UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ - UNIFEI

INSTITUTO DE ENGENHARIA MECÂNICA - IEM

Otacilio Pedro dos Santos Filho – 24557

Eduardo Augusto Nogueira Mafra – 24971

Tiago Scaranello Carreira – 24671

Leonardo Cobra Branco – 24265

Raul Coutinho Costa – 23961

Bernardo de Carvalho Brissac Lamin – 24417

TRABALHO DE DES204: ACABAMENTO SUPERFICIAL DAS PEÇAS – RUGOSIDADE

ITAJUBÁ

2ºSEMESTRE/2012

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ - UNIFEI

INSTITUTO DE ENGENHARIA MECÂNICA - IEM

Otacilio Pedro dos Santos Filho – 24557

Eduardo Augusto Nogueira Mafra – 24971

Tiago Scaranello Carreira – 24671

Leonardo Cobra Branco – 24265

Raul Coutinho Costa 23961

Bernardo de Carvalho Brissac Lamin – 24417

TRABALHO DE DES204: ACABAMENTO SUPERFICIAL DAS PEÇAS – RUGOSIDADE

ITAJUBÁ

2ºSEMESTRE/2012

Trabalho submetido a prof. Maris Stela do

Carmo Silveira, como requisito parcial para

aprovação na disciplina de DES204 do curso

de graduação em Engenharia Mecânica da

Universidade Federal de Itajubá.

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 3

2 OBJETIVO 5

3 CLASSE DE RUGOSIDADE 6

3.1 RUGOSIDADE MÉDIA (Ra) 6

4 SIMBOLOGIA DA RUGOSIDADE EM DESENHOS TÉCNICOS 9

5 EXEMPLOS DE RUGOSIDADE 11

6 O APARELHO RUGOSÍMETRO 13

7 COMENTARIOS 15

8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 16

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1 INTRODUÇÃO

As superfícies de peças apresentam irregularidades quando observadas em

detalhes. Estas irregularidades são provocadas por sulcos ou marcas deixadas pela

ferramenta que atuou sobre a superfície da peça.

A importância do estudo do acabamento superficial aumenta na medida em

que cresce a precisão de ajuste entre as peças a serem acopladas, onde somente a

precisão dimensional, de forma e de posição não é suficiente para garantir a

funcionabilidade do par acoplado.

O acabamento superficial é fundamental onde houver desgaste, atrito,

corrosão, aparência, resistência à fadiga, transmissão de calor, propriedades óticas,

escoamento de fluidos e superfícies de medição (blocos- padrão, micrômetros,

paquímetros, etc.). O acabamento superficial é medido através da rugosidade

superficial, a qual é expresso em microns (mm ou m).

No Brasil, os conceitos de rugosidade superficial são definidos pela norma

ABNT NBR 6405-1985.

A rugosidade superficial é função do tipo de acabamento, da máquina-

ferramenta ou do processo de fabricação utilizado. Na an álise dos desvios da

superfície real em relação à superfície geométrica (ideal, de projeto), pode-se

distinguir os seguintes erros:

Erros macro-geométricos ou erros de forma: Podem ser medidos com

instrumentos de medição convencionais.

Erros micro-geométricos : Podem ser medidos somente com

instrumentos especiais tais como rugosímetros, perfilógrafos. Este s

instrumentos podem ser óticos, a laser ou eletromecânicos.

A Figura 1 mostra a medição da rugosidade superficial através de um

rugosímetro eletro-mecânico.

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Fig. 1.1: Rugosímetro eletro-mecânico

A Figura 2 mostra um resultado de uma medição real obtida através de um

rugosímetro semelhante ao da Figura 1.

Figura 2: Resultado da medição com um rugosímetro eletro-mecânico

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2 OBJETIVOS

O objetivo deste trabalho foi aprofundar nosso conhecimento sobre as normas

de especificação e sobre o tema de rugosidade, nos apresentando assuntos como

as classes de rugosidade, a representação simbológica, demonstrações de

exemplos como também uma apresentação ao rugosímetro.

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3 CLASSE DE RUGOSIDADE

A superfície de peças apresenta perfis bastante diferentes entre si. As

saliências e reentrâncias (rugosidade) são irregulares. Para dar acabamento

adequado às superfícies é necessário, portanto, determinar o nível em que elas

devem ser usinadas, ou seja, deve-se adotar um parâmetro que possibilite avaliar a

rugosidade. É o que vamos estudar nesta aula.

3.1 RUGOSIDADE MÉDIA (Ra)

É a média aritmética dos valores absolutos das ordenadas de afastamento

(yi), dos pontos do perfil de rugosidade em relação à linha média, dentro do percurso

de medição ( lm). Essa grandeza pode corresponder à altura de um retângulo, cuja

área é igual à soma absoluta das áreas delimitadas pelo perfil de rugosidade e pela

linha média, tendo por comprimento o percurso de medição ( lm).

Esse parâmetro é conhecido como: Ra (roughness average) significa

rugosidade média; CLA (center line average) significa centro da linha média, e é

adotado pela norma inglesa. A medida é expressa em micropolegadas (min =

microinch).

O parâmetro Ra pode ser usado nos seguintes casos:

•Quando for necessário o controle contínuo da rugosidade nas linhas de produção;

•Em superfícies em que o acabamento apresenta sulcos de usinagem bem

orientados (torneamento, fresagem etc.);

•Em superfícies de pouca responsabilidade, como no caso de acabamentos com fins

apenas estéticos.

Vantagens do uso do Ra

É o parâmetro de medição mais utilizado em todo o mundo. É aplicável à

maioria dos processos de fabricação. Devido a sua grande utilização, quase todos

os equipamentos apresentam esse parâmetro (de forma analógica ou digital

eletrônica).

Os riscos superficiais inerentes ao processo não alteram muito seu valor.

Para a maioria das superfícies, o valor da rugosidade nesse parâmetro está de

acordo com a curva de Gauss, que caracteriza a distribuição de amplitude.

Desvantagens do parâmetro Ra

O valor de Ra em um comprimento de amostragem indica a média da

rugosidade. Por isso, se um pico ou vale não típico aparecer na superfície, o valor

da média não sofrera grande alteração, ocultando o defeito.

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O valor de Ra não define a forma das irregularidades do perfil. Dessa forma,

poderemos ter um valor de Ra para superfícies originadas de processos diferentes

de usinagem.

Nenhuma distinção é feita entre picos e vales. Para alguns processos de

fabricação com frequência muito alta de vales ou picos, como é o caso dos

sintetizados, o parâmetro não é adequado, já que a distorção provocada pelo filtro

eleva o erro a altos níveis.

Indicação da rugosidade Ra pelos números de classe

A norma NBR 8404/1984 de indicação do Estado de Superfícies em

Desenhos Técnicos esclarece que a característica principal (o valor) da rugosidade

Ra pode ser indicada pelos números da classe de rugosidade correspondente,

conforme tabela a seguir.

Tabela 1

Classe de

Rugosidade

Rugosidade Ra

(valores em mm)

N12 50

N11 25

N10 12.5

N9 6.3

N8 3.2

N7 1.6

N6 0.8

N5 0.4

N4 0.2

N3 0.1

N2 0.05

N1 0.025

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O desvio médio aritmético é expresso em micrometro (m).

Medição da rugosidade (Ra)

Na medição da rugosidade, são recomendados valores para o comprimento da

amostragem.

Formula para a medição da rugosidade em Ra.

A rugosidade média Ra é definida por:

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4 SIMBOLOGIA DA RUGOSIDADE EM DESENHOS TÉCNICOS

A representação da rugosidade na peça é feita por meio de símbolos

predeterminados pela ABNT. A rugosidade expressa no material é na verdade a

Rugosidade Média (Ra), em µm, sempre expressa no interior do símbolo conforme a

Figura 1. Em alguns casos a Ra pode ser indicada pelos números de classe de

rugosidade correspondente conforme a Tabela 1 ao invés de simples medidas.

Tabela 2 – Característica da Rugosidade Média.

Figura 3 – Indicação da Rugosidade em Desenhos Técnicos.

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Como pudemos observar, existem outras especificações nas figuras da

Figura3. Essas anotações são conhecidas como indicações complementares. Para

colocarmos essas informações devemos acrescentar uma linha horizontal ao traço

maior do símbolo. Sobre essa linha será indicado o tipo de usinagem ou

acabamento (tornear, retificar, limpar com jato de areia, polir, etc.). Abaixo da linha

horizontal, pode-se identificar a orientação preferencial dos sulcos de usinagem. Na

Figura 4 seguem alguns exemplos do símbolo e das respectivas orientações dos

sulcos.

Figura 4 – Símbolos convencionais para indicação da orientação dos sulcos.

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5 EXEMPLOS DE RUGOSIDADE

Figura 5 - exemplos macroscópicos de rugosidade

Figura 6 - exemplos macroscópicos de rugosidade

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Figura 7 - exemplo microscópico de mudança de rugosidade

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6 O APARELHO RUGOSÍMETRO

Para entendermos melhor como funciona o rugosímetro, podemos compará-lo a

uma vitrola: nela o som é produzido quando a agulha entra em contato com o sulco

do disco, porém ao contrário da vitrola, o rugosímetro produz uma medida ou uma

imagem que representa a rugosidade da peça. Ele é muito usado na indústria para o

controle de superfície de peças de ferramentas, garantir um alto padrão de

qualidade nas medições e se destina a análise e resolução dos problemas de

rugosidade de superfícies.

1) Apalpador: parecido com uma agulha de vitrola, é também chamado de “pick-

up”. Sua função é deslizar sobre a superfície que será controlada, levando

sinais até a agulha exploradora das irregularidades.

2) Unidade de acionamento: é a parte que desloca o apalpador sobre a

superfície, numa velocidade constante e por uma distância desejável,

mantendo-o sempre na mesma direção.

3) Amplificador: contém a parte eletrônica principal, tem um indicador de leitura

que recebe os sinais da agulha, amplia-os, e depois calcula em função do

parâmetro escolhido.

4) Registrador: é um acessório do amplificador que, em alguns casos, é

incorporado a ele próprio e fornece a reprodução em papel do corte efetivo da

superfície.

Figura 8 - rugosímetro MITUTOYO SJ-201P/M

Como tudo na Mecânica, o processo de utilização do rugosímetro obedece a

determinados critérios e consiste no seguinte: percorrer a rugosidade com apalpador

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de formato normalizado, acompanhado de uma guia ou quartim, em relação ao qual

ele se move verticalmente.

Enquanto o apalpador acompanha a rugosidade, a guia ou quartim

acompanha as ondulações da superfície. O movimento da agulha é transformado

em impulsos elétricos e registrado no mostrador e no gráfico.

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7 COMENTARIOS

Realizando o trabalho foi possível a aprendizagem das normas referentes ao

acabamento das peças, dos diferentes acabamentos superficiais que cada processo

de fabricação proporciona e também o contato com as técnicas de medição da

rugosidade.

No decorrer do trabalho a interação entre os membros do grupo para a

realização das pesquisas em artigos, vídeos e outras fontes de conhecimento se fez

essencial. A relação interpessoal no meio acadêmico auxilia no ganho de

conhecimento e nesse trabalho vimos como a harmonia entre os indivíduos

potencializa a aprendizagem.

Além da assimilação desses conceitos de acabamento das peças, durante a

realização desse trabalho também foi possível aprender ainda mais sobre a

importância da organização, da liderança e a capacidade de se trocar informações

saudavelmente, habilidade essa importantíssima e necessária para o sucesso de um

profissional atual e que busca seu aperfeiçoamento na sociedade.

Figura 9 – A união faz a força

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8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=o2t2ydOEvKk>. Acesso

em: 10 dez. 2012.

Biblioteca Virtual de Teses e Dissertações da PUC Minas. Disponível em:

<http://www.sistemas.pucminas.br/BDP/SilverStream/Pages/pg_BDPPrin

cipal.html>. Acesso em: 10 dez. 2012.