Apresentação 9- Rugosidade e Ondulação

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

A medida que cresce a preciso do ajuste aumenta a necessidade de acabamento superficial,principalmente para peas montadas entre si. O perfeito acabamento superficial fundamental e propicia melhorias no funcionamento das peas nos seguintes fatores:1

Acabamento Superficial (Rugosidade)

Atrito; Desgastes pr-maturos; Corroso; Aparncia; Resistncia a fadiga; Transmisso de Calor; Propriedades ticas; Escoamento de fluidos; Superfcies de medio; Tempo de vida dos mancais.2

Acabamento Superficial (Rugosidade)

provocam mais atrito. Nota: na maioria das vezes precisamos de uma certa dose de atrito, por exemplo, contato entre pneu e pista de rolamento. Outras vezes a falta de atrito ajuda o deslocamento, por exemplo, deslizamento3

Atrito , superfcies muito rugosas

Acabamento Superficial (Rugosidade)

Desgaste pr-maturo: Quando peas com rugosidade entram em contato entre si, tendem a quebrar os picos e assim perdendo seu dimensional projetado.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Corroso: As reentrncias que surgem devido a rugosidade, favorecem o aparecimento de bolhas de ar nos vales, acelerando a oxidao da superfcie efetiva.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Aparncia:

Rugosidades altas desviam os raios de luz, provocando a sensao visual de que a superfcie efetiva est fosca.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Resistncia a fadiga. Peas sob as mesmas condies de carga se comportam diferentemente, quando apresentam acabamentos superficiais diferentes.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Transmisso de Calor. O coeficiente de transmisso de calor entre duas superfcies metlicas aumenta conforme melhora o acabamento superficial das peas em contato.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Propriedades ticas: Quanto melhor for o acabamento superficial, menor ser o desvio dos raios luminosos quando passam ou so refletidas atravs de superfcies ticas

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Escoamento de fluidos Quanto melhor for o acabamento superficial do interior dos tubos, menor ser a perda de carga (presso) do fluido quando este escoa atravs de uma tubulao.10

Acabamento Superficial (Rugosidade)

Superfcies de medio: Os equipamentos de medio e seus respectivos padres de comparao, devero apresentar um alto grau de acabamento superficial, de forma a evitar que erros deste tipo influam na medio.11

Acabamento Superficial (Rugosidade)

Tempo de vida dos mancais. A figura ao lado ilustra a reduo da longevidade dos mancais em funo de seus acabamentos superficiais.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Conceitos: Superfcie real: Trata-se da superfcie que limita o corpo e o separa do meio ambiente.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Conceitos: Superfcie geomtrica: a superfcie ideal, prescrita em projeto, na qual no existem erros de forma macro e microgeomtricos.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Conceitos: Superfcie efetiva: a superfcie obtida atravs de equipamentos analisadores de superfcie.

Nota: Sistemas de medio diferentes podem diagnosticar resultados diferentes.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Conceitos: Perfil real: Interseco da superfcie real com um plano perpendicular a superfcie geomtrica.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Conceitos: Perfil geomtrico: Interseco da superfcie geomtrica com um plano perpendicular a ela.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Conceitos: Perfil efetivo: Interseco da superfcie efetiva com um plano perpendicular a superfcie geomtrica.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Conceitos: Irregularidades da superfcie: Salincias e reentrncias existentes na superfcie real.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Conceitos: Passo das irregularidades: Mdia das distncias entre as salincias mais pronunciadas de perfil efetivo, situadas no comprimento de amostragem.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Conceitos: Comprimento da amostra: Comprimento medido na direo geral do perfil, sendo suficiente para a avaliao dos parmetros de rugosidade.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)Diferenas de forma: a totalidade de todas as diferenas da superfcie real com relao a superfcie real geomtrica. Existem diferenas bastantes grosseiras e outras um pouco mais leves As diferenas de forma so divididas em seis (6) ordens:22

Acabamento Superficial (Rugosidade)1 Ordem: So aquelas que ao se examinar uma pea, podem ser verificadas em toda a extenso da pea. Exemplo: Ovalizao, Cilindricidade, paralelismo....23

Acabamento Superficial (Rugosidade)As irregularidades de 1 ordem so geralmente causadas por:

Defeitos nas guias de mquinas; Desvios da mquina ou da pea; Fixao errada da pea; Distores devido ao tratamento trmico24

Acabamento Superficial (Rugosidade)2 Ordem: So aquelas que se repetem regular ou irregularmente, cujos passos so mltiplos considerveis da profundidade. Exemplo: ondulaes.25

Acabamento Superficial (Rugosidade)As irregularidades de 2 ordem so geralmente causadas por:

Fixaes excntricas; Deflexes nas mquinas-ferramentas; Deflexes da pea durante a usinagem; Tratamento trmico; Tenses residuais de fundio e forjamento26

Acabamento Superficial (Rugosidade)Conceitos: Altura da ondulao: mdia das distncias entre os pontos mais altos (picos) e mais baixos (vales). Passo da ondulao: mdia das distncias entre dois picos consecutivos ou dois vales tambm consecutivos, no perfil efetivo. Quando especificados seus valores devero ser os maiores possveis.27

Acabamento Superficial (Rugosidade)

4 Ordem: So as estrias e escamas que ocorrem durante a formao do cavaco.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

5 Ordem:

Embora no seja possvel represent-las graficamente , correspondem a processos de cristalizao, modificao da superfcie por ao qumica (decapagem, por exemplo) e por processos de corroso.29

Acabamento Superficial (Rugosidade)

6 Ordem:

Embora tambm no seja possvel represent-las graficamente , correspondem a processos fsicos e qumicos da estrutura da matria, tenses e deslizamento da estrutura reticular da matria..30

Acabamento Superficial (Rugosidade)

A rugosidade superficial como a soma das diferenas de forma de 3 a 5 ordens, as quais resultam na ao inerente dos processos de usinagem31

Acabamento Superficial (Rugosidade)

Sistemas de Medio da Rugosidade Superficial

Dois sistemas bsicos so usados em diversos pases, o da linha mdia M e o da evolvente E. No Brasil adotado o sistema M e a norma a P-NB-13 (1963).32

Acabamento Superficial (Rugosidade)

Sistemas de Medio M Sistema da linha mdia M , utiliza-se do conceito: Linha mdia a linha paralela a direo geral do perfil, no comprimento de amostragem, de tal modo que a soma das reas superiores, compreendidas entre ela e o perfil efetivo seja igual a soma das reas inferiores.33

Acabamento Superficial (Rugosidade) medida em micropolegada, sendo:1in=25,4 x10-6 =0,0000254mm=0,0254 m

Matematicamente:

0

L

ydx = 0

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Acabamento Superficial (Rugosidade)Ra:Mdia aritmtica dos valores absolutos das ordenadas do perfil efetivo em relao a linha mdia ni=um comprimento de amostragem, sua expresso matemtica :

Ra =

1 L

0

L

y dx =

A L

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Acabamento Superficial (Rugosidade)Rq:Definido como a raiz quadrada da mdia dos quadrados das ordenadas do perfil efetivo em relao a linha mdia em um comprimento de amostragem

Rq =

1 L

0

L

y 2 dx

i =1

n

yi2 n

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Acabamento Superficial (Rugosidade)Rz:Definido como a diferena entre o valor mdio das ordenadas dos 5 pontos mais salientes e o valor mdio das ordenadas dos 5 pontos mais reentrantes medidos a partir de uma linha paralela a linha mdia, no interceptando o perfil, e no comprimento de amostragem.

Rz =

( R1 + R3 + R5 + R7 + R9 ) ( R2 + R4 + R6 + R8 + R10 )5 5

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Acabamento Superficial (Rugosidade)Rmx: a distncia entre duas linhas paralelas linha mdia e que tangenciam a salincia mais pronunciada e a reentrncia mais profunda, medida no comprimento de amostragem.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)Rp: a diferena da ordenada da salincia mais pronunciada at a linha de mdia. Rp = Ymx

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Acabamento Superficial (Rugosidade)Sistema baseado em medidas horizontais: Comprimento de contato a uma profundidade cLc a soma dos segmentos de uma linha paralela na direo geral do perfil, situada a uma profundidade c abaixo da salincia mais alta, interceptadas pelo perfil efetivo, no comprimento de amostragem.40

Acabamento Superficial (Rugosidade)Sistema baseado em medidas proporcionais: Coeficiente de esvaziamento Ke a relao entre a profundidade mdia Rp e a altura mxima das irregularidades.

Ke =

Rp Rmx41

Acabamento Superficial (Rugosidade)

O COEFICIENTE DE ESVAZIAMENTO Ke define o tipo de superfcie obtida e sua aplicao prtica em relao a rugosidade superficial.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)Observa-se que quando Rp aumenta, tendendo para Rmx., a linha a linha mdia tende a se deslocar para baixo, com Ke tendendo a 1. Obter-se-a, neste caso, uma superfcie com muitas cristas, tendo portanto, propriedades funcionais muito ruins, principalmente para aplicao em mancais.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)Observa-se que ao contrrio, quando Rp diminui, a linha mdia tende a deslocar-se para cima, com Ke tendendo a zero. A superfcie obtida, neste caso, ter poucas cristas, tendo, portanto, propriedades funcionais boas.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

O COEFICIENTE DE ENCHIMENTO:

a diferena entre a unidade e coeficiente de esvaziamento

K p = 1 Ke

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Frao de contato:

a relao entre o comprimento de contato Lc e o comprimento de amostragem LLc Tc = L46

Acabamento Superficial (Rugosidade)Sistema E: Tem por base linhas envolventes descritas pelos centros de dois crculos de raios R e r, respectivamente, que rolam sobre o perfil efetivo.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)As linhas AA e CC assim geradas so deslocadas, paralelamente entre si mesmas, em direo perpendicular ao perfil geomtrico at tocarem o perfil efetivo, ocupando ento as posio BB e DD.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)A rugosidade definida como sendo o erro do perfil efetivo em relao a linha DD. O erro da linha DD em relao a linha BB considerado como ondulao. O erro da linha BB em relao ao perfil geomtrico considerado erro de forma.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

Simbologia e Indicao de desenhos:

A rugosidade superficial deve ser indicada com os smbolos da figura a seguir, ela vir sempre marcada em mcrons, e deve ser colocada dentro do smbolo como mostra tambm a figura. De acordo com a ABNT, a medida da rugosidade, a menos que venha indicada, sempre ser o valor de Ra.50

Acabamento Superficial (Rugosidade)Para indicaes complementares, deve-se acrescentar a linha horizontal ao trao maior do smbolo. Sobre esta linha ser indicado o tipo de usinagem ou acabamento. Abaixo desta horizontal ser indicada a orientao preferencial dos sulcos

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Acabamento Superficial (Rugosidade)

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Acabamento Superficial (Rugosidade)Pode-se estabelecer relaes entre o sistema antigo de indicao de acabamento de uma superfcie e a rugosidade Ra: Um tringulo = Ra acima de 12m; Dois tringulos aprox. Ra = 3 9 m; Trs tringulos aprox. Ra 0,8 1,5 m; Quatro tringulos aprox. Ra 0,1 0,3 m.53

Acabamento Superficial (Rugosidade)Comprimentos de amostragens padronizados

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Acabamento Superficial (Rugosidade)A tabela da norma Italiana UNI 3963 de 1960, fornece uma relao entre Ra e IT. Mas simplesmente podemos adotar:

1 Ra IT 30

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Acabamento Superficial (Rugosidade)Smbolos convencionais para indicao da orientao dos sulcos.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)Relaes entre indicao de desenhos e rugosidade superficial.

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Acabamento Superficial (Rugosidade)Relao de diversos pases e suas respectivas normas de rugosidade superficial

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