Rugosidade INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA Professor:...
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Capítulo 18 Rugosidade INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA Professor: Anderson Luís Garcia Correia Unidade Curricular de Metrologia 08 de outubro de 2013
Rugosidade INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA Professor: Anderson Luís Garcia Correia Unidade Curricular de Metrologia
Rugosidade INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA DE
SANTA CATARINA Professor: Anderson Lus Garcia Correia Unidade
Curricular de Metrologia 08 de outubro de 2013
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Um problema O supervisor de uma empresa verificou que os
trabalhos de usinagem no estavam em condies de atender aos
requisitos do projeto. Por isso, contratou um tcnico para explicar
ao seu pessoal as normas e aparelhos utilizados para a verificao do
acabamento superficial das peas. Vamos acompanhar as
explicaes?
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Rugosidade das superfcies As superfcies dos componentes
mecnicos devem ser adequadas ao tipo de funo que exercem. Por esse
motivo, a importncia do estudo do acabamento superficial aumenta
medida que crescem as exigncias do projeto. As superfcies dos
componentes deslizantes, como o eixo de um mancal, devem ser lisas
para que o atrito seja o menor possvel. J as exigncias de
acabamento das superfcies externas da tampa e da base do mancal so
menores.
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A produo das superfcies lisas exige, em geral, custo de
fabricao mais elevado. Os diferentes processos de fabricao de
componentes mecnicos determinam acabamentos diversos nas suas
superfcies. As superfcies, por mais perfeitas que sejam, apresentam
irregularidades. E essas irregularidades compreendem dois grupos de
erros: erros macrogeomtricos e erros microgeomtricos.
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Erros macrogeomtricos So os erros de forma, verificveis por
meio de instrumentos convencionais de medio, como micrmetros,
relgios comparadores, projetores de perfil etc. Entre esses erros,
incluem-se divergncias de ondulaes, ovalizao, retilineidade,
planicidade, circularidade etc.
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Durante a usinagem, as principais causas dos erros
macrogeomtricos so: defeitos em guias de mquinas-ferramenta;
desvios da mquina ou da pea; fixao errada da pea; distoro devida ao
tratamento trmico.
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Erros microgeomtricos So os erros conhecidos como
rugosidade.
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Rugosidade o conjunto de irregularidades, isto , pequenas
salincias e reentrncias que caracterizam uma superfcie. Essas
irregularidades podem ser avaliadas com aparelhos eletrnicos, a
exemplo do rugosmetro. A rugosidade desempenha um papel importante
no comportamento dos componentes mecnicos.
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Ela influi na: qualidade de deslizamento; resistncia ao
desgaste; possibilidade de ajuste do acoplamento forado; resistncia
oferecida pela superfcie ao escoamento de fluidos e
lubrificantes;
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qualidade de aderncia que a estrutura oferece s camadas
protetoras; resistncia corroso e fadiga; vedao; aparncia.
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A grandeza, a orientao e o grau de irregularidade da rugosidade
podem indicar suas causas que, entre outras, so: imperfeies nos
mecanismos das mquinas- ferramenta; vibraes no sistema
pea-ferramenta; desgaste das ferramentas; o prprio mtodo de
conformao da pea.
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Conceitos bsicos Para estudar e criar sistemas de avaliao do
estado da superfcie, necessrio definir previamente diversos termos
e conceitos que possam criar uma linguagem apropriada. Com essa
finalidade utilizaremos as definies da norma NBR 6405/1988.
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Superfcie geomtrica Superfcie ideal prescrita no projeto, na
qual no existem erros de forma e acabamento. Por exemplo:
superfcies plana, cilndrica etc., que sejam, por definio,
perfeitas. Na realidade, isso no existe; trata-se apenas de uma
referncia.
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Superfcie real Superfcie que limita o corpo e o separa do meio
que o envolve. a superfcie que resulta do mtodo empregado na sua
produo. Por exemplo: torneamento, retfica, ataque qumico etc.
Superfcie que podemos ver e tocar.
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Superfcie efetiva Superfcie avaliada pela tcnica de medio, com
forma aproximada da superfcie real de uma pea. a superfcie
apresentada e analisada pelo aparelho de medio. importante
esclarecer que existem diferentes sistemas e condies de medio que
apresentam diferentes superfcies efetivas.
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Perfil geomtrico Interseo da superfcie geomtrica com um plano
perpendicular. Por exemplo: uma superfcie plana perfeita, cortada
por um plano perpendicular, originar um perfil geomtrico que ser
uma linha reta.
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Perfil real Interseco da superfcie real com um plano
perpendicular. Neste caso, o plano perpendicular (imaginrio) cortar
a superfcie que resultou do mtodo de usinagem e originar uma linha
irregular.
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Perfil efetivo Imagem aproximada do perfil real, obtido por um
meio de avaliao ou medio. Por exemplo: o perfil apresentado por um
registro grfico, sem qualquer filtragem e com as limitaes atuais da
eletrnica.
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Perfil de rugosidade Obtido a partir do perfil efetivo, por um
instrumento de avaliao, aps filtragem. o perfil apresentado por um
registro grfico, depois de uma filtragem para eliminar a ondulao
qual se sobrepe geralmente a rugosidade.
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Composio da superfcie Tomando-se uma pequena poro da superfcie,
observam-se certos elementos que a compem. A figura representa um
perfil efetivo de uma superfcie, e servir de exemplo para salientar
os elementos que compem a textura superficial, decompondo o
perfil.
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(A) Rugosidade ou textura primria o conjunto das
irregularidades causadas pelo processo de produo, que so as
impresses deixadas pela ferramenta (fresa, pastilha, rolo
laminador, etc.). Lembrete: a rugosidade tambm chamada de erro
microgeomtrico.
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(B) Ondulao ou textura secundria o conjunto das irregularidades
causadas por vibraes ou deflexes do sistema de produo ou do
tratamento trmico.
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(C) Orientao das irregularidades a direo geral dos componentes
da textura, e so classificados como: orientao ou perfil peridico -
quando os sulcos tm direes definidas; orientao ou perfil aperidico
- quando os sulcos no tm direes definidas.
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(D) Passo das irregularidades a mdia das distncias entre as
salincias. D1: passo das irregularidades da textura primria; D2:
passo das irregularidades da textura secundria. O passo pode ser
designado pela freqncia das irregularidades. (E) Altura ou
amplitude das irregularidades. Examinamos somente as
irregularidades da textura primria.
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Critrios para avaliar a rugosidade Comprimento de amostragem
(Cut off) Toma-se o perfil efetivo de uma superfcie num comprimento
lm, comprimento total de avaliao. Chama-se o comprimento le de
comprimento de amostragem (NBR 6405/1988). O comprimento de
amostragem nos aparelhos eletrnicos, chamado de cut-off (le), no
deve ser confundido com a distncia total (lt) percorrida pelo
apalpador sobre a superfcie.
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recomendado pela norma ISO que os rugosmetros devam medir 5
comprimentos de amostragem e devem indicar o valor mdio.
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A distncia percorrida pelo apalpador dever ser igual a 5 le
mais a distncia para atingir a velocidade de medio lv e para a
parada do apalpador lm. Como o perfil apresenta rugosidade e
ondulao, o comprimento de amostragem filtra a ondulao.
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A rugosidade H2 maior, pois le2 incorpora ondulao. A rugosidade
H1 menor, pois, como o comprimento le1 menor, ele filtra a
ondulao.
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Sistemas de medio da rugosidade superficial So usados dois
sistemas bsicos de medida: o da linha mdia M e o da envolvente E. O
sistema da linha mdia o mais utilizado. Alguns pases adotam ambos
os sistemas. No Brasil - pelas Normas ABNT NBR 6405/1988 e NBR
8404/1984 -, adotado o sistema M.
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Sistema M No sistema da linha mdia, ou sistema M, todas as
grandezas da medio da rugosidade so definidas a partir do seguinte
conceito de linha mdia: Linha mdia a linha paralela direo geral do
perfil, no comprimento da amostragem, de tal modo que a soma das
reas superiores, compreendidas entre ela e o perfil efetivo, seja
igual soma das reas inferiores, no comprimento da amostragem
(le).
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A1 e A2 reas acima da linha mdia = A3 rea abaixo da linha
mdia.