Medidas e Desenho Mecânico

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1 Medidas e Desenho Mecânico

2 Coordenação do Programa FORMARE Beth Callia Coordenação Pedagógica Zita Porto Pimentel Coordenação convênio UTFPR/Fundação Iochpe Alfredo Vrubel Elaboração GIPE Projetos Educativos Ltda. Av. Imperial, 407 / Ipanema Porto Alegre, RS g.i.p.e@terra.com.br Coordenação Geral Ana Mariza Ribeiro Filipouski Diana Maria Marchi Projeto Gráfico e Editoração Editoras Associadas Marta Castilhos / Camila Kieling Revisão Suliani Editografia Ltda. Autoria deste caderno Adão Simon dos Santos Garcez (Cap. 1 e 5) Airton Cattani (Cap. 2 e 6) Francisco Firmino de Sales Basto (Cap. 3, 4, 7, 8 e 9) Apoio MEC Ministério da Educação FNDE Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação PROEP Programa de Expansão da Educação Profissional Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (William Okubo, CRB-8/6331, SP, Brasil) BASTO, Francisco Firmino de Sales Desenho técnico e medição / Francisco Firmino de Sales Basto ; Adão Simon dos Santos Garcez ; Projeto Formare. - São Paulo : Fundação Iochpe, p. (Cadernos Formare, 71) Inclui: Exercícios; Glossário; Bibliografia. ISBN Ensino Profissional 2. Desenho Técnico 3. Sistema de Medidas I. Garcez, Adão Simon dos Santos II. Projeto Formare III. Título IV. Série CDD Iniciativa Realização Fundação IOCHPE Al. Tietê, 618, casa 3, Cep , São Paulo, SP

3 FORMARE: uma escola para a vida Ensinar e aprender não podem dar-se fora da procura, fora da boniteza e da alegria. A alegria não chega apenas com o encontro do achado, mas faz parte do processo de busca. Paulo Freire Hoje a educação é concebida em uma perspectiva ampla de desenvolvimento humano e não apenas como uma das condições básicas para o crescimento econômico. O propósito de uma escola é muito mais o desenvolvimento de competências pessoais para o planejamento e realização de um projeto de vida do que apenas o ensino de conteúdos disciplinares. Os conteúdos devem ser considerados na perspectiva de meios e instrumentos para conquistas individuais e coletivas nas áreas profissional, social e cultural. A formação de jovens não pode ser pensada apenas como uma atividade intelectual. É um processo global e complexo, onde conhecer, refletir, agir e intervir na realidade encontram-se associados. Ensina-se pelos desafios lançados, pelas experiências proporcionadas, pelos problemas sugeridos, pela ação desencadeada, pela aposta na capacidade de aprendizagem de cada um, sem deixar de lado os interesses dos jovens, suas concepções, sua cultura e seu desejo de aprender. Aprende-se a partir de uma busca individual, mas também pela participação em ações coletivas, vivenciando sentimentos, manifestando opiniões diante dos fatos, escolhendo procedimentos, definindo metas. O que se propõe, então, não é apenas um arranjo de conteúdos em um elenco de disciplinas, mas a construção de uma prática pedagógica centrada na formação. Nesta mudança de perspectiva, os conteúdos deixam de ser um fim em si mesmos e passam a ser instrumentos de formação. Essas considerações dão à atividade de aprender um sentido novo, onde as necessidades de aprendizagem despertam o interesse de resolver questões desafiadoras. Por isso uma prática pedagógica deve gerar situações de aprendizagem ao mesmo tempo reais, diversificadas e provocativas. Deve possibilitar, portanto, que os jovens, ao dar opiniões, participar de debates e tomar decisões, construam sua individualidade e se assumam como sujeitos que absorvem e produzem cultura. Segundo Jarbas Barato, a história tem mostrado que a atividade humana produz um saber das coisas do mundo, que garantiu a sobrevivência do ser humano sobre a face da Terra e, portanto, deve ser reconhecido e valorizado como a sabedoria do fazer. Medidas e Desenho Mecânico 3

4 O conhecimento proveniente de uma atividade como o trabalho, por exemplo, nem sempre pode ser traduzido em palavras. Em geral, peritos têm dificuldade em descrever com clareza e precisão sua técnica. É preciso vê-los trabalhar para aprender com eles. O pensar e o fazer são dois lados de uma mesma moeda, dois pólos de uma mesma esfera. Possuem características próprias, sem pré-requisitos ou escala de valores que os coloquem em patamares diferentes. Teoria e prática são modos de classificar os saberes insuficientes para explicar a natureza de todo o conhecimento humano. O saber proveniente do fazer possui uma construção diferente de outras formas que se valem de conceitos, princípios e teorias, nem sempre está atrelado a um arcabouço teórico. Quando se reconhece a técnica como conhecimento, considera-se também a atividade produtiva como geradora de um saber específico e valoriza-se a experiência do trabalhador como base para a construção do conhecimento naquela área. Técnicas são conhecimentos processuais, uma dimensão de saber cuja natureza se define como seqüência de operações orientadas para uma finalidade. O saber é inerente ao fazer, não uma decorrência dele. Tradicionalmente, os cursos de educação profissional eram rigidamente organizados em momentos prévios de teoria seguidos de momentos de prática. O padrão rígido explicação (teoria) antes da execução (prática) era mantido como algo natural e inquestionável. Profissões que exigem muito uso das mãos eram vistas como atividades mecânicas, desprovidas de análise e planejamento. Autores estão mostrando que o aprender fazendo gera trabalhadores competentes e a troca de experiências integra comunidades de prática nas quais o saber distribuído por todos eleva o padrão da execução. Por isso, o esforço para o registro, organização e criação de uma rede de apoio, uma teia comunicativa de relato de práticas é fundamental. Dessa forma, o uso do paradigma da aprendizagem corporativa faz sentido e é muito mais produtivo. A idéia da formação profissional no interior do espaço de trabalho é, portanto, uma proposição muito mais adequada, inovadora e ousada do que a seqüência que propõe primeiro a teoria na sala de aula, depois a prática. Atualmente, as empresas têm investido na educação continuada de seus funcionários, na expectativa de que este esforço contribua para melhorar os negócios. A formação de quadros passou a ser, nesses últimos anos, atividade central nas organizações que buscam o conhecimento para impulsionar seu desenvolvimento. No entanto, raramente se percebe que um dos conhecimentos mais importantes é aquele que está sendo construído pelos seus funcionários no exercício cotidiano de suas funções, é aquele que está concentrado na própria empresa. A empresa contrata especialistas, adquire tecnologias, desenvolve práticas de gestão, inaugura centros de informação, organiza banco de dados, incentiva 4 Medidas e Desenho Mecânico

5 inovações. Vai acumulando, aos poucos, conhecimento e experiências que, se forem apoiadas com recursos pedagógicos, darão à empresa a condição de excelência como espaço de ensino e aprendizagem. Criando condições para identificar, registrar, organizar e difundir esse conhecimento, a organização poderá contribuir para o aprimoramento da formação profissional. Convenciona-se que a escola é o lugar onde se ensina e a empresa é onde se produz bens, produtos e serviços. Deste ponto de vista, o conhecimento seria construído na escola, e caberia à empresa o aprimoramento de competências destinadas à produção. Esta é uma visão acanhada e restritiva de formação profissional que não reconhece e não explora o potencial educativo de uma organização. Neste cenário, a Fundação IOCHPE, em parceria com a UTFPR Universidade Tecnológica Federal do Paraná, desenvolve a proposta pedagógica FORMARE, que apresenta uma estrutura curricular composta de conteúdos integrados: um conjunto de disciplinas de formação geral (Higiene, Saúde e Segurança; Comunicação e Relacionamento; Fundamentação Numérica; Organização Industrial e Comercial; Informática e Atividades de Integração) e um conjunto de disciplinas de formação específica. O curso FORMARE pretende ser uma escola que oferece ao jovem uma preparação para a vida, propõe-se a desenvolver não só competências técnicas, mas também habilidades que lhes possibilitem estabelecer relações harmoniosas e produtivas com todas as pessoas, que os tornem capazes de construir seus sonhos e metas, além de buscar as condições para realizá-los no âmbito profissional, social e familiar. A proposta curricular tem a intenção de fortalecer, além das competências técnicas, outras habilidades: 1) Comunicabilidade capacidade de expressão (oral e escrita) de conceitos, idéias e emoções de forma clara, coerente e adequada ao contexto; 2) Trabalho em equipe capacidade de levar o seu grupo a atingir os objetivos propostos; 3) Solução de problemas capacidade de analisar situações, relacionar informações e resolver problemas; 4) Visão de futuro capacidade de planejar, prever possibilidades e alternativas; 5) Cidadania capacidade de defender direitos de interesse coletivo. Cada competência é composta por um conjunto de habilidades que serão desenvolvidas durante o ano letivo, por meio de todas as disciplinas do curso. Medidas e Desenho Mecânico 5

6 Para finalizar, ao integrar o ser, o pensar e o fazer, os cursos FORMARE ajudam os jovens a desenvolver competências para um bom desempenho profissional e, acima de tudo, a dar sentido à sua própria vida. Dessa forma, esperam contribuir para que eles tenham melhores condições para assumir uma postura ética, colaborativa e empreendedora em ambientes instáveis como os de hoje, sujeitos a constantes transformações. Equipe FORMARE 6 Medidas e Desenho Mecânico

7 Sobre o caderno Você, educador voluntário, sabe que boa parte da performance dos jovens no mundo do trabalho dependerá das aprendizagens adquiridas no espaço de formação do Curso em desenvolvimento em sua empresa no âmbito do Projeto FORMARE. Por isso, os conhecimentos a serem construídos foram organizados em etapas, investindo na transformação dos jovens estudantes em futuros trabalhadores qualificados para o desempenho profissional. Antes de este material estar em suas mãos, houve a definição de uma proposta pedagógica, que traçou um perfil de trabalhador a formar, depois o delineamento de um plano de curso, que construiu uma grade curricular, destacou conteúdos e competências que precisam ser desenvolvidos para viabilizar o alcance dos objetivos estabelecidos, e então foram desenhados planos de ensino, com vistas a assegurar a eficácia da formação desejada. À medida que começar a trabalhar com o Caderno, perceberá que todos os encontros contêm a pressuposição de que você domina o conteúdo e que está recebendo sugestões quanto ao modo de fazer para tornar suas aulas atraentes e produtoras de aprendizagens significativas. O Caderno pretende valorizar seu trabalho voluntário, mas não ignora que o conhecimento será construído a partir das condições do grupo de jovens e de sua disposição para ensinar. Embora cada aula apresente um roteiro e simplifique a sua tarefa, é impossível prescindir de algum planejamento prévio. É importante que as sugestões não sejam vistas como uma camisa de força, mas como possibilidade, entre inúmeras outras que você e os jovens do curso poderão descobrir, de favorecer a prática pedagógica. O Caderno tem a finalidade de oferecer uma direção em sua caminhada de orientador da construção dos conhecimentos dos jovens, prevendo objetivos, conteúdos e procedimentos das aulas que compõem cada capítulo de estudo. Ele trata também de assuntos aparentemente miúdos, como a apresentação das tarefas, a duração de cada atividade, os materiais que você deverá ter à mão ao adotar a atividade sugerida, as imagens e os textos de apoio que poderá utilizar. No seu conjunto, propõe um jeito de fazer, mas também poderá apresentar outras possibilidades e caminhos para dar conta das mesmas questões, com vistas a encorajá-lo a buscar alternativas melhor adequadas à natureza da turma. Como foi pensado a partir do planejamento dos cursos (os objetivos gerais de formação profissional, as competências a serem desenvolvidas) e dos planos de ensino disciplinares (a definição do que vai ser ensinado, em que seqüência e intensidade e os modos de avaliação), o Caderno pretende auxiliá-lo a realizar Medidas e Desenho Mecânico 7

8 um plano de aula coerente com a concepção do Curso, preocupado em investir na formação de futuros trabalhadores habilitados ao exercício profissional. O Caderno considera a divisão em capítulos apresentada no Plano de Ensino e o tempo de duração da disciplina, bem como a etapa do Curso em que ela está inserida. Com esta idéia do todo, sugere uma possibilidade de divisão do tempo, considerando uma aula de 50 minutos. Também há avaliações previstas, reunindo capítulos em blocos de conhecimentos e oferecendo oportunidade de síntese do aprendido. É preciso não esquecer, no entanto, que a aprendizagem é avaliada durante o processo, através da observação e do diálogo em sala de aula. A avaliação formal, prevista nos cadernos, permite a descrição quantitativa do desempenho dos jovens e também do educador na medida em que o erro, muitas vezes, é indício de falhas anteriores que não podem ser ignoradas no processo de ensinar e aprender. Recomendamos que, ao final de cada aula ministrada, você faça um breve registro reflexivo, anotando o que funcionou e o que precisou ser reformulado, se todos os conteúdos foram desenvolvidos satisfatoriamente ou se foi necessário retomar algum, bem como outras sugestões que possam levar à melhoria da prática de formação profissional e assegurar o desenvolvimento do trabalho com aprendizagens significativas para os jovens. Esta também poderá ser uma oportunidade de você rever sua prática como educador voluntário e, simultaneamente, colaborar para a permanente qualificação dos Cadernos. É um desafioconvite que lhe dirigimos, ao mesmo tempo em que o convidamos a ser co-autor da prática que aí vai sugerida. Características do caderno Cada capítulo ou unidade possui algumas partes fundamentais, assim distribuídas: Página de apresentação do capítulo: apresenta uma síntese do assunto e os objetivos a atingir, destacando o que os jovens devem saber e o que se espera que saibam fazer depois das aulas. Em síntese, focaliza a relevância do assunto dentro da área de conhecimento tratada e apresenta a relação dos saberes, das competências e habilidades que os jovens desenvolverão com o estudo da unidade. A seguir, as aulas são apresentadas através de um breve resumo dos conhecimentos a serem desenvolvidos em cada aula. Sua intenção é indicar aos educadores o âmbito de aprofundamento da questão, sinalizando conhecimentos prévios e a contextualização necessária para o tratamento das questões da aula. No interior de cada aula aparece a seqüência de atividades, marcadas pela utilização dos ícones que seguem: 8 Medidas e Desenho Mecânico

9 Indica, passo a passo, as atividades propostas para o educador. Apresenta as informações básicas, sugerindo uma forma de desenvolvê-las. Esta seção apresenta conceitos relativos ao tema tratado, imagens que têm a finalidade de se constituírem em suporte para as explicações do educador (por esse motivo todas elas aparecem em anexo num cd, para facilitar a impressão em lâmina ou a sua reprodução por recurso multimídia), exemplos das aplicações dos conteúdos, textos de apoio que podem ser multiplicados e entregues aos jovens, sugestões de desenvolvimento do conteúdo e atividades práticas, criadas para o estabelecimento de relações entre os saberes. No passo a passo, aparecem oportunidades de análise de dados, observação e descrição de objetos, classificação, formulação de hipóteses, registro de experiências, produção de relatórios e outras práticas que compõem a atitude científica frente ao conhecimento. Indica a duração prevista para a realização do estudo e das tarefas de cada passo. É importante que fique claro que esta é uma sugestão ideal, que abstrai quem é o sujeito ministante da aula e quem são os sujeitos que aprendem, a rigor os que mais interessam nesse processo. Quando foi definida, só levou em consideração o que era possível no momento: o conteúdo a ser desenvolvido, tendo em vista o número de aulas e o plano de ensino da disciplina. No entanto você, juntamente com os jovens que compõem a sua turma, têm liberdade para alterar o que foi sugerido, adaptar as sugestões para o seu contexto, com as necessidades, interesses, conhecimentos prévios e talentos especiais do seu grupo. O glossário contém informações e esclarecimentos de conceitos e termos técnicos. Tem a finalidade de simplificar o trabalho de busca do educador e, ao mesmo tempo, incentivá-lo a orientar os jovens para a utilização de vocabulário apropriado referente aos diferentes aspectos da matéria estudada. Aparece ao lado na página em que é utilizado e é retomado ao final do Caderno, em ordem alfabética. Remete para exercícios que objetivam a fixação dos conteúdos desenvolvidos. Não estão computados no tempo das aulas, e poderão servir como atividade de reforço extraclasse, como revisão de conteúdos ou mesmo como objeto de avaliação de conhecimentos. Notas que apresentam informações suplementares relativas ao assunto que está sendo apresentado. Idéias que objetivam motivar e sensibilizar o educador para outras possibilidades de explorar os conteúdos da unidade. Têm a preocupação de sinalizar que, de acordo com o grupo de jovens, outros modos de fazer podem ser alternativas consideradas para o desenvolvimento de um conteúdo. Traz as idéias-síntese da unidade, que auxiliam na compreensão dos conceitos tratados, bem como informações novas relacionadas ao que se está estudando. Apresenta materiais em condições de serem reproduzidos e entregues aos jovens, tratados, no interior do Caderno, como textos de apoio. Medidas e Desenho Mecânico 9

10 Em síntese, você, educador voluntário, precisa considerar que há algumas competências que precisam ser construídas durante o processo de ensino-aprendizagem, tais como: conhecimento de conceitos e sua utilização; análise e interpretação de textos, gráficos, figuras e diagramas; transferência e aplicação de conhecimentos; articulação estrutura-função; interpretação de uma atividade experimental. Em vista disso, o conteúdo dos Cadernos pretende favorecer: conhecimento de propriedades e de relações entre conceitos; aplicação do conhecimento dos conceitos e das relações entre eles; produção e demonstração de raciocínios demonstrativos; análise de gráficos; resolução de problemas; identificação de dados e de evidências relativas a uma atividade experimental; conhecimento de propriedades e relações entre conceitos em uma situação nova. Como você já deve ter concluído, o Caderno é uma espécie de obra aberta, pois está sempre em condições de absorver sugestões, outros modos de fazer, articulando os educadores voluntários do Projeto FORMARE em uma rede que consolida a tecnologia educativa que o Projeto constitui. Desejamos que você possa utilizá-lo da melhor forma possível e que tenha a oportunidade de refletir criticamente sobre eles, registrando sua colaboração e interagindo com os jovens de seu grupo a fim de investirmos todos em uma educação mais efetiva e na formação de profissionais mais competentes e atualizados para os desafios do mundo contemporâneo. 10 Medidas e Desenho Mecânico

11 Introdução Este caderno busca trabalhar os conceitos básicos de Desenho Técnico & Medição, imprescindíveis para a formação do jovem profissional. Para tanto, são exploradas diversas ferramentas e dinâmicas de trabalho, a fim de viabilizar aprendizagens significativas dos conteúdos. Dentre as competências e habilidades a serem desenvolvidas, destacam-se: ler e interpretar medidas de grandezas variáveis de processo; medir grandezas dimensionais e de forma com instrumentos manuais e em precisão corrente na indústria de manufatura; representar em croqui, conforme a ABNT, para fabricação, componentes e peças industriais de pequena complexidade, além de interpretar desenhos técnicos de componentes, peças isoladas e de conjunto. Para tanto, o capítulo 1 trabalha com o sistema de unidades e medição. Traz noções básicas indispensáveis a quem trabalhe neste setor. De forma crescente em complexidade, aborda o histórico da medição e a definição de padrão, aprofundando noções de equivalência e detalhando o sistema métrico e inglês de medida de comprimento, bastante usados na indústria. O capítulo 2 aborda as linhas e escrita técnica através da execução de exercícios que levem o jovem a identificar seus usos nos desenhos técnicos, conforme as NBRs 8402 e O capítulo 3 apresenta conceitos e propõe dinâmicas para fixar os aspectos referentes à cotagem e escala e propõe atividades que desenvolvam a habilidade de cotar desenhos de figuras geométricas planas e componentes de uso industrial. O capítulo 4 trabalha com a perspectiva isométrica e introduz o traçado da perspectiva isométrica de cubo e cilindro em papel isométrico. Já o capítulo 5 está centrado no estudo das faixas de tolerância industrial, nas formas de medir e registrar as tolerâncias e no uso do paquímetro. O capítulo 6 pretende que o jovem, de posse de desenho de peças mecânicas em perspectiva, esboce as projeções ortogonais no 1.º diedro, marcando as cotas para fabricação. Para tanto, desenvolve conceitos e propõe atividades de posição das vistas nos planos de projeção. A aplicação do princípio da Medidas e Desenho Mecânico 11

12 proporcionalidade na execução das projeções ortogonais em croqui e a distribuição das cotas nas vistas que mais caracterizam os detalhes cotados também são objeto de estudo. O capítulo 7 pretende que consigam executar o desenho de croqui de peças de fabricação em plástico, aplicando nas representações as vistas seccionais, conforme a ABNT NBR O capítulo 8, a partir de demonstrações práticas, pretende realizar medições de controle geométrico em peças ou sistemas usados na empresa, com o auxílio do relógio comparador. E, finalmente no capítulo 9, os jovens deverão, a partir de desenhos de pequenos conjuntos, interpretar seu funcionamento, montagem, representações convencionais usuais e especificações técnicas e comerciais. Além da análise e síntese de conceitos, a metodologia desenvolvida nestes capítulos busca dar suporte à construção do conhecimento, desenvolver o espírito crítico dos jovens, capacitar para o trabalho em equipe por meio da interação não só com o educador, mas com colegas e outros profissionais atuantes na área. Também está atenta para a capacidade de comunicação oral e escrita, a desinibição, a problematização de conhecimentos do senso comum e a busca de soluções, habilidades e competências fundamentais para a formação de um profissional amplamente capacitado em qualquer área do conhecimento. 12 Medidas e Desenho Mecânico

13 çpç Sumário 1 Sistema Internacional de unidades e medições Primeira Aula Medição, grandeza, e unidade padrão...19 Segunda Aula Terceira Aula Quarta Aula Quinta Aula Sexta Aula Sistema métrico e inglês...24 Grandezas variáveis...31 Manuseio de instrumentos e aparelhos para controle de grandezas variáveis...35 Medição de componentes...37 Avaliação Paquímetro e tolerância dimensional Primeira Aula Paquímetro...43 Segunda Aula Resoluções do paquímetro Terceira Aula Leitura de paquímetro no sistema métrico...49 Quarta Aula Medição com paquímetro...54 Quinta Aula Tolerância dimensional...55

14 Sexta Aula Campos de tolerância...60 Sétima Aula Valores de afastamento e campos de tolerância...65 Oitava Aula Ajustes usados na empresa: pesquisa...73 Nona Aula Ajustes usados na empresa: exemplificação...74 Décima e Décima Primeira Aulas Tolerância dimensional de peças: exercício prático Normas Técnicas (NBR) Primeira Aula Instrumentos e normatização para o desenho técnico...79 Segunda Aula Linhas técnicas com instrumentos e à mão livre: linhas retas...81 Terceira Aula Linhas técnicas com instrumentos e à mão livre: linha curva...82 Quarta Aula Caligrafia técnica I...84 Quinta Aula Caligrafia técnica II Contagem e Escala Primeira Aula Projeções ortogonais...89 Segunda Aula Linhas de cota e de chamada...91 Terceira Aula Redução e ampliação...94

15 5 Vistas ortográficas e Técnica de Croqui Primeira Aula Projeção ortogonal I...99 Segunda Aula Projeção ortogonal II Terceira Aula Representação de figuras planas Quarta Aula Representação de sólidos em projeções ortogonais Quinta Aula Rebatimento dos planos de projeção Sexta Aula Sólidos: perspectiva e projeções Sétima Aula Representações ortográficas Oitava à Décima Aulas Aplicação de técnicas de croqui Vistas Seccionais Primeira Aula Vista em corte Segunda Aula Vista seccional Terceira Aula Corte e secção: exercícios Quarta Aula Aspereza e relógio comparador Quinta Aula Hachuras Sexta Aula Avaliação

16 7 Leitura e Interpretação de Desenho de Conjunto Primeira Aula Relógio comparador: características, funções e finalidades Segunda Aula Fixação do RC e leituras possíveis Terceira Aula Uso e aplicações do relógio comparador I Quarta Aula Uso e aplicações do relógio comparador II Quinta Aula Relatório de inspeção...149

17 1 Sistema Internacional (SI) de Unidades e Medições O atual estágio de globalização da sociedade humana exige nas atividades de fabricação de produtos, prestação de serviços e comércio a compreensão e uso correto de um sistema de unidades e medições que atendam aos requisitos dos diferentes ramos de atividade econômica e que possam ser usados, sem restrições, em qualquer parte do planeta. Este sistema de unidades e medições, denominado Sistema Internacional de Unidades, originário do sistema métrico, teve início a pouco mais de 200 anos, no fim do século XVIII e vem sendo aprimorado através do progresso tecnológico. Entretanto, em alguns lugares ou em determinadas atividades, ainda é usado o sistema inglês, que é anterior ao sistema métrico e que tende a desaparecer gradativamente para dar lugar a um único e internacional sistema de unidades. Neste capítulo, para capacitar profissionalmente os jovens para a atividade industrial, será estudado o Sistema Internacional de Unidades (Sistema Métrico), o Sistema Inglês e a relação entre ambos. Objetivos Identificar o sistema de medição métrico e realizar conversões de unidades; Identificar o sistema de medição inglês e realizar conversões de unidades; Realizar conversão de unidades entre os sistemas métrico e inglês; Identificar as grandezas variáveis força, peso, tempo, pressão e temperatura; Interpretar as grandezas variáveis estudadas neste capítulo; Medir, usando escala, dimensões lineares em milímetros e polegadas. Medidas e Desenho Mecânico 17

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19 Primeira Aula Nesta aula, o jovem estudará a definição de grandeza, unidade padrão, medição e o histórico das unidades de medida linear e o sistema métrico. Educador, é possível que os jovens tragam para a aula conhecimento parcial, sistematizado ou não, sobre os assuntos que você irá abordar, especialmente em se tratando de unidades de medida. Isto facilitará a construção do conhecimento. Medição, grandeza e unidade padrão Passo 1 / Aula expositivo-dialogada Como introdução aos assuntos da aula, você pode medir com uma trena o comprimento de uma peça de uso na empresa, na frente dos jovens, instigando sua curiosidade através de colocações como as que seguem. 40min Hoje em dia, quando se quer medir o comprimento de uma peça, pega-se uma escala de aço ou uma trena, posiciona-se o início da escala graduada num extremo da peça e se analisa em qual posição da escala graduada está a outra extremidade da peça. O valor da escala graduada é verificado nesta extremidade da peça e obtém-se a medida do comprimento da peça. Na indústria ou em qualquer outra atividade profissional, o ato de medir deve ser realizado de maneira segura para que não ocorram erros que podem custar muito, tanto para a empresa quanto para o funcionário. Para que o ato de medir seja realizado de maneira profissional e com exatidão, questione os jovens e ajude-os a deduzirem a resposta certa, se for preciso: O que é medir? Resposta: é comparar duas grandezas da mesma espécie. Auxilie os jovens a entenderem o significado desta conceituação, explicando que grandeza significa tamanho. Medidas e Desenho Mecânico 19

20 Quando se diz que medir é comparar grandezas de mesma espécie, significa que quando se mede o comprimento (espécie de grandeza: comprimento) de um objeto, ele é comparado com o comprimento (espécie de grandeza: comprimento) de um outro objeto. Exemplifique: Se o comprimento de uma caixa de fósforos for usado para medir uma mesa, verifica-se quantas caixas de fósforo serão encostadas uma ao lado da outra até ser atingido o comprimento da mesa! Por exemplo: uma mesa mede o comprimento de 50 caixas de fósforo. Neste caso são comparadas duas grandezas de mesma espécie: o comprimento da mesa com o comprimento da caixa de fósforos que foi tomada como unidade. Logo, unidade é uma grandeza ou uma quantidade de grandeza da mesma espécie. A unidade usada para medir, definida como modelo oficial de um país ou da comunidade internacional, é chamada de unidade padrão Hoje, o mundo tem unidades de medida internacionalmente reconhecidas, mas nem sempre foi assim. Conte a história da medição, traçando paralelos com a realidade atual. Você pode tomar o texto de apoio, Histórico da Medição como referência para introduzir o assunto sistema métrico. As quatro definições do metro são basicamente para conhecimento histórico. É importantíssimo os jovens aprenderem que a unidade fundamental do sistema internacional de unidades é o metro e que este possui múltiplos e submúltiplos, usados conforme o ramo do conhecimento. Dê exemplos, relacionando diferentes unidades do sistema métrico com as suas aplicações práticas. Deixe claro que, na indústria, o milímetro é a unidade do sistema internacional de unidades usada com maior freqüência para expressar as informações referentes a dimensões lineares. Utilize o texto que segue e suas imagens para ilustrar sua exposição. Se desejar, distribua-o, ao final, para os jovens. 20 Medidas e Desenho Mecânico

21 Histórico da medição As unidades de medição primitivas foram definidas a partir do uso das partes do corpo humano como unidades lineares. Surgiram assim as medidas padrão: polegada ( 25,4 mm), palmo, pé ( 304,8 mm), jarda ( 914,4 mm), braça, passo, côvado ( 660 mm) e cúbito. Telecurso 2000 A Polegada O Palmo o Pé Fig. 1 Ilustração das unidades polegada, palmo e pé Telecurso 2000 A Jarda O Passo O Braço Fig. 2 Ilustração das unidades jarda, passo e braça Telecurso 2000 O Côvado Fig. 3 Ilustração da unidade côvado Telecurso 2000 O Cúbito Fig. 4 Ilustração da unidade cúbito Medidas e Desenho Mecânico 21

22 Como as pessoas possuem diferentes tamanhos, as unidades de medições baseadas nas partes do corpo humano geraram muitos problemas, por exemplo, as medições de dois cúbitos realizadas por duas pessoas diferentes tinham resultados práticos diferentes porque os tamanhos dos braços dessas pessoas eram diferentes. Os egípcios, para resolverem este problema criaram o cúbito padrão, formado por barras de pedra com determinado comprimento que posteriormente foram substituídas por barras de madeira. Na Inglaterra, nos séculos XV e XVI, para medir comprimentos eram usadas a polegada, o pé, a jarda e a milha. Na França, no século XVII, surgiu um novo modelo oficial de unidade de medida linear a Toesa que é equivalente a seis pés, aproximadamente 1829 mm. A Toesa foi materializada na forma de uma barra de ferro e fixada na parede externa do Grand Chatelet, próximo de Paris; com o passar do tempo, devido às intempéries da natureza, este padrão foi se desgastando. Surge a intenção de estabelecer uma unidade natural, isto é, que pudesse ser encontrada na natureza, e que possuísse submúltiplos decimais. No dia 08 de maio de 1790, foi aprovada na França uma nova unidade de medida linear chamada metro. Sistema métrico O sistema métrico é adotado como o Sistema Internacional de Medidas (SI). O metro, de 1790 até a presente data, em função do avanço científico, já teve quatro definições: 1ª) Metro é a décima milionésima parte de um quarto do meridiano terrestre. 2ª) Metro é a distância entre os dois extremos da barra de platina depositada nos Arquivos da França e apoiada nos pontos de mínima flexão na temperatura de zero grau Celsius. 3ª) Metro é a distância entre os eixos de dois traços principais marcados na superfície neutra do padrão internacional depositado no B.I.P.M. (Bureau Internacional des Poids et Mesures), na temperatura de zero grau Celsius e sob uma pressão atmosférica de 760 mmhg e apoiado sobre seus pontos de mínima flexão. 4ª) Metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo, durante o intervalo de tempo de 1 / do segundo. Todas essas definições expressam com maior precisão o valor da mesma unidade: o metro. Tabela 1 Múltiplos e submúltiplos do metro Nome Símbolo Fator pelo qual a unidade é multiplicada Exâmetro em = m Peptametro pm = m Terametro tm = m Gigâmetro gm 10 9 = m Megametro mm 10 6 = m Quilômetro km 10 3 = m Hectômetro hm 10 2 = 100 m Decâmetro dam 10 1 = 10 m Metro m 1 = 1m Decímetro dm 10-1 = 0,1 m Centímetro cm 10-2 = 0,01 m Milímetro mm 10-3 = 0,001 m Micrômetro µm 10-6 = 0, m Nanômetro nm 10-9 = 0, m Picômetro pm = 0, m Fentômetro fm = 0, m Attometro am = 0, m 22 Medidas e Desenho Mecânico

23 Passo 2 / Exercícios de fechamento Questione oralmente os jovens com perguntas sobre os assuntos que você acabou de abordar e use as respostas como elemento de ligação para os diferentes assuntos estudados nesta aula. Pergunte: 10min É correto dizermos que o comprimento da sala de aula, a profundidade de um lago ou a altura de um prédio são dimensões lineares? Por quê? Resposta esperada: Sim, é correto dizer que o comprimento da sala de aula, a profundidade de um lago ou a altura de um prédio são dimensões lineares porque: se for esticada uma linha de um lado ao outro da sala será obtido o comprimento da sala comparada ao comprimento da linha; se for esticada uma linha da superfície até o fundo de um lago, será encontrada a profundidade do lago comparada ao comprimento da linha; se for esticada uma linha de cima de um prédio até a calçada, será conhecida a altura do prédio comparada ao comprimento da linha. E com qual unidade é correto medir estas 3 dimensões lineares? Resposta esperada: É correto medir estas 3 dimensões lineares usando como unidade o metro, que é a unidade fundamental de medida (ou medição). Na indústria, qual é o sistema e a unidade de medição linear usada? Resposta esperada: Na indústria, o sistema de medição usado é o sistema métrico (sistema internacional de medição) e a unidade usada é o milímetro, um dos submúltiplos do metro. Dependendo do tipo de resposta recebida, você perceberá o nível de aprendizagem dos jovens, os assuntos que devem ser reforçados e as questões relevantes à formação profissional que ainda devem ser realizadas. 1 Medidas e Desenho Mecânico 23

24 Segunda Aula Nesta aula, os jovens estudarão o sistema inglês e a conversão de unidades entre os sistema métrico e inglês. Sistema métrico e inglês Passo 1 / Aula expositiva Relembre aos jovens o histórico da medição no que se refere às unidades polegada e pé. Em seguida, dê uma breve introdução histórica da oficialização do sistema inglês pelo rei Henrique I. Se desejar, utilize as informações disponibilizadas no texto de apoio. 15min O império britânico (Inglaterra e suas colônias) chegou a ocupar extensas regiões do globo, e a atividade comercial que desenvolveu impôs o uso de um sistema de medidas próprio, totalmente diferente do sistema métrico, posteriormente usado pelo resto do mundo. São exemplos de unidades: polegada, jarda, milha, libra, libra-força, pés. 1 pé = 12 polegadas 1 jarda = 3 pés 1 milha = 1760 jardas O sistema inglês tem como padrão a jarda, que era o padrão de medição utilizado pelos alfaiates ingleses. Dada a sua enorme aceitação, foi oficializado por Henrique I e definido como sendo a distância entre o polegar e a ponta do nariz do rei, com o braço esticado. Explique: a simbologia usual para polegada (submúltiplo da unidade fundamental do sistema inglês mais usado na indústria); 24 Medidas e Desenho Mecânico

25 como se lê uma dimensão linear expressa em polegada fracionária. as quantidades de partes em que a polegada foi dividida convencionalmente. Escreva no quadro branco a progressão dos valores de uma escala em polegada fracionária iniciando de 0; 1/16 até 15/16 e finalmente 1. Em seguida, mostre como se faz a leitura de uma dimensão linear expressa em polegada milesimal. Escreva no quadro branco a progressão dos valores de uma escala em polegada milesimal iniciando de 0; 0,025 até 0,975 e finalmente 1, a fim de que todos os jovens acompanhem o seu raciocício. Passo 2 / Exercício Realizando conversão de unidades 25min Educador, para esta aula será necessário disponibilizar calculadoras simples para os jovens. O uso deste recurso otimizará o tempo disponível para a realização do exercício. Explique, através de exemplos, como transformar polegada fracionária em milímetros. Conversão de unidades entre os sistemas métrico e inglês Observação: Polegada fracionária em milímetros = multiplica-se o valor em polegada fracionária por 25,4mm. Exemplos: a) b) Repita o procedimento para explicar a maneira de realizar as transformações de: Milímetro em polegada fracionária; Polegada fracionária em polegada milesimal. Polegada milesimal em milímetro. Milímetro em polegada milesimal. Medidas e Desenho Mecânico 25

26 Milímetro em polegada fracionária = multiplica-se o valor em milímetro por 5,04 (arredondar o produto), mantendo-se 128 como denominador e simplificando a fração resultante, se necessário. Exemplos: a) b) Polegada fracionária em polegada milesimal = dividese o numerador da fração pelo seu denominador. Exemplos: a) b) Polegada milesimal em milímetro = multiplica-se o valor por 25,4. Exemplos: a) b) Milímetro em polegada milesimal = divide-se o valor em milímetro por 25,4 Exemplos: b) a) Educador, o material em anexo é apenas uma sugestão. Com seu conhecimento técnico e vivência profissional, você poderá propor outro material que melhor atenda às necessidades dos jovens. Redija numa folha ou forneça uma folha e dite, para os jovens copiarem, exercícios de conversão de unidades, focalizando as necessidades de conversão de unidades características da sua empresa. Proponha que trabalhem extraclasse e recolha a folha com os exercícios resolvidos na próxima aula. 26 Medidas e Desenho Mecânico

27 Sistema inglês / exercícios O sistema inglês ainda é muito utilizado na Inglaterra, nos países de colonização inglesa e também no Brasil através da presença de empresas multinacionais originárias de países de colonização inglesa e da importação de produtos desses países. No sistema inglês, a unidade de medida linear padrão é a jarda. Este termo vem da palavra inglesa yard que significa vara". A jarda foi definida como sendo a distância entre o polegar e a ponta do nariz do rei Henrique I, com o braço esticado. Telecurso 2000 A Jarda Fig. 5 Ilustração da jarda As equivalências entre as principais unidades do sistema inglês são: 1 pé = 12 polegadas 1 jarda = 3 pés 1 milha terrestre = jardas Nota: apesar de o metro ser a unidade padrão do sistema métrico e a jarda a unidade padrão do sistema inglês, no setor industrial é comum usar o milímetro e a polegada. Polegada ordinária ou fracionária Símbolos: (duas aspas) e in (de inch = polegada em inglês). Nas escalas dos instrumentos de medição, a polegada (geralmente) está divida em 16 partes iguais, logo, cada divisão da escala vale 1/16 (um dezesseis avos de polegada). Na escala abaixo, o primeiro traço, diferente de zero, vale 1/16 (um dezesseis avos de polegada). Telecurso 2000 Fig. 6 Escala em polegada fracionária Medidas e Desenho Mecânico 27

28 O segundo traço 2/16 (dois dezesseis avos de polegada). Neste caso, como o numerador da fração não é um número ímpar e o denominador da fração é um número par, a fração é simplificada, dividindo o numerador e o denominador por um mesmo número diferente de zero e um, até ser obtida uma fração onde o numerador e o denominador não sejam mais divisíveis por um mesmo número diferente de zero e um; logo, o segundo traço da escala vale 1/8 (um oitavo de polegada) porque: O mesmo procedimento deve ser realizado para a leitura das demais divisões da escala. Assim sendo, o resultado obtido é expresso na tabela que segue: Tabela 2 Divisão da escala Vale Lê-se Primeira 1/16 Um dezesseis avos de polegada Segunda 1/8 Um oitavo de polegada Terceira 3/16 Três dezesseis avos de polegada Quarta 1/4 Um quarto de polegada Quinta 5/16 Cinco dezesseis avos de polegada Sexta 3/8 Três oitavos de polegada Sétima 7/16 Sete dezesseis avos de polegada Oitava 1/2 Meia polegada Nona 9/16 Nove dezesseis avos de polegada Décima 5/8 Cinco oitavos de polegada Décima Primeira 11/16 Onze dezesseis avos de polegada Décima Segunda 3/4 Três quartos de polegada Décima Terceira 13/16 Treze dezesseis avos de polegada Décima Quarta 7/8 Sete oitavos de polegada Décima Quinta 15/16 Quinze dezesseis avos de polegada Décima Sexta 1 Uma polegada A polegada divide-se em frações ordinárias de denominadores iguais a 2; 4; 8; 16, 32; 64 e 128. Nota: Na escala dos instrumentos de medição, chamada Nônio ou Vernier, cada divisão da escala vale 1/128 (um cento e vinte oito avos de polegada). Polegada milesimal ou sistema inglês: fração decimal A polegada está divida em partes iguais. Exemplo: 1) 0,775 in lê-se: setecentos e setenta e cinco milésimos de polegada. 2) 1,005 in lê-se: uma polegada e cinco milésimos. 3) 3,585 in lê-se: três polegadas e quinhentos e oitenta e cinco milésimos. 28 Medidas e Desenho Mecânico

29 Nas escalas dos instrumentos de medição, a polegada milesimal está divida em 40 partes iguais; logo, cada divisão da escala vale 0,025 in (vinte e cinco milésimos de polegada). Na escala acima: O primeiro traço, diferente de zero, vale 0,025 in (vinte e cinco milésimos de polegada); O segundo traço vale 0,050 in (cinqüenta milésimos de polegada); O terceiro traço vale 0,075 in (setenta e cinco milésimos de polegada); O quarto traço vale 0,100 in (em milésimos de polegada); O quinto traço vale 0,125 in (cento e vinte e cinco milésimos de polegada). E assim sucessivamente, de 25 em 25 milésimos, até chegar a milésimos, que é igual a 1 polegada. Nota: Na escala dos instrumentos de medição chamada Nônio ou Vernier, cada divisão vale 0,001 in (um milésimo de polegada). Exercícios: 1) Transforme os valores expressos em polegada fracionária em milímetro. a) 2 = mm b) 1 4 = c) 7 8 e) 5 32 = = g) 35 = 128 d) f) = = h) 111 = 128 i) = 128 j) = 2) Transforme os valores expressos em milímetros em polegada fracionária. a) 4,7625 mm = b) 3,175 mm = c) 22,6219 mm = d) 23,8125 mm = e) 8,7313 mm = f) 38,1 mm = g) 177,8 mm = h) 5,5563 mm = i) 22,8203 mm = j) 146,05 mm = Medidas e Desenho Mecânico 29

30 3) Transforme os valores expressos em polegada fracionária em polegada milesimal. a) 3 b) 19 = 4 32 = c) = d) = e) = f) = 4) Transforme os valores expressos em polegada milesimal em milímetros. a) 0,275 in = b) 0,680 in = c) 0,850 in = d) 5,575 in = e) 7,785 in = f) 8,900 in = 5) Transforme os valores expressos em milímetros em polegada milisimal. a) 75 mm = b) 87 mm = c) 105 mm = d) 115 mm = e) 281 mm = f) 333 mm = g) 559 mm = h) 1001 mm = 30 Medidas e Desenho Mecânico

31 Passo 3 / Correção do exercício Faça a correção do exercício, valorizando a participação dos jovens e retomando aspectos não compreendidos. 1) a) 50,80 mm b) 6,35 mm c) 22,23 mm d) 17,46 mm e) 3,97 mm f) 13,10 mm g) 6,95 mm h) 22,03 mm i) 19 j) = 5,22 mm 2) a) 8 = 2,38 mm 3 b) min c) d) e) f) g) 7 h) 7 32 i) j) ) a) 0,750 in b) 0,594 in c) 1,828 in d) 8,500 in e) 9,563 in f) 12,125 in 4) a) 6,99 mm b) 17,27 mm c) 21,59 mm d) 141,61 mm e) 197,74 mm f) 226,06 mm 5) a) 2,953 in b) 3,425 in c) 4,134 in d) 4,528 in e) 11,063 in f) 13,110 in g) 22,008 in h) 39,409 in Terceira Aula Nesta aula, serão estudadas as grandezas variáveis: força, massa, tempo, pressão e temperatura. Grandezas variáveis Passo 1 / Aula expositiva As unidades do sistema internacional (SI), além das unidades de dimensão lineares, compreendem muitas outras unidades de medida, conforme a área do conhecimento onde se faça necessária o uso de medições. 20min Medidas e Desenho Mecânico 31

32 Tabela 3 Grandezas variáveis Nome da Grandeza Unidade do SI Unidade usada na empresa Unidade Símbolo Unidade Símbolo Instrumento de Medição Uso da unidade na empresa Força Newton N Dinamômetro Massa Quilograma kg Balança Tempo Segundo s Cronômetro Pressão Pascal Pa Manômetro Temperatura Graus ºC Termômetro Observação: As colunas referentes a "Unidade usada na empresa e "Uso na empresa devem ser preenchidas pelo educador. Escreva no quadro branco ou projete numa tela a Tabela 3 e explique aos jovens cada uma destas grandezas conforme indicação abaixo: Nome da grandeza massa, por exemplo leia o nome desta grandeza variável, explicando que ela significa a quantidade de matéria que um corpo possui. Repita este procedimento para os nomes das demais grandezas variáveis indicadas no quadro acima. Unidade no SI diga aos jovens que a unidade de massa no Sistema Internacional (SI) é o quilograma. Símbolo no SI indique no quadro ou na projeção da tabela que a unidade de massa é simbolizada pelas letras minúsculas kg. Unidade usada na empresa (múltiplo ou submúltiplo) No caso da grandeza variável massa, embora o quilograma (kg) seja a unidade fundamental do Sistema Internacional (SI), na prática os múltiplos e submúltiplos são obtidos a partir do grama que se abrevia g, grama (g) é a milésima parte do quilograma (1 kg : 1000 = 1 g), ou seja, 1 kg = 1000 g. Para que os jovens visualizem a posição da unidade de massa adotada pela empresa em relação à unidade de referência grama (g), escreva ou projete no quadro a tabela fornecida abaixo com os múltiplos e submúltiplos da grandeza variável massa e explique que cada múltiplo é 10 vezes maior que a unidade a sua esquerda (indicada na tabela) e que cada submúltiplo é 10 vezes menor que a unidade a sua direita (indicada na tabela). Tabela 4 Múltiplos Unidade submúltiplos quilograma hectograma decagrama grama decigrama centigrama miligrama kg hg dag g dg cg mg 1000 g 100 g 10 g 1 g 0,1 g 0,01 g 0,001 g 32 Medidas e Desenho Mecânico

33 Instrumento de medição explicite o nome de cada um dos instrumentos usados na medição das grandezas variáveis indicadas na tabela 3; explique a maneira correta de utilização dos instrumentos de medição usados em sua empresa em função tipo do instrumento de medição (modelo), suas características técnicas peculiares e as características do ambiente onde o instrumento é utilizado (para se prevenir de possíveis influências ambientais no resultado da medição). Instrumentos de medição de grandezas variáveis possuem formatos e modelos variados e maneiras diferentes de serem utilizados. Descreva para os jovens a maneira como você utiliza os instrumentos relacionados na Tabela 3. Educador, antes de ensinar aos jovens a maneira correta de utilizar a balança para medir massa, é preciso, previamente, ir até o local onde estão as balanças e avaliar o tipo de balança (modelo), suas características, o tipo de ambiente onde são usadas e a maneira correta de sua utilização para depois então planejar a aula onde será ensinada a utilização da balança ou dos diferentes tipos de balanças. Uso da unidade na empresa diga aos jovens onde (local e/ou atividade) são usadas na empresa as unidades de grandeza variáveis estudadas, por exemplo: a unidade de massa quilograma (kg) é usada no almoxarifado para separar do estoque as quantidades de matéria-prima requeridas na fabricação dos produtos da empresa, no setor contábil, no cálculo do custo e preço de venda dos produtos e no setor de PCP (Planejamento e Controle da Produção), para planejar a produção; se a empresa fosse uma indústria fornecedora de peças, técnicas de plástico, a unidade quilograma (kg) seria usada para medir as quantidades de cada matéria-prima usada na composição das peças plásticas fabricadas pela empresa; se fosse uma farmácia de manipulação, a unidade seria miligrama (mg) para medir as quantidades de cada matéria-prima usadas na composição dos medicamentos. Medidas e Desenho Mecânico 33

34 Segue um exemplo do preenchimento da Tabela das Grandezas Variáveis. Tabela 5 Grandezas variáveis Nome da Grandeza Unidade do SI Unidade usada na empresa Unidade Símbolo Unidade Símbolo Instrumento de Medição Uso da unidade na empresa Força Newton N Newton N Dinamômetro Medir a força necessária para montar 2 peças com interferência entre as superfícies de contato. Massa Quilograma kg Grama 1 kg é igual g Balança a 1000 g Tempo Segundo s Minuto 1 min é igual min Cronômetro a 60 s Medir a quantidade de matéria-prima usada na fabricação de um produto. Medir a quantidade de tempo necessária para montar um determinado produto. Bar Pressão Pascal Pa 1 Bar é igual a Bar Manômetro Pa Temperatura Graus ºC Graus C Termômetro Celsius Medir a pressão de trabalho usada na rede de ar comprimido da linha de montagem. Medir a temperatura no interior da estufa usada na secagem de determinada matéria-prima. Passo 2 / Exercícios Cada jovem deve interpretar, no mínimo, 4 medidas de grandezas variáveis usadas nos setores de produção e/ou montagem da empresa. 20min Esta atividade prática depende das grandezas variáveis usadas em setores da empresa. Utilize seu conhecimento para complementar a tarefa solicitada. Providencie em folha A4 os exercícios descritos acima. Você pode fazer uso de fotografias realizadas no local de trabalho dos instrumentos e suas respectivas leituras e, após uma breve descrição da situação representada na foto, pedir ao jovem que escreva a interpretação da medição registrada no instrumento de medição. 34 Medidas e Desenho Mecânico

35 Passo 1 / Correção É muito importante para a formação profissional a correção dos exercícios e o retorno do resultado do seu desempenho. Portanto, reserve esses minutos finais da aula para efetuar a correção dos mesmos, com o auxílio dos jovens. 50min Quarta Aula Nesta aula, os jovens realizarão atividade prática de manuseio de instrumentos e aparelhos (disponíveis na empresa) para controle de grandezas variáveis: força e peso (uso de dinamômetro); massa (uso de balança); tempo (uso de cronômetro); pressão (uso de manômetro) e temperatura (uso de termômetro). Manuseio de instrumentos e aparelhos para controle de grandezas variáveis Passo 1 / Atividade prática Prepare, previamente, alguns ensaios em um laboratório da empresa. 50min Providencie para os jovens uma planilha com espaço adequado para o registro das medições feitas nos ensaios. Os jovens deverão manusear instrumentos e aparelhos (disponíveis na empresa) para controle de grandezas variáveis: força e peso (operação de balanças); tempo (operação de cronômetro); pressão e temperatura. Educador, os ensaios são medições de grandezas variáveis usadas nos setores da empresa, e você é a pessoa qualificada para definir o que deverá ser medido, direcionando esta atividade prática à formação profissional do jovem. Nesta atividade, ser medido é igual a ser ensaiado. Medidas e Desenho Mecânico 35

36 Explique aos jovens os cuidados de manuseio e conservação dos instrumentos de medição que serão utilizados. Durante todo o período de medição, fique atento a fim de sanar dúvidas e evitar acidentes. A seguir é sugerido um exemplo de tabela para registro da atividade prática de manuseio de instrumentos de medição de grandezas variáveis que poderá ser utilizada pelos jovens. Tabela 6 Registro de medição de grandezas variáveis Jovem: Grandeza: Unidade: Valor medido: Grandeza: Unidade: Valor medido: Grandeza: Unidade: Valor medido: Grandeza: Unidade: Valor medido: Grandeza: Unidade: Valor medido: Local da medição: Item medido: Instrumento usado: Local da medição: Item medido: Instrumento usado: Local da medição: Item medido: Instrumento usado: Local da medição: Item medido: Instrumento usado: Local da medição: Item medido: Instrumento usado: Data: Hora: Data: Hora: Data: Hora: Data: Hora: Data: Hora: Exemplo de preenchimento da tabela para registro de medição de grandezas variáveis no laboratório. Tabela 7 Registro de medição de grandezas variáveis Jovem: Fulano de Tal Grandeza: massa Unidade: kg Valor medido: 0,007 kg Local da medição: laboratório de metrologia Item medido: pigmento azul céu Instrumento usado: balança digital resolução ± 0,04 g Data: 99/99/99 Hora: 99:99 36 Medidas e Desenho Mecânico

37 Realize uma atividade no ambiente de fábrica. Os jovens, previamente orientados quanto ao que medir e onde medir, registrarão em planilha apropriada as medições realizadas. Utilize a tabela para Registro de Medição de Grandezas Variáveis sugerida no passo 1. Elabore um roteiro com a localização dos ambientes onde serão realizadas as medições. Oriente os jovens quanto à forma de proceder dentro dos diferentes setores da empresa, para evitar constrangimentos e acidentes. Explique aos jovens os cuidados de manuseio e conservação dos instrumentos de medição que serão utilizados. Defina procedimentos para encaminharem dúvidas durante a realização da atividade, estando o jovem longe do educador. Defina o local onde o jovem poderá, a qualquer momento da atividade, localizar o educador. Quinta Aula Nesta aula, o jovem irá medir em milímetro e polegada as dimensões de, no mínimo, 4 componentes e/ou produtos, selecionados pelo educador, usando escala de aço e aplicando técnicas de medição linear e de conservação de instrumentos. Medição de componentes Passo 1 / Atividade prática Para a realização desta aula, disponibilize para cada jovem: 50min 4 componentes e/ou produtos de sua empresa para a realização de medições; Planilha adequada para o registro das medições feitas. Utilize uma planilha da empresa ou, se preferir, recorra ao modelo da aula anterior; Escala de aço com graduações em milímetro e polegada. Lembre os jovens dos cuidados de manuseio e conservação das escalas de aço, tais como não bater, não flexionar excessivamente, não sujar e, após o uso, guardar em local apropriado. Durante todo o período de medição, permaneça com os jovens para sanar dúvidas, principalmente quanto à medição em polegada, e faça em tempo real, a avaliação da atividade realizada pelos jovens. Medidas e Desenho Mecânico 37

38 Educador, esta atividade poderá ser um dos elementos que comporão a avaliação dos jovens. Sexta Aula Nesta aula, está prevista a realização de uma avaliação dos conhecimentos desenvolvidos no capítulo 1. Avaliação 1 Passo 1 / Avaliação prática Avaliação teórica 50min Escolha a alternativa que melhor se adapte à sua realidade ou faça uma combinação entre elas, já que a primeira sugestão é prática e a outra teórica. Avaliação Prática Traga para a sala diversos produtos para serem medidos, escolhendo os que determinem o uso de tipos de medidores como escala de aço, balança, cronômetro, etc., a fim de que os jovens tenham contato com diferentes instrumentos de medição. Solicite que, com o auxílio de um formulário, relatem: objeto; a marca; modelo; unidades de medida empregadas; nível de precisão; grandezas que estão sendo medidas; onde é empregado; exclusividade de uso e outras peculiaridades. Avaliação Teórica Imprima e distribua a prova que segue: 38 Medidas e Desenho Mecânico

39 PROJETO ESCOLA FORMARE CURSO: ÁREA DO CONHECIMENTO: Medidas e Desenho Mecânico Nome: Data:..../... /... Avaliação 1 1 Para verificar a equivalência entre os dois sistemas, brasileiro e inglês, pode-se empregar a seguinte tabela: Grandeza Para converter Multiplicar de para por Comprimento Polegadas Milímetros 25,4 Polegadas Centímetros 2,54 Pés Centímetros 30,48 Pés Metros 0,3048 Milímetros Polegadas 0,03937 Centímetros Polegadas 0,3937 Centímetros Pés 0,0328 Metros Polegadas 39,37 Com base nela, complete a tabela abaixo, com valores convertidos. Grandeza Para converter Resultados de para Comprimento 4 Polegadas Milímetros 5 Polegadas Centímetros 1,5 Pés Centímetros 3 Pés Metros 75 Milímetros Polegadas 2 Centímetros Polegadas 5 Centímetros Pés Meio Metros Polegadas Medidas e Desenho Mecânico 39

40 2 Para verificar a equivalência entre os dois sistemas, brasileiro e inglês, pode-se empregar a seguinte tabela: Unidade de peso Abreviatura Equivalência grama g 1g = 0,001 kg = 0, oz onça oz 1oz = 28,35g quilograma kg 1kg = 1000g = 2,204623lb libra 1b 1lb = 453,59237 = 16oz Com base nela, complete a tabela abaixo, com valores convertidos. Unidade de peso Abreviatura Equivalência 100 gramas g 2 onças oz 3 quilogramas kg 40 libras 1b 40 Medidas e Desenho Mecânico

41 2 Paquímetro e Tolerância Dimensional A atividade profissional industrial, como todas as outras atividades, exige que a execução das tarefas satisfaça as especificações de qualidade requeridas. Estas especificações de qualidade são evidenciadas nos desenhos técnicos e nos documentos do setor de produção e na forma de indicação da precisão dimensional requerida para um produto determinado. Portanto, é importantíssimo o profissional da indústria saber avaliar e controlar as dimensões dos produtos recebidos e fornecidos por ele e por sua organização. Neste capítulo, para capacitar os jovens a avaliarem e controlarem as dimensões dos produtos, serão estudados o paquímetro e a tolerância dimensional. Objetivos Executar medições de dimensões lineares e de grandezas variáveis com o auxílio do paquímetro de resolução 0,05 mm; Interpretar o significado dos afastamentos indicados nas cotas dos desenhos técnicos; Realizar controle dimensional de peças; Registrar em documento apropriado as medições realizadas e os desvios em relação às dimensões estabelecidas. Medidas e Desenho Mecânico 41

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43 Primeira Aula Nesta aula, o jovem estudará o instrumento de medição denominado paquímetro, cuidados de manuseio e conservação, nomenclatura e características de suas partes. Paquímetro Passo 1 / Aula expositivo dialogada Para facilitar o processo de ensino e aprendizagem, durante a exposição oral, utilize um paquímetro de madeira fixado acima do quadro branco da sala de aula. Após ter ensinado os cuidados de manuseio e conservação do paquímetro, distribua para cada jovem um paquímetro real. 50min Peça que os jovens façam anotações a respeito do que for importante a respeito do conteúdo em desenvolvimento. Na medida do possível, anote no quadro um roteiro da sua aula, de modo a orientar os jovens no processo de seleção do que é necessário ser aprendido. Paquímetro O paquímetro é um instrumento usado para medir dimensões lineares externas, internas e de profundidade de uma peça. Cuidados de manuseio e conservação Evitar quedas. Evitar batidas com outros objetos. Evitar o contato com ferramentas. Evitar riscos ou entalhes que possam prejudicar a leitura da graduação. Limpar após o uso e guardar em local apropriado. Medidas e Desenho Mecânico 43

44 Nomenclatura das partes do paquímetro Telecurso 2000 Fig. 1 Nomenclatura das partes que compõem um paquímetro 1. orelha fixa 2. orelha móvel 3. nônio ou vernier (polegada) 4. parafuso de trava 5. cursor 6. escala fixa de polegadas 7. bico fixo 8. encosto fixo 9. encosto móvel 10. bico móvel 11. nônio ou vernier (milímetro) 12. impulsor 13. escala fixa de milímetros 14. haste de profundidade Durante a identificação das partes do paquímetro, proponha alguns exemplos práticos da utilização de cada uma delas no dia-a-dia. Pergunte, por exemplo: Se na fábrica for necessário medir o comprimento de uma peça, que parte do paquímetro entrará em contato com as faces externas da peça? Resposta: os bicos. Na fábrica, é possível medir com as orelhas do paquímetro esta mesma peça, nesta mesma dimensão? Resposta: não, porque as orelhas do paquímetro são para medir dimensões internas. Elas não terão como se apoiar de maneira adequada sobre as faces externas da peça, não oferecendo ao instrumento condições de medir corretamente dimensões externas. É possível usar a escala fixa do paquímetro, junto com um riscador, para traçar chapas? Resposta: jamais, a escala fixa é parte de um instrumento de precisão, ela precisa ter as suas superfícies paralelas e com um bom nível de acabamento superficial para que o cursor deslize sobre ela corretamente. Se a escala fixa for usada junto com um riscador para traçar chapas, o atrito entre ambos provocará desgaste da 44 Medidas e Desenho Mecânico

45 escala fixa, danificando o instrumento, e o uso inadequado do paquímetro pode provocar danos ao instrumento. O que deve ser feito se não for possível ler a medida com as escalas do paquímetro bem de frente aos olhos (escalas perpendiculares aos olhos) no momento da medição? Resposta: apertar o parafuso de trava suavemente para fixar o cursor (fixar a medida), tirar o instrumento da peça e ler o instrumento em posição favorável. Qual parte do paquímetro deve se usada para medir a profundidade do rasgo de uma peça? Resposta: a haste de profundidade. Qual parte do paquímetro deve ser utilizada para pressionar os bicos ou as orelhas sobre a parte da peça que dever ser medida? Resposta: o cursor. Um paquímetro possui uma parte fixa e outra móvel, qual é o nome da parte móvel? Resposta: cursor. Qual é o nome das escalas gravadas sobre o cursor? Resposta: nônio ou vernier. Tanto nos bicos como nas orelhas, qual é o nome das superfícies (que não podem ser esfregadas sobre a peça para que não sofram desgaste) que entram em contato com as faces da peça que será medida? Resposta: encosto fixo e móvel. Que vantagens tem o paquímetro, comparativamente a outro instrumento de medição mais comum, como uma régua? Resposta: a principal vantagem é atribuída à resolução obtida através de seu uso. O paquímetro não é um instrumento de traçagem de peças. Suas orelhas e bicos são unicamente para a realização de medições externas e internas. Medidas e Desenho Mecânico 45

46 Segunda Aula Nesta aula o jovem estudará a resolução do paquímetro, os erros de leitura com paquímetro e o controle dimensional e seus três elementos. Resoluções do paquímetro Passo 1 / Aula expositiva 35min Quociente Resultado da divisão de um número (dividendo) por outro (divisor). Divisão No caso da conceituação de resolução, significa o valor determinado por 2 traços consecutivos da escala fixa do instrumento. Nos paquímetros do sistema métrico a menor divisão da escala fixa vale 1 mm (um milímetro) e nos paquímetros do sistema inglês a menor divisão da escala fixa vale 1/16" (um dezesseis avos de polegada) ou 0,025 in (vinte e cinco milésimos de polegada) conforme o instrumento. Determinado Definido; indicado com precisão. Consecutivo Que segue outro; imediato; que está antes ou logo depois. Educador, para a realização da atividade prática desta aula, disponibilize peças, preferencialmente de aço, para serem medidas. Sugira, para as medições externas, eixos escalonados com 7 diâmetros externos diferentes para cada peça e, para as medições internas, buchas com 7 diâmetros internos diferentes para cada peça. Os paquímetros apresentam resoluções de: 0,02 mm, 0,05 mm, 1/128" e 0,001 in. Resolução é o quociente da menor divisão da escala fixa sobre a quantidade de divisões do nônio ou vernier. Exemplo: O paquímetro com resolução de 0,05 mm possui 20 divisões no Nônio. Cada divisão na escala fixa vale 1 mm. Logo: Menor divisão da escala fixa 1 mm Resolução = = = 0,05 mm Quantidade de divisões do Nônio ou Vernier 20 Observação: 0,05 mm é a menor dimensão que pode ser medida com um instrumento que apresenta esta resolução. Na prática profissional, é conveniente utilizar o paquímetro com resolução de 0,05 mm principalmente durante a noite ou em ambientes com pouca luz, pela facilidade de interpretação dos traços do Nônio. Destaque a importância da resolução para justificar a preocupação com o assunto que é tratado na seqüência. Preferentemente, proponha situações práticas em que possa ocorrer erro de leitura, por exemplo: 1 indicar uma situação em que é possível erro de paralaxe; 2 indicar uma situação em que possa ocorrer erro de pressão de inclinação do instrumento, etc.; 46 Medidas e Desenho Mecânico

47 No final, com a colaboração dos jovens, explique a conceituação de cada um dos erros de leitura com paquímetro como segue. Erros de leitura com paquímetro Educador, ao conceituar cada um dos erros de leitura com paquímetro, dê exemplos de situações nas quais eles podem ocorrer dentro de uma empresa. Paralaxe: leitura de uma dimensão irreal, devido ao posicionamento errôneo da escala graduada do instrumento em relação aos olhos do observador. Faça a leitura do paquímetro perpendicularmente aos olhos. Pressão de medição: ocorre devido à inclinação da régua em relação ao cursor devido ao excesso de pressão que o observador exerce sobre o impulsor do cursor. Inclinação do instrumento: ocorre devido ao apoio incorreto do paquímetro sobre a peça. Este erro é muito comum em medições de profundidade (figuras 2 e 3). Exemplos: errado certo Fig. 2 Erro de inclinação do paquímetro Telecurso 2000 Telecurso 2000 errado certo Fig. 3 Erro de inclinação do paquímetro Educador, é importante deixar claro para os jovens que são eles o principal elemento no controle dimensional e que é preciso saberem definir qual instrumento de medição usar, utilizá-lo adequadamente e escolher o método de medir mais indicado para a atividade de controle dimensional. As qualificações para operar instrumentos de medição decorrem da interação com o educador na sala de aula, através da realização dos exercícios práticos de medição e do questionamento sempre que ocorrer alguma dúvida. Medidas e Desenho Mecânico 47

48 Controle dimensional e seus três elementos São necessários três elementos para realizar o controle dimensional de maneira satisfatória. São eles: O operador: a pessoa que irá executar o controle dimensional. O operador é o elemento mais importante da atividade de controle dimensional, pois é ele a parte inteligente na análise das medidas. De sua habilidade depende, em grande parte, a precisão conseguida. É necessário ao operador conhecer o instrumento de medição, adaptar-se às circunstâncias do ambiente de trabalho, escolher o método de medida mais adequado à atividade de controle dimensional e interpretar os resultados obtidos com as medições realizadas. O instrumento: não basta ter o instrumento de medição, é preciso ter o instrumento de medição em boas condições de conservação, calibrado conforme as unidades de medidas padronizadas e adequado à precisão dimensional exigida pelo projeto da peça. O método de medida: uma medida pode ser obtida por dois métodos de medida distintos: 1 Medição direta: compara-se a dimensão da peça a ser medida com uma escala conhecida como, por exemplo, a escala de medida linear do sistema métrico, obtendo-se para a dimensão medida uma quantidade de unidades da escala utilizada. Por exemplo: quando o operador mede a largura de uma peça com uma régua graduada, ele está realizando uma medição direta; para a largura da peça medida corresponderá uma quantidade determinada de milímetros da régua graduada. 2 Medição indireta: compara-se a dimensão da peça a ser medida com a dimensão equivalente de um padrão (outra peça considerada correta) de mesma natureza ou propriedade; a dimensão da peça a ser medida é considerada correta se tiver as mesmas dimensões ou características do padrão. Por exemplo, medição do diâmetro interno de uma peça com calibrador tampão passa-não-passa. O calibrador tampão passa-não-passa é um instrumento de medição que estabelece os limites máximo e mínimo da dimensão a ser comparado, o diâmetro interno que será medido deve permitir a entrada do lado mais longo do tampão (lado passa), mas não do outro lado (lado não passa). 48 Medidas e Desenho Mecânico

49 Passo 2 / Exercícios Numa folha, os jovens deverão entregar as seguintes questões com as respostas. 15min A finalidade do exercício é fazer com que os jovens leiam com cuidado as informações sobre erros de leitura com paquímetro. Na realidade, não existe o erro mais comum, mas, em diferentes momentos eles surgem porque as pessoas desconhecem estes tipos de erros ou, quando lhes foram apresentados, não lhes foi dada a devida importância. 1 Definição da resolução de um paquímetro com 50 divisões no nônio. 2 Indicação, com justificativa, do tipo de erro de leitura com paquímetro que julgam ser mais comum na empresa. Para obterem a resposta da pergunta 2, os jovens deverão conversar com os funcionários que usam o paquímetro em suas atividades ou com os funcionários do setor de qualidade da empresa. 3 Indicação, com justificativa, do elemento de controle dimensional que julgam ser de maior importância. 1 Terceira Aula Nesta aula, será estudada a leitura de paquímetro no sistema métrico. Leitura de paquímetro no sistema métrico Passo 1 / Exposição dialogada 10min Sistematize o conteúdo apresentado, explicando pormenorizadamente cada passo da leitura de paquímetro no sistema métrico. Para facilitar o processo de ensino e aprendizagem, você pode usar novamente, durante a exposição oral, um paquímetro de madeira didático, fixado acima do quadro branco da sala de aula, e distribuir para cada jovem um paquímetro real. Projete a imagem e leia na escala fixa, quantos milímetros estão à esquerda do traço zero do nônio (parte inteira). Medidas e Desenho Mecânico 49

50 A seguir, leia no nônio o valor do traço que coincide com o traço da escala fixa (parte decimal). Telecurso 2000 Fig. 4 Exemplo de leitura com paquímetro com resolução de 0,05 mm Leitura 73,0mm escala fixa 0,65mm nônio (traço coincidente: 5º) 73,65mm total A coincidência de traços da escala do nônio com a escala fixa é a sobreposição entre um dos traços do nônio sobre um traço da escala fixa. Passo 2 / Exercícios Entregue como texto de apoio os exercícios que seguem. Realize, como exemplo, no quadro, as leituras das letras a e g ; 20min Exercício da letra a nele aparece a coincidência do traço zero do nônio; Exercício da letra g nele aparece a situação em que o traço zero do nônio não ocorre. É importante a realização destes dois exercícios no quadro acompanhados de explicações, para facilitar o processo de construção do conhecimento dos jovens. Enquanto os jovens trabalham, circule entre eles e oriente-os em relação à correção da medição e ao manuseio do paquímetro. Passo 3 / Correção Após a conclusão dos exercícios, peça a cada jovem que corrija um exercício no quadro e explique como ele foi resolvido. Esta atividade contribuirá para melhorar a 20min 50 Medidas e Desenho Mecânico

51 expressão oral dos jovens frente a um grupo, avaliar a construção do conhecimento realizada até o momento e identificar necessidades de reforçar pontos específicos do conteúdo desenvolvido. Confira as respostas no gabarito abaixo. a) 4,00 mm b) 4,50 mm c) 32,70 mm d) 78,15 mm e) 59,30 mm f) 125,80 mm g) 23,35 mm h) 11,05 mm i) 2,55 mm j) 107,35 mm k) 94,10 mm l) 0,35 mm Educador, se sobrar tempo após exercícios e correção, questione oralmente os jovens sobre as partes que compõem o paquímetro, a utilidade de cada uma delas e os requisitos de conservação do instrumento. Medidas e Desenho Mecânico 51

52 52 Medidas e Desenho Mecânico Exercício 1 Paquímetro no sistema métrico

53 Medidas e Desenho Mecânico 53

54 Quarta Aula Nesta aula, serão realizados exercícios de medição de peças com o uso do paquímetro. Medição com paquímetro Passo 1 / Exercícios de medição Para a realização desta atividade, disponibilize peças, preferencialmente de aço, para serem medidas. Sugira, para as medições externas, eixos escalonados com 7 diâmetros externos diferentes para cada peça e, para as medições internas, buchas com 7 diâmetros internos diferentes para cada peça. Antes de distribuir os paquímetros e as peças para os jovens, retome oralmente os cuidados de conservação do paquímetro. Após distribuir os paquímetros, demonstre novamente a maneira correta de segurar o paquímetro. Relembre as etapas da medição e reforce a conveniência de ser cuidadoso, evitando prejuízos para a empresa, para os seus clientes internos e externos e para o próprio funcionário. Escreva no quadro a orientação para os exercícios, conforme segue. 50min Siga as orientações abaixo para a realização das medições: 1 Medir primeiramente a peça com os 7 diâmetros externos e anotar o resultado da medição no caderno; 2 Depois de realizada a medição da peça com os diâmetros externos, trocar de peça com um colega e repetir a 1.ª atividade; 3 Depois de realizada a 2.ª atividade, comparar com o colega os resultados obtidos com as medições; 4 No caso de divergência nas medições superiores a 0,05 mm, ambos deverão medir novamente a peça no diâmetro divergente. Caso persista a divergência, chamar o educador para esclarecer a situação; 5 Repetir a operação acima para as peças com diâmetros internos; 6 Repetir os mesmos itens para as peças com medidas de profundidade. 54 Medidas e Desenho Mecânico

55 Depois de realizarem os exercícios práticos, abra o paquímetro de maneira aleatória, fixe o cursor e peça que cada jovem leia a dimensão indicada no paquímetro. Em caso de erro de leitura, realize para o jovem a leitura correta e mostre a maneira como você realizou a leitura; em seguida, abra novamente de maneira aleatória o paquímetro e peça ao jovem que realize a leitura do instrumento. Repita esta atividade até o jovem não errar mais a leitura do instrumento. Quinta Aula Nesta aula, o jovem aprenderá a identificar, nas cotas de um projeto, os elementos que compõem o sistema de tolerância dimensional e a definir, mediante consulta em tabela técnica, tipos de ajustes em função da aplicação do produto. Tolerância dimensional Passo 1 / Aula expositivo-dialogada 20min Educador, para a execução dos exercícios desta aula, o uso de uma calculadora simples otimizará o tempo. Através de exemplos de peças e/ou produtos da empresa nas quais a tolerância dimensional assume grande importância para o bom funcionamento das mesmas, introduza a noção de tolerância dimensional. Faça uma lâmina para retroprojetor ou projete com um datashow o desenho de uma peça onde haja cotas com afastamentos e, a partir daí, questione os jovens com perguntas para as quais a resposta dependa do conhecimento dos assuntos que serão abordados a seguir. Direcione as questões ao assunto proposto e ajude os jovens na construção das respostas, despertando neles o interesse pelo assunto tolerância dimensional. Escolha no desenho uma cota qualquer; por exemplo, + 0,20 o diâmetro externo 75-0,15, e comece perguntando aos jovens: Medidas e Desenho Mecânico 55

56 O desenho desta peça pede que este diâmetro externo seja de 75 +0,20-0,15 e a empresa precisa produzir peças. Porque não cotar o desenho apenas 75? Resposta: porque não é possível produzir peças todas iguais com diâmetro externo de 75 exatos. Por que não? Resposta: porque todo o processo de fabricação produz variação dimensional, algumas peças poderão ser produzidas com 75 mm, outras com um pouco a mais e outras com um pouco a menos. Mas nunca será possível assegurar exatidão nas medidas de uma quantidade de peças produzidas. Para que servem estes números colocados no canto superior direito da cota? Resposta: eles indicam o quanto a medida da peça pode ficar afastada da medida do desenho (medida nominal). Neste caso, a medida da peça pode ficar afastada da peça para mais 0,20 mm e para menos 0,15 mm Se não é possível obter peças exatamente iguais no diâmetro externo de 75, que medidas as peças precisam ter para serem consideradas boas? Resposta: neste diâmetro externo serão consideradas boas todas as peças que medirem de 74,85 (75,00 0,15 = 74,85) até 75,20 (75,00 + 0,20 = 75,20). Se uma peça é considerada boa com medidas entre 74,85 e 75,20, qual é a medida em que é permitido (é tolerado) o operador trabalhar sem que exista a necessidade de errar a medida da peça? Resposta: 0,35 (75,20 74,85 = 0,35) Para que fabricar peças com medidas semelhantes? Resposta: para ser possível trocar uma peça pela outra quando uma delas, por algum motivo, não funcionar mais como deveria. Esta possibilidade de troca de peças, uma pela outra, chama-se intercambialidade. 56 Medidas e Desenho Mecânico

57 Conclusões: Não existe exatidão de medidas numa quantidade (grande ou pequena) de peças fabricadas, pois, em função de suas características os processos industriais não permitem. A indústria precisa que peças que desempenharão a mesma função sejam intercambiáveis e, para isto, são usados os afastamentos. Os afastamentos dizem o quanto pode variar (para mais ou para menos) a medida de uma peça, seja que ela deixe de ser considerada boa. Nem sempre a medida da peça deve ser igual à medida do desenho. É preciso observar o valor dos afastamentos e, a partir deles, calcular a dimensão mínima e a dimensão máxima que a peça pode ter, sem deixar de ser considerada boa. Tolerar Permitir; suportar. Intercambialidade Qualidade de troca, troca de uma peça, ou parte, por outra similar, com mesma função e qualidade. A tolerância ou a medida em que o operador pode trabalhar sem que haja risco de que a peça seja morta (peça morta é igual à peça feita de forma errada) é a diferença entre as medidas máxima e mínima da peça, calculadas a partir dos afastamentos. A combinação dos diferentes afastamentos possibilitará a existência de ajustes entre as peças, ou seja, duas peça serão montadas com maior ou menor dificuldade ou com maior ou menor aplicação de força dependendo do tipo de ajuste que for usado no seu projeto. Tolerância dimensional é a variação admissível nas dimensões de uma peça, sem que isso prejudique sua qualidade. Sem a tolerância dimensional, a intercambialidade em qualquer tipo de indústria seria impossível. No Brasil, o sistema de tolerância recomendado pela ABNT segue as normas internacionais ISO (International Organization for Standardization). Para o bom entendimento de tolerância dimensional, é importante conhecer os seguintes conceitos: Dimensão Nominal: são as cotas indicadas nos desenhos técnicos. Afastamento Superior: são desvios aceitáveis, para mais, nas dimensões nominais. Afastamento Inferior: são desvios aceitáveis, para Medidas e Desenho Mecânico 57

58 menos, nas dimensões nominais. Dimensão Máxima: é a dimensão nominal mais o afastamento superior. Dimensão Mínima: é a dimensão nominal menos o afastamento inferior. Tolerância: é a diferença entre a dimensão máxima e a dimensão mínima. Dimensão Nominal: 20 mm Afastamento Superior: + 0,28 mm Afastamento Inferior: + 0,18 mm Dimensão Máxima: 20,28 mm Dimensão Mínima: 20,18 mm Tolerância: 0,10 mm Telecurso 2000 Fig. 5 Dimensão nominal com afastamentos positivos Dimensão Nominal: 16 mm Afastamento Superior: - 0,20 mm Afastamento Inferior: - 0,41 mm Dimensão Máxima: 15,80 mm Dimensão Mínima: 15,59 mm Tolerância: 0,21 mm Telecurso 2000 Fig. 6 Dimensão nominal com afastamentos negativos Dimensão Nominal: 12 mm Afastamento Superior: + 0,50 mm Afastamento Inferior: - 0,50 mm Dimensão Máxima: 12,50 mm Dimensão Mínima: 11,50 mm Tolerância: 1,00 mm Telecurso 2000 Fig. 7 Dimensão nominal com afastamentos positivo e negativo Passo 2 / Exercícios Escreva no quadro branco ou entregue uma cópia para cada jovem das 10 dimensões diferentes indicadas na tabela que segue. Proponha que realizem o exercício. 20min 2 58 Medidas e Desenho Mecânico

59 Exercício 2 Determine, de cada uma das dimensões indicadas: a dimensão nominal (D.N.); a afastamento superior (A.S.); o afastamento inferior (A.I.); a dimensão máxima (D. Max.); a dimensão mínima (D. Min.); a tolerância (T). Nº Dimensão D. N. A. S. A. I. D. Máx. D. Min. T ,25-0,10 + 0,40-0,15-0,17-0,43-0,02-0,08 + 0,05-0,11 + 0,71 + 0,15 + 0,02 0 ± 0, , ± 0, Medidas e Desenho Mecânico 59

60 Passo 3 / Correção Realize correção com os jovens utilizando o gabarito que segue. 10min Nº Dimensão D. N. A. S. A. I. D. Máx. D. Mín. T + 0,25-0, ,00 +0,25-0,10 70,25 69,90 0,35 + 0,40-0, ,00 +0,40-0,15 28,40 27,85 0,55-0,17-0, ,00-0,17-0,43 24,83 24,57 0,26-0,02-0, ,00-0,02-0,08 19,98 19,92 0,06 + 0,05-0, ,00 +0,05-0,11 15,05 14,89 0,16 + 0,71 + 0, ,00 +0,71 +0,15 102,71 102,15 0,56 + 0, ,00 +0, ,02 60,00 0,02 ± 0, ,00 +0,16-0,16 52,16 51,84 0, , ,00 0-0,09 35,00 34,91 0,09 ± 0, ,00 +0,34-0,34 22,34 21,66 0,68 Sexta Aula Nesta aula, os jovens estudarão campos de tolerância, qualidade de trabalho, sistema furo-base e sistema eixo-base, tipos de ajustes e aplicações. Campos de tolerância Passo 1 / Aula teórica 25min Educador, os assuntos desta aula são mais bem explicados e entendidos a partir de um desenho de peça feito no quadro branco, cotado com os afastamentos na forma de campos de tolerância e qualidade de trabalho. Deixe claro que a cotagem de desenhos de peças feitas desta maneira é rara e deve ser evitada para facilitar o trabalho dos funcionários da empresa. Uma vez realizado o desenho no quadro branco, explique o que são os campos de tolerância, a qualidade de trabalho, os sistemas furo-base, eixo-base, a razão de ter melhor aceitação o sistema furo-base e os tipos de ajustes e suas aplicações na indústria. No decorrer da explicação dos assuntos, use sempre exemplos práticos, oriundos da vivência na empresa. 60 Medidas e Desenho Mecânico

61 Campo de tolerância é o conjunto de valores admissíveis para o afastamento superior e inferior de uma determinada peça. Os campos de tolerância para furos (dimensões internas) são indicados por letras maiúsculas do alfabeto latino. A B C CD D E EF F FG G H J JS K M N P R S T u V X Y Z ZA ZB ZC Os campos de tolerância para eixos (dimensões externas) são indicados por letras minúsculas do alfabeto latino. a b c cd d e ef F fg g h j js k m n p r s t u V x y z za zb zc Projete a imagem que segue e peça que os jovens observem no desenho a interpretação da cota. Telecurso 2000 Fig. 8 Desenho cotado com indicação de ajuste e com afastamentos na forma de campos de tolerância e qualidade de trabalho Qualidade de trabalho é a precisão da peça. A ABNT prevê 18 qualidades de trabalho. Essas qualidades são identificadas pelas letras IT, seguidas de números. A cada uma delas corresponde um valor de tolerância. Tabela 7 DIM. FURO EIXO Qualidade de trabalho IT01 IT0 IT1 IT2 IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 mecânica extra precisa mecânica extra precisa mecânica extra precisa Medidas e Desenho Mecânico 61

62 Sistema furo-base é também conhecido por furo padrão ou furo único. Neste sistema, os valores de tolerância dos furos são fixos e os valores de tolerância dos eixos variam. A linha zero indica a dimensão nominal e a origem dos afastamentos. Fig. 9 Representação esquemática do sistema furo-base Sistema eixo-base Neste sistema, os valores de tolerância dos eixos são fixos e os furos variam. Entre os dois sistemas, o furo-base tem melhor aceitação, pois fica mais fácil obter o ajuste recomendado, variando apenas as tolerâncias dos eixos. Telecurso 2000 Telecurso 2000 Fig. 10 Representação esquemática do sistema eixo-base Ajuste é a posição relativa entre a superfície interna de um furo (dimensão interna) e a superfície externa de um eixo (dimensão externa). Tipos de ajustes e aplicações Os tipos de ajustes e aplicações, em geral normalizados, dependerá da função para a qual o produto é desenvolvido. Em determinados casos, quando não houver uma norma específica ou uma recomendação de ajuste a ser utilizada, ensaios devem ser realizados para a determinação do melhor ajuste possível. 62 Medidas e Desenho Mecânico

63 Tabela 1 Tipos de ajustes e aplicações EEP SENAI José Gazola Medidas e Desenho Mecânico 63

64 Em geral, os ajustes são classificados em três grupos principais: Ajuste com folga: aquele em que a dimensão máxima do eixo é menor que a dimensão mínima do furo. Geralmente usado em conjuntos de peças onde haja a necessidade de deslocamento de uma peça em relação a outra e/ou desmontagem com facilidade. Ajuste com interferência: aquele em que a dimensão máxima do furo é menor que a dimensão mínima do eixo. Geralmente usada em conjuntos de peças onde haja a necessidade de fixação de uma peça em relação a outra. Neste caso, a desmontagem das peças montadas com interferência exige equipamento adequado. Ajuste incerto: aquele em que o ajuste entre furo e eixo tanto pode ter folga com pode ter interferência. Geralmente usado em conjuntos de peças onde o deslocamento entre as mesmas ou a fixação das peças não afetarão o funcionamento do conjunto. Passo 2 / Exercício 3 3 Escreva no quadro os exercícios que seguem. Peça que os jovens procurem resolvê-los individualmente. Reserve os momentos finais da aula para efetuar a correção em conjunto com o grupo. 1 Considerando a cota 490 e9 responda: a) O que indica o número 490? b) O que significa a indicação e9? c) O que significa a indicação H8? d) O que significa a indicação e9? e) O que indicam as letras H e e? f) O que indicam os números 8 e 9? H8 f) Conforme a tabela tipos de ajustes e aplicações, qual é a classificação do tipo de ajuste indicado na cota? ( ) Ajuste forçado duro. ( ) Ajuste deslizante. ( ) Ajuste livre. ( ) Ajuste forçado duro. ( ) Ajuste à pressão com esforço. H8 20min 64 Medidas e Desenho Mecânico

65 Passo 3 / Correção Realize a correção solicitando que os jovens desenvolvam o exercício no quadro 1 a)o número 490 indica o valor nominal da cota H8 b) A indicação e9 significa que existe um ajuste definido entre duas dimensões uma interna (ou furo) H8 e outra externa (ou eixo) e9. c) A indicação H8 significa a tolerância do eixo (ou dimensão interna) d) A indicação e9 significa a tolerância do eixo (ou dimensão externa). e) As letras H e e indicam os campos de tolerância usados na definição do ajuste. f) Os 8 e 9 indicam as qualidades de trabalho usadas na definição do ajuste. g) ( X ) Ajuste livre. 5min Sétima Aula Nesta aula, os jovens estudarão a utilização da tabela ABNT/ISO NBR Valores de afastamento e campos de tolerância Passo 1 / Aula teórica Entregue o texto de apoio para que os jovens possam acompanhar a explicação. A partir de um desenho de peça cotado com campos de tolerância e qualidade de trabalho no lugar dos afastamentos do desenho projetado, ensine os jovens a utilizarem a tabela ABNT/ISO NBR Ela identifica os valores dos afastamentos referentes aos campos de tolerância e qualidade de trabalho, e possibilita determinar, para cada dimensão: a dimensão nominal, o afastamento superior, 20min Medidas e Desenho Mecânico 65

66 o afastamento inferior, a dimensão máxima, a dimensão mínima e a tolerância. É importante deixar claro que nas tabelas ABNT/ISO NBR 6158, com afastamentos para furos e eixos os valores são expressos em mícrons, ou seja, eles devem ser divididos por antes de serem utilizados. Isso significa que, se na tabela estiver escrito + 12, deve-se dividir + 12 por e utilizar o valor + 0,012 (+ 12 : = + 0,012). Educador, exercite com os jovens a divisão de números decimais por Medidas e Desenho Mecânico

67 Tabela 2 Tolerância ISO para furos ABNT/ISO NBR 6158 (reprodução parcial) Tolerância em milésimos de milímetro (µm lê-se: micrômetro ou mícron) Medidas e Desenho Mecânico 67

68 Tabela 3 Tolerância ISO para eixos ABNT/ISO NBR 6158 (eprodução parcial) Tolerância em milésimos de milímetro (µm lê-se: micrômetro ou mícron) 68 Medidas e Desenho Mecânico

69 Passo 2 / Exercicios Entregue os exercícios como texto de apoio. 20min Realize, no quadro branco, explicando-o detalhadamente aos jovens. No exercício 8, por exemplo, está representado o ajuste entre duas peças. Os jovens precisam encontrar nas tabelas ABNT/ISO NBR 6158 de tolerâncias para furos e eixos os afastamentos superiores e inferiores para as cotas 45 H7 e 45 g6. Depois de encontrados os afastamentos, calculam-se: Dimensão Máxima (Dimensão Nominal + Afastamento Superior). Dimensão Mínima (Dimensão Nominal + Afastamento Inferior). Tolerância (Dimensão Máxima - Dimensão Mínima). Dividir por os valores dos afastamentos das tabelas ABNT/ISO NBR 6158 antes de serem colocados na tabela do exercício. DES. D. N. A. S. A. I. D. MÁX. D. MIN. T 8A 45,00 + 0, , ,025 8B 45,00-0,009-0,025 44,991 44,975 0,016 É importante alertar os jovens que: O exercício objetiva instrumentalizá-los para o trabalho com as tabelas ABNT/ISO NBR 6158 de tolerâncias para furos e eixos (identificando os diferentes tipos de afastamentos expressos nos desenhos técnicos e determinando as dimensões máximas, mínimas e a tolerância das peças) de modo a investir no trabalho com segurança e na produção com a qualidade dimensional requerida. As tabelas ABNT/ISO NBR 6158 de tolerâncias para furos e eixos, na indústria, são usadas pelos projetistas durante o desenvolvimento de produtos. Na interpretação de desenhos de peças, geralmente as tabelas ABNT/ISO NBR 6158 de tolerâncias para furos e eixos não são usadas, porque os desenhos são cotados com os afastamentos em milésimos de milímetro. Medidas e Desenho Mecânico 69

70 A única situação que exigiria do operador a utilização da tabelas ABNT/ISO NBR 6158 de tolerâncias para furos e eixos seria aquela na qual os afastamentos da cota de uma peça contivessem expressão na forma de campos de tolerância e qualidade de trabalho, o que, atualmente, é uma situação muito rara. 4 Passo 3 / Correção Realize a correção dos exercícios, conforme gabarito que segue. 20min DES. D. N. A. S. A. I. A. Máx. D. Mín. T 01 28,00 0-0,021 28,00 27,979 0, ,00 +0, ,021 28,00 0, ,00 +0, ,021 30,00 0, ,00-0,020-0,041 29,980 29,959 0, ,00 +0,035 +0,022 30,035 30,022 0, ,00 +0,018-0,012 70,018 69,988 0,030 7A 18,00 +0,023 +0,012 18,023 18,012 0,011 7B 12,00-0,006-0,017 11,994 11,983 0,011 8A 45,00 +0, , ,025 8B 45,00-0,009-0,025 44,991 44,975 0, ,00-0,016-0,034 11,984 11,966 0, ,00 0-0,030 70,00 69,970 0, Medidas e Desenho Mecânico

71 Exercício 4 Analise os desenhos e identifique, para cada um deles: Des. D. N. A. S. A. S. A. Máx D. Mín. T a b c Medidas e Desenho Mecânico 71

72 a) b) Telecurso 2000 Fig. 11 Fig. 12 c) d) Fig. 13 Fig. 14 e) f) Fig. 15 Fig. 16 gi) gii) hi) hii) Fig. 17 Fig. 18 i) j) Fig. 19 Fig Medidas e Desenho Mecânico

73 Oitava Aula Nesta aula, o jovem pesquisará ajustes usados na empresa, relacionando folga mínima e máxima / interferência mínima e máxima. Ajustes usados na empresa: pesquisa Passo 1 / Pesquisa Esta será uma atividade de campo e, para que tenha sucesso, são necessárias algumas providências de sua parte: Elabore um roteiro com a localização dos ambientes onde será realizada a pesquisa; Oriente os jovens quanto à forma de proceder dentro dos diferentes setores da empresa para evitar constrangimentos e acidentes; Explique aos jovens os cuidados de conservação com os produtos e desenhos que serão manuseados durante a pesquisa; Combine procedimento caso surjam dúvidas durante a realização da atividade, estando o jovem longe do educador. Defina se a atividade será individual ou em duplas (considere para isso, as condições da empresa). Escreva no quadro a seguinte tarefa e peça que todos a copiem antes de se dirigirem ao espaço da pesquisa: Pesquisar 3 exemplos de ajustes usados na empresa, relacionando folga mínima e máxima / interferência mínima e máxima. Relate seus achados detalhando: O nome do produto em que o ajuste foi identificado. A denominação do tipo de ajuste. A folga mínima e máxima / interferência mínima e máxima. 50min Medidas e Desenho Mecânico 73

74 Nona Aula Nesta aula, os jovens apresentarão o resultado da pesquisa realizada na empresa. Ajustes usados na empresa: exemplificação Passo 1 / Apresentação dos trabalhos Após a realização da pesquisa, promova a apresentação oral dos resultados obtidos. Distribua o tempo igualmente entre os jovens, de modo que todos possam apresentar seus achados. Incentive-os a questionarem e compararem os exemplos e os ajustes encontrados. 40min Passo 2 / Avaliação da atividade Reserve os minutos finais para fazer uma avaliação global das apresentações, incluindo as dificuldades e/ou facilidades encontradas pelos jovens na realização da pesquisa. 10min Décima e Décima Primeira Aulas Nestas aulas, o jovem aprenderá a verificar a conformidade da tolerância dimensional estabelecida em projeto com a dimensão efetiva da peça. Tolerância dimensional de peças: exercício prático Passo 1 / Exercícios práticos Para a realização da atividade prática, disponibilize: 100min Tabela de inspeção ou relatório de inspeção para o registro das medições das peças. Pode ser usada tabela de inspeção existente na empresa para este fim, ou crie uma na qual conste, no mínimo, uma coluna 74 Medidas e Desenho Mecânico

75 para o nome da peça, código da peça, medida nominal (incluso os afastamentos), tolerância, medida efetiva. Peças e os desenhos das mesmas, com precisão dimensional de décimos de milímetro. Paquímetro com resolução de 0,05 mm. Em função do tempo disponível para a realização desta tarefa, defina a quantidade de peças que serão medidas. Para todas as peças, inclua dimensões externas, internas e de profundidade para serem medidas. Antes de distribuir os paquímetros e as peças, reforce os cuidados de conservação necessários ao paquímetro. Mostre na prática a maneira correta de medir a peça, preencher a tabela de inspeção e definir se a dimensão verificada está de acordo com o solicitado em projeto. Escreva no quadro a ordem do exercício: De posse das tabelas de inspeção, dos paquímetros, das peças e dos desenhos das peças: 1 analise o desenho da peça; 2 identifique a ou as dimensões que devem ser controladas; 3 preencha a tabela de inspeção com as informações necessárias; 4 verifique a conformidade da dimensão efetiva com a dimensão nominal. Educador, durante a verificação das peças, certifique-se de que os jovens estão realizando a atividade de maneira correta. Para tanto, verifique, pelo menos, uma medição externa, uma interna e uma de profundidade realizada por cada jovem da turma. O resultado desta atividade prática poderá ser computado para fins de avaliação dos conhecimentos construídos ao longo deste capítulo. Medidas e Desenho Mecânico 75

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77 2 NormasTécnicas (NBR) Neste capítulo, serão apresentados conceitos de linhas curvas, retas paralelas e perpendiculares que servem para o desenho projetivo em vistas ortogonais, além de regras para a escrita de letras e números em desenho técnico (NBR), relacionando tudo com aplicações práticas. Objetivos Conhecer as regras da NBR 8402 e NBR 8403 para desenhar linhas e escrita técnica; Familiarizar-se com os meios de expressão e representação gráfica de objetos, além de usar os instrumentos básicos para a aplicação prática em trabalhos a serem desenvolvidos; Desenvolver habilidade do manejo do lápis, a desinibição e a espontaneidade, em desenho à mão livre, usando instrumentos próprios do desenho técnico; Desenvolver o senso de observação e de medida. Medidas e Desenho Mecânico 77

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79 Primeira Aula Nesta aula, o desenho será introduzido como forma de comunicação e registro; serão identificados os instrumentos para o desenho técnico, indicando seus usos mais freqüentes, conforme a NBR 8402 e a NBR 8403; os jovens iniciarão a confecção de exercícios práticos à mão livre. Instrumentos e normatização para o desenho técnico Passo 1 / Aula expositivo-dialogada Rememore com os jovens os seguintes conceitos, que já devem ter sido aprendidos: linhas retas e curvas, segmento de reta, perpendiculares e paralelas, vertical, horizontal, inclinada, círculo. Noções básicas do uso de compasso e do esquadro. Exponha oralmente os seguintes temas, objetivando complementar os conhecimentos prévios dos jovens, organizando-os: Tipos de desenho que existem: conteúdos desta sessão presentes na NBR10647: desenho projetivo; instrumental; não projetivo: diagramas, ábacos, nomogramas (cálculos, leis e dados estatísticos); fluxogramas, organogramas e gráficos; Escrita das letras: normógrafo; letras decalcáveis; letras à mão livre; Instrumentos; destacando seu uso e conservação; Materiais: lápis ou lapiseira com minas e grafites de tamanhos e dureza diferentes: do 9H ao 6B. Tipos de borrachas adequadas para cada tipo de desenho; Maneira correta de segurar o lápis, de traçar retas verticais e horizontais, curvas; de apagar com a borracha. Ilustre com a demonstração dos objetos e mostre seu funcionamento, sempre que for possível. Estimule os jovens a anotarem aspectos relevantes. 35min Medidas e Desenho Mecânico 79

80 Desafie os jovens a pesquisarem diversos tipos de lápis de desenho e explicarem como trabalhar com eles, indicando a fonte da consulta. Além de oportunizar que desenvolvam a autonomia, é um bom recurso para avaliar, num primeiro contato, o interesse dos jovens. Passo 2 / Atividade prática Os jovens, primeiro, desenharão retas horizontais e verticais à mão livre, com pequenos traços sucessivos. Depois, as reforçarão com segurança, conforme mostra a figura 1. Farão outras retas horizontais e verticais, desenhando de uma só vez e fixando os olhos para o ponto final da linha, conforme figuras 2 e 3. 15min Fig. 1 1º. método de desenhar linha horizontal: traçar pequenos traços e depois completá-los Fig. 2 2º. método de desenhar linha horizontal: colocar o lápis no início e, com o olho no ponto final, traçá-la de uma vez só, inclinando o pulso Fig. 3 Traçando uma linha vertical pelo 2º. método 80 Medidas e Desenho Mecânico

81 Segunda Aula Esta aula prática será dedicada ao traçado de linhas retas. Linhas técnicas com instrumentos e à mão livre: linhas retas Passo 1 / Atividade prática 1 treino com linhas paralelas verticais, horizontais e inclinadas superpondo, como em grades. Prepare o material em folhas A4, ou outra de sua preferência. 2 treino com linhas paralelas verticais, horizontais e paralelas aplicadas em desenhos. Utilize peças comuns, existentes na empresa, com estas características, para que os jovens as copiem. Forneça a folha com diversos pontos ou dê o exemplo no quadro, solicitando que os jovens executem em suas folhas de desenho. Eles estarão treinando uma habilidade importante para quem quer fazer desenhos técnicos. No entanto, os desenhos de peças simples deverão ser visualizados em cópias na folha A4 e não no quadro branco, pois pressupõem a habilidade de transferência de dados através de escala, que ainda não foi desenvolvida de maneira sistemática. 30min Passo 2 / Demonstração Esquadros de 45 e 30º/60 20min Demonstre no quadro como se faz a utilização desses instrumentos. Os jovens praticarão em diversos traçados, tais como paralelas horizontais, verticais e inclinadas. Poderão também utilizar o anexo 1 como suporte mais dirigido. Medidas e Desenho Mecânico 81

82 Terceira Aula Esta aula tratará do traçado de curvas, à mão livre e com instrumentos. Linhas técnicas com instrumentos e à mão livre: linha curva Passo 1 / Atividade prática Apresente os seguintes exercícios para os jovens treinarem o traçado de curvas à mão livre. Caso não haja condições de desenvolverem todos os exercícios sugeridos, indique-os como tarefas de casa: 1 Traçado de curvas com movimentos amplos, depois de demarcar alguns pontos de referência, conforme figura 4; 2 Aplicação de curvas em desenho topográfico; 3 Desenhar circunferências dentro de quadrados previamente desenhados, marcando os pontos centrais dos lados dos quadrados e depois unindo-os com curvas; 4 Desenhar círculos concêntricos; 5 Desenhar sinuosas, também à mão livre, a partir de retângulos pré-desenhados. 10min Fig. 4 Traçando uma linha curva pelo 2º. método Preveja, para execução de cada exercício, respeitando o ritmo próprio de cada um. Acompanhe e oriente cada jovem durante a execução, corrigindo postura e estimulando a adoção de atitudes que aprimorem sua competência. 82 Medidas e Desenho Mecânico

83 Passo 2 / Atividade prática Demonstre o manejo do compasso e do esquadro, no quadro branco ou numa folha. Peça aos jovens que pratiquem em diversos desenhos. Além da demonstração no quadro branco, será necessário atenção à demonstração do uso do compasso e dos esquadros, pois, no quadro, os instrumentos exigem movimentos mais amplos e a maneira de segurá-los é diferente da usada ao manejar o compasso e os esquadros sobre a mesa de trabalho. Os jovens também poderão experimentar as diferentes situações, e serem desafiados a responder: Onde há mais dificuldade? Espera-se que possam concluir que, na comparação entre os dois traçados, não há dificuldades, mas habilidades diferentes de manejar os instrumentos: uma no plano vertical, outra no plano horizontal. 20min Passo 3 / Análise dos exercícios Em pequenos grupos, peça aos jovens que exponham aspectos fáceis na realização do exercício. Depois, no grande grupo, que procurem identificar as dificuldades que encontraram e discutam alternativas de resolvê-las. Após a discussão, estimule-os a registrarem os problemas enfrentados e as alternativas de solução, em suas anotações. 20min Vários exercícios podem ser oferecidos aos jovens mais rápidos ou mesmo àqueles que se interessarem em fazê-los em casa, ou, ainda, se quiserem melhorar sua habilidade na execução de mais desenhos. Medidas e Desenho Mecânico 83

84 Quarta Aula Esta aula apresentará situações de exercício com caligrafia técnica. Caligrafia técnica I Passo 1 / Atividade prática 1 Propor que os jovens, conforme o anexo 2, executem letras, atendendo as direções da escrita indicadas em cada letra, até o fim da linha. 2 Solicite aos jovens que escrevam letras que tenham as características abaixo descritas: 1 Intervalo de linhas paralelas, como N e H; 2 Linhas curvas, como O e C; 3 Linhas curvas e inclinadas, como D e A; 4 Linhas retas e inclinadas, como I e V; 5 Linhas paralelas inclinadas, como V e A. 35min Passo 2 / Exercício Combinação de letras nas palavras e frases Proponha exercícios em que os jovens escreverão duas palavras ilustrativas das seguintes situações: 1 Letra com traço vertical que esteja perto de letra com traço curvo deve ser menos aproximada que letra com traço vertical que esteja perto de letra com o traço inclinado. Exemplo: O e I. 2 Letras com linha vertical e linha inclinada devem ser aproximadas. Exemplo: N e V. 3 Em letras com linha inclinada e linha curva, como D e A, o espaçamento deve ser calculado, medindo a partir da metade do traço inclinado. 4 Em letras com linha curva junto à outra letra com linha curva, numa combinação dos traços curvos com curvos, as letras devem se aproximar mais do que em todos os outros casos. Exemplo: O e C. 15min 84 Medidas e Desenho Mecânico

85 Dependendo da habilidade e interesse demonstrados pelos jovens, proponha que escrevam mais palavras. Desafie os jovens, perguntando o porquê dessas combinações. Com certeza você receberá todo tipo de justificativa, mas a que melhor responderá é a que fizer referência à área que cada letra ocupa junto à outra. Quinta Aula Esta aula dará continuidade à prática da escrita técnica. Caligrafia técnica II Passo 1 / Atividade prática 10min Coloque no quadro branco as letras X, J, P, L, F e T e pergunte aos jovens: Se a área das letras combinadas determina o tratamento dos espaços, como eles deverão tratar estas letras ao combiná-las com outras? A resposta que mais se aproximar de sobrepondo-as estará correta, como, por exemplo: LV, TA, FT. Peça aos jovens para desenharem três palavras com estas combinações, seguindo as regras estabelecidas. Solicite que construam frases com estas palavras. Ao escolherem a frase, eles já deverão saber que: 1 na composição de frases em linhas estreitas (pautas de pouca altura), as letras largas e mais espaçadas terão maior e melhor legibilidade; 2 o sinal de pontuação é considerado uma letra. Medidas e Desenho Mecânico 85

86 Passo 2 / Trabalho individual Desenho em espaços determinados 15min Prepare linhas com as palavras mais comuns usadas na empresa e peça aos jovens que as repitam várias vezes e em diversos tamanhos de linhas e espaços, usando as características da composição das letras, segundo sua forma e espaçamento. Passo 3 / Análise dos exercícios Forneça desenhos utilizados na empresa, de modo que os jovens possam compará-los e verificar a adequação às Normas Brasileiras. Utilize também desenhos incompletos, a serem complementados. Neste caso, enquanto supervisiona os trabalhos, reporte-se às informações presentes nas NBR 8402 e 8403, que possibilitam a execução desta tarefa. A execução dessas atividades depende da motricidade fina dos jovens. Possibilite que eles a aperfeiçoem, mas não desrespeite seus ritmos. Por isso, se achar que os tempos destinados aos exercícios são reduzidos, adapte-os à sua realidade. 25min 86 Medidas e Desenho Mecânico

87 4 Cotagem e Escala Chama-se desenho de fabricação ao conjunto de desenhos e medidas elaborados para que todos os envolvidos na produção de um objeto tenham uma idéia clara e correta daquilo que deverá ser executado. Para assegurar que a informação seja clara e correta, três fatores são indispensáveis: a representação deve ser feita através de vistas ortogonais, isto é, através do uso da geometria de forma organizada; as dimensões devem ser cotadas, o que significa que as dimensões são representadas no desenho; deve haver recurso à escala, de modo que qualquer produto, independentemente de suas dimensões, caiba no papel de forma proporcional àquela que terá quando pronto. Serão propostos exercícios de medição com escalímetro de peças produzidas por estampagem e serão elaborados desenhos para fabricação. Objetivos Identificar, analisar e aplicar conhecimentos sobre valores de variáveis, representados graficamente por meio de escalas; Utilizar conhecimentos geométricos para a leitura e compreensão da representação em escala; Relacionar as convenções utilizadas na representação por escala com as vantagens que ela pode representar no processo de produção de peças; Utilizar o escalímetro para obter medidas a serem representadas no desenho técnico. Medidas e Desenho Mecânico 87

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89 Primeira Aula Esta aula apresentará como uma peça pode ser representada através de suas projeções ortogonais, facilitando seu processo de fabricação. Projeções ortogonais Passo 1 / Problematização Apresente um apagador aos jovens e peça que o observem segundo suas vistas ortogonais (demonstre como fazer e faça os jovens repetirem o procedimento demonstrado). 5min Vista ortogonal Forma de representação de uma peça através de planos perpendiculares (ortogonais) entre si: frontal, lateral direita e esquerda, superior e inferior Vendo o modelo de frente Vendo o modelo de cima Vendo o modelo de lado Fig. 1 Pessoa olhando uma peça perpendicularmente Passo 2 / Atividade prática Desafie os jovens a reproduzirem, em seus cadernos de anotações, as diferentes representações do apagador. Feita a tentativa, reproduza no quadro as 5 representações, e indique, ao lado de cada uma, as abreviaturas, conforme relação que segue. Vistas ortogonais Frontal (VF) ocupa a posição central da folha e representa a peça observada de frente. Lateral direita (VLD) ocupa o lado esquerdo da vista frontal (alinhada com esta) e representa a peça observada do lado direito. 15min Medidas e Desenho Mecânico 89

90 Lateral esquerda (VLE) ocupa o lado direito da vista frontal (alinhada com esta) e representa a peça observada do lado esquerdo. Superior (VS) ocupa a posição inferior em relação à vista frontal (alinhada com esta) e representa a peça observada de cima para baixo (face superior). Fig. 2 Vistas ortogonais sem cota Chame a atenção dos jovens para a centragem das projeções no papel e principalmente o uso do espaço disponível. É muito comum, entre iniciantes, a elaboração de vistas muito pequenas na folha do caderno, dificultando a colocação posterior de cotas e inclusive comprometendo a própria leitura e interpretação do desenho. Passo 3 / Aula expositiva Saliente que só devem ser representadas as vistas indispensáveis à compreensão da peça. Forneça um contraexemplo (uma peça representada com projeções excessivas) e coloque em discussão a sua utilidade. 15min Espera-se que os jovens concluam que os detalhes em excesso: a) ocupam espaço inutilmente na folha; Fabricante/montador Refere-se ao operador da máquina que irá fabricar a peça e a pessoa que irá, em seguida, montar a peça fabricada no conjunto de uma outra máquina, respectivamente. b) distraem a atenção do fabricante/montador do que é realmente importante no desenho; c) se o desenho for à mão-livre, acarretam perda de tempo. 90 Medidas e Desenho Mecânico

91 Passo 4 / Atividade prática Desafie os jovens a representarem superfícies planas, cilíndricas e curvas. Represente no quadro as diferentes superfícies ou peça a colaboração dos jovens para essa representação e retome com todos as abreviaturas e quais seriam indispensáveis para a compreensão da peça. 15min Alinhamento em cruz Disposição das projeções (vistas) ortogonais num desenho mecânico, cujo formato lembra uma cruz, com a vista frontal no centro. Fig. 3 Prisma cilíndrico e outro de secção quadrada Complemente o que foi estudado com a seguinte analogia: a) na língua alemã, o sentido global de uma frase só é compreendido olhando para o final da mesma, onde se encontram o verbo ou seu prefixo. b) nas representações de peças por vistas ortogonais, a distinção entre superfícies planas e cilíndricas dependerá, algumas vezes, de uma única projeção ortogonal, fato que exigirá atenção do projetista para que esta vista realmente esteja lá. Um desenho de fabricação deve usar as projeções ortogonais da peça. O uso de vista em perspectiva é opcional. Devem ser usadas tantas vistas quantas forem necessárias ao entendimento da peça como um todo. O alinhamento em cruz é obrigatório e essencial para a clareza do desenho. Segunda Aula Nesta aula, serão estudadas as técnicas para a representação das dimensões de objetos em desenhos de fabricação. Linhas de cota e de chamada Passo 1 / Aula teórico-prática Destaque a diferença observável entre um desenho com dimensões apresentadas de forma livre e outro com a utilização de normas. 30min Medidas e Desenho Mecânico 91

92 Apresente outro objeto de forma simples (um livro, uma pasta, uma sacola) e peça que os jovens representem as dimensões nas vistas do objeto, conhecidas na aula anterior, usando letras (a, b, c, d, etc.), e colocando-as, por enquanto, onde acharem mais conveniente no desenho. Solicite que dois ou mais jovens apresentem sua proposta no quadro, ressaltando que não importarão os erros, mas a iniciativa de contribuírem para que todos entendam a etapa seguinte. A seguir, represente as vistas do objeto com as cotas dispostas de forma correta e teça comentários sobre as diferenças encontradas, destacando aquela que proporcionará um entendimento mais rápido e fácil do desenho pelo fabricante. Observe ainda, nos desenhos: Espaçamento mínimo entre projeções para a colocação de cotas; Diferença entre linhas de chamada, de cota e as linhas do desenho em si. Linhas do desenho elaboradas com traço mais forte. Linhas de chamada usadas como linhas auxiliares para a cotagem, e elaboradas com traço mais fino que as do desenho. Linhas de cota correspondem às linhas que efetivamente indicarão a dimensão (largura, profundidade, diâmetro, etc.). Fig. 4 Construção de linhas de cota Se a espessura de traço não for observada, poderá haver dificuldade de distinção entre o que é linha representativa de peça e o que é linha representativa de cota. Apresente aos jovens um desenho de fabricação que possua um certo número de detalhes (que seja complexo) e que seja utilizado pela própria empresa, de forma que todos possam perceber que tais regras efetivamente contribuem para a sua melhor compreensão. 92 Medidas e Desenho Mecânico

93 Passo 2 / Aula expositivo-dialogada Representação dos limites das linhas de cota Utilize a reprodução das imagens que seguem e comente, a partir de cada uma, o que está indicado a seguir. Observe: Colocação centrada das cotas; Posição da cota em relação ao desenho; Representação de diâmetros. 20min Fig. 5 Cotas, posições e diâmetros Educador, caso os jovens apresentem dificuldade em reproduzir os detalhes (flechas, setas, símbolos de diâmetro, etc.) nos exercícios, mesmo com exemplos demostrados no quadro, enfatize o correto posicionamento destes mesmos detalhes geométricos na construção da cotagem. Sugira, então, que os jovens retomem e complementem a representação de um dos objetos exercitados antes. Faça o mesmo no quadro. Pergunte, ainda: Qual seria a utilidade do uso de letras, em lugar de números, nas cotas? Ouça as inferências dos jovens e conclua afirmando que algumas peças apresentam formatos idênticos mas dimensões variáveis, conforme o modelo fabricado. Assim, o valor correspondente a uma letra indicaria o modelo desejado. Preparo de máquina Refere-se às atividades que precedem o acionamento de uma máquina: fixação e alinhamento da peça na máquina, posicionamento de ferramentas, zeragem de peça, etc. O uso de cotas é organizado através de normas técnicas (NBR 10126) para a representação em desenhos. Tem por finalidade facilitar a interpretação (visualização espacial) da peça pelos operadores das máquinas, diminuindo possíveis erros e agilizando os tempos de preparo de máquina e de fabricação da peça. Medidas e Desenho Mecânico 93

94 Terceira Aula Nesta aula, serão exercitadas noções de escala, ampliação e redução de desenhos, com a finalidade de adequar a representação de um objeto ao tamanho de uma folha, de forma proporcional (sem distorções) e de fácil entendimento. Redução e ampliação Passo 1 / Aula expositivo-dialogada Introduza o conteúdo desta aula através de perguntas: 30min O que é definir uma escala? Ouça as inferências dos jovens. Valorize-as para a apresentação da definição que interessa: é conhecer a razão de ampliação/redução do objeto, por exemplo, 2:1. A escala tem uso necessário para que os objetos possam ser representados dentro dos limites de uma folha de papel. Maquete Pequena construção que representa um objeto (prédio, máquina, cidade, etc.) em escala reduzida. Conhecendo a escala usada, pode-se saber quanto cada milímetro do desenho no papel representa na realidade. Um exemplo típico é o dos mapas (ver na tabela as escalas utilizadas). Um mapa, assim como uma maquete, devem representar o objeto (cidade, clube, condomínio, etc.) de forma reduzida e proporcional. Faça a comparação com o filme Socorro, encolhi as crianças. Encolher ou miniaturizar é, em outras palavras, reduzir mantendo a proporção, tal como num desenho com escala de redução, onde a peça será na realidade bem menor que sua representação por desenho. Proponha a representação ampliada do apagador no quadro, usando escala 1:2. Como deve ser a dimensão do apagador? Espera-se que os jovens indiquem que deverá ser o dobro. Em seguida, desafie-os a ampliarem o mesmo apagador utilizando uma escala de 4:1 e calculando as dimensões finais que ele terá. Esclarecendo: nos 2 casos, o desenho poderá ser do mesmo tamanho, pois quem determina as reais dimensões do objeto é a escala. Por exemplo, na ampliação 94 Medidas e Desenho Mecânico

95 com escala 1:2, cada milímetro representará 2, ou seja, um comprimento de 20 milímetros representará na realidade 40 mm! Na redução, com escala 3:1, por exemplo, cada 3 milímetros no desenho representa 1mm do objeto. Dito de outra forma, cada dimensão no desenho deverá ser dividida por 3 para se obter a dimensão real. Quando é usado um escalímetro, não são necessários cálculos, apenas a medição do desenho com este instrumento e a leitura do resultado final. Passo 3 / Aula expositiva Finalize apresentando as várias escalas utilizadas em diversas áreas, conforme a tabela que segue. 20min Escalas Engenheiro Mecânico 1 = 1 (tamanho real) 1/2 = 1 (1/2 tamanho) 1/4 = 1 (1/4 do tamanho) 1/8 = 1 (1/8 tamanho) Arquiteto ou Engenheiro Mecânico 12 = 1 0 (tamanho real) 1 = 1 0 (1/12 do tamanho) 1/4 = 1 0 (1/48 do tamanho) 6 = 1 0 (1/2 do tamanho) 3/4 = 1 0 (1/16 do tamanho) 3/16 = 1 0 (1/64 do tamanho) 3 = 1 0 (1/4 do tamanho) 1/2 = 1 0 (1/24 do tamanho) 1/8 = 1 0 (1/96 do tamanho) 1 1/2 = 1 0 (1/8 do tamanho) 3/8 = 1 0 (1/32 do tamanho) 3/32 = 1 0 (1/28 do tamanho) Engenheiro Civil 10, 20, 30, 40, 50, 60 ou 80 divisões da polegada, representando 10 pés, rodas (medida equivalente a 16 pés e meio), milhas ou qualquer outra unidade necessária. Métrica Reduções de : 1:1, 1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:25, 1:33.3, 1:50, 1:75, 1:80, 1:100, 1:150 Educador, este capítulo enfatiza a prática através de desenhos usados, pela empresa, nos quais as regras sejam aplicadas. A sugestão é mostrar um desenho e a norma, enfatizando os detalhes nele usados e apresentando a norma como respaldo técnico. Medidas e Desenho Mecânico 95

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97 5 Vistas Ortográficas e Técnica de Croqui O capítulo apresenta conceito e funcionamento de croquis e projeções ortogonais, possibilitando o esboço de projeções no 1.º diedro e marcando cotas para fabricação. Propõe viabilizar a compreensão de que assim como um texto depende da interpretação de cada palavra em função do seu correlacionamento com as demais, uma representação no sistema de vistas ortográficas somente será compreendida de modo inequívoco se cada vista for interpretada em conjunto e coordenadamente com as outras (Bornancini, 1981). Objetivos Familiarizar os jovens com a forma e a representação em vistas ortogonais de objetos e com a importância de seguir as regras de composição de seus campos de projeção; Compreender as diversas formas de esboçar croquis e a função de comunicar idéias através deles; Desenvolver habilidades no manejo da régua ou do esboço à mão livre, além da escolha de vistas que mais detalham o objeto; Desenvolver o senso de observação, de medida e de proporcionalidade na execução das projeções ortogonais. Medidas e Desenho Mecânico 97

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99 Primeira Aula Nesta aula, serão introduzidos os conceitos que orientam a representação por meio de projeções ortogonais. Projeção ortogonal I Passo 1 / Aula teórica Diferentemente da perspectiva isométrica, já vista anteriormente, as projeções ortogonais não representam os objetos de modo a mostrar as três dimensões. Assim, o desenvolvimento da visão espacial é um dos objetivos a ser alcançado, quando os jovens compreenderão as características volumétricas de um objeto por meio de uma série de representações que mostram apenas duas dimensões por vez. Apresente os conceitos de modelo, ponto de vista e plano de projeção. 20min Definição de modelo: é o objeto ou objetos que serão representados. Fig. 1 Medidas e Desenho Mecânico 99

100 Observe que peças compostas de vários elementos são representadas separadamente. Definição de ponto de vista: O ponto de vista indica de onde o objeto quer ser representado. Por convenção, o observador está situado no infinito. Observe a figura 1 do capítulo 4. Definição de plano de projeção: Os planos de projeção podem ocupar diversas posições no espaço. PV 2.ºdiedro 1.ºdiedro PHP PH 3.ºdiedro 4.ºdiedro PVI Fig. 2 Convenção para a designação dos diedros: PV plano vertical superior PVI plano vertical inferior PH plano horizontal anterior PHP plano horizontal posterior Passo 2 / Atividade prática Mesmo que os jovens ainda não tenham conhecimentos para executar os desenhos de acordo com as normas, peça seja desenhado um objeto projetado nos diferentes planos. Isso fará com que os jovens percebam a necessidade de vários desenhos para compreender uma peça. Procure usar peças ou objetos que produzam projeções semelhantes em dois planos, de modo que sejam necessários dois desenhos para sua interpretação. 30min 100 Medidas e Desenho Mecânico

101 Dica: Lembre-se de que, no Brasil, a ABNT recomenda a projeção no 1.º diedro. 2º. diedro 1º. diedro 3º. diedro 4º. diedro Fig. 3 Segunda Aula Esta aula iniciará o estudo da representação em projeções ortogonais, abordando desde seus conceitos mais básicos até exemplos de maior complexidade. Projeção ortogonal II Passo 1 / Aula teórica Apresente, com recurso à projeção das imagens, os conceitos relativos a: 20min Projeção ortográfica do ponto; Projeção ortográfica de um segmento de reta: Retas paralelas ao plano; Retas perpendiculares ao plano; Retas oblíquas ao plano (não estará em VG). Medidas e Desenho Mecânico 101

102 linha projetante A1 x A x PV Fig. 4 Projeção do ponto B1 B A1 A PV Fig. 5 Projeção da reta A1=B1 x A x B x PV Fig. 6 Projeção da reta perpendicular 102 Medidas e Desenho Mecânico

103 B1 B A1 A PV Fig. 7 Projeção da reta oblíqua Passo 2 / Atividade prática Os jovens deverão fazer seus próprios desenhos, projetando pontos e segmentos de retas nos diversos planos. Verifique se estão aplicando os conteúdos do capítulo Linhas e escrita técnica. Se necessário, retome esses conteúdos. 30min Terceira Aula Nesta aula, serão representadas figuras planas em projeções ortogonais. Representação de figuras planas Passo 1 / Aula teórica Dê continuidade à apresentação dos conteúdos, recorrendo à projeção das figuras representativas de: Projeção ortográfica de um retângulo; Retângulo paralelo ao plano; Retângulo perpendicular ao plano; Retângulo oblíquo ao plano (não estará em VG). 20min Medidas e Desenho Mecânico 103

104 B1 B A1 C1 A C D1 D PV Fig. 8 Retângulo paralelo ao plano B1=C1 A1=D1 B C A Fig. 9 Retângulo perpendicular ao plano D B1 B A1 A C1 C D1 D PV Fig. 10 Retângulo oblíquo ao plano 104 Medidas e Desenho Mecânico

105 Passo 2 / Atividade prática Proponha que os jovens desenhem figuras planas e as projetem nos planos de projeção. Sugira exemplos com três alternativas de solução, onde apenas uma seja correta. 30min Procure explorar bem exercícios que representem superfícies oblíquas que não estejam em verdadeira grandeza. Este aspecto das projeções ortogonais merece especial atenção, pois é muito fácil cometer equívocos ao representar superfícies com essa característica. Quarta Aula Nesta aula, será trabalhada a representação de sólidos em projeções ortogonais. Representação de sólidos em projeções ortogonais Passo 1 / Aula teórica Como a projeção em um plano vertical e em um plano horizontal não é suficiente para a interpretação de uma peça, a partir desta aula será acrescentado o plano de projeção lateral, a ser utilizado na projeção de sólidos. 20min plano vertical plano lateral plano horizontal Fig. 11 Medidas e Desenho Mecânico 105

106 Deste modo, será dada origem às seguintes situações: a projeção do modelo no plano vertical dá origem à vista frontal; a projeção do modelo no plano horizontal dá origem à vista superior; a projeção do modelo no plano lateral dá origem à vista lateral esquerda. Passo 2 / Atividade prática Proponha aos jovens que refaçam os desenhos feitos nas aulas anteriores utilizando, a partir de agora, também o plano lateral de projeção. Com isso, eles poderão verificar o caráter complementar deste plano que permite compreender melhor os objetos. Faça-os observar que uma mesma linha ou figura plana poderá ter projeções diferentes ou iguais, conforme o plano de projeção, e que as diferenças podem ser muito pequenas. 30min B1=C1 A1=H1 C1=F1 C E1=D1 H A F B C Fig. 12 Projeção de um paralelepípedo no plano vertical Vista frontal E D VF 106 Medidas e Desenho Mecânico

107 G H A F B C E D F1=G1 E1=H1 B1=C1 A1=D1 Fig. 13 Projeção de um paralelepípedo no plano horizontal Vista superior H1=G1 A1=B1 H G F B E1=F1 D1=C1 A C E D Fig. 14 Projeção de um paralelepípedo no plano lateral Vista lateral É importante que os jovens compreendam que as três projeções se referem ao mesmo objeto, embora resultem desenhos diferentes, conforme o plano utilizado. PV PL PH Fig. 15 Medidas e Desenho Mecânico 107

108 Quinta Aula Nesta aula, será trabalhada a representação de sólidos em projeções ortogonais. Rebatimento dos planos de projeção Passo 1 / Aula teórica Após o estudo dos diversos planos de projeção, é preciso adotar alguns procedimentos para rebater os planos, ou seja, trabalhar com eles em superfícies bidimensionais. 30min linhas projetantes auxiliares PV PL linhas projetantes auxiliares PH Fig. 16 Como a viabilização da execução de um desenho técnico requer o trabalho em um plano bidimensional, os planos de projeção deverão ser rebatidos todos sobre uma mesma superfície. Construa essa compreensão com o auxílio da projeção das figuras e peça para os jovens fazerem desenhos representativos dos conceitos, enquanto anotam. A maneira como isso é feito é descrita a seguir: o plano vertical, onde se projeta a vista frontal, deve ser imaginado sempre numa posição fixa; para rebater o plano horizontal, imagina-se que ele sofre uma rotação de 90º para baixo, em torno do eixo de interseção com o plano vertical; 108 Medidas e Desenho Mecânico

109 PV PL PV PL PH PH Fig. 17 Fig. 18 para rebater o plano de projeção lateral deve-se imaginar que ele sofre uma rotação de 90º para a direita, em torno do eixo de interseção com o plano vertical. PL PV PV PH PL PH Fig. 19 Fig. 20 Deste modo, tem-se os três planos rebatidos sobre a mesma superfície de desenho. PV PL PH Fig. 21 Medidas e Desenho Mecânico 109

110 Como no desenho técnico não se representam as linhas de interseção dos planos, o desenho final será representado assim: A C B Fig. 22 Por convenção, sabe-se que A representa a vista frontal, B representa a vista superior e C representa a vista lateral. A figura abaixo apresenta um resumo do rebatimento de planos. vista frontal vista lateral esquerda vista superior Fig. 23 A compreensão mais efetiva de como ocorre o rebatimento pode ser feita com diedros de papelão. Assim, os jovens terão mais facilidade de verificar a transposição dos planos. 110 Medidas e Desenho Mecânico

111 Passo 2 / Simulação de ponto de vista Outra maneira de fazer com que os jovens entendam melhor o que é uma projeção é utilizando o facho luminoso de um projetor de slides, que estaria simulando o ponto de vista do observador. Mas atenção: esta situação é uma simulação, pois o projetor estará a uma distância conhecida em relação ao objeto, o que não corresponde à situação ideal do observador situado no infinito. É um artifício que ajuda a compreensão do sistema de projeção. 20min Sexta Aula Nesta aula, será estudado o desenho de sólidos, primeiramente em perspectiva; após, nas suas respectivas projeções. Sólidos: perspectiva e projeções Passo 1 / Atividade teórico-prática Apresente a figura que segue e examine com o auxílio dos jovens sua projeção. 50min B E C A A E D D B C Fig. 24 Indique que a próxima projeção é exatamente igual à anterior, porém o sólido que deu origem ao desenho é diferente. A C B C D Fig. 25 Medidas e Desenho Mecânico 111

112 Por isso é importante a escolha das vistas para uma melhor compreensão do objeto. Apresente exercícios que mostrem a perspectiva de peças, pedindo que os jovens as desenhem em vistas ortográficas; ou apresente vistas e peça que os jovens as desenhem em perspectiva. Proponha vários sólidos ambíguos, ou seja, que apresentam as mesmas projeções ortogonais, e desafie os jovens a indicarem-nos em perspectiva. Sétima Aula Nesta aula, serão trabalhadas as representações ortográficas dos seguintes elementos: arestas invisíveis, linhas de centro, linhas de simetria e superfícies arredondadas. Representações ortográficas Passo 1 / Aula teórico-prática Obtenha peças que possam ser utilizadas para demonstração, juntamente com as projeções. Distribua-as entre os jovens e, na medida em que o conteúdo vai sendo exposto, peça que eles o relacionem. Arestas invisíveis A bibliografia existente sobre o assunto indica que linhas tracejadas, representando detalhes invisíveis de peças cortadas, são utilizadas em pouquíssimos casos, quando se tornam fundamentais para a compreensão de algum detalhe da peça. 50min Fig Medidas e Desenho Mecânico

113 Linha de centro A execução de modelos que apresentam furos, rasgos, espigas, canais, partes arredondadas, etc., requer a determinação do centro desses elementos. Assim, a linha utilizada em desenho técnico para indicar o centro desses elementos é chamada de linha de centro, representada por uma linha estreita de traço e ponto. Fig. 27 Linhas de simetria Em desenho técnico, quando o modelo é simétrico, também deve ser indicado pela linha estreita traço e ponto. Neste caso, ela recebe o nome de linha de simetria. A linha de simetria indica que são iguais as duas metades em que o modelo fica dividido. Essa informação é muito importante para o profissional que vai executar o objeto, representado no desenho técnico. Fig. 28 Superfícies arredondadas Os contornos das partes arredondadas são representados, nas vistas ortográficas, pela linha para arestas e contornos visíveis. Peça que os jovens observem, no desenho abaixo, os vários furos e as linhas que os indicam (traço e ponto). Fig. 29 Medidas e Desenho Mecânico 113

114 As projeções dos dois furos horizontais coincidem na vista frontal. Esses furos têm a forma de círculos. Para determinar seu centro, são usadas duas linhas de centro que se cruzam. O furo vertical não aparece quando o modelo é olhado de frente. Na vista frontal, esse furo é representado pela linha para arestas e contornos não visíveis (linha tracejada estreita). Uma única linha de centro é suficiente para determinar o centro desse furo. Observando o modelo de cima, o furo vertical é o único visível e seu centro é indicado por duas linhas de centro que se cruzam. Os outros dois furos são representados pela linha para arestas e contornos não visíveis, e seus centros são indicados por uma linha de centro. Observando o modelo de lado, nenhum dos furos fica visível; portanto, todos são representados pela linha para arestas e contornos não visíveis. As linhas de centro que aparecem no desenho determinam os centros dos três furos. Oitava à Décima Aulas Nestas três aulas, os jovens irão aplicar os conhecimentos adquiridos, reforçando-os através de exercícios práticos. Aplicação de técnicas de croqui Passo 1 / Exercícios 150min Faça com que os jovens desenhem peças como as sugeridas a seguir; serão mostradas perspectivas isométricas de peças que contêm elementos diversos, tais como furos, rasgos, espigas, canais e partes arredondadas. Por meio deste exercício, também poderá ser verificado o grau de entendimento que os jovens tiveram de conteúdos ministrados anteriormente, tais como linhas e escrita técnica, cotagem e escala e perspectiva isométrica. Estimule os jovens a revisarem suas notas de aula, pois todos estes conteúdos estão interligados. Forme três conjuntos de peças mecânicas que atendam aos interesses do curso. Faça com que os conjuntos circulem entre os jovens de modo que, ao final das três aulas, todos tenham desenhado as peças. A exposição dos desenhos e a conversa sobre as dificuldades e as alternativas de solução encontradas proporcionará a troca de informações e a construção do conhecimento. 114 Medidas e Desenho Mecânico

115 Exercícios práticos: aplicação de técnicas de croqui Fig. 30 Fig Fig. 32 Medidas e Desenho Mecânico 115

116 Fig. 33 Fig. 34 Fig Medidas e Desenho Mecânico

117 6 Vistas Seccionais O recurso às vistas em corte e secções reforça a idéia de que um desenho de fabricação mecânica bem elaborado deve ser um facilitador da compreensão da peça, reduzindo o tempo de sua fabricação, pois muitos detalhes só são percebidos através do recurso a estas projeções. Em desenho técnico, busca-se sempre a forma mais simples, clara e prática de representar o maior número possível de informações. Para que isso seja possível, foram desenvolvidas algumas técnicas importantes, como as representações em corte, secção e rugosidade. Neste capítulo, será abordada a importância e a aplicação dos diferentes tipos de corte (total, parcial, meio corte), das vistas seccionais e das hachuras, bem como dos sinais de acabamento de superfícies em desenhos. Objetivos Interpretar peças representadas em corte; Comparar a aplicação das vistas ortogonais com as vistas seccionais; Conhecer os tipos de hachuras utilizadas em representações de cortes; Apresentar a simbologia normalizada de rugosidade; Conhecer as representações técnicas prescritas na NBR 10067; Representar, em croquis esquemáticos, processos e componentes industriais simples para fabricação; Utilizar instrumentos que auxiliem a obtenção de dados na indústria. Medidas e Desenho Mecânico 117

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119 Primeira Aula Esta aula apresentará os cortes como recursos para o detalhamento construtivo de peças e processos de produção. Vista em corte Passo 1 / Aula expositivo-dialogada Apresente uma peça com detalhes e seu desenho de fabricação, destacando os detalhes através da vista em corte. Pergunte: Como se conhecem os detalhes da peça nestes desenhos? Apenas através de uma visão fotográfica da peça, seria possível ter a mesma compreensão? Ouça as hipóteses formuladas pelos jovens e reforce que, em determinadas situações, as projeções ortogonais de uma peça não são suficientes para o entendimento de certos detalhes construtivos, por isso os cortes são utilizados para a melhor compreensão de tais detalhes. Associe a representação em corte com a vista que teriam se, efetivamente, serrassem a peça, dividindo-a ao meio e depois desenhando o resultado. Refira que, para indicar que o que se vê é uma representação em corte, há algumas convenções: a) linha traço-ponto na vista onde foi feito o corte; b) indicação corte A B escrita abaixo de sua representação; c) toda vista em corte é representada por hachuras nas regiões da peça onde o plano de corte atingiu o material. 10min Fig. 1 Linha traço-ponto marcada no desenho Medidas e Desenho Mecânico 119

120 Fig. 2 Indicação do corte A B Corte AB Fig. 3 Tipos de hachuras segundo material Aço Bronze, latão, cobre Alumínio e metais leves Passo 2 / Exercício em duplas 40min Educador, disponibilize placas de isopor, cola para isopor, canetas coloridas e máquina de corte ou serra para os jovens elaborarem o modelo a ser representado. Também providencie folhas e lápis de desenho. 1 Ofereça o molde da figura abaixo e peça que os jovens, em duplas, a elaborem em isopor. Em seguida, proponha que serrem a peça com uma máquina de corte por fio aquecido ou serrote. Na posição do corte representado, pintem com pincel atômico somente a superfície atingida pela serra, de tal forma a ficar bem explicitada a região que deve ser representada por hachuras e então reproduzam, individualmente, o corte observado numa folha de papel. Fig. 4 2 Peça que representem as vistas ortogonais e em corte de um anel com diâmetros D e e D i e altura A, e de um disco de diâmetro D e e altura A. Acompanhe o trabalho dos jovens e oriente-os a refazerem a atividade tantas vezes quantas forem necessárias, até que tenham uma representação clara dos cortes propostos. 120 Medidas e Desenho Mecânico

121 Na vista em corte, a peça é observada a partir do plano de corte, o qual deve ser traçado de forma a facilitar a leitura e interpretação de detalhes geométricos. Segunda Aula Esta aula apresentará a opção de visualizar somente o plano do corte (vista em secção) como auxiliar às vistas ortogonais. Vista seccional Passo 1 / Aula expositiva Reproduza no quadro ou projete a figura que segue, destacando que as vistas seccionais: a) são obtidas por uma rotação de 90º da secção transversal da peça no próprio plano da figura; b) podem ser sobrepostas à própria vista ortogonal ou posicionadas de forma a facilitar a sua localização na peça; c) têm por objetivo representar, de maneira prática e sem ocupar muito espaço adicional no desenho, um perfil transversal da peça naquela posição. 15min A B C D A B C D Seção AA Seção BB Seção CC Seção DD Fig. 5 Vistas seccionais Passo 2 / Exercício Solicite que os jovens representem as secções dos seguintes objetos, utilizando os elementos aprendidos no passo 1: a) lápis b) borracha de apagar c) cabo de martelo d) palito de dentes 25min Medidas e Desenho Mecânico 121

122 Educador, é importante que os objetos a serem representados sejam disponibilizados para os jovens e que seja permitido a eles trabalharem de forma cooperada, auxiliando-se mutuamente na resolução de dúvidas. Passo 3 / Correção dos exercícios Faça a correção do exercício anterior e problematize os resultados apresentados pelos jovens. 10min Acrescente que, em algumas situações, para maior clareza, as secções podem ser representadas não superpostas à vista principal, constituindo vistas seccionais fora do desenho, conforme a imagem que segue. 1/2 Corte AB Fig. 6 Eixo com suas várias secções Na vista seccional, observa-se a peça num plano e, por superposição, também em outro perpendicular a ele. Diferentemente dos cortes, não é necessário indicá-la em outra vista do seu traçado. As secções devem ser hachuradas. 122 Medidas e Desenho Mecânico

123 Solicite que os jovens representem as secções dos seguintes objetos, utilizando os elementos aprendidos no passo 1: Nesta aula, serão aplicados os conceitos das aulas a) lápis anteriores (corte e secção) às peças de fabricação mecânica, quando se torna necessário o corte em vários planos. Terceira Aula Corte e secção: exercícios Passo 1 / Aula expositivo-dialogada Apresente o desenho de fabricação de uma peça simples utilizada pela empresa, destacando o uso de cortes e secções. Retome os conceitos estudados até então e procure ouvir todas as hipóteses de representação formuladas pelos jovens. 10min Passo 2 / Exercício em duplas Corte em vários planos (em desvio) 1 Recorra novamente à representação em isopor e peça que reproduzam, desta vez, os detalhes da figura abaixo. Depois, diga que recortem a placa segundo o traçado proposto (agora sinuoso) e destaquem a região serrada por meio de pintura com cor para representação posterior por hachuras. 40min rolamento eixo giratório Fig. 7 Corte em vários planos (em desvio) Convide os jovens a completarem a atividade, reproduzindo, individualmente, a vista em corte, como se os vários planos fossem deslocados para frente. Esta vista deve ser representada juntamente com as demais vistas necessárias à compreensão integral da peça. Medidas e Desenho Mecânico 123

124 2 A partir dos exemplos anteriores, faça a representação das secções dos seguintes objetos: a) lápis b) cabo de martelo c) palito de dentes Educador, acompanhe o trabalho dos jovens e oriente-os a refazerem a atividade tantas vezes quantas forem necessárias até que tenham uma representação clara dos cortes propostos. Quarta Aula Irregularidade Numa análise superficial, são todas as formas geométricas que diferenciam a superfície de um plano ideal teórico, perfeitamente plano e liso. São, em linguagem mais comum, todos os altos e baixos encontrados numa superfície. Esta aula mostrará, através de exemplos e medições, que qualquer superfície apresenta, em maior ou menor grau, dois tipos de irregularidades: aspereza e rugosidade. Aspereza e relógio comparador Passo 1 / Exposição dialogada Inicie a exposição debatendo a respeito do significado de áspero e liso. 15min O que se deseja significar quando se diz que uma superfície é áspera? E lisa? Como se poderia medir a aspereza? Como se poderia representar a aspereza? Anote no quadro as inferências dos jovens a respeito da forma de medir e representar a aspereza. Peça que os jovens também anotem em seus cadernos. Tome o exemplo de uma parede áspera e mostre que, se os jovens fossem do tamanho de partículas de poeira, veriam esta superfície como uma sucessão de altos e baixos, tal qual as dunas numa praia. Em seguida, proponha uma análise mais técnica, fazendo um corte imaginário na parede e observando o resultado. 124 Medidas e Desenho Mecânico

125 Reproduza a figura 8 e peça que os jovens escolham um instrumento para medir as elevações. Fig. 8 Aspereza vista em corte Definição de aspereza: Irregularidades macrogeométricas (ou asperezas) são defeitos visíveis a olho nu e captados pelo tato humano, com dimensões da ordem de centésimos e até décimos de milímetros (0,01 a 0,1 mm). Após as hipóteses levantadas pelos jovens, apresente um relógio comparador e explique seu uso, indicandoo para este tipo de medição. coluna comparador base verificação do paralelismo Fig. 9 Relógio comparador: verificação do paralelismo verificação de concentricidade Fig. 10 Relógio comparador: verificação de concentricidade Medidas e Desenho Mecânico 125

126 Passo 2 / Demonstração Demonstre o uso do relógio comparador em um objeto plano e outro áspero. 10min Aço polido Peças fabricadas em aço e com superfície acabada pelo processo de fabricação denominado polimento, que permite uma rugosidade bastante reduzida. Lembre que este tipo de medição exige um preparo especial de fixação, tanto do relógio como da peça. Para obter o resultado pretendido, seria necessário fixar uma amostra (pedaço) da parede sobre uma bancada e, em seguida, deslizar a ponta do relógio sobre o mesmo. Na seqüência, meça dois objetos planos: a) uma amostra de vidro; b) uma amostra de aço polido. Peça que os jovens observem e descrevam o que ocorre. Eles observarão que o relógio praticamente não se movimenta. Isso indica que, se existem defeitos, eles são bem menores que os medidos nas superfícies ásperas e não poderão ser medidos com o mesmo instrumento. Informe que, quando é necessário medi-los, utiliza-se um rugosímetro. Definição de rugosidade: Irregularidades microgeométricas (ou rugosidades) são defeitos superficiais não visíveis pelo olho humano e com dimensões da ordem de milésimos e até milionésimos de milímetro (0,001 a 0, mm). As imperfeições visíveis a olho nu, ou asperezas, podem ser desejáveis ou não, conforme a funcionalidade da peça. Sua medição é feita através do relógio comparador e seus valores mais comuns são da ordem de alguns décimos de milímetros. Passo 3 / Aula expositivo-dialogada Rugosidade e uso do rugosímetro 25min Apresente os seguintes conceitos: A rugosidade é uma forma de aspereza, só que muito menor. A rugosidade não é visível a não ser por microscópios. Toda e qualquer superfície tem rugosidade, mesmo que muito baixa. Não existe rugosidade zero. Em certos casos, como nos processos de revestimentos para endurecimento superficial, é exigido um nível mínimo de rugosidade para haver aderência do revestimento à superfície. 126 Medidas e Desenho Mecânico

127 A rugosidade é medida em mícrons (µm) ou milésimos de milímetro (0,001 mm). Repita a medição das amostras de vidro e aço, usando desta vez o rugosímetro. Observe o símbolo µm (leia-se mícron) que aparece no visor do aparelho, indicando que ele significa milésimo de milímetro. Apresente os principais parâmetros de rugosidade: Ra, Rz e Rmáx. Estes parâmetros são mostrados pelo rugosímetro quando a tecla parameter é acionada. Apresente as definições abaixo, mostrando-as nas figuras, de modo que os jovens estabeleçam uma associação entre os números e a micro-geometria de picos e vales. Ra: representa a altura de um retângulo cuja área seja igual à soma das áreas de picos e vales. Rz: representa uma média dos valores de picos e vales entre 5 intervalos no espaço medido. Fig. 11 Fig. 12 Medidas e Desenho Mecânico 127

128 Ry: representa o valor do vale mais profundo na região medida. Fig. 13 Proponha uma comparação entre os dois instrumentos estudados. Obtenha três exemplos de peças usadas pela empresa e que tenham exigências de planicidade e de rugosidade indicadas no desenho de fabricação. Destaque aos jovens estas exigências no desenho de fabricação e enfatize que a planicidade será medida com o relógio comparador e a rugosidade com o rugosímetro. Fig. 14 Rugosímetro Quais as principais diferenças entre o relógio comparado e o rugosímetro? Algumas conclusões a que os jovens devem chegar ao comparar os dois instrumentos: A esfera apalpadora do relógio comparador é muito grande para perceber as rugosidades. Os valores de rugosidade são, na verdade, calculados pelo software do rugosímetro, enquanto os valores de aspereza são apenas mostrados no relógio comparador, não tendo, este último, recurso para tal; A agulha apalpadora do rugosímetro tem cerca de 5 mícrons de diâmetro, enquanto a esfera do relógio comparador tem uns 6 milímetros. Cada instrumento enxerga, portanto, um tipo de defeito; As medições feitas com os dois aparelhos são complementares e servem para investigar a qualidade de uma superfície que servirá a um determinado fim. Portanto, um relógio comparador não substitui o rugosímetro e nem o contrário, mas pode acontecer de não ser necessário usar os dois. As especificações do desenho de fabricação darão esta resposta. 128 Medidas e Desenho Mecânico

129 Quinta Aula Nesta aula, os jovens estudarão o uso de hachuras nos desenhos técnicos, tanto para indicar as partes maciças atingidas pelo corte, quanto para indicar o tipo de material empregado na produção do objeto representado. Conhecerão, também, os símbolos indicativos de estado de superfície recomendados pela ABNT. Hachuras Passo 1 / Aula teórica 50min Educador, utilize as imagens que seguem, a fim de ilustrar a teoria aqui apresentada. Uso de hachuras Nos cortes estudados até agora, foi usada a hachura que indica qualquer material metálico, conforme estabelece a norma NBR /1991, da ABNT. A inclinação da hachura pode aparecer invertida, principalmente em peças de mesmo material que estão em contato em um desenho de conjunto. Este recurso é usado para salientar que se trata de peças diferentes. Fig. 15 Às vezes, quando a área maciça atingida pelo corte é muito grande, as hachuras podem ser representadas apenas perto dos contornos do desenho. Fig. 16 Medidas e Desenho Mecânico 129

130 Conheça agora os tipos de hachuras usadas opcionalmente para representar materiais específicos, quando a clareza do desenho exigir. Metais Elastômeros, vidros, cerâmica e rochas Terreno Concreto Madeira Fig. 17 Tipos de hachuras líquido Acabamento de superfície A produção de uma peça, ou de um objeto qualquer, parte sempre de um corpo bruto para, passo a passo, chegar ao estado acabado. Durante o processo de fabricação, o material bruto sofre transformações de forma, de tamanho e de propriedades. A peça pronta deve ficar de acordo com o seu desenho técnico. Além de informações sobre as características geométricas e dimensionais da peça e dos desvios de tamanho e de forma admissíveis para garantir a perfeita funcionalidade da peça, é necessário especificar, também, o acabamento das superfícies, isto é, a aparência final da peça e as propriedades que ela deve ter. As informações sobre os estados de superfície são indicadas, no desenho técnico, através de simbologia normalizada. Avaliação da rugosidade A norma brasileira adota o sistema de linha média para avaliação da rugosidade. Apresente a figura seguinte aos jovens e peça que descrevam a representação da linha média no desenho do perfil de uma superfície. A1 P A2 linha média Fig. 18 A3 C A4 130 Medidas e Desenho Mecânico

131 Espera-se que infiram que A1 e A2 representam as saliências da superfície real. A3 e A4 representam os sulcos ou reentrâncias da superfície real. Explique que não é possível a determinação dos erros de todos os pontos de uma superfície. Então, a rugosidade é avaliada em relação a uma linha (p), de comprimento c, que representa uma amostra do perfil real da superfície examinada. A linha média acompanha a direção geral do perfil, determinando áreas superiores e áreas inferiores, de tal forma que a soma das áreas superiores (A1 e A2, no exemplo) seja igual à soma das áreas inferiores (A3 e A4, no mesmo exemplo), no comprimento da amostra. A medida da rugosidade é o desvio médio aritmético (Ra) calculado em relação à linha média. Y Ra C X Representação gráfica da rugosidade média Fig. 19 A norma NBR 8404/84 define 12 classes de rugosidade, que correspondem a determinados desvios médios aritméticos (Ra) expressos em mícrons (µm). A tabela reproduzida a seguir apresenta as 12 classes de rugosidade e os desvios correspondentes. Tabela 1 Características da rugosidade (Ra) Classes de rugosidade Desvio médio aritmético Ra (µm) N N N 10 12,5 N 9 6,3 N 8 3,2 N 7 1,6 N 6 0,8 N 5 0,4 N 4 0,2 N 3 0,1 N 2 0,05 N 1 0,025 Medidas e Desenho Mecânico 131

132 A Norma ABNT NBR 8404 fixa os símbolos e indicações complementares para a identificação do estado de superfície em desenhos técnicos. Tabela 2 Símbolo sem indicação Símbolo Significado Símbolo básico; só pode ser usado quando seu significado for complementado por uma indicação. Caracteriza uma superfície usinada, sem mais detalhes. Caracteriza uma superfície na qual a remoção de material não é permitida e indica que a superfície deve permanecer no estado resultante de um processo de fabricação anterior, mesmo se ela tiver sido obtida por usinagem. Tabela 3 Símbolo com indicação da característica principal da rugosidade, RA Símbolo A remoção do material é: facultativa exigida não permitida Significado Superfície com rugosidade de valor máximo Ra = 3,2µm. Superfície com rugosidade de valor máximo Ra = 6,3µm e mínimo Ra = 1,6µm. Tabela 4 Símbolo com indicações complementares Símbolo Significado Processo de fabricação: fresar. Comprimento de amostragem cut off = 2,5mm. Direção das estrias: perpendicular ao plano; projeção da vista. Sobremetal para usinagem = 2mm. Indicação (entre parênteses) de um outro parâmetro de rugosidade diferente de Ra, por exemplo, Rt = 0,4mm. 132 Medidas e Desenho Mecânico

133 Estes símbolos podem ser combinados entre si, ou utilizados em combinação com os símbolos que tenham a indicação da característica principal da rugosidade Ra. Cada uma das indicações do estado de superfície é disposta em relação ao símbolo. e a d b c(f) a = valor da rugosidade Ra, em mm, ou classe de rugosidade N1 até N12 b = método de fabricação, tratamento ou revestimento c = comprimento de amostra, em milímetro (cut off) d = direção de estrias e = sobremetal para usinagem, em milímetro f = outros parâmetros de rugosidade (entre parênteses) Indicação nos desenhos Os símbolos e inscrições devem estar orientados de maneira que possam ser lidos, tanto com o desenho na posição normal, como pelo lado direito. 3,2 3,2 6,3 6,3 Direção das estrias A direção das estrias é a direção predominante das irregularidades da superfície, que geralmente resultam do processo de fabricação utilizado. Medidas e Desenho Mecânico 133

134 Tabela 5 Símbolo para direção das estrias Símbolo SÍMBOLO Interpretação INTERPRETAÇÃO Paralela ao plano de projeção da vista sobre o qual o símbolo é aplicado. Perpendicular ao plano de projeção da vista sobre o qual o símbolo é aplicado. Cruzadas em duas direções oblíquas em relação ao plano de projeção da vista sobre o qual o símbolo é aplicado. Muitas direções. Aproximadamente central em relação ao ponto médio da superfície ao qual o símbolo é referido. Aproximadamente radial em relação ao ponto médio da superfície ao qual o símbolo é referido. Sexta Aula Nesta aula, será realizada uma avaliação dos conteúdos desenvolvidos. Avaliação 2 Passo 1 / Avaliação Segue avaliação que poderá ser reproduzida. 50min 134 Medidas e Desenho Mecânico

135 PROJETO ESCOLA FORMARE CURSO: ÁREA DO CONHECIMENTO: Medidas e Desenho Mecânico Nome: Data:..../... /... Avaliação 2 1 A rugosidade é uma imperfeição inevitável, mas em alguns casos, ela é necessária e precisa ser medida e obedecer a um certo valor. Cite 2 exemplos, explicando-os Qual é a diferença entre rugosidade e aspereza? Explique o que é cotagem por referencial O que significa dizer que um desenho está em escala? Medidas e Desenho Mecânico 135

136 5 Qual a aplicação do escalímetro? Quais são as principais aplicações do desenho em perspectiva? Qual é o diedro de projeção recomendado pela ABNT para representação de objetos em projeção ortogonal? Faça o croqui de uma régua de desenho, representando sua secção. 9 Dê um exemplo do uso do corte com desvio, usando uma chapa de dimensões a, b e c, e 4 furações. 136 Medidas e Desenho Mecânico

137 7 Leitura e Interpretação de Desenho de Conjunto A fabricação mecânica impõe, em casos para os quais há exigências de precisão, como o paralelismo, a concentricidade e a planicidade, que os chamados erros de forma estejam dentro de limites estabelecidos por norma. A título de exemplo, uma peça pode estar dimensionalmente aprovada (suas cotas de fabricação corretas), mas, ainda assim, ter duas superfícies de seu contorno, que deveriam estar paralelas, com desvio maior que o tolerado. Tanto para medições dimensionais como para desvios ou erros de forma, o Relógio Comparador é um instrumento de medição por comparação que assegura a qualidade de produção através de um método sofisticado e versátil, daí a sua aplicabilidade na manufatura e montagem de produtos. Objetivos Identificar, analisar e aplicar conhecimentos sobre instrumentos que avaliam a qualidade dimensional de produtos através de comparação; Utilizar conhecimentos relativos ao controle dimensional e de forma para estabelecer uma comparação com os critérios normativos; Operar o relógio comparador para assegurar o controle de qualidade exigido na produção e montagem de produtos manufaturados. Controle dimensional Medição realizada para saber se uma ou mais dimensões da peça estão em conformidade com os valores exigidos pelas tolerâncias de fabricação. Controle de forma Medição realizada para verificar se um ou mais parâmetros de forma (planicidade, alinhamento, batimento, etc.) estão em conformidade com os valores exigidos pelas tolerâncias de fabricação. Critério normativo Critério estabelecido por uma Norma Técnica. Medidas e Desenho Mecânico 137

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139 Primeira Aula Nesta aula, será estudado o relógio comparador, destacando suas características técnicas, a forma de montagem para medições e o modo de operação para verificar espessuras e profundidades. Relógio comparador: características, funções e finalidades Passo 1 / Aula expositivo dialogada Apresente aos jovens um relógio comparador. Mostre que ele é composto de uma escala e um ponteiro, ligados a uma ponta de contato ou um braço mecânico. Peça que observem e anotem suas características: Haste retrátil com retorno por mola que faz a medição; Deslocamento total da haste depende da resolução do RC; 15min Braço mecânico Conjunto de hastes articuladas e fixadas por parafusos, para fixar o relógio comparador. Escala com dois ponteiros: o menor para milímetros e o maior para centésimos; Cada divisão da escala maior corresponde a um centésimo de milímetro; O RC mede dimensões para peças menores que sua capacidade e variações de dimensões para peças maiores que sua capacidade. Fig. 1 Relógio comparador fixado a braço mecânico Após a observação do relógio comparador, formule algumas questões e ouça as hipóteses de resposta que os jovens formularem. À medida que for tratando do conteúdo, faça a demonstração do que explica com a recurso da imagem ou com o manuseio do equipamento. Medidas e Desenho Mecânico139

140 O que é a capacidade de um RC? Resposta: É a maior dimensão que ele pode medir através do deslocamento de sua haste. Pode variar de 0 a 10 mm ou de 0 a 1 mm. Mostre este deslocamento empurrando a haste com uma das mãos até o final de seu curso. O que é resolução de um RC? Resposta: É a menor leitura que o RC pode medir. Os RC's podem ser centesimais (menor leitura = 0,01 mm) ou milesimais (menor leitura = 0,001 mm). No mostrador do aparelho há esta indicação. aro do mostrador medida a zero elevação depressão apalpador Fig. 2 Montagem de experimento de medição peça verificação de superfícies planas Passo 2 / Experimento Pré-carga Deslocamento dado na haste do relógio comparador sempre que se executa uma medição. Este nome está associado ao fato de pressionar-se a mola interna do instrumento para este deslocamento. Monte um experimento, indicando passo a passo o modo de fazer aos jovens: 1 A peça para medição é colocada de forma que a haste do aparelho fique perpendicular à superfície a partir da qual será feita a medição; 2 A extremidade da haste deve exercer uma ligeira pressão sobre a superfície, ou seja, não deve ficar apenas encostada nela. Este procedimento tem o nome de pré-carga e tem por objetivo evitar erros de medição; 3 Na posição em que o ponteiro ficar no mostrador, deverá ser colocada a marca zero da escala móvel do aparelho (girar a escala móvel até a marca zero); 4 Qualquer medição posterior será feita tomando como referência este ponto zero e observando-se o giro do ponteiro maior, para mais ou para menos; 5 Toda variação de indicação do ponteiro será baseada neste zero de referência. 10min 140 Medidas e Desenho Mecânico

141 Plano 0 Fig. 3 Medições a partir da referência zero no mostrador Passo 3 / Exercício prático Monte uma bancada com RC's e objetos a serem medidos e desafie os jovens, em duplas, a realizarem algumas medições. Peça que anotem o que concluírem em relação ao modo de operação do equipamento e em relação às respostas aos desafios. Medições possíveis: Zerar o RC sobre uma superfície plana e limpa e medir uma folha de papel; Manter o ponto zero anterior e medir uma folha de transparência, observando a diferença de espessuras; Medir a profundidade de um canal por 2 processos: zerando no fundo do canal e depois, na face superior, observando que os resultados deverão ser iguais; 25min coluna comparador base verificação do paralelismo Fig. 4 Medição de um canal Medidas e Desenho Mecânico 141

142 Medir uma peça menor que 10 mm e observar o uso do ponteiro menor para contar voltas ou milímetros, e o maior para décimos e centésimos; Fazer finalmente uma montagem com uma peça maior que 10 mm (após a zeragem do ponteiro, questionar qual seria a medida). Acompanhe as tentativas dos jovens, oriente e corrija seus erros, pergunte sempre, fazendo-os inferir a respeito do erro e transformando-o em estágio da aprendizagem. Ao final, explique que o RC não serve apenas para medir estas peças, mas pode comparar várias delas a partir das diferenças lidas pelo ponteiro. Se soubermos que a primeira peça tem X milímetros, as dimensões das demais poderão ser obtidas por comparação, somando ou subtraindo a diferença encontrada. Os experimentos mostram a versatilidade do RC para medições absolutas (até sua capacidade) e relativas (além dela). Também é possível realizar aplicações do RC em peças que se desloquem. Segunda Aula Nesta aula, de enfoque prático, serão exercitadas as formas de operação do RC (modos de fixação e leitura de medições positivas ou negativas) resultantes. Fixação do RC e leituras possíveis Passo 1 / Aula prática Monte uma bancada com os três tipos de sistemas de fixação: a braço articulado mecânico, b braço articulado hidráulico e c bancada. 15min Demonstre o uso de cada um e destaque a necessidade de uma superfície metálica para fixação dos ímãs nos dois primeiros casos. 142 Medidas e Desenho Mecânico

143 Lembretes para o uso correto: a Alinhamento haste x superfície b Pré-carga c Referência no zero Fig. 5 Braço mecânico Fig. 6 Braço hidráulico Fig. 7 Bancada para medições Passo 2 / Trabalho Individual Distribua o exercício de leituras em níveis de dificuldades. 35min Acompanhe o trabalho dos jovens e reforce as explicações ainda não consolidadas, com vistas a otimizar a aprendizagem relativa ao funcionamento do relógio comparador. Medidas e Desenho Mecânico 143

144 Medição com relógio comparador 1. Exercício de leitura 2. Exercício de leitura fixação Medir uma seqüência de 4 folhas de papel empilhadas uma por vez 1, 2, 3 e 4 para treino de leituras crescentes; Determinar as 4 espessuras e verificar a constância de valores. 3. Exercício de leituras decrescentes Medir montagem de 3 lâminas diferentes, por exemplo, folha de caderno + lâmina de transparência + papel para impressora, retirando uma por vez 3, 2 e 1. Determinar espessuras individuais. 144 Medidas e Desenho Mecânico

145 Nos exercícios do segundo grupo, o resultado corresponderá a 5 leituras e o ponteiro desloca-se no sentido horário. Nos exercícios do terceiro grupo, o resultado corresponderá a 4 leituras e o ponteiro desloca-se no sentido anti-horário. Há várias formas de se montar e utilizar um RC, a escolha depende da necessidade da operação. A partir da zeragem do RC, os resultados podem ser negativos (ponteiro gira no sentido anti-horário) ou positivos (ponteiro gira no sentido horário). Terceira Aula Esta aula apresentará casos práticos de medições com RC e ambientes de salas ou laboratórios no chamado chão de fábrica, em que a preocupação com a qualidade abrange medições por comparação. Usos e aplicações do relógio comparador I Passo 1 / Aula prática Educador, agende antecipadamente uma visita ao laboratório e combine com os funcionários responsáveis uma demonstração de seu trabalho ou assuma a responsabilidade de fazer essa demonstração. Neste caso, se não for possível estar no laboratório, também é interessante demonstrar numa bancada ou numa oficina anexa à classe. 40min A partir de cinco atividades diferentes realizadas no espaço de trabalho, desafiar os jovens a observarem e relatarem seus resultados. Alinhamento de peça na fresadora: uso do RC para deixar um dos lados de uma peça paralelo ao deslocamento da mesa da máquina. Este procedimento faz parte do chamado preparo da máquina e normalmente é feito com um relógio apalpador. Verificar possibilidade de demonstração com um e/ou outro. Esta medição é feita visando a correta fixação da peça na máquina para usinagem. Relógio apalpador Instrumento semelhante ao comparador, mas com sensibilidade normalmente superior à sensibilidade daquele, além de operar por deslocamento angular de sua haste, e não linear. Medidas e Desenho Mecânico 145

146 Centragem de peça no torno: peças cilíndricas devem ser centradas na placa de um torno para reduzir a sua excentricidade. Após o processo, as castanhas são apertadas para fixação da peça e posterior usinagem. Fig. 8 Concentricidade no torno verificação de concentricidade placa do torno cilindro-padrão contraponta do torno apalpador ponto do torno espera do torno carro transversal do torno Fig. 9 Alinhamento no torno verificação do alinhamento das pontas de um torno Verificação de avanço de ferramenta segundo anel graduado: no torno mecânico, o avanço da ferramenta é controlado pelo anel graduado. Se houver desgaste ou folga, este avanço não será preciso. Com o RC, é possível verificar se o avanço real (medido com o RC) corresponde àquele indicado pela máquina (anel). Planicidade de superfície retificada: o operador da máquina verifica a planicidade de uma superfície usinada na retificadora, deslizando o RC sobre a mesma. A leitura ideal seria zero. 0,3 Fig. 10 Tolerância de planicidade 146 Medidas e Desenho Mecânico

147 Verificação de folga: montar o RC em 2 máquinas, uma na qual haja folga normal de funcionamento e outra na qual esteja evidenciado algum desgaste, para diferenciar folga normal de excessiva. Exemplo: placa de torno, mandril de furadeira, etc. Sempre que possível, recomenda-se a observação da rotina de um profissional da área para que seja possível perceber como ele lida com seus desafios diários. Além disso, o relógio comparador e o apalpador são instrumentos de largo uso no preparo e manutenção de máquinas. Passo 2 / Fechamento Promova uma discussão em grande grupo em que os jovens relatem o que observaram e anotem aspectos mais relevantes da observação executada. 10min Quarta Aula Nesta aula, serão reforçados os métodos de uso e das aplicações do relógio comparador em várias situações práticas. Uso e aplicações do relógio comparador II Passo 1 / Atividade prática 50min Educador, antes das práticas, saliente que o resultado desejado num RC consiste sempre na diferença entre a maior e a menor leituras feitas, tomando-se o zero do mostrador como referência, como vem sendo destacado desde a primeira aula deste capítulo. Forme grupos com 4 jovens cada. Disponibilize material para os experimentos e oriente os jovens a preparálos, sob a sua orientação, montando o RC na sua base magnética e alinhando-o sobre as peças, conforme as seguintes atividades: 1 Material: placa de cerâmica antiderrapante. Medição: nível de aspereza; Medidas e Desenho Mecânico 147

148 2 Material: peça com degrau ou canal (por exemplo, o estojo de um micrômetro com as cavidades para as peças). Medição: profundidade deste ressalto ou canal; 3 Material: roda de bicicleta. Medição: nível de batimento (na linguagem comum, seria o grau de empeno da roda). Sobre este experimento: a bicicleta deve ser colocada de ponta-cabeça, ao lado de uma mesa provida de uma superfície metálica, o que é necessário para montagem da base magnética. O RC deverá ser montado na horizontal, de forma a se apoiar sobre a superfície lateral do aro, como se fosse a borracha do freio. Procure obter uma bicicleta com uma de suas rodas ligeiramente empenada e peça aos jovens para medirem as duas rodas, observando o erro, ou seja, que é impossível eliminá-lo por completo, mas é importante reduzi-lo ao mínimo. Isto ocorre com uma roda não empenada: ela, na realidade, tem um empeno muito pequeno, que não afeta seu desempenho; 4 Material: furadeira manual. Medição: folga de seu eixo. Montagem do experimento: fixar a furadeira através de um grampo, de forma que a ponta do RC, já fixado em sua base, fique perpendicular ao eixo da ferramenta. Para melhor visualização pelos jovens e leitura mais correta, sugira que a medida seja executada encostando a ponta do RC na lateral de uma pedra de polir montada na furadeira. Neste caso, manualmente, será necessário pressionar a ferramenta para ver a folga e observar o deslocamento simultâneo da haste do RC, anotando a leitura. Indique aos jovens que, em grupos, observem e registrem o procedimento para operar o RC e também as descobertas relativas à sua utilização, incluindo a discriminação do item medido, o tipo de medição, o instrumento utilizado, o arranjo experimental executado, os valores (leituras) encontrados. A versatilidade do relógio comparador demanda do técnico que o utiliza criatividade e visão espacial, tanto da peça a ser medida como do posicionamento do instrumento em relação a ela, a fim de medir o que se deseja de maneira correta. 148 Medidas e Desenho Mecânico

149 Quinta Aula Nesta aula, será utilizado um relatório de medição como forma de documentar procedimentos e seus resultados dentro de uma empresa. Relatório de inspeção Passo 1 / Trabalho em grupo 25min Obtenha um modelo de relatório de controle dimensional usado pela empresa, ou sugira a elaboração de um, que apresente os seguintes itens indispensáveis: 1 Local da medição: nome da empresa; 2 Setor da empresa; 3 Discriminação do item medido: por exemplo, piso antiderrapante; 4 Tipo de medição: por exemplo, aspereza; 5 Instrumento utilizado: por exemplo, RC; 6 Arranjo experimental: descrição de montagem, acessórios, etc.; 7 Planilha para leituras; 8 Valores limites estabelecidos por norma; 9 Parecer final: compara itens 7 e 8 e aprova ou não a peça; 10 Data e executor; 11 Responsável. Peça que os jovens transcrevam as observações da aula anterior, adequando-as ao preenchimento do relatório. Arranjo experimental Consiste no conjunto de instrumentos de medição e de dispositivos de fixação, além dos demais acessórios, montados e posicionados de tal forma que possibilitem a realização adequada da experiência. Norma Documento de reconhecimento oficial, cujos valores e informações servem como referência para validar ou não os valores medidos nos experimentos de controle dimensional nas empresas. Passo 2 / Trabalho individual Educador, procure reproduzir o experimento da figura com os jovens, mostrando que estes erros ou desvios estão sempre presentes nas peças, apenas em diferentes graus, aceitáveis ou não. 25min Obtenha exemplos que abranjam algumas das medições abaixo sugeridas e proponha o preenchimento de relatório com os resultados obtidos. Medidas e Desenho Mecânico 149

150 Avalie adequadamente local, quantidade e tipos de experimentos, sua duração, etc., e, em função disto, leve os jovens ao local onde são executados ou traga material, instrumentos e acessórios para a classe. Sempre que possível, permita que os próprios jovens executem as medições e estimule-os a preencherem relatórios com os resultados obtidos. Verificação de planicidade (ou planeza) 0,5 zona de tolerância definida por dois planos paralelos separados de 0,05 Fig. 11 Erro de planeza 40,00 39,80 39,80 40,00 39,80 40,00 zona de tolerância definida por dois planos paralelos separados de 0,05 Verificação de cilindricidade Especificação do desenho Interpretação O campo de tolerância em qualquer seção transversal é limitado por dois círculos concêntricos e distantes 0,5mm Fig. 12 Erro de planeza Verificação de cilindricidade Especificação do desenho Interpretação A suoerfície considerada deve estar compreendida entre dois cilíndros coaxiais, cujos raos diferem 0,2mm. Fig. 13 Erro de circularidade Enfatize a versatilidade de aplicações de um relógio comparador e a importância de elaborar um relatório de inspeção como parte da documentação técnica de uma empresa. Ele deve ser sucinto e objetivo, apresentando todas as informações necessárias para posterior parecer final (aprovação, aprovação com restrições ou reprovação do item medido). 150 Medidas e Desenho Mecânico