e uma característica de localização de estação como característica de referência C. O furo do pivô é então posicionado e orientado em relação a A|B|C com dimensões básicas. Noutro projeto, o próprio furo do pivô pode estabelecer o eixo de referência B após o plano de montagem A ter encaixado, enquanto uma terceira característica alinha o suporte. Nenhum dos esquemas é universalmente correto; a ordem correta é aquela que corresponde à sequência de contacto da montagem e ao percurso funcional da carga.

Evite escolher uma aresta da chapa não suportada como referência principal apenas porque é fácil de dimensionar. A sua forma pode alterar-se quando os elementos de fixação forem apertados. Evite também definir todas as localizações das dobradiças a partir de uma longa cadeia de dimensões comuns. Uma cadeia pode distribuir a variação admissível de forma a deixar a estação final da dobradiça fora do envelope do eixo funcional, mesmo que cada distância adjacente esteja dentro dos limites.

Utilizar um único sistema de referência em todas as estações de articulação

Numa porta comprida, os pontos de articulação das dobradiças devem poder ser referenciados aos mesmos pontos de referência da moldura. Se a dobradiça superior for dimensionada a partir da aresta superior, a dobradiça inferior a partir da aresta inferior e o comprimento da moldura tiver a sua própria tolerância, os seus eixos podem satisfazer as dimensões locais, mas não coincidir na montagem. As dimensões básicas a partir de um sistema de referência tornam explícita a relação nominal pretendida. A tolerância geométrica associada define então a zona tridimensional permitida em torno dessa relação.

O esquema comum deve identificar qual a organização que controla cada colaborador. O fornecedor da dobradiça pode controlar o eixo em relação à interface de montagem da dobradiça. O fornecedor da estrutura pode controlar as características de reforço e montagem em relação aos pontos de referência da estrutura. O desenho de montagem do fabricante de equipamento original (OEM) controla a forma como as duas interfaces se articulam. Atribuir todo o requisito do eixo instalado à dobradiça adquirida é ineficaz se a folga do flange de montagem, da soldadura ou do elemento de fixação determinar a localização final.

Uma nota comum na linha central não é suficiente

Uma linha central traçada através de várias dobradiças transmite a intenção do projeto, mas, por si só, não define uma zona de tolerância mensurável. O desenho continua a necessitar de referências de referência, localizações básicas, um quadro de controlo de características ou um requisito definido de calibração funcional e um estado de inspeção. Sem esses elementos, a indicação «dobradiças a serem coaxiais» pode ser interpretada como uma nota de alinhamento visual, um requisito de encaixe por pino ou um requisito de excentricidade da superfície. Trata-se de testes de aceitação diferentes.

Decida também se os furos constituem um padrão controlado ou várias características controladas de forma independente. As legendas separadas podem criar zonas admissíveis distintas, mesmo quando as linhas centrais nominais coincidem. Um padrão ou esquema de posição multinível pode refinar o alinhamento entre características, ao mesmo tempo que posiciona o grupo em relação aos pontos de referência da montagem, mas os seus segmentos e referências a pontos de referência devem ser interpretados de acordo com a norma GD&T selecionada. Não se deve presumir que números idênticos ao lado de cada furo criem uma zona partilhada.

A coaxialidade é a função, nem sempre o símbolo

Os engenheiros costumam utilizar coaxialidade para descrever o requisito funcional de que duas ou mais características de pivô partilhem um eixo. O desenho do fabricante original (OEM) deve traduzir essa função num controlo específico. Na prática atual da ASME, a posição é normalmente utilizada quando o eixo derivado de um furo ou pino tem de ser localizado e orientado em relação a pontos de referência. O desvio radial é utilizado quando a preocupação é a variação de uma superfície cilíndrica real durante a rotação em torno de um eixo de referência. Os controlos de forma abordam a qualidade de uma característica, mas não a localizam em relação a outra estação.

Não indique uma «tolerância de coaxialidade» genérica ao lado do desenho e deixe que seja o fornecedor a selecionar a característica medida. Especifique qual o furo, o diâmetro do pino, a sede da bucha ou o diâmetro do calibre que define o eixo. Especifique se o controlo se aplica a cada característica individualmente, a um conjunto de peças como um todo ou ao conjunto final instalado. A palavra descreve o objetivo; o quadro de controlo das características e as notas do desenho definem os requisitos de aceitação.

A posição, a orientação e a forma são problemas distintos

Uma tolerância posicional num furo curto pode permitir que um eixo se incline dentro da sua zona cilíndrica. Isso pode ser aceitável para uma dobradiça compacta, mas torna-se significativo quando o furo aloja um pino longo ou quando duas dobradiças estão muito afastadas. Por outro lado, um controlo de perpendicularidade pode manter o eixo do furo perpendicular ao plano de montagem, permitindo simultaneamente que todo o eixo se desloque lateralmente. Se tanto a localização como a orientação afetarem a montagem, o esquema de controlo selecionado deve restringir ambas.

A forma é um fator independente. Um furo pode ter um eixo derivado aceitável, mas ainda assim ser cónico, lobulado ou arqueado o suficiente para criar interferência local. Um pino longo pode estar corretamente posicionado nas extremidades, mas não ser suficientemente reto. Não esgote toda a tolerância de localização do eixo a tentar compensar uma forma descontrolada. Identifique o comportamento da superfície ou da linha mediana que afeta o contacto do rolamento e, em seguida, atribua um requisito de forma apenas nos casos em que o risco funcional o justifique.

As articulações interrompidas necessitam de uma funcionalidade de avaliação declarada

Uma articulação de dobradiça apresenta vários segmentos de furo separados, em vez de um cilindro contínuo. Se cada segmento for avaliado de forma independente, qualquer eixo derivado local pode ser aprovado, enquanto o percurso combinado rejeita ou desvia o pino. O desenho deve indicar se os segmentos formam um padrão controlado, se um segmento estabelece um eixo de referência e qual o diâmetro ou característica derivada utilizada para a avaliação. O programa de inspeção deve, então, recolher amostras suficientes da geometria interrompida para testar essa relação especificada.

No caso de uma dobradiça adquirida, o fornecedor pode assumir a responsabilidade pela relação interna entre a articulação e o pino, enquanto o fabricante de equipamento original (OEM) controla a interface de montagem e o eixo de instalação. O fabricante de equipamento original não necessita de dimensões de processo exclusivas para definir este limite. Necessita de uma interface externa mensurável, de um requisito funcional de pivô e de um método de verificação acordado. Nos casos em que as superfícies interrompidas se revelem impraticáveis para a medição de coordenadas de rotina, um calibre funcional controlado pode complementar — e não substituir silenciosamente — o requisito do desenho.

Escolha os modificadores de fronteira de material a partir da função de ajuste

A posição na condição máxima do material pode permitir uma tolerância adicional, uma vez que o furo se desvia da sua dimensão mínima admissível ou o pino se desvia da sua dimensão máxima admissível. Isto pode facilitar a montagem funcional e a medição quando a folga restante é o que importa. Independentemente do tamanho da característica, esta opção pode ser mais adequada quando a localização do eixo deve permanecer controlada independentemente do tamanho real. A equipa de desenho deve fazer esta escolha com base no conceito de ajuste e inspeção, e não adicionar um modificador simplesmente porque o modelo CAD o disponibiliza.

Os orifícios de fixação não definem automaticamente o ponto de articulação

Um padrão de orifícios retangular pode servir de referência para a localização de uma aba de dobradiça, mas o seu efeito funcional depende da folga dos elementos de fixação, da orientação das ranhuras, do assentamento do rebaixamento, do atrito de fixação e da rigidez da aba e da moldura. Quando os orifícios são deliberadamente sobredimensionados para permitir o ajuste durante a instalação, não podem ser simultaneamente considerados como um ponto de referência de precisão repetível, a menos que um dispositivo de fixação ou outra característica de localização estabeleça a posição final.

Separe a questão da aquisição da questão do eixo. A disposição dos orifícios de fixação da dobradiça Ainda é necessário definir o espaçamento, o diâmetro, o tipo de orifício e as distâncias às arestas corretos. Este artigo aborda o que esses orifícios posicionam e se a sua cadeia de tolerâncias consegue preservar o eixo de rotação funcional.

Se a montagem exigir um ajuste, documente esse ajuste como um processo controlado. Identifique o eixo de alinhamento, o dispositivo de fixação, o estado do elemento de fixação temporário ou o eixo medido utilizado antes do aperto final. Caso contrário, o desenho pode exigir uma localização precisa do eixo, enquanto o método de montagem permite que a dobradiça se posicione em qualquer ponto dentro do espaço de folga.

Atribuir tolerância a partir da função ao nível da porta

Não existe um valor universal de coaxialidade considerado adequado para um desenho de dobradiça de um fabricante original (OEM). O erro admissível depende do espaçamento da dobradiça, da largura da porta, da folga entre o pino e o furo, do comprimento do rolamento, da rigidez da folha, da rigidez da moldura, da compressão da vedação, do encaixe da trava, do processo de fabrico e do estado de inspeção. Comece por considerar o que o conjunto pode fazer — e não por um valor decimal familiar proveniente de outro desenho.

Para duas posições nominais de articulação separadas por uma distância S, um desvio lateral relativo em relação ao centro Δ cria um ângulo de linha aproximado α. Se a borda da porta observada estiver à distância L a partir do eixo de rotação, esse erro angular pode manifestar-se como um deslocamento da aresta δ. Partindo do pressuposto de ângulos pequenos:

Esta relação explica por que razão o mesmo deslocamento local pode ter consequências diferentes numa tampa compacta e numa porta industrial larga. Mostra também por que razão afastar mais os pontos de articulação pode reduzir a sensibilidade angular, embora uma estrutura flexível possa anular essa vantagem teórica. O aspeto estrutural dessa decisão é abordado no guia separado sobre espaçamento das dobradiças e rigidez da estrutura; esta página utiliza o resultado apenas para atribuir o orçamento de controlo dos eixos.

Estabelecer um orçamento de tolerância específico para cada eixo

Enumere todos os fatores que contribuem entre o simulador de referência e a característica final do pivô. Entre os fatores típicos contam-se a planicidade do plano de montagem, o perfil do suporte, a posição do eixo da dobradiça no interior da mesma, a localização do orifício da estrutura, a folga dos elementos de fixação, a rotação local da flange, a distorção da soldadura, a acumulação de revestimento e o erro do dispositivo de montagem. Não some automaticamente todas as tolerâncias do desenho de forma aritmética; identifique se os fatores que contribuem para a distorção são tendenciosos, independentes, ajustáveis ou limitados pelo contacto durante a montagem. O objetivo é a rastreabilidade, e não uma soma matematicamente impressionante que não se assemelha à construção real.

Definir os estados de inspeção «Livre», «Fixado» e «Concluído»

Uma indicação geométrica pode ser precisa, embora a condição inspecionada continue ambígua. Uma folha de dobradiça fina, medida livremente numa MMC, pode sofrer alterações quando fixada à estrutura. Um suporte soldado pode ser maquinado antes da soldadura, mas inspecionado após a deformação. A pintura, o revestimento metálico ou o revestimento em pó podem alterar as superfícies de assentamento e as folgas dos furos. O desenho técnico ou o plano de inspeção associado deve indicar qual o estado que determina a aceitação.

Descreva a condição apenas na medida do necessário para a função. Os elementos relevantes podem incluir:

• peça avulsa, subconjunto de dobradiças ou conjunto final do fabricante original;
• estado livre, estado fixado por um dispositivo de fixação ou estado do elemento de fixação instalado;
• antes ou depois da soldadura, do tratamento térmico e do revestimento final;
• pino instalado ou removido, e qualquer diâmetro de calibre definido;
• ângulo da porta, carga externa e estado da vedação ou do cabo durante a inspeção;
• tipo de fixação, sequência de aperto e binário definido pelo projeto, sempre que estes fatores afetem o assentamento.

Não copie as instruções de instalação no desenho. Em vez disso, faça referência à especificação controlada de montagem ou de inspeção que define o estado. A configuração física, a correção do alinhamento e as verificações finais do movimento continuam a ser trabalhos de instalação; utilize o Guia de instalação da dobradiça de torque para essa tarefa, em vez de alargar esta página para incluir um segundo procedimento de instalação.

A inspeção deve recriar o esquema de referência

A configuração da inspeção deve contactar as mesmas superfícies funcionais, na mesma ordem de referência, que o desenho utiliza. Se a MMC se alinhar com uma aresta bruta conveniente, enquanto o desenho utiliza o plano de montagem maquinado e o degrau de localização, o resultado não verifica o desenho. Se um eixo funcional passar por vários furos enquanto o conjunto não estiver fixado, pode puxar as peças flexíveis para o alinhamento e ocultar o erro em estado livre.

Um eixo que «passa» é valioso quando é intencionalmente concebido como um calibrador funcional. Constitui uma prova fraca quando o diâmetro do eixo, a retidão, a direção de inserção e a força admissível não são especificados. Da mesma forma, um relatório de inspeção digital não é automaticamente mais fiável do que uma verificação com calibrador. O melhor método é aquele que mede o requisito especificado com a resolução adequada e reproduz a condição funcional de referência.

Notas técnicas que eliminam as incertezas dos fornecedores

O quadro de controlo das características deve indicar os requisitos geométricos. As notas devem definir o estado de aceitação e qualquer método funcional específico do projeto que os símbolos, por si só, não consigam comunicar. Evite notas que se limitem a repetir «todos os eixos das articulações devem estar alinhados» ou «não é permitido qualquer encravamento». Estas descrevem resultados pretendidos sem identificar características, pontos de referência ou condições de medição.

O que se segue é um modelo de desenho, não uma especificação de tolerância pronta a ser copiada. Substitua os campos entre parênteses apenas após a pilha funcional e a capacidade de inspeção terem sido analisadas:

Não indique a tolerância real apenas numa nota descritiva quando um controlo geométrico a possa expressar de forma inequívoca. Não especifique um dispositivo de inspeção como substituto do requisito do produto, a menos que a aceitação seja intencionalmente definida por um calibrador funcional. Por fim, não prometa intercambiabilidade com base no desenho da dobradiça se os planos de referência da estrutura do fabricante original e a rigidez da zona de montagem permanecerem sem controlo.

Verifique o eixo antes de libertar o desenho

Esta análise limita-se deliberadamente à definição do eixo de rotação. Deve ser realizada em paralelo com — e não em substituição de — as análises mais abrangentes relativas aos desenhos, às aplicações e aos fornecedores.

1. Indique o eixo funcional. Identifique o pino, o furo, a sede da bucha, o conjunto de articulações ou o diâmetro do calibrador que determina a rotação.
2. Escolha o nível de desenho. Decida se o requisito se refere a um componente, a um subconjunto de dobradiças ou a um conjunto de porta/caixilho do fabricante original (OEM).
3. Siga as instruções de montagem. Faça com que os pontos de referência A, B e C reproduzam a sequência estável de assentamento e posicionamento.
4. Utilize um único sistema de referência. Relacione as estações de dobradiças separadas a pontos de referência de montagem partilhados, em vez de cadeias de arestas independentes.
5. Selecione o controlo por função. Utilize a posição para a localização/orientação do eixo, o desvio radial para o comportamento da superfície rotativa e os controlos de forma apenas para riscos locais de forma.
6. Estabeleça um limite justificado. Relacione a variação permitida do eixo com a folga, o encaixe, o rolamento, a vedação ou a sensibilidade ao movimento e com todo o processo de fabrico.
7. Indique o estado em que foi inspecionado. Defina o estado livre ou fixado, a fase de produção, o estado do elemento de fixação e o ângulo da porta, sempre que estes fatores afetem os resultados.
8. Comparar a inspeção com a descrição. Confirme se o fornecedor e o fabricante de equipamento original (OEM) conseguem reproduzir a simulação de referência e cumprir a tolerância exigida.

Se alguma destas decisões continuar por determinar, assinale-a como específica do projeto, em vez de preencher a lacuna com uma tolerância estimada. Um desenho que revele um dado de engenharia por resolver é mais seguro do que um que o oculte por trás de um valor preciso, mas sem fundamento.

Quando os pontos de referência do eixo da dobradiça, os elementos de pivô controlados e o estado de inspeção fazem todos referência a um único esquema de montagem, o fornecedor e o fabricante de equipamento original (OEM) podem verificar o mesmo eixo, em vez de interpretarem o termo «coaxial» de formas diferentes.

Perguntas frequentes sobre o ponto de referência do eixo da articulação e a coaxialidade