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Parmetros de rugosidade INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA Professor: Anderson Lus Garcia Correia Unidade Curricular de Metrologia 15 de outubro de 2013

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Um problema A superfcie de peas apresenta perfis bastante diferentes entre si. As salincias e reentrncias (rugosidade) so irregulares. Para dar acabamento adequado s superfcies necessrio, portanto, determinar o nvel em que elas devem ser usinadas, ou seja, deve-se adotar um parmetro que possibilite avaliar a rugosidade. o que vamos estudar neste captulo.

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Rugosidade mdia (Ra) a mdia aritmtica dos valores absolutos das ordenadas de afastamento (yi), dos pontos do perfil de rugosidade em relao linha mdia, dentro do percurso de medio (lm). Essa grandeza pode corresponder altura de um retngulo, cuja rea igual soma absoluta das reas delimitadas pelo perfil de rugosidade e pela linha mdia, tendo por comprimento o percurso de medio (lm).

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Esse parmetro conhecido como: Ra (roughness average) significa rugosidade mdia; CLA (center line average) significa centro da linha mdia, e adotado pela norma inglesa. A medida expressa em micropolegadas (in = microinch).

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O parmetro Ra pode ser usado nos seguintes casos: Quando for necessrio o controle contnuo da rugosidade nas linhas de produo; Em superfcies em que o acabamento apresenta sulcos de usinagem bem orientados (torneamento, fresagem etc.); Em superfcies de pouca responsabilidade, como no caso de acabamentos com fins apenas estticos.

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Vantagens do parmetro Ra o parmetro de medio mais utilizado em todo o mundo. aplicvel maioria dos processos de fabricao. Devido a sua grande utilizao, quase todos os equipamentos apresentam esse parmetro (de forma analgica ou digital eletrnica).

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Os riscos superficiais inerentes ao processo no alteram muito seu valor. Para a maioria das superfcies, o valor da rugosidade nesse parmetro est de acordo com a curva de Gauss, que caracteriza a distribuio de amplitude.

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Desvantagens do parmetro Ra O valor de Ra em um comprimento de amostragem indica a mdia da rugosidade. Por isso, se um pico ou vale no tpico aparecer na superfcie, o valor da mdia no sofrer grande alterao, ocultando o defeito. O valor de Ra no define a forma das irregularidades do perfil. Dessa forma, poderemos ter um valor de Ra para superfcies originadas de processos diferentes de usinagem.

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Nenhuma distino feita entre picos e vales. Para alguns processos de fabricao com freqncia muito alta de vales ou picos, como o caso dos sinterizados, o parmetro no adequado, j que a distoro provocada pelo filtro eleva o erro a altos nveis.

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Indicao da rugosidade Ra pelos nmeros de classe A norma NBR 8404/1984 de indicao do Estado de Superfcies em Desenhos Tcnicos esclarece que a caracterstica principal (o valor) da rugosidade Ra pode ser indicada pelos nmeros da classe de rugosidade correspondente, conforme tabela a seguir.

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O desvio mdio aritmtico expresso em micrometro (m).

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Medio da rugosidade (Ra) Na medio da rugosidade, so recomendados valores para o comprimento da amostragem, conforme tabela abaixo.

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Simbologia, equivalncia e processos de usinagem A tabela que se segue, classifica os acabamentos superficiais geralmente encontrados na indstria mecnica - em 12 grupos, e as organiza de acordo com o grau de rugosidade e o processo de usinagem que pode ser usado em sua obteno. Permite, tambm, visualizar uma relao aproximada entre a simbologia de tringulos, as classes e os valores de Ra (m).

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Rugosidade mxima (Ry) Est definido como o maior valor das rugosidades parciais (Zi) que se apresenta no percurso de medio (lm). Por exemplo: na figura a seguir, o maior valor parcial o Z3, que est localizado no 3 cut off, e que corresponde rugosidade Ry.

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O parmetro Ry pode ser empregado nos seguintes casos: Superfcies de vedao; Assentos de anis de vedao; Superfcies dinamicamente carregadas; Tampes em geral; Parafusos altamente carregados; Superfcies de deslizamento em que o perfil efetivo peridico.

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Vantagens do parmetro Ry Informa sobre a mxima deteriorizao da superfcie vertical da pea. de fcil obteno quando o equipamento de medio fornece o grfico da superfcie. Tem grande aplicao na maioria dos pases. Fornece informaes complementares ao parmetro Ra (que dilui o valor dos picos e vales).

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Desvantagens do parmetro Ry Nem todos os equipamentos fornecem o parmetro. E, para avali-lo por meio de um grfico, preciso ter certeza de que o perfil registrado um perfil de rugosidade. Caso seja o perfil efetivo (sem filtragem), deve ser feita uma filtragem grfica. Pode dar uma imagem errada da superfcie, pois avalia erros que muitas vezes no representam a superfcie como um todo. Por exemplo: um risco causado aps a usinagem e que no caracteriza o processo.

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Individualmente, no apresenta informao suficiente a respeito da superfcie, isto , no informa o formato da superfcie. A figura a seguir ilustra esta idia: diversas formas de rugosidade podem ter o mesmo valor para Ry.

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Rugosidade total (Rt) Corresponde distncia vertical entre o pico mais alto e o vale mais profundo no comprimento de avaliao (lm), independentemente dos valores de rugosidade parcial (Zi). Na figura abaixo, pode-se observar que o pico mais alto est no retngulo Z1, e que o vale mais fundo encontra-se no retngulo Z3. Ambos configuram a profundidade total da rugosidade Rt. O parmetro Rt tem o mesmo emprego do Ry, mas com maior rigidez, pois considera o comprimento de amostra igual ao comprimento de avaliao.

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Vantagens do parmetro Rt mais rgido na avaliao que o Ry, pois considera todo o comprimento de avaliao e no apenas o comprimento de amostragem (1 valor de cut off). mais fcil para obter o grfico de superfcie do que com o parmetro Ry. Tem todas as vantagens indicadas para o Ry.

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Desvantagem do parmetro Rt Em alguns casos, a rigidez de avaliao leva a resultados enganosos.

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Rugosidade mdia (Rz) Corresponde mdia aritmtica dos cinco valores de rugosidade parcial. Rugosidade parcial (Zi) a soma dos valores absolutos das ordenadas dos pontos de maior afastamento, acima e abaixo da linha mdia, existentes no comprimento de amostragem (cut off). Na representao grfica do perfil, esse valor corresponde altura entre os pontos mximo e mnimo do perfil, no comprimento de amostragem (le).

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O parmetro Rz pode ser empregado nos seguintes casos: Pontos isolados no influenciam na funo da pea a ser controlada. Por exemplo: superfcies de apoio e de deslizamento, ajustes prensados etc.; Em superfcies onde o perfil peridico e conhecido.

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Vantagens do parmetro Rz Informa a distribuio mdia da superfcie vertical. de fcil obteno em equipamentos que fornecem grficos. Em perfis peridicos, define muito bem a superfcie. Riscos isolados sero considerados apenas parcialmente, de acordo com o nmero de pontos isolados.

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Desvantagens do parmetro Rz Em algumas aplicaes, no aconselhvel a considerao parcial dos pontos isolados, pois um ponto isolado acentuado ser considerado somente em 20%, mediante a diviso de. Assim como o Ry, no possibilita nenhuma informao sobre a forma do perfil, bem como da distncia entre as ranhuras. Nem todos os equipamentos fornecem esse parmetro.

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Rugosidade mdia do terceiro pico e vale (R 3Z ) Consiste na mdia aritmtica dos valores de rugosidade parcial (3Zi), correspondentes a cada um dos cinco mdulos (cut off). Em cada mdulo foram traadas as distncias entre o terceiro pico mais alto e o terceiro vale mais fundo, em sentido paralelo linha mdia. Na figura abaixo ilustram-se os cinco mdulos com os valores 3Zi (i = de 1 a 5).

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O parmetro R 3Z pode ser empregado em: Superfcies de peas sinterizadas; Peas fundidas e porosas em geral.

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Vantagens do parmetro R 3Z Desconsidera picos e vales que no sejam representativos da superfcie. Caracteriza muito bem uma superfcie que mantm certa periodicidade do perfil ranhurado. de fcil obteno com equipamento que fornea grfico.

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Desvantagens do parmetro R 3Z No possibilita informao sobre a forma do perfil nem sobre a distncia entre ranhuras. Poucos equipamentos fornecem o parmetro de forma direta.