2

Sumrio

1. Rgua 3

2. Paqumetro 7

3. Traador de altura 21

4. Transferidor 26

5. Micrmetro 30

6. Relgio comparador 37

7. Blocos-padro 46

8. Projetor de perfil 53

9. Microscpio ferramenteiro 63

10. Mquina universal de medir comprimentos 72

11. Rugosmetro 77

12. Mquina de medir por coordenadas 91

13. Bibliografia 101

14. Agradecimentos 102

3

Captulo 1: Rgua Graduada A rgua graduada um instrumento empregado nas medies de dimenses

lineares, que se caracteriza por sua simplicidade e pela facilidade de realizao

das leituras. Ela consiste em uma lmina que apresenta marcaes ao longo de seu comprimento.

As rguas devem ser constitudas de materiais resistentes, podendo ser rgidas ou flexveis. Normalmente, emprega-se ao na fabricao destes instrumentos. Entretanto, alguns metais submetidos a tratamento trmico podem

tambm ser utilizados. Existem rguas de diferentes intervalos de indicao. As mais utilizadas

possuem 150 mm ou 300 mm. importante que elas sejam polidas e tenham um

bom acabamento para que o contato com o objeto de medio ocorra de maneira adequada.

Nas superfcies das duas bordas da rgua so gravados traos que constituem as suas escalas. Desta forma, a graduao feita de maneira distinta em cada borda, possibilitando a realizao das leituras no sistema mtrico,

caracterizado pelas divises em centmetros e milimetros, e no sistema ingls, com a indicao dos valores em polegadas. fundamental que todos os traos do

instrumento estejam bem definidos, legveis e igualmente espaados. No sistema mtrico, existem rguas com diviso da escala (diferena entre

dois traos consecutivos) igual a 0,5 mm ou 1,0 mm. J no sistema ingls, a

diviso de uma polegada inteira pode ocorrer em 2, 4, 8, 16, 32 ou at 64 partes iguais.

Figura 1.1. Rgua de ao (Starrett).

Quanto resoluo pode-se dizer que est diretamente relacionada diviso

da escala. Assim sendo, existem rguas com resoluo de 0,5 mm ou 1 mm.

Entretanto, se o operador for habilidoso e bem treinado poder estar melhorando a resoluo a travs da interpolao. A interpolao deve ser efetuada durante a leitura de instrumentos analgicos.

A medio com a rgua realizada de maneira simples, apenas posicionando o instrumento sobre a pea e verificando o valor da escala que corresponde ao

valor do mensurando. Quando se utiliza a rgua sem encosto preciso verificar tambm o ponto inicial da medio se este for diferente de zero.

Na Figura 1.2, a medio de uma pea efetuada no sistema mtrico. Neste

caso, basta verificar qual trao da escala em milimetros coincide com a dimenso analisada. Considerando a dimenso a, observa-se que seu comprimento igual

4

a 10 mm. A dimenso b tem incio em 10 mm, se estendendo at 25 mm. Seu comprimento igual a 15 mm, j que o valor inicial subtrado do final. Note que

foi utilizada uma face externa da pea como referncia para a medio. Alguns cuidados devem ser tomados com a rgua, dentre eles: evitar quedas

ou quaisquer tipos de danos que possam deform-la; evitar a flexo da lmina pois pode provocar a quebra da rgua e evitar riscos que dificultam a leitura.

Figura 1.2. Medio de comprimento com a rgua graduada.

Aps a utilizao, deve-se limpar o instrumento para retirar a poeira

acumulada e aplicar uma camada fina de leo. Recomenda-se guard-lo em local seco e livre da influncia direta do sol ou do calor.

O operador dever julgar a respeito da necessidade ou da possibilidade de interpolao. Interpolar durante a leitura de uma rgua com diviso da escala de 1 mm recomendado e vivel, uma vez que resulta fcil dividir o milimetro em

duas partes significativamente percebidas. Consequentemente, a parcela de incerteza relacionada resoluo diminui de forma considervel. Porm, para rguas com diviso de escala de 0,5 mm a interpolao deve ser feita somente se

o operador conseguir dividir de forma significativa a distncia entre dois traos consecutivos.

A Figura 1.3 mostra um exemplo de como fazer a interpolao durante a medio com rgua.

Figura 1.3. Interpolando durante a leitura da indicao da rgua.

5

O comprimento do corpo do parafuso est entre 25 mm e 26 mm. A distncia entre dois traos consecutivos da rgua suficientemente grande, que

permite que a mesma seja dividida em 2 partes perfeitamente distinguveis. Assim sendo, a leitura neste exemplo de 25,5 mm.

Observe que com esta prtica a resoluo foi diminuda pela metade, sendo agora de 0,5 mm. Entretanto, se a rgua indicar um comprimento do parafuso de milimetros inteiros o zero dever ser acrescentado depois da vrgula. A leitura

ser de 25,0 mm, por exemplo. O zero direita da vrgula tem significado fsico, indicando que essa dimenso foi medida com um sistema de medio cuja resoluo permite ler at 0,5 mm.

Quanto ao tipo, as rguas so classificadas como rguas com encosto interno, com dois encostos ou sem encosto. Existem ainda as rguas de

profundidade. A rgua com encosto interno utilizada nos casos em que o comprimento

medido utilizando como referncia uma face interna da pea, cuja superfcie

perpendicular quela onde est posicionada a escala do instrumento. Esta face indica tambm o incio da faixa de medio.

Figura 1.4. Medio utilizando a rgua graduada com encosto interno.

A rgua com dois encostos pode ser utilizada para dois tipos de medio. Uma das faces da lmina apresenta uma escala para medies que tm como referncia uma face interna, enquanto a outra apresenta uma escala cuja

referncia uma face externa.

Figura 1.5. Rgua graduada com dois encostos.

A rgua sem encosto apresenta uma geometria simples. Nela, a leitura do mensurando pode ser iniciada a partir de qualquer ponto de sua faixa de

medio, contanto que o valor tomado como inicial seja subtrado do resultado final.

A medio com a rgua sem encosto pode ainda ser realizada tendo como

referncia uma face externa, que indicar a posio inicial da faixa de indicao. Esse tipo de medio pode apenas ser efetuado caso o zero da escala seja

6

coincidente com uma das extremidades do instrumento.

Figura 1.6. Medio com a rgua graduada sem encosto.

Figura 1.7. Medio com rgua graduada sem encosto.

A rgua de profundidade possui um suporte que, durante a medio de profundidades atua como referencial, alm de marcar o ponto da escala que

representa a medida a ser lida.

Figura 1.8. Medio com a rgua graduada de profundidade.

Durante a medio com rgua podem ser efetuadas apenas 3 medies da

caracterstica avaliada. Isto para poder detectar erros grosseiros e efetuar uma anlise estatstica dos dados. Assim sendo, devem ser calculados a mdia e o desvio padro das leituras, para posteriormente apresentar o resultado da

medio de forma adequada. De forma geral fornecida a mdia aritmtica acompanhada da incerteza

expandida para uma abrangncia de 95 % (Equao 1.1).

mm )Upx(medio da sultadoRe = (1.1)

7

A mdia aritmtica dada pela Equao 1.2.

xx

n

i

i

n

1

(1.2)

Onde xi representa as leituras e n o tamanho da amostra. No pior dos casos a mdia aritmtica deve ser declarada juntamente com o

desvio padro, considerando 95 % de confiabilidade (Equao 1.3).

mm )s2x(medio da sultadoRe = (1.3)

O desvio padro pode ser calculado pela Equao (1.4).

s

x x

n

ii

n

( )21

1 (1.4)

Cabe ressaltar que a mdia aritmtica, a incerteza expandida e o desvio

padro devero ser arredondados de forma a conter a mesma quantidade de algarismos que as leituras.

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Captulo 2: Paqumetro

Os paqumetros, essencialmente os quadrimensionais, so instrumentos de

medio muito utilizados na engenharia mecnica, por serem de fcil manuseio e eficazes no controle dimensional de peas.

Eles possibilitam medies diretas de dimenses externas, internas,

ressaltos e profundidades. Isso denota uma vantagem da aplicao de um paqumetro do tipo universal ou quadrimensional, j que com um nico

instrumento possvel acessar as peas de quatro formas diferentes. So compostos, basicamente, por uma rgua principal graduada sobre a

qual se movimenta um cursor, que apresenta uma escala secundria chamada

nnio ou Vernier (Figura 2.1).

Figura 2.1. Escalas principal e secundria (nnio) do paqumetro.

Na Figura 2.2, segue a nomenclatura das partes bsicas de um paqumetro

universal.

Figura 2.2. Nomenclatura das partes constituintes de um paqumetro universal.

Durante a medio das caractersticas de uma pea, so empregados diferentes componentes do paqumetro. As faces das orelhas (superfcies de

medio para internos) so utilizadas para medies internas, enquanto que os encostos (superfcies de medio para externos) so utilizadas durante a medio

9

de externas. Os ressaltos so medidos por meio das superfcies de medio para ressaltos (faces externas do bico fixo e do cursor) e, para medir profundidades

usada a haste de profundidade. Ainda em destaque, o cursor, componente indicado pelo nmero 5 na Figura

2.2, deve mover-se suavemente sobre a rgua em toda a faixa de indicao, devendo inclusive ser equipado com um parafuso ou dispositivo de trava, conforme especificado pela ABNT NBR NM 216 (2000). E a sua velocidade

mxima de movimento admissvel deve ser indicada pelo fabricante, sendo de pelo menos 0,5 m/s.

A norma ABNT NBR NM 216 (2000) informa que o comprimento de uma

diviso da escala principal sobre a rgua de um instrumento com nnio deve ser de 1 mm. E ainda, que a escala principal deve ter o comprimento da escala da

faixa nominal mais o comprimento do nnio.

2.1. Princpio de funcionamento dos paqumetros

O principio de funcionamento dos paqumetros foi proposto por Pierre Vernier. O desenvolvimento e a incorporao do nnio rgua graduada atravs do cursor mvel representaram um avano dos instrumentos de medio,

permitindo efetuar medies com resoluo de at 0,02 mm. Basicamente, o princpio do nnio pode ser interpretado da seguinte forma:

Suponhamos duas rguas A e B, sendo a rgua A com comprimento de 10 mm dividida em 10 divises iguais e a rgua B com comprimento de 9 mm dividida tambm em 10 divises iguais (Figura 2.3).

Figura 2.3. Rguas A e B.

Cada diviso da rgua A tem a dimenso de 1 mm enquanto a diviso da rgua B tem a dimenso de 9 mm. A diviso de 1 mm da rgua A corresponde diviso da escala principal do paqumetro enquanto a diviso de 0,9 mm da rgua

B corresponde diviso do nnio. Assim, um nnio de 9 mm de comprimento e de 10 divises corresponde a

um comprimento equivalente a 9 divises na escala fixa. De forma geral, o nmero n de divises do nnio corresponde a n-1 divises da escala principal.

Quando o zero das duas escalas (nnio e escala principal) coincidirem, a

distncia entre as primeiras linhas ser de 0,1 mm, entre as segundas ser de 0,2 mm, entre as terceiras de 0,3 mm e assim sucessivamente. Se o cursor

deslocar sobre a rgua principal e as linhas 6 coincidirem, por exemplo, ento a distncia entre os zeros ser de 0,6 mm (Figura 2.4).

Quando as primeiras linhas so coincidentes, os zeros estaro afastados de

0,1 mm, e os bicos do paqumetro sofrero uma abertura de mesmo comprimento. Se as duas segundas linhas forem coincidentes, os zeros estaro

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afastados de 0,2 mm e os bicos abertos de 0,2 mm.

Figura 2.4. Princpio do nnio de 9 mm e 10 divises.

Existem paqumetros com nnio dividido em 20 partes, portanto a distncia

entre dois traos consecutivos de 0,95 mm (Figura 2.5).

Figura 2.5. Paqumetro com nnio de 20 divises.

Assim sendo, quando as primeiras linhas de ambas as escalas forem coincidentes, os zeros estaro afastados de 0,05 mm, e os bicos do paqumetro

sofrero uma abertura de mesmo comprimento. A Figura 2.6 mostra um paqumetro com nnio com 50 divises. Desta

forma, a distncia entre duas linhas consecutivas no nnio de 0,98 mm.

2.2. Resoluo do paqumetro.

A resoluo do paqumetro pode ser estimada atravs da diviso da unidade

da escala fixa pelo nmero de divises do nnio (Equao 2.1).

nnio do divises de Nmero

fixa escala da UnidadesoluoRe (2.1)

Sendo 1 mm a menor diviso da escala principal e o nnio de 10 divises, a

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resoluo de:

mm 1,0divises 10

mm 1soluoRe (2.2)

Quando o nnio tiver 20 divises, a resoluo ser de:

mm 05,0divises 20

mm 1soluoRe (2.3)

Se o nnio for composto por 50 divises, tem-se:

mm 02,0divises 50

mm 1soluoRe (2.4)

Figura 2.6. Paqumetro com nnio de 50 divises.

Resumindo, tem-se que os paqumetros analgicos apresentam resoluo de

0,1 mm 0,05 mm ou 0,02 mm, enquanto que a resoluo dos paqumetros digitais de 0,01 mm.

2.3. Leitura dos paqumetros A leitura da indicao do paqumetro feita da seguinte maneira: a parte

inteira fornecida pela escala fixa, sendo o nmero do trao imediatamente

anterior ao zero marcado no nnio (Figura 2.7). Enquanto que a parte decimal dada pelo trao da escala do nnio que mais coincide com um trao da escala

principal. Isto , a frao da leitura obtida multiplicando-se a resoluo pelo nmero de divises do nnio at a marcao coincidente.

Em este caso a leitura dada por:

Leitura = 42,0 mm + 0,7 mm = 42,7 mm

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importante salientar que, em qualquer leitura, a casa decimal deve conter o nmero de algarismos significativos que corresponda resoluo do

instrumento. Por exemplo, a leitura de 10,3 mm, em um paqumetro, deve ser exatamente essa para uma resoluo de 0,1 mm e de 10,30 mm, para uma

resoluo de 0,05 mm ou 0,02 mm.

Figura 2.7. Leitura de paqumetros.

2.4. Recomendaes especiais para o uso do paqumetro Existem algumas recomendaes a serem seguidas para que o operador

utilize corretamente um paqumetro e fornea resultados confiveis. Nas medies externas (Figura 2.8), realizadas por intermdio das faces de

medio para externos, convm que a pea a ser medida seja colocada o mais

prximo possvel da escala principal, de modo a minimizar o erro de Abb (Figura 2.9). Este erro vem do fato de os paqumetros no obedecerem ao Princpio de

Abb, visto que a linha de medio da pea no coincide com a linha de referncia (escala principal) do instrumento.

Figura 2.8. Recomendaes para medies externas.

O princpio de Abb foi proposto pelo Dr. Ernst Abb no final do sculo XIX e

expressa a possibilidade de ocorrer um erro de cosseno, tambm conhecido como erro de Abb, sempre que o objeto a ser medido e a escala do instrumento

estiverem separados por uma distncia conhecida como brao de Abb. Os paqumetros no seguem as condies prescritas nesse princpio, pois

existe uma folga causada pelo jogo do movimento do cursor bem como pela

presso da superfcie de medio mvel contra a pea a ser medida. Isso resulta em desvios angulares, influenciando o resultado de medio e contribuindo como uma fonte de incerteza. Dessa forma, pode-se relacionar o erro de Abb ao desvio

de paralelismo. A ABNT NBR NM 216 (2000) recomenda que o brao de Abb seja reduzido

para o erro a ele associado seja minimizado. Tal erro ser mximo quando a medio da pea for efetuada utilizando-se a ponta dos bicos, como acontece na

13

medio de larguras de cordes de solda. Durante a medio de caractersticas internas so utilizadas as orelhas do

paqumetro. Neste caso, o correto posicionamento do paqumetro aquele em que as pontas dos bicos alcanam a maior profundidade possvel. Especificamente

para a medio de dimetros internos, seu eixo deve estar perpendicular ao eixo do furo.

Figura 2.9. Erro de Abb na medio de dimenses externas com paqumetro.

A Figura 2.10 mostra as formas corretas e incorretas de se realizar uma

medio interna.

Figura 2.10. Recomendaes para medies internas.

Cabe ressaltar que a geometria do equipamento afeta as medies internas, principalmente as medies de dimetros pequenos. Devido s caractersticas construtivas do instrumento, as faces das orelhas tangenciam a superfcie do furo

em dois pontos diametralmente opostos que no corresponde com aqueles que definem o mximo dimetro do furo.

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Isso acontece, porque as faces de medio para internos no esto em um mesmo plano e apresentam uma determinada espessura, a qual faz com que o

contato entre elas e a pea objeto de medio no seja o desejado. Assim, o dimetro real impossvel de ser obtido. A situao agrava-se quando se trata de

dimetros pequenos, principalmente os menores que 4 mm (SUGA, 2007). A Figura 2.11 representa o contato entre as superfcies de medio para

internos e a pea.

Figura 2.11. Representao grfica do erro de medio de dimetros internos.

Como mostrado, a geometria das orelhas um fator limitante nas medies

de dimetros internos, gerando um desvio que afeta o resultado de medio.

Durante a medio de profundidade, so utilizadas a haste de profundidade e a base da rgua do paqumetro. Essa base deve estar bem apoiada na pea e mantida perpendicularmente a ela, de modo que no ocorra folga no contato

entre o instrumento e a pea durante a medio (Figura 2.12). Os ressaltos so medidos utilizando-se as superfcies de medio para

ressaltos, localizadas nas partes externas do bico fixo e do cursor. Para medir corretamente essa caracterstica, o bico deve estar perpendicular superfcie de referncia (Figura 2.13).

Analisando a medio de profundidades e ressaltos, respectivamente, percebe-se o uso de componentes do paqumetro que seguem o princpio de Abb,

diferentemente das medies internas e externas. 2.5. Fabricao do paqumetro

De acordo com a ABNT NBR NM 216 (2000), os paqumetros devem ser fabricados de material resistente ao desgaste, apropriado para ter uma superfcie bem acabada e que assegure uma estabilidade dimensional pela sua prpria

natureza ou por meio de um tratamento adequado. E o fabricante deve indicar o coeficiente de expanso trmica do material empregado.

As superfcies de medio do equipamento devem ser duras, resistentes, sem bordas agudas e revestidas com titnio.

O ao inoxidvel normalmente utilizado na fabricao do paqumetro, visto

que um material temperado e estabilizado. Dessa forma, apresenta resistncia

15

mecnica e caractersticas adequadas de dureza, assegurando sua indeformabilidade em funo do tempo.

Os paqumetros de indicao analgica devem ter um ponto de zero fixo, enquanto que os com indicao digital podem ser zerados em qualquer posio

na faixa de indicao.

Figura 2.12. Recomendaes para medio de profundidades.

Figura 2.13. Recomendaes para medio de ressaltos.

Na maioria dos paqumetros disponveis no mercado as escalas do nnio e da rgua principal se encontram em planos diferentes (Figura 2.14). Logo, para evitar o erro proveniente desse desnvel, o erro de paralaxe, necessrio que os

olhos do operador estejam perpendiculares s escalas. Quanto faixa de indicao existem paqumetros com: 150 mm, 200 mm,

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300 mm, 450 mm, 600 mm, 750 mm, 1000 mm, 1500 mm e 2000 mm.

Figura 2.14. O nnio e a escala principal encontram-se em planos diferentes.

2.6. Tipos de paqumetros

Os paqumetros podem ser analgicos ou digitais. Os analgicos diferem

entre si, basicamente, pelo nmero de divises do nnio e consequentemente pela resoluo dos mesmos. Estes podem ter nnio com 10, 20 e 50 divises e

resoluo de 0,1 mm; 0,05 mm e 0,02 mm, respectivamente.

Figura 2.15. Paqumetro analgico (Quadrimensional) com guias revestidas.

Figura 2.16. Paqumetro analgico com relgio.

Na Figura 2.16, o cursor se movimenta atravs de uma cremalheira na

escala principal o que permite a incorporao do sistema de leitura com o

ponteiro giratrio, uma leitura mais simples e com menos fontes de erros. Por sua vez, na Figura 2.17 mostrado um paqumetro com leitura por relgio e contador

mecnico. Enquanto que na Figura 2.18 pode ser observado um paqumetro

17

destinado para medio de peas fabricadas de materiais moles. Este possui um dispositivo que permite ajustar a presso de medio do cursor.

Figura 2.17. Paqumetro analgico com relgio e contador mecnico.

Figura 2.18. Paqumetro analgico com relgio e um dispositivo denominado de

contador mecnico.

Na Figura 2.19, mostrado um paqumetro para servios pesados. Estes so fabricados para capacidades acima de 300 mm e possuem um corpo mais robusto. Observe que a medio de dimenses internas efetuada com bicos

reforados no lugar das orelhas convencionais.

Figura 2.19. Paqumetro analgico para servios pesados.

A Figura 2.20 mostra um paqumetro para medio de profundidades.

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Observe que este paqumetro possui uma escala principal sem bico e um cursor especial com duas partes para apoiar na pea.

Em alguns paqumetros o bico de medio do cursor possui movimento tipo dobradia de 90 . Isto permite efetuar a medio entre faces de dimetros

diferentes.

Figura 2.20. Paqumetro analgico para medio de profundidades.

Na Figura 2.21 mostrado um paqumetro com ajuste fino. Observe que

um pequeno dispositivo com parafuso e porca recantilhada foi adicionado, permitindo a movimentao lenta do cursor durante a medio.

Figura 2.21. Paqumetro analgico com ajuste fino.

H tambm um tipo especial de paqumetro universal (Figura 2.22), no qual tanto a escala principal quanto o cursor possuem guias prismticas em V, permitindo que a escala principal e o nnio fiquem no mesmo plano. Com isto o

erro de paralaxe evitado, alm de aumentada a rigidez do conjunto. Para medio de eixos em grande quantidade so utilizados paqumetros

com superfcies de medio fabricadas de metal duro, isto , so inseridas pastilhas de metal duro nos bicos.

Existe uma grande variedade de formas e tamanhos de bicos de medio,

19

que permitem a realizao de medies em locais de difcil acesso, especialmente na realizao de medies internas como dimetros de fundo de canais,

distncias entre canais, espessura de paredes, etc.

Figura 2.22. Guias prismticas na rgua e no nnio.

Figura 2.23. Paqumetro analgico com bicos especiais.

Figura 2.24. Paqumetro analgico com bicos longos e ajuste fino.

Os fabricantes disponibilizam no mercado paqumetros digitais com

resoluo de 0,01 mm e os mesmos podem apresentar as seguintes

configuraes. Estes paqumetros possuem leitura atravs de visor LCD (cristal lquido), que elimina os erros de leitura do operador como o erro de paralaxe.

Existem paqumetros com leitura digital eletrnica, modelo solar. Este modelo dispensa a utilizao de baterias, podendo operar em ambientes com iluminao normal, tanto com luz natural (luz do sol) tanto com luz artificial (luz

por lmpadas). Dentre os vrios tipos existentes de paqumetros, aquele que selecionado

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para um determinado servio deve corresponder s especificaes da grandeza a ser medida, considerando, por exemplo, as dificuldades da medio da

caracterstica requerida, o campo de tolerncia, bem como a exatido desejada.

Figura 2.25. Paqumetro digital.

2.7. Cuidados com o paqumetro Existem alguns cuidados que devem ser tomados antes, durante e aps o

uso de um paqumetro, dentre eles:

Antes da medio: Selecionar o paqumetro mais adequado para atender plenamente a

necessidade de medio. recomendada uma limpeza com material pouco abrasivo, a fim de

eliminar a sujeira e o p depositados, especialmente nas superfcies de

medio e nas superfcies de contato da rgua com o cursor. Verificar se o movimento do cursor suave e sem folgas em toda a sua

capacidade til.

Deve ser observado se as marcaes das duas escalas, fixa e mvel, esto ntidas e perpendiculares s superfcies da guia e se no h indcios de

oxidao das superfcies de medies. Verificar se o trao inicial do nnio coincide com o trao zero da escala

principal, sem que transparea alguma fenda de luz entre as faces de

medio (Figura 2.26).

Figura 2.26. O zero do nnio deve coincidir com o zero da escala fixa.

21

Examinar se as peas a medir no tm rebarbas que possam danificar as faces de medio do paqumetro.

Nunca executar medies em que a pea a ser medida tenha, devido a um processo de usinagem, uma temperatura diferente de 20 C. necessrio

que a pea chegue ao equilbrio trmico com o ambiente antes de se efetuar a medio.

Durante a medio: Nunca se deve forar o paqumetro ao coloc-lo ou retir-lo da pea. Ao medir, usar sempre uma presso de medio apropriada e constante,

aproximadamente 300 gf, a fim de assegurar o contato entre as superfcies de medio e a pea.

Evitar derrub-lo no cho e utiliz-lo inapropriadamente, como o uso dos bicos de medio como compasso ou chave inglesa.

Deve-se colocar a pea a medir o mais prximo possvel da rgua principal

para evitar inclinao do cursor ao efetuar a leitura. Levar o paqumetro pea a medir em qualquer circunstncia, e no o

contrrio.

Nunca medir peas em movimento. Fazer a leitura olhando frontalmente as escalas, para evitar o erro de

paralaxe, visto que o nnio encontra-se em um plano mais elevado que o da escala principal.

Manter sempre os bicos de medio no plano da seo transversal da pea

a ser medida ou as orelhas perpendiculares ao plano diametral da dimenso interna.

Posicionar corretamente a vareta de profundidade, que deve estar perpendicular ao furo.

Nunca deixar o paqumetro com o parafuso de fixao travado.

Aps a medio: recomendada uma limpeza com material pouco abrasivo, a fim de

eliminar a sujeira e o p depositados, especialmente nas superfcies de medio e nas superfcies de contato da rgua com o cursor.

Manter ou guardar o instrumento no seu estojo e coloc-lo em lugar seco e sem influncia direta do calor ou sol.

No colocar os paqumetros junto de outros equipamentos que no

necessite dos mesmos cuidados. Ao trmino do trabalho, deve-se guardar o paqumetro em seu respectivo

estojo, deixando as faces de medio ligeiramente abertas. Manter as faces de medio e da pea sempre limpas, para evitar

oxidaes.

Recomenda-se que durante a medio com paqumetro sejam efetuadas trs

ou cinco leituras.

22

Captulo 3: Traador de Altura

O traador de altura um instrumento de medio composto basicamente

de uma base plana onde fixada uma rgua graduada (escala principal) em posio perpendicular, na qual desliza um cursor para traagem ou medio, Figura 3.1.

Figura 3.1. Traador de altura digital (Mitutoyo).

O traador de altura se caracteriza por um principio de funcionamento

simples, similar ao do paqumetro. utilizado para medir alturas e ressaltos

(degraus). No cho de fbrica, os traadores de altura so bastante empregados na verificao de tolerncias geomtricas durante a fabricao mecnica. Os

nomes de seus componentes so apresentados na Figura 3.2. Existem vrios tipos de traadores de altura, dentre eles: convencionais, com

relgio e digital. Sendo que cada um deles apresenta caractersticas especficas.

O modelo convencional foi o primeiro modelo desenvolvido e possua o princpio de funcionamento baseado na leitura de um nnio. Devido a esse fato, os traadores de altura so comumente associados aos paqumetros (Figura 3.2).

O dispositivo fixado ao cursor deste tipo de traador o riscador, que atua como elemento sensor durante o processo de medio. Ele possui uma superfcie

de medio que possibilita o contato do instrumento com a pea a ser medida. A

23

Figura 3.3 mostra, em detalhe, o contato entre a superfcie de medio e a pea. As medies com esses instrumentos eram efetuadas posicionando-se a pea

sob a superfcie de medio do sensor e realizando-se a leitura do valor de indicao atravs das escalas principal e do nnio. importante ressaltar que

tanto o traador de altura quanto a pea objeto de medio devem estar apoiados sobre uma superfcie plana de referncia (mesa de desempeno) durante a execuo deste procedimento.

Figura 3.2. Nomenclatura do traador.

Figura 3.3. Superfcie de medio do traador.

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Apesar da simplicidade, os traadores de altura com nnio exigem certo nvel de habilidade para serem manuseados. Os operadores devem estar cientes de que

possuem um papel fundamental na realizao de medies confiveis, pois caso elas no sejam realizadas de maneira adequada, erros significativos podem

interferir nos resultados finais obtidos. Um dos erros mais frequentes consiste no erro de paralaxe visto no captulo

anterior. Pode-se adicionar o fato do traador no obedecer ao principio de Abb,

j que o eixo da escala principal no coincide com a linha de medio da pea. Como o cursor se desloca ao longo da coluna vertical, existe uma folga entre ambas as partes que, apesar de mnima, interfere no valor de indicao.

aconselhvel que a pea seja posicionada o mais prximo possvel do eixo do instrumento para minimizar o erro de Abb.

O segundo tipo de traador de altura criado apresentava um cursor que suportava um relgio capaz de mostrar o valor de indicao durante o processo de medio (Figura 3.4). Isso reduziu consideravelmente o tempo necessrio para

a realizao de medies e para a verificao dimensional, j que a escala do relgio apresenta traos maiores e mais espaados em relao queles presentes em um nnio, facilitando a leitura por parte do operador.

Figura 3.4. Traador com relgio.

Apesar da inovao, os erros de paralaxe e de Abb ainda eram motivo de

preocupao, pois o ponteiro do relgio no se situava no mesmo plano da escala principal e o cursor continuava se deslocando com folga em relao haste do

traador de altura. Com o passar dos anos e o desenvolvimento da tecnologia, foram criados os

traadores de altura digitais (Figura 3.5), que exibiam os valores das medies

diretamente em um display. Isso tornou dispensvel a leitura de escalas e simplificou as operaes que envolviam esse instrumento.

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Apesar da facilidade de realizar medies com o traador de altura digital, existem outros aspectos que devem ser levados em considerao antes de optar

por qualquer um dos modelos existentes. Apenas os instrumentos analgicos possibilitam a realizao da interpolao quando o valor da medio indicado

entre dois traos sucessivos da escala do instrumento.

Figura 3.5. Detalhe do traador de altura digital.

No entanto, a rapidez e a simplicidade de manuseio dos instrumentos de

medio digitais os tornam mais indicados nos casos em que o tempo um dos fatores mais importantes a serem considerados.

Atualmente existem traadores digitais mais sofisticados (Figura 3.6). Este

equipamento totalmente pneumtico, permite efetuar medies de forma rpida e simples. Possui porta com sada de dados RS-232C.

Na Figura 3.6, tambm, mostrada em detalhe a unidade de processamento

de dados.

Figura 3.6. Traador de altura digital com unidade de processamento de dados.

26

A escolha do sistema de medio depende, portanto, do tipo de aplicao e

das necessidades do operador. A resoluo dos traadores determinada de forma similar aos paqumetros.

Os fabricantes disponibilizam no mercado traadores com resoluo de 0,02 mm nos modelos convencionais e de 0,01 mm para os digitais. A leitura conduzida do mesmo jeito que nos paqumetros.

Os traadores apresentam diferentes faixas de medio, dentre elas: 150 mm, 200 mm, 250 mm, 300 mm, 400 mm, 600 mm e 1000 mm.

Com traador de altura devem ser efetuadas pelo menos cinco leituras de

cada mensurando.

27

Captulo 4: Transferidor

A necessidade da marcao e da transferncia de ngulos no cho de fbrica e na confeco de desenhos e mapas levou criao de um equipamento

composto por uma chapa na forma de uma circunferncia e uma escala graduada na borda do mesmo. Mais tarde, observou-se que este instrumento, chamado de

transferidor, poderia ser til para a medio de ngulos em laboratrios de metrologia. Para tanto, o transferidor necessitou de uma srie de adaptaes para que pudesse desempenhar suas atividades com maior exatido, resoluo e

facilidade. Dentre as melhorias promovidas pode-se citar a adio de rguas para uma correta demarcao dos ngulos e, principalmente, a incorporao de um nnio escala do instrumento.

No cenrio atual, o transferidor figura como um importante sistema de medio, indispensvel na composio de qualquer conjunto ferramenteiro. O

mercado coloca disposio uma grande variedade destes instrumentos, com os mais diversos tamanhos, materiais, formas e resoluo. Existem desde simples equipamentos fabricados de acrlico para a utilizao em escolas at complexos

instrumentos digitais com interface de transmisso de dados para dispositivos externos.

Figura 4.1. Transferidor Digital (Digimess).

Contudo, a sofisticao deste dispositivo exige por parte do operador um conhecimento maior sobre o mensurando e o funcionamento do instrumento. A

definio correta sobre a grandeza a ser medida imprescindvel para a seleo do transferidor a ser empregado.

4.1. Tipos de transferidores A seguir so apresentados alguns tipos de transferidores.

Figura 4.2. Transferidor Combinado com Rgua (Starrett).

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Figura 4.3. Transferidor Universal (Mitutoyo).

Figura 4.4. Transferidor Universal com Lupa (Digimess).

Figura 4.5. Transferidor com Relgio (Digimess).

Apesar da evoluo dos transferidores, o preferido pela indstria e pelos

laboratrios de metrologia ainda o analgico universal com nnio, um dos primeiros a surgirem. Isto deve-se ao fato deste instrumento ter baixo custo de aquisio, facilidade de manuseio e alta portabilidade. Ele consiste

fundamentalmente de uma rgua de base, um disco o qual possui uma escala graduada em graus em torno dos 360 e um nnio (Figura 4.6).

4.2. Principio de funcionamento O princpio de funcionamento deste transferidor baseado em um par de

escalas, a principal e o nnio, graduadas geralmente em graus e minutos, respectivamente, que deslizam uma sobre a outra.

O nnio permite aumentar a resoluo do instrumento ao promover a

subdiviso da menor diviso da escala principal. Assim, a resoluo de um transferidor que possui um nnio dada pela Equao 4.1.

nnio do divises de Nmero

fixa escala da diviso MenorsoluoRe = (4.1)

29

Os transferidores universais mais comuns possuem nnio duplicado e simtrico, com um total de 23 marcaes e doze divises para cada lado. A

marcao do zero (ponto central do nnio) comum para ambos, o direito e o esquerdo. Logo, um transferidor com diviso de escala de 1 e nnio com 12

divises ter resoluo igual a 5' (cinco minutos). Desta forma a leitura pode ser efetuada no sentido horrio ou no sentido anti-horrio.

Se a leitura for efetuada no sentido horrio ento a leitura dos minutos deve

ser efetuada no nnio da direita. Enquanto que para leituras no sentido anti-horrio utiliza-se o nnio da esquerda.

4.3. Nomenclatura do transferidor As partes de um transferidor universal so:

Figura 4.6. Elementos de um Transferidor Universal (Digimess).

4.4. Medio com transferidor

A medio de ngulos com transferidores analgicos com nnio consiste dos seguintes passos:

encostar a face de uma das rguas do transferidor firmemente em uma

das faces da pea e girar a outra rgua do transferidos at que esta encoste, com cuidado, na outra face da pea (Figura 4.7);

Figura 4.7. Esquema de Medio com Transferidores.

30

ler a indicao da escala principal do instrumento; ler a indicao do nnio na parte correspondente ao sentido do giro da

rgua.

A fim de garantir que as medies com o transferidor sejam confiveis, tenham o menor erro possvel e que durante os ensaios o instrumento esteja protegido contra avarias, um conjunto de medidas deve ser adotado para tanto.

So elas: efetuar, no mnimo, trs leituras para cada ngulo medido; realizar as medies na temperatura de 20 C, conforme a ABNT NBR NM

ISO 1 (1997); no expor o instrumento incidncia direta da luz do sol;

verificar se o transferidor e a pea esto limpos e isentos de poeira e, caso negativo, retirar a sujeira com um pano limpo e macio antes do incio dos trabalhos;

certificar se o instrumento no est escorado em uma superfcie com rebarbas, uma vez que isto compromete o posicionamento e o resultado da medio;

observar o sentido do giro da rgua para definir corretamente a regio do nnio para leitura;

efetuar as leituras com instrumento na linha dos olhos para minimizar o erro de paralaxe.

Algumas aes que visam preservar a integridade do transferidor devem ser tomadas logo aps o encerramento das atividades com o instrumento e

periodicamente nos perodos em que este no estiver sendo utilizado. limpar a sujeira e as marcas deixadas pelo manuseio com um pano limpo

e macio;

realizar a calibrao do instrumento periodicamente; aplicar uma camada fina de leo anti-ferrugem com um pano limpo e seco

em todas as partes do instrumento;

guardar o transferidor em seu estojo, em um local com baixa umidade e com proteo contra a incidncia de raios solares.

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Captulo 5: Micrmetro Atualmente, so comercializados micrmetros para medies externas,

internas e profundidades. Dentre eles, o mais utilizado o micrmetro para

medies externas. O valor do mensurando pode ser indicado com uma resoluo de at um milsimo de milimetro.

O funcionamento do micrmetro se baseia no Princpio de Palmer, que consiste basicamente no deslocamento axial de um parafuso com passo de alta exatido no interior de uma porca fixa, permitindo o ajuste adequado entre a

pea e o instrumento. Os micrmetros podem ser analgicos ou digitais.

5.1. Micrmetro para Medies Externas

A ABNT NBR NM-ISO 3611 (1997) trata a respeito das caractersticas funcionais bsicas deste tipo de micrmetros, alm de fazer referncia a

procedimentos de calibrao e manuteno. O erro mximo permitido para cada faixa de medio tambm padronizado e apresentado nesta norma.

Dentre os componentes que definem a geometria do micrmetro para

dimenses externas esto: o fuso, o contato fixo ou batente, o arco, o cilindro e o tambor. Os outros componentes so a trava do fuso, a catraca e o nnio,

encontrado apenas em micrmetros com resoluo de 0,001 mm (Figura 5.1).

Figura 5.1. Componentes do micrmetro para medies externas (Mitutoyo). O fuso e o batente entram diretamente em contato com a pea durante o

processo de medio. Suas faces localizadas nas extremidades recebem o nome de superfcies de medio e as bordas podem apresentar chanfros. O batente

fixo e no se movimenta em relao ao arco, enquanto o fuso se desloca com a rotao do tambor, ou seja, do parafuso micromtrico.

Para evitar o desgaste excessivo, deve-se fabricar o fuso e o batente com

materiais resistentes. O fuso pode ser de ao inoxidvel ou de ao-ferramenta temperado. As superfcies de medio tambm devem ser constitudas por materiais suficientemente duros.

O arco deve apresentar um formato que possibilite a medio de um dimetro igual faixa de medio do instrumento. A rigidez um aspecto

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importante, pois a fora aplicada para girar o parafuso no pode fazer com que as superfcies de medio se desloquem alm do valor estipulado pela ABNT NBR

NM-ISO 3611 (1997). Recomenda-se que o arco seja feito de ao ou ferro fundido. Normalmente, reveste-se o arco com placas isolantes, cuja finalidade

reduzir a troca de calor entre o operador e o instrumento. O cilindro contm a escala principal do instrumento. O tambor est conectado a ele e tambm graduado, podendo apresentar 50 divises, caso o passo da rosca seja igual a 0,5

mm, ou 100 divises, caso o passo seja de 1 mm. A trava do fuso um componente que, quando acionado, impede o

deslocamento do parafuso e, consequentemente, a movimentao do fuso. Ela

utilizada quando a pea e o instrumento esto devidamente posicionados e se deseja realizar a leitura da indicao do instrumento.

Os micrmetros possuem, tambm, uma catraca para regular a presso exercida na pea. necessrio girar a catraca duas ou trs voltas para se obter o contato ideal entre o instrumento e a pea.

O nnio est presente nos micrmetros analgicos de resoluo micromtrica. Ele dividido em dez partes iguais, possibilitando a leitura dos milsimos de milimetros.

Figura 5.2. Nnio do micrmetro de resoluo 0,001 mm.

As marcaes feitas em todo o instrumento como as divises das escalas, a resoluo, a faixa de indicao e o nome do fabricante ou marca devem ser legveis e bem gravadas.

Frequentemente os micrmetros so fixados em um suporte para facilitar a medio (Figura 5.3).

A faixa de indicao do micrmetro usualmente de 25 mm. Os limites inferior e superior esto entre 0 e 500 mm. Contudo, em alguns micrmetros para aplicaes especiais esse valor mximo ultrapassado.

A resoluo do micrmetro depende do passo da rosca e do nmero de divises do tambor, sendo obtida atravs da Equao (5.1).

tambor

rosca

divises de nmero

passosoluoRe = (5.1)

Se o instrumento possui uma rosca de passo 0,5 mm e um tambor dividido

em cinquenta partes iguais, sua resoluo de 0,01 mm. Para uma rosca de

33

passo 1 mm e um tambor de 100 divises, tem-se igualmente 0,01 mm. Nos micrmetros com nnio, a resoluo obtida considerando-se ainda o nmero de

divises do nnio, que igual a 10, conforme a Equao (5.2).

tambor

rosca

divises de nmero

passo

10

1soluoRe = (5.2)

Figura 5.3. Suporte para micrmetros (Pantec).

Alguns micrmetros apresentam o valor do mensurando em polegadas. As resolues dos instrumentos podem ser iguais a 0,001 quando eles no apresentam nnio, ou 0,0001 quando o nnio est presente.

Para escolher o instrumento ideal para a realizao de uma medio, considera-se a sua resoluo, que deve ser igual ou inferior a um dcimo da faixa

de tolerncia da pea medida. Quando esta relao no for garantida, admite-se ainda que ela seja igual a um quinto da tolerncia.

A medio com o micrmetro para externos obedece ao Princpio de Abb, pois o eixo do instrumento coincidente com a linha de medio da pea. A distncia entre o eixo e a linha de medio denominada brao de Abb, que

neste caso assume valor nulo (Figura 5.4).

Figura 5.4. Medio com micrmetro obedecendo ao Princpio de Abb.

34

Para efetuar a medio com micrmetro necessrio, primeiramente, posicionar a pea corretamente entre as superfcies de medio. Desloca-se o fuso

e regula-se a presso a ser exercida para que no ocorram deformaes considerveis nos componentes do micrmetro e no objeto de medio. O

operador deve se posicionar de maneira correta, com relao escala do instrumento a ser lida situada em frente aos olhos. Isso evita o erro de paralaxe, que pode surgir quando as marcaes das diferentes escalas no esto situadas

no mesmo plano. Os micrmetros digitais fornecem o valor medido instantaneamente de

acordo com sua resoluo.

No micrmetro analgico, primeiramente so lidos os milimetros inteiros na escala principal. Quando o tambor dividido em 50 partes, existe tambm uma

escala que marca a metade de cada milimetro. Se o tambor estiver posicionado imediatamente aps algum trao dessa escala, considera-se o ltimo nmero da escala principal antes do tambor mais 0,5 mm. Em seguida, so lidos os

centsimos de milimetros na escala do tambor. O trao que melhor coincidir com a linha longitudinal da escala principal somado quele verificado no cilindro.

Figura 5.5. Micrmetro para dimenses externas com mostrador digital (Starrett).

A Figura 5.6 mostra os valores apresentados pelas escalas do micrmetro

para uma determinada posio do fuso. O ltimo algarismo visualizado na escala principal antes do tambor o 23. No h o acrscimo de 0,5 mm, pois o trao da escala inferior do cilindro no pode ser visto. O valor da escala do tambor que

melhor coincide com a linha longitudinal da escala principal o 9, que representa os centsimos de milimetro. Portando, o valor indicado pelo instrumento 23,09

mm. Os milsimos de milimetro podem apenas ser lidos atravs do nnio. O

nmero da marcao que melhor coincidir com algum trao da escala do tambor

deve ser considerado. Na Figura 5.7, a leitura dos algarismos inteiros e dos dcimos e centsimos

de milimetro realizada como na Figura 5.6. Neste caso, deve-se somar 0,5 mm

ao valor indicado na escala principal. O trao de nmero 8 pertencente ao nnio o nico que coincide com algum trao do tambor, devendo ser considerado para a

35

indicao dos milsimos de milimetro (micrometros). O valor de indicao , portanto, 20,618 mm.

Figura 5.6. Indicao do micrmetro sem nnio para medies externas.

Nos micrmetros que fornecem os valores dos comprimentos em polegadas, a

escala principal situada no cilindro indica os algarismos at a casa dos milsimos

de polegada. O escala do tambor fornece os algarismos que sero somados a eles. O nnio indica o valor na ordem dos dcimos de milsimos de polegada.

Figura 5.7. Indicao do micrmetro com nnio para medies externas. Os micrmetros com contador mecnico fornecem o valor de indicao sem

a necessidade da leitura das escalas, assim como nos instrumentos digitais. Isso exclui a possibilidade do erro de paralaxe influenciar o resultado da medio.

36

Figura 5.8. Micrmetro para dimenses externas, analgico com resoluo 0,001

mm (Mitutoyo).

Figura 5.9. Micrmetro para dimenses externas com contador mecnico

(Digimess).

Existem diversos tipos de micrmetros para medies externas, dentre eles o micrmetro analgico apresentado na Figura 5.8 e o digital mostrado na Figura

5.10a. Podem ser encontrados, tambm, micrmetros com caractersticas especiais, dentre eles com pontas finas (Figura 10b) e com pontas cnicas (Figura 5.11a). Ambos utilizados nas medies de flancos de roscas, ranhuras e rasgos de

chavetas. Micrmetro com discos (Figura 5.11b), que permite medies sobre dentes

de engrenagens, assim como, a verificao das dimenses de aletas, rasgos de

chaveta e ranhuras. Micrmetro com arco profundo (Figura 5.12a) para medio de regies afastadas da extremidade em peas de grandes dimenses ou chapas.

Os micrmetros com batente em V (Figura 5.12b) utilizados na medio de ferramentas de corte. Como para qualquer instrumento metrolgico, existe um valor mximo para o erro de medio. Caso seja identificado um valor superior ao

especificado pela norma, o instrumento considerado inadequado para uso. Isso pode ser verificado atravs do levantamento de uma curva de erros, com base na

medio de blocos-padro de comprimento conhecido e que garantam a rastreabilidade a padres nacionais de medida.

37

Figura 5.10. Micrmetro digital, Starrett (a) e com pontas finas, Digimess (b).

Figura 5.11. Micrmetro com pontas cnicas, Starrett (a) e para engrenagens, Digimess (b).

Figura 5.12. Micrmetro com arco profundo, Mitutoyo (a) e com batente em V, Starrett. (b).

A Equao (5.3) permite calcular o erro mximo permitido em funo do

limite inferior da faixa de medio.

50/A4maxE (5.3)

Onde: Emax o erro mximo de medio em micrometros e A o limite inferior da faixa de medio do instrumento.

(

a)

(

a)

(

b)

(

b)

38

Captulo 6: Relgio Comparador

A inveno do relgio comparador no incio de da dcada de 1940 pelo norte-americano John Logan Walthan representou uma grande evoluo na medio de

desvios lineares. O projeto inicial deste previa a utilizao dos relgios comparadores como calibradores de bancada. Contudo, o crescimento da

economia capitalista nas dcadas posteriores Segunda Guerra Mundial fez aumentar o ambiente competitivo e o desenvolvimento de novas tecnologias ligadas produtividade e qualidade industrial. neste contexto que cresce a

necessidade do controle de desvios lineares no cho de fbrica. O relgio criado por Logan foi ento adaptado de tal forma que permitisse a comparao de comprimentos com um padro pr-determinado em bancadas industriais.

Hoje, os relgios comparadores representam uma importante categoria. O mercado coloca a disposio vrios modelos com as mais variadas faixas de

medio e aplicaes (Figura 6.1).

Figura 6.1. Relgios comparadores, digital (a) e analgicos (b e c).

Figura 6.2. Comparador de Dimetro Interno de Alta Exatido (Mitutoyo).

39

Os relgios comparadores podem ser agrupados em categorias definidas de acordo com os seguintes critrios:

Tamanho do mostrador: os mostradores de dimetros 40 mm, 60 mm, 75 mm e 90 mm so os mais encontrados.

Posio do fuso: paralelo ao plano do mostrador (convencional) ou perpendicular ao plano do mostrador;

Com curso morto: zona do mostrador sem graduao, a qual no

ultrapassada pelo ponteiro. Possui a finalidade de evitar erros de interpretao da tolerncia.

Especiais: relgios construdos com componentes especiais projetados

para medies especficas;

Figura 6.3. Comparadores para Furos Escariados (Starrett).

O relgio comparador digital um dos preferidos na atualidade devido ao

baixo custo de aquisio e reduo do nvel de dificuldade de utilizao destes

instrumentos. Eles apresentam o valor medido em um mostrador de LCD. Existem muitas vantagens na utilizao do LCD como o monitoramento em tempo

real das dimenses e a ausncia de erros de leitura devidos a fatores como o erro de Paralaxe.

Nos pases em que o sistema de medida no segue o Sistema Internacional

de Unidades (SI), como os Estados Unidos, frequentemente necessrio converter unidades no momento da medio. Os relgios comparadores digitais normalmente possuem escalas em polegadas e em milimetros que so definidas a

partir de um boto. Com o simples toque de um boto possvel transferir os valores do SI para o sistema Ingls e vice-versa. Alm disso, o zero pode ser

ajustado com um simples pressionamento de boto. Alguns relgios mais modernos at permitem a transferncia de dados para outros dispositivos como computadores.

6.1. Nomenclatura

A nomenclatura do relgio comparador dada na Figura 6.4. A funo de cada um dos componentes descrita a seguir:

capa da haste: mantm a ponta da haste protegida contra a

deteriorao;

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parafuso de fixao do aro: realiza a fixao a posio zero do ponteiro maior;

limitador de tolerncia: marca sobre a escala do instrumento os valores mximos e mnimos permitidos especificados pela tolerncia dimensional;

ponteiro principal: indica o valor do deslocamento sofrido pela haste; mostrador: contm da escala principal (maior) e o contador de voltas

(escala menor), normalmente esta parte mvel;

Figura 6.4. Partes do relgio comparador.

aro: capa que reveste o visor, que serve de proteo para o mesmo e que permite a movimentao do mostrador;

contador de voltas: atravs do ponteiro menor indicado sobre a escala

pequena o nmero de voltas que o ponteiro principal realizou; canho: superfcie destinada a fixao do instrumento em suportes;

haste: componente que transmite o movimento linear para o sistema de amplificao;

ponta de contato: parte do relgio que efetivamente entra em contato com

a superfcie medida. Uma das desvantagens do relgio comparador o fato de que ele sozinho no

capaz de realizar uma medio. O sistema de medio formado a partir deste instrumento necessita de dispositivos e acessrios para estar completo. So eles:

Uma mesa de medio (Figura 6.5) para fixar o relgio firmemente e posicionar a pea objeto de medio.

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Figura 6.5. Mesa de medio (Mitutoyo).

Uma mesa de desempeno (Figura 6.6) onde so posicionadas as peas objeto de medio e o relgio fixo a um suporte.

Figura 6.6. Mesa de desempeno e suporte para desempeno (Mitutoyo).

Dentre os dispositivos utilizados para fixar a pea tem-se: Blocos em V

(Figura 6.7) e suportes de contra pontas (Figura 6.8).

Figuras 6.7. Blocos em V.

Na Figura 6.7 (a) so mostrados 2 blocos em V Blocos com grampos.

Fabricados de ao temperado com superfcies retificadas e com entalhes em V

a)

b)

a) b) c)

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(90) nas superfcies superior e inferior. Na Figura 6.7 (b) tem-se um bloco em V magntico. Fabricado em ao com superfcie retificada, com entalhes em V (90)

na superfcie superior e inferior. As superfcies superior e inferior ficam imantadas quando acionada a chave liga/desliga do im. Em (c) so apresentados

dois Blocos em V, fabricados em ferro fundido com superfcies retificadas.

Figura 6.8. Suporte de contra pontas.

Por sua vez, para fixar os relgios so utilizados diferentes tipos de suportes, dentre eles: Suporte universal para relgio comparador com bloco em V e suporte universal para relgio comparador com bloco em V e coluna flexvel (Figura 6.9).

Figura 6.9. Bases magnticas para relgio comparador (Starret).

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6.2. Principio de funcionamento O principio de funcionamento simples aliado a um custo de aquisio

relativamente baixo fazem dos relgios comparadores um dos instrumentos de medio mais utilizados pela indstria. Entre outras vantagens deste

instrumento pode-se citar o fato de realizar medies rpidas, confiveis e com pouca influncia do operador.

Existem diferentes tipos de relgios comparadores. Em funo do sistema ou

mecanismo de amplificao podem ser classificados em: Comparadores de amplificao mecnica; Comparadores de amplificao ptica;

Comparadores de amplificao pneumtica; Comparadores de amplificao eltrica.

Os comparadores de amplificao mecnica so os mais comuns. A amplificao pode ser por engrenagens, por alavanca ou por lamina tensionada.

O princpio de funcionamento do relgio comparador mecnico por

engrenagens consiste de: o movimento linear da haste (fuso) amplificado por um conjunto de engrenagens e cremalheira-pinho e transformado em movimento angular de um ponteiro. O ponteiro move-se sobre um mostrador que possui

escala circular graduada em 360. Quando a haste do equipamento toca a superfcie a ser medida, esta produz

um movimento na cremalheira qual esta acoplada que transmitido ao pinho principal atravs de um pequeno pinho solidrio com a engrenagem principal. O ponteiro principal, que montado em conjunto com o pinho central, recebe o

movimento do fuso por meio do pinho ao qual est acoplado. Para eliminar as folgas existentes entre pinhes e engrenagens utilizada mola cabelo, montada

em conjunto com o sistema anterior.

Figura 6.10. Sistema Cremalheira trem de Engrenagens (Mitutoyo).

A construo do relgio comparador baseada em engrenagens torna este

instrumento susceptvel a um erro de medio gerado pelos componentes

mecnicos. O fenmeno em questo ocorre quando h inverso no sentido de rotao do ponteiro. Nestes casos, o trem de engrenagens no consegue

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amplificar o deslocamento do fuso da mesma maneira que realizado anteriormente. Desta forma, quando a medio de uma determinada pea

realizada com o giro do ponteiro principal em uma direo e posteriormente com o giro do ponteiro na direo contrria, possivelmente existir discrepncias entre

os dois resultados obtidos. A diferena entre estes dois valores conhecida como histerese. A histerese pode ser avaliada e compensada atravs da calibrao do relgio comparador. recomendado que as leituras sejam realizas

primordialmente em um nico sentido para que a histerese no influencie a medio.

6.3. Resoluo A resoluo do relgio comparador determinada a partir do grau de

amplificao do deslocamento que o fuso experimenta quando entra em contato com a superfcie a ser medida. O valor correspondente a uma volta completa do ponteiro maior sobre a escala principal divido em partes iguais e marcadas

sobre o mostrador. O intervalo entre duas marcaes o menor valor que pode ser medido com o relgio comparador sendo, portanto, a resoluo deste instrumento. Os relgios comparadores mais comuns possuem resoluo de 0,01

mm, correspondente ao valor de uma diviso. O giro de 360 do ponteiro implica em um deslocamento de 1 mm da haste do relgio.

Figura 6.11. Resoluo do Relgio Comparador (Mitutoyo).

Porm, sempre que possvel, durante a medio com relgios analgicos recomenda-se interpolar.

A BNT NBR ISO 463 (2013) fixa as condies mnimas exigidas para a

aceitao dos relgios comparadores com resoluo de 0,01 mm. So tratados neste documento assuntos relacionados s caractersticas construtivas,

especificaes de compra, condies de operao, inspeo e calibrao dos relgios comparadores.

A norma estabelece que o mostrador do instrumento deve ser construdo de

forma a facilitar a leitura das medies. Para tanto, a distncia entre duas

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graduaes da escala principal deve ser maior que 1 mm, as linhas divisrias devem ser ntidas e contrastar com o fundo do mostrador.

O ponteiro principal deve movimentar no sentido horrio quando a haste do equipamento for comprimida. Em repouso, este ponteiro deve estar localizado o

mais prximo possvel da parte superior do mostrador. aceito o desvio de no mximo um dcimo de volta para a posio do mesmo nesta situao. Alm disso, o ponto superior deve ser alcanado pelo ponteiro maior quando a haste

acionada e no contador de voltar o ponteiro menor alcana o ponto zero. O mostrador do relgio deve possuir uma parte mvel que permita o ajuste

do zero para qualquer ponto do seu curso til.

Ainda, a ponta de contato deve ser rosqueada no fuso com uma rosca M 2,5 x 0,45. Desta forma, esta ponta pode ser facilmente removida e intercambivel. A

extremidade normalmente resistente ao desgaste e esfrica com raio mnimo de 1,5 mm.

O canho deve ter dimetro mnimo de 7,985 mm e mximo de 8,000 mm.

Outro sistema de fixao localizado na tampa traseira tambm deve estar presente no relgio comparador.

6.4. Leitura Para efetuar medies com os relgios comparadores deve-se determinar,

primeiramente, quais so componentes ideais para formar o sistema de medio. A definio correta do mensurando uma ao importantssima para a realizao da tarefa anterior.

O relgio comparador a ser utilizado deve atender inteiramente os requisitos da medio desejada. Para tanto, algumas consideraes importantes sobre as

caractersticas do instrumento necessitam ser consideradas: DIMENSES: o tamanho do relgio deve ser escolhido de modo que este

facilite a adaptao em dispositivos, mquinas ou outros instrumentos de

medio; LEITURA: extremamente importante que a leitura mnima do relgio

seja menor ou igual a um dcimo da tolerncia dimensional das peas;

CURSO: selecionar relgio com curso que atendam as dimenses mximas da grandeza medida bem como as tolerncias dimensionais;

TIPO: o local de trabalho, a frequncia das medies, a caracterstica do mensurando, entre outros fatores devem ser levantados para a seleo do tipo mais adequado.

Aps a escolha correta do relgio comparador, deve-se selecionar a ponta de contato que melhor adapta-se a superfcie do objeto medido. Existe disponvel

uma variedade enorme de pontas. O prximo passo para a montagem do sistema de medio a seleo

correta do suporte ou mesa de medio. A escolha deve ser feita observando-se se

tal componente permite o alinhamento correto entre instrumento e pea. Os suportes devem ter uma coluna vertical rgida com presilhas que matem o relgio firme.

Para finalizar, um plano de referncia, como uma mesa desempeno, e uma dimenso padro, como bloco-padro, devem ser escolhidos.

A montagem do sistema de medio deve ser realizada com certo cuidado para minimizar ao mximo as fontes de erro. Um exemplo disso o tamanho da coluna vertical do suporte. As presilhas presentes no suporte permitem, alm de

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fixar firmemente o relgio, ajustar o tamanho da coluna do mesmo. Porm, caso a temperatura no momento da medio comece a variar, a coluna ir experimentar

alteraes na dimenso e estas provocaro flutuao na leitura do relgio. Por isso, importante deixar a coluna vertical com o menor comprimento possvel a

fim de reduzir a suscetibilidade do componente variao da temperatura. Aps a montagem da bancada para os ensaios de medio com o relgio

comparador, os procedimentos necessrios para a realizao das medies

diretas e indiretas esto descritos separadamente logo abaixo: Durante o processo de medio algumas medidas devem ser tomadas para

que os resultados de medies com o relgio comparador sejam confiveis, com a

menor influncia de erros possvel e para proteger o sistema de medio contra possveis avarias. So elas:

efetuar no mnimo trs leituras para cada ponto medido; realizar as medies na temperatura de 20 C; selecionar o relgio comparador ideal para as medies e montar

corretamente o sistema de medio, observar se a montagem do relgio ocorreu de forma que o instrumento fique perpendicular superfcie a ser medida;

no expor o instrumento incidncia direta da luz do sol;

definir o tipo de ponta que melhor se adapte a superfcie do objeto de medio, verificar o estado da ponta atual e troc-la caso esta esteja deteriorada

ou no possua dureza necessria para o atrito entre pea e ponta; retirar o p e a sujeira dos elementos da medio (relgio comparador,

base, padro e pea) com um pano limpo e macio antes de iniciarem os ensaios;

prender o relgio pelo canho, introduzindo este o quanto for possvel no furo destinado fixao. O furo deve ter um bom acabamento para possibilitar

uma fixao mais eficiente e evitar a deformao do canho; levantar o fuso impedindo assim possveis alteraes na posio do

instrumento;

realizar as leituras com o relgio situado na linha do olho para evitar o erro de paralaxe;

Aps a utilizao do relgio comparador e nas situaes em que este

instrumento no estiver sendo utilizado, alguns cuidados devem ser tomados no sentido de preservar a integridade do equipamento:

calibrar o relgio comparador periodicamente em um laboratrio de calibrao;

limpar a sujeira e as marcas deixadas pelo manuseio com um pano

limpo e macio; evitar que instrumento sofra quedas, impactos ou foras excessivas;

caso o relgio comparado seja guardado por um longo perodo de tempo, aplicar uma camada fina de leo anti-ferrugem em todas as partes do instrumento, exceto o visor;

guardar o relgio em seu estojo, em um local com baixa umidade e com proteo contra a incidncia de raios solares.

47

Captulo 7: Blocos-padro Um bloco padro pode ser definido como: "Uma medida de comprimento materializada. Isto , corpo rgido em ao,

metal sinterizado ou cermico resistente ao desgaste, com comprimento definido por duas superfcies planas e paralelas entre si. Estas superfcies so lapidadas

com grau de acabamento espelhado, permitindo que ele seja aderido ao outros blocos ou superfcies com acabamento similar.

Os blocos possuem comprimentos na ordem de frao de uma unidade de

medida padro, por exemplo, o metro (Sistema Internacional de Unidades (SI), INMETRO, 2012).

A origem dos blocos-padro data do sculo XIX, quando para garantir

intercambiabilidade entre peas, a indstria mecnica utilizava-se de uma infinidade de padres dimensionais, um para cada pea que se desejasse. Assim

sendo, as dimenses de cada pea produzida eram verificadas contra estes padres, os quais garantiam a preciso das montagens. Em particular, a indstria armamentista e a de mquinas de costura eram as que mais tinham

exigncia de altos nveis de preciso. Porm, no foi at a ltima dcada do sculo XIX, que Carl Edvard Johansson trabalhando em uma fbrica de rifles na Sucia,

concebeu e implementou a idia de selecionar padres de tamanhos apropriados que combinados entre si, fornecessem uma ampla faixa de dimenses com pequenos incrementos.

Johansson props um conjunto limitado de blocos-padro (102 blocos-padro), que combinados temporariamente permitiam teoricamente obter qualquer dimenso entre 1 mm e 201 mm, com incrementos de 0,01 mm. Isto ,

com 102 blocos-padro era possvel obter 20.000 dimenses diferentes. Este conjunto de blocos-padro estava constitudo como segue:

49 blocos-padro em incrementos de 0,01 mm, com comprimentos de 1,01 mm a 1,49 mm;

49 blocos-padro em incrementos de 0,5 mm, com comprimentos de 0,5

mm a 24,5 mm; 4 blocos-padro em incrementos de 25 mm, com comprimentos de 25

mm a 100 mm;

Johansson estabeleceu o formato retangular dos blocos-padro, a largura de face igual a 9 mm e a temperatura de 20 para calibrao dos mesmos.

Atualmente, o conjunto de blocos-padro mais comumente utilizado composto de 112 unidades, permitindo em torno de 200.000 combinaes diferentes entre 1 mm e 201 mm (Figura 7.1).

1 padro de 1,0005 mm; 9 blocos-padro com incrementos de 0,001 mm, com comprimentos de

1,001 mm a 1,009 mm; 49 blocos-padro em incrementos de 0,01 mm, com comprimentos de

1,01 mm a 1,49 mm;

49 blocos-padro em incrementos de 0,5 mm, com comprimentos de 0,5 mm a 24,5 mm;

4 blocos-padro em incrementos de 25 mm, com comprimentos de 25

mm a 100 mm;

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Segundo a ABNT NBR NM 215 (2000), a nomenclatura das partes para blocos-padro a seguinte (Figura 7.2). Superfcie de medio com marcao;

Superfcie de medio sem marcao; Superfcie de medio direita; Superfcie de medio esquerda; Superfcie lateral com marcao e Superfcies laterais (Figura

7.2). Comprimento do bloco padro em um ponto qualquer (l): distncia

perpendicular entre um ponto particular sobre a face de medio do bloco padro

e um plano de referncia de mesma textura superficial sobre o qual a outra fase de medio foi aderida.

Figura 7.1. Conjunto de blocos-padro de cermica.

Figura 7.2. Nomenclatura dos blocos-padro.

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Comprimento central (lc): comprimento do bloco padro tomado no ponto central da fase de medio. Esta a principal caracterstica para determinao do

grau de qualidade a ser atribudo para o bloco padro (Figura 7.3a). Mxima variao de comprimento (v): diferena entre o mximo

comprimento (lmx) e o mnimo comprimento (lmn) dentre todos os comprimentos (l) do bloco padro (Figura 7.3b).

O desvio de planeza pode ser avaliado com um plano ptico. O feixe de luz

refletido em a e parcialmente transmitido atravs do colcho de ar, refletindo-se em b que o ponto da superfcie inspecionada. Ambos so recombinados pelo olho humano.

Na Figura 7.6a, o contato ocorre no ponto mais alto, formando-se franjas concntricas. Cada uma de elas representa uma diferena de altura na superfcie

inspecionada (Superfcie convexa).

Figura 7.3. Comprimento no ponto central e mxima variao no comprimento.

Planeza da fase de medio: distncia entre dois planos tericos paralelos entre si, e que envolvem a face de medio com mnima separao.

Figura 7.4. Desvio de planeza.

Na Figura 7.6b, resultados similares so observados, entretanto a superfcie verificada cncava.

Portanto, recomenda-se verificar a planeza vrias vezes, mudando o ponto de

contato entre vidro e superfcie. Se as franjas exteriores ficam mais perto umas s outras ento a superfcie convexa. Se a superfcie for cncava a distribuio das

franjas permanece constante.

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Tabela 7.1. Valores permissveis para desvio de planeza (DIN 861)

Grau K 0 1 2

Tolerncia (m) 0,05 0,10 0,15 0,25

Perpendicularidade entre as faces: mnima distncia entre dois planos

tericos paralelos entre si e que envolvem a face de medio. Por sua vez, estes

planos paralelos devem ser perpendiculares s faces laterais do bloco padro.

Figura 7.5. Avaliao do desvio de planeza com um plano ptico.

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Figura 7.6. Avaliao da planeza de superfcie cncava (a) e convexa (b).

Tabela 7.2. Valores permissveis para desvio de perpendicularidade entre face de medio e face lateral de acordo com DIN 861

de 10 at 25 50

acima de 25 at 60 70

acima de 60 at 150 100

Fenmeno de Aderncia: capacidade que alguns elementos com excelente

acabamento superficial tm de se unirem perfeitamente a outros elementos com acabamentos superficiais semelhantes como resultado das foras moleculares.

Pilha de blocos-padro: combinao de dois ou mais blocos-padro entre si. A capacidade de aderncia uma das caractersticas mais importantes dos

blocos-padro, pois com ela pode-se garantir que o comprimento da pilha de

blocos estar sujeita a mnimos desvios de justaposio, tendo, portanto, um desvio mnimo de comprimento. A espessura do interstcio entre dois blocos-

padro aderidos entre si de aproximadamente 0,005 m.

Embora, os erros de justaposio sejam pequenos, deve-se escolher a menor quantidade de blocos-padro para materializar um comprimento determinado. A

escolha dos blocos deve ser efetuada de forma cuidadosa. A seguir apresentado um exemplo.

Exemplo: Determine as duas pilhas de blocos-padro necessrios para efetuar o controle dimensional de um lote de peas, na linha de produo, utilizando um relgio comparador e uma mesa de medio. A dimenso nominal

das peas de 50 mm e os afastamentos superior e inferior so de 25 e 3 m, respectivamente.

Inicialmente, devem ser determinadas as dimenses mximas e mnimas

permissveis. Elas so.

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eriorsup oafastamentalminno DimensomaxD += (7.1)

riorinfe oafastamentalminno DimensominD += (7.2)

Em seguida procede-se identificao dos blocos que conformaro as 2

pilhas.

A pilha 1 deve materializar a Dmax = 50,025 mm. Assim sendo, deve-se procurar na caixa de blocos-padro disponvel aquele que tiver 5 m em sua dimenso, sendo de 1,005 mm.

A seguir o valor do bloco 1 (1,005 mm) deve ser subtrado da Dmax.

50,025 mm 1,005 mm = 49,020 mm Se procede identificao do segundo bloco o qual deve ter 2 centsimos de

milimetros em seu comprimento, sendo de 1,020 mm. A dimenso do bloco 2 deve ser subtrada da dimenso 49,020 mm.

49,020 mm 1,020 mm = 48,000 mm

No existe na caixa um bloco padro com dimenso igual a 48,000 mm, assim, esta dimenso deve ser obtida como sendo o somatrio de dois blocos. Podem ser 40,000 mm e 8,000 mm. Ou 30,000 mm e 18,000 mm e assim por

diante. Desta forma a pilha de blocos padro 1 que materializa a dimenso 4,025

mm est formada pelos seguintes blocos. Bloco 1 1,005 mm Bloco 2 1,020 mm Bloco 3 40,000 mm Bloco 4 5,000 mm. Aplicando o mesmo procedimento so encontrados os blocos que

materializam a Dmin = 50,003 mm. So eles:

Bloco 1 1,003 mm Bloco 2 40,000 mm Bloco 4 9,000 mm. s vezes pode ser utilizado um nico bloco para obter os dcimos e

centsimos de milimetros. Exemplo para a dimenso 35,135 mm. Bloco 1 1,005 mm Bloco 2 1,130 mm Bloco 3 35,000 mm Bloco 4 5,000 mm.

Visando diminuir os erros de justaposio decorrentes da montagem de vrios blocos-padro, atualmente os fabricantes colocam a disposio caixas de

blocos para aplicaes especficas (Figura 7.7).

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Figura 7.7. Caixa de blocos para calibrao de micrmetros para externos.

Materiais Usados Para Fabricar Blocos-Padro

Os materiais usados para fabricar blocos-padro so:

Ligas de ao (liga de ao-cromo fundida com alto teor de carbono); Ao revestido com cromo;

Ao inoxidvel; Carbeto de cromo; Carbeto de tungstnio;

Cermica. Dentre as caractersticas destes materiais tem-se: boa resistncia ao

desgaste; mnima distoro por tmpera; estabilidade geomtrica; estabilidade dimensional; custo relativamente baixo e boa usinabilidade.

Graus de Qualidade dos Blocos-Padro A norma ABNT NBR NM 215 (2000) especifica 4 graus de exatido para os

blocos-padro: Grau de exatido K; Grau de exatido 0; Grau de exatido 1 e

Grau de exatido 2. Os blocos-padro de grau de qualidade K (Referncia) apresentam as

tolerncias mais estreitas e, portanto, so os de maior exatido. Usados geralmente para calibrar outros blocos-padro de graus inferiores, em laboratrios de metrologia dimensional altamente especializados.

Os blocos-padro de grau de qualidade 0 apresentam alta exatido, porm inferior aos blocos de grau de referncia. Utilizados no ajuste de mquinas e

instrumentos de medio e tambm na calibrao de blocos-padro de graus inferiores.

Os blocos-padro de grau de qualidade 1 (Inspeo) so usados tambm no

ajuste de mquinas e instrumentos de medio, porm onde no se exige a mesma exatido que aquela atribuda aos blocos de grau Zero.

Os blocos-padro de grau de qualidade 2 (Oficina): apresentam a menor

exatido. Usados como ferramentas de medio direta, onde no se exija alta exatido.

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Captulo 8: Projetor de perfil

Quando uma pea muito pequena ou apresenta certo grau de complexidade, fica difcil visualizar seu perfil e verificar suas medidas com os

aparelhos e instrumentos convencionais. Esse problema resolvido utilizando-se um projetor de perfil, por exemplo, o projetor de perfil de mesa, modelo PJA3000 (Figura 8.1).

Figura 8.1. Projetor de perfil de mesa, PJA3000, Mitutoyo.

Uma imagem mais detalhada da mesa de coordenadas mvel apresentada

na Figura 8.2. Por sua vez, a Figura 8.3 mostra em detalhes a tela de projeo e os visores para a leitura das dimenses lineares (eixos X e Y) e das dimenses angulares.

As peas, objeto de medio, so colocadas na mesa de coordenadas mvel, que possui dois cabeotes micromtricos, ou duas escalas lineares, posicionados

a 90. A imagem ampliada da pea projetada em uma tela de vidro. Esta tela possui gravadas duas linhas perpendiculares, que devem ser utilizadas como referncia durante as medies.

O tamanho original da pea, neste projetor, pode ser ampliado 10, 20, 50 ou 100 vezes por meio de lentes intercambiveis (Figura 8.4).

Mesa de coordenadas mvel

Tela de projeo

Cabeotes micromtricos

Manivela

Parafuso 1

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Figura 8.2. Mesa de coordenadas mvel.

Figura 8.3. Tela de projeo e visores.

A leitura dos cabeotes muito simples. Para tanto so utilizados os visores mostrados na Figura 8.3. A resoluo (incremento digital) de 0,001 mm, enquanto que a capacidade de medio (faixa nominal) de 50 mm para ambos

os eixos (X e Y). No projetor de perfil podem ser medidos ngulos de at 360. Durante a

medio de ngulos a tela onde so projetadas as peas girada por meio do

parafuso 1 (Figura 8.1). A resoluo neste caso de 1'. A leitura dos ngulos efetuada de forma direta no visor correspondente.

Indicador digital (ngulos)

Indicador digital (eixo X)

Indicador digital (eixo Y)

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Figura 8.4. Lentes intercambiveis (Mitutoyo).

Iluminao diascpica (ou projeo) Neste caso o feixe de luz incide paralelamente ao eixo das lentes

visualizando, na objetiva, somente o contorno da pea que est sendo avaliada, o restante da pea mostrado como um campo escuro (Figura 8.5). Por isso este

mtodo de iluminao chamado, tambm, de silueta ou sombra. No projetor de perfil, na iluminao diascpica, um feixe de luz atravessa a

mesa que possui em seu centro um campo circular vazado com um vidro

superposto. Nessa mesa so colocadas as peas e os raios que atravessam levam a imagem do seu contorno at a objetiva onde sofre ampliao e por reflexes apropriadas projetada na tela. A focalizao do sistema feita pelo manpulo.

Figura 8.5. Projeo obtida com iluminao diascpica.

Para que a imagem no fique distorcida, o projetor possui diante da lmpada

um dispositivo ptico chamado condensador. Esse dispositivo concentra o feixe de luz sob a pea. Os raios de luz, no detidos por ela, atravessam a objetiva amplificadora. Desviados por espelhos planos, passam, ento, a iluminar a tela. A

projeo diascpica empregada na medio de peas com contornos especiais, tais como pequenas engrenagens, ferramentas, roscas, etc.

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A iluminao diascpica tem como limitao que s podem ser examinadas com ela os entalhes das peas que possam ser atravessados pela luz. Neste caso,

no possvel medir-se o dimetro de um furo cego.

Iluminao episcpica (superfcie) Nesse sistema, a iluminao se concentra na superfcie da pea, cujos

detalhes aparecem na tela (Figura 8.6). Eles se tornam ainda mais evidentes se o

relevo for ntido e pouco acentuado. A iluminao episcpica feita de forma obliqua, da direita para a esquerda.

Esse sistema utilizado na verificao de moedas, circuitos impressos, gravaes,

acabamentos superficiais etc. A Figura 8.7 mostra trs imagens utilizando iluminao diascpica,

episcpica e ambas.

Figura 8.6. Superfcie de uma pea (iluminao episcpica).

Figura 8.7. Imagens projetadas de uma pea.

A escolha do nvel de intensidade e do tipo de iluminao efetuada

conforme indica a Figura 8.8.

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Figura 8.8. Escolha do nvel de intensidade e do tipo de iluminao. Com um projetor de perfil podem ser medidas dimenses lineares e ngulos.

Durante a medio de dimenses lineares a pea colocada na mesa de coordenadas, que sofre deslocamentos ortogonais pela ao dos cabeotes micromtricos. As peas planas devem ser colocadas sobre a mesa de

coordenadas, enquanto que as peas cilndricas com furo central devem ser fixadas entre pontas.

Para o exame de superfcies de revoluo (eixos em geral, calibradores tampo, etc.) pode ser acoplado mesa um suporte de contrapontas, ou prismas, calos e outros acessrios. Existem modelos de aparelhos destinados medio

de peas mais pesadas, onde a mesa mais robusta e no vazada, pois a iluminao feita paralela ao plano da mesa (as objetivas so colocadas horizontalmente).

Medidas lineares

Todas as medidas lineares so efetuadas tomando como referncia os eixos ortogonais gravados na tela. preciso que a pea seja centrada com relao aos eixos, caso contrrio no ser medida a dimenso desejada. Feito isto a mesa

deve ser deslocada com auxilio dos cabeotes micromtricos (e, portanto a imagem da pea) at fazer que o ponto 0 de cruzamento dos dois eixos, coincida com o ponto A (Figura 8.9) e anota-se a leitura do referido cabeote. Aps isto com um novo deslocamento se faz coincidir 0 e B, anotando-se novamente a leitura. Em seguida se calcula o valor da dimenso desejada como sendo a

diferena entre ambos os valores registrados. Assim so feitas todas as medies de caractersticas lineares, superpondo 0

aos extremos da caracterstica a ser medida e calculando-se a diferena entre as

indicaes do cabeote micromtrico.

Liga/desliga

Nveis de intensidade

Tipo de iluminao

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Figura 8.9. Medidas lineares no projetor.

Medidas angulares

A medio de ngulos feita da seguinte forma. A tela do projetor, onde so projetadas as peas, giratria em torno do ponto 0.

Exemplo: Considere uma determinada pea da qual preciso saber o valor do ngulo . Suponha, tambm, que seja feita a seguinte identificao das faces da pea que representam o referido ngulo (Figura 8.10).

Figura 8.10. ngulo a ser medido.

Para se obter o valor do ngulo A0'B, basta fazer coincidir (para facilitar) 0 e 0' e girando-se a tela fazer coincidir, agora, um dos eixos com 0'B e aps com 0'A e descontar suas respectivas leituras.

B

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Figura 8.11. Medidas angulares no projetor.

Comparao e controle de formas

Com o projetor de perfil pode-se controlar ou comparar formas de peas, raios de concordncia, contornos retilneos ou curvilneos, etc. Basta saber a ampliao ptica do aparelho e fazer um gabarito de papel com a forma desejada

devidamente ampliada. Este gabarito colocado sobre a tela ser comparado com a imagem da pea. Nele possvel, tambm, desenhar a tolerncia de fabricao da pea.

Medio de roscas O projetor de perfil, tambm, pode ser utilizado para medir o passo e o

ngulo de uma rosca. Para isso, basta fixar a pea entre pontas.

Para determinar o passo, basta deslocar o parafuso por meio do cabeote micromtrico. Isso deve ser feito de modo que a linha de referncia coincida, primeiro, com o flanco de um filete e, depois, com o flanco do outro filete, os

quais aparecem na tela (Figura 8.12).

Figura 8.12. Medio de passo de rosca no projetor de perfil.

A medida do passo corresponde, portanto, diferena entre as duas

indicaes do cabeote micromtrico.

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Durante a medio do ngulo da rosca preciso que uma das linhas de referncia da tela seja alinhada com uma das faces que definem o perfil da rosca

(Figura 8.13). Em seguida deve-se fazer a leitura na escala da tela e no nnio correspondente. Posteriormente, deve-se girar a mesa at que a referida linha de

referncia coincida com a outra face do perfil.

Figura 8.13. Medio de ngulo de rosca.

importante observar que o projetor de perfil mede dimenses contidas num

plano perpendicular ao feixe de luz, da projeo da pea nesse mesmo plano. Assim somente ser obtida a verdadeira grandeza da seco normal de um perfil

de rosca, se o filete for colocado paralelamente ao feixe de luz. Montagem e regulagem

1. Em primeiro lugar, deve-se selecionar a objetiva que permita visualizar com nitidez o detalhe da pea.

2. A seguir, posiciona-se a chave que permite a projeo episcpica,

diascpica ou ambas. 3. Regula-se o foco por meio da manivela.

4. necessrio, ento, alinhar a pea sobre a mesa. Isso deve ser feito de modo que a imagem do objeto na tela se desloque paralelamente a um eixo de referncia.

Figura 8.14. Alinhamento da pea com um eixo de referncia.

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Observao - No caso de projeo episcpica, deve-se posicionar o feixe de luz sobre a pea; em seguida, colocamos o filtro que protege a viso do operador;

e, por fim, regulamos a abertura do feixe de luz.

Conservao Algumas prticas devem ser adotadas para conservar o projetor de perfil de

forma adequada. Dentre elas:

Limpar a mesa de vidro e a pea que ser examinada com benzina ou lcool.

Limpar as partes pticas com lcool isoproplico somente quando

necessrio. Manter as objetivas cobertas e em lugar bem seco quando o aparelho no

estiver em uso. Lubrificar as peas mveis com leo fino apropriado. Limpar as partes expostas, sem pintura, com benzina, e unt-las com

vaselina lquida misturada com vaselina pastosa.

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Captulo 9. Microscpio Ferramenteiro

De construo robusta e fcil manipulao, o microscpio ferramenteiro

(Figura 9.1), particularmente apropriado para o cho de fbrica.

Figura 9.1. Microscpio Ferramenteiro.

Nas Figuras 9.1 e 9.2 indicada a nomenclatura do microscpio

ferramenteiro, o qual constitudo por um sistema ptico e um sistema

mecnico. O sistema ptico compe-se de: conjunto de lentes (ocular revolver, ocular goniomtrica, objetivas e condensador) e uma fonte de luz. O sistema

mecnico constitudo pela estrutura que suporta os elementos do sistema ptico, e inclui os elementos de focagem.

A parte mecnica composta por:

1. P ou base serve de apoio dos restantes componentes do microscpio. 2. Coluna ou Brao fixo base, serve de suporte a outros elementos. 3. Mesa de coordenadas mvel onde se posicionam as peas objeto de medio. Apresenta movimento horizontal e longitudinal, por meio de dois cabeotes micromtricos, ou duas escalas lineares, posicionados a 90. A

mesa possui tambm movimento giratrio em tono de seu centro. 4. Tubo ou canho suporta a ocular na extremidade superior. 5. Ocular Revlver: pea giratria portadora de objetivas de dife