Aula 04 Epg - Usinagem - Rugosidade

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<p>1</p> <p>HISTRICO:Quando o homem primitivo fabricou a ferramenta, ele j tinha conhecimento da importncia do acabamento das superfcies. A pea usada para moldar ou afinar o corte devia possuir uma superfcie de desbaste e o corte da ferramenta devia ser fino e regular. Depois, ele fabricou a primeira roda e, desde esse tempo, tem procurado a perfeio. A moderna industrializao, por razes econmicas, tornou o termo rugosidade superficial muito difundido. Atualmente ainda usado o controle visual , quando observamos o acabamento de uma superfcie, e o controle ttil quando comparamos este acabamento com placas padro de rugosidade. Entretanto esta prtica nos fornece uma informao grosseira do estado da superfcie examinada. Meios mecnicos e ptico-mecnicos tambm j foram utilizados para fazer levantamento de superfcies e registr-los em papel, com ampliaes apreciveis. Dessa forma, poder-seia analisar o grfico para fazer o julgamento da superfcie. Apesar disso, ainda no havia sido alcanada uma soluo satisfatria para dois problemas importantes: representar a qualidade da superfcie por um nmero e ser um processo rpido de avaliao. Os microscpios eletrnicos tambm so empregados para estudo de laboratrios como mtodo comparativo. Eles do bons subsdios, principalmente em estudos de desgastes. Porm, para utilizao em escala industrial, no apresentam viabilidade de uso.2</p> <p>O aparelho ento criado foi chamado de RUGOSMETRO; pois era destinado avaliao da rugosidade ou textura primria simplesmente. Com o tempo, apareceram tambm os critrios para avaliao da textura secundria ou ondulao, e muitos aparelhos evoluram para essa nova dimenso. Mesmo assim, por comodidade, conservou-se o nome genrico do rugosmetro tambm para esses aparelhos que alm da rugosidade mediam tambm a ondulao. Os aparelhos em uso, tanto nos laboratrios como nas linhas de produo, so os eletrnicos, que podem ser classificados em dois grandes grupos: - Aparelhos que fornecem somente a leitura dos parmetros de rugosidade.</p> <p>- Aparelhos que, alm da leitura, permitem o registro, em papel, do perfil efetivo dasuperfcie. Os primeiros so mais empregados em linhas de produo, enquanto os segundos tem mais uso nos laboratrios. Isso porque apresentam um grfico importante para anlise mais profunda da textura.3</p> <p>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 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. Alm disso, existem as superfcies controladas a partir de normas que estabelecem um valor mximo para sua comercializao. Ex: Padres de massa 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 perfeita que sejam, apresentam irregularidades. Essas irregularidades, compreendem dois grupos de erros: erros macrogeomtricos e erros microgeomtricos; 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. Erros microgeomtricos: So erros ocasionados pela direo de trabalho das ferramentas de corte e acabamento geralmente imperceptveis para o olho humano, denominados rugosidade, que necessitam de equipamentos especiais para sua verificao precisa.4</p> <p>Rugosidade: o conjunto de irregularidades, isto , pequenas salincias e reentrncias que caracterizam uma superfcie. Essas irregularidades podem ser avaliadas com aparelhos eletrnicos, exemplo o rugosmetro. A rugosidade desempenha um papel importante nos componentes mecnicos.</p> <p>Principais influncias: Qualidade de deslizamento; Resistncia ao desgaste; Possibilidade de ajuste forado; Resistncia oferecida pela superfcie ao escoamento de fluidos e lubrificantes; Qualidade de aderncia que a estrutura oferece s camadas protetoras; Resistncia corroso e fadiga; Vedao; Aparncia.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, desgaste das ferramentas, o prprio mtodo de conformao das peas.</p> <p>5</p> <p>RUGOSMETRO: o instrumento ou equipamento que permite a deteco bidimensional de uma superfcie. Possui um componente denominado caneta ou ponta, que percorre normal superfcie em velocidade constante.</p> <p>6</p> <p>CONCEITOS BSICOS Superfcie geomtrica: Superfcie ideal prescrita no projeto, na qual no existem erros de forma e acabamento. Por exemplo: superfcie plana, cilndrica etc., que sejam, por definio, perfeitas. Na realidade, isso no existe; trata-se apenas de uma definio. 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, retifica, ataque qumico etc. Superfcie que podemos ver e tocar. 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.7</p> <p>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. Perfil Real: Interseo 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. Perfil efetivo: Imagem aproximada do perfil real, obtido por um meio de avaliao ou medio. Ex.: o perfil obtido pelo registro grfico de um rugosmetro, sem filtragem de ondulaes.8</p> <p>Perfil de rugosidade: Obtido a partir do perfil efetivo, por um instrumento de avaliao, aps filtragem. o perfil apresentado por um grfico, depois de uma filtragem para eliminar a ondulao qual se sobrepe geralmente a rugosidade. Tomando-se uma pequena poro da superfcie, observam-se certos elementos que a compem.</p> <p>COMPOSIO DA SUPERFCIE:</p> <p>9</p> <p>Rugosidade ou textura primria: o conjunto de irregularidades causadas pelo processo de produo, que so as impresses deixadas pela ferramenta. Lembre-se que a rugosidade tambm chamada de erro geomtrico. Ondulao ou textura secundria: o conjunto das irregularidades causadas por vibraes ou deflexes do sistema de produo ou tratamento trmico. 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. Passo das irregularidades: a mdia das distncias entre as salincias. 1) passo textura primria 2) passo textura secundria O passo pode ser designado pela frequncia das irregularidades. Altura ou Amplitude das Irregularidades: Neste caso examinamos somente as Irregularidades da textura primria.10</p> <p>CRITRIOS PARA AVALIAR A RUGOSIDADE Comprimento de amostragem (Cut off) (le) NBR-6405: Toma-se o perfil efetivo de uma superfcie num comprimento (lm), comprimento total de avaliao. Chama-se o comprimento (le) de comprimento de amostragem. 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.</p> <p>Comprimentos para avaliao de rugosidade: 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(ln). Como o perfil apresenta rugosidade e ondulao, o comprimento de amostragem filtra a ondulao. Obs: recomendado pela norma ISO, que os rugosmetros devam medir 5 comprimentos de amostragem e indicar o valor mdio.11</p> <p>Como o perfil apresenta rugosidade e ondulao, o comprimento de amostragem filtra a ondulao; -A rugosidade H2 maior, pois (le2) incorpora ondulao. pois, como o comprimento (le1) -A rugosidade H1 menor, menor, ele filtra a ondulao.</p> <p>Sistemas de medio da rugosidade superficial utilizado um sistema bsico de medida: o Sistema da linha mdia M. Esse sistema da Linha Mdia o mais utilizado. Sistema da Linha Mdia 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).12</p> <p>Parmetros de rugosidade: A superfcie de peas apresenta perfis bastante diferentes entre si. As salincias e reentrncias (rugosidades) 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.</p> <p>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 Rugosidade mdia (Ra) 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).13</p> <p>Aplicaes da Rugosidade Mdias Ra:</p> <p>Quando for necessrio o controle contnuo da rugosidade nas linhas de produo. Em superfcies em que o acabamento apresenta sulcos de usinagem bem Em superfcies de pouca responsabilidade, como nos casos: na produo; orientados (torneamento, fresagem etc.); com fins apenas estticos.Vantagens do parmetro Ra:</p> <p> o parmetro de medio mais utilizado em todo o mundo. aplicvel na maioria dos processos de fabricao. Devido a sua grande utilizao, quase todos os equipamentos apresentam esse parmetro (de forma analgica ou digital eletrnica). 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.Desvantagens do parmetro Ra 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. Valor de Ra no define a forma da irregularidade do perfil. Dessa forma, poderemos ter um valor de Ra para superfcies originadas de processos diferentes de usinagem. Nenhuma distino feita entre picos e vales. Para alguns processos de fabricao com freqncia muito alta de vales ou picos, como o caso dos sintetizados, o parmetro no adequado, j que a distoro, provocada pelo filtro eleva o erro a altos nveis.14</p> <p>INDICAO DA RUGOSIDADE Ra PELOS NMEROS DE CLASSE Estado de superfcies em Desenhos Tcnicos esclarece que a caracterstica principal (o valor) da rugosidade Ra pode ser indicada pelo nmero da classe de rugosidade correspondente, conforme tabela a seguir =&gt;</p> <p>Classe da rugosidade: Na mediao da rugosidade, so recomendados valores para o comprimento da amostragem, conforme tabela abaixo. (valor em m)</p> <p>15</p> <p>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).</p> <p>16</p> <p>SIMBOLOGIA DA RUGOSIDADE NO DESENHO TCNICO:</p> <p>Smbolo de rugosidade sem indicao</p> <p>Esses smbolos podem ser combinados entre si, ou utilizados em combinao com os smbolos que tenham a indicao da caracterstica principal da rugosidade Ra.</p> <p>Smbolo de rugosidade com indicao da caracterstica principal da rugosidade Ra17</p> <p>Indicaes do estado de superfcie no smbolo:</p> <p>Cada uma das indicaes do estado de superfcie e disposta em relao ao smbolo. Indicaes do estado de superfcie;a = valor da rugosidade Ra, em m, ou classe de rugosidade N1 at N12 b = mtodo de fabricao, tratamento ou revestimento</p> <p>c = comprimento de amostra em milmetro (cut off)d = direo de estrias e = sobremetal para usinagem, em milmetros (mm) f = outros parmetros de rugosidade (entre parnteses )</p> <p>Indicao nos desenhos =&gt;</p> <p>Os smbolos e inscries devem estar orientados de maneira que possam ser lidos tanto com o desenho na posio normal como pelo lado direito.</p> <p>18</p> <p>SMBOLOS DE RUGOSIDADE PARA DIREO DE ESTRIAS:</p> <p>Direo das estrias =&gt; Se for necessrio definir uma direo das estrias que no esteja claramente definida por um desses smbolos, ela deve estar descrita no desenho por uma nota adicional. A direo das estrias e a direo predominante das irregularidades da superfcie, que geralmente resultam do processo de fabricao utilizado.</p> <p>19</p> <p>RUGOSIDADES TPICAS DE ALGUNS PROCESSOS:</p> <p>20</p> <p>Elementos e esquema de funcionamento de um rugosmetro:</p> <p>21</p>