RUGOSIDADERUGOSIDADE

A necessidade de fabricaA necessidade de fabricaçção de produtos ão de produtos cada vez menores, mais leves, com maior exatidão cada vez menores, mais leves, com maior exatidão e, se posse, se possíível, com baixo custo, tem vel, com baixo custo, tem constantemente lanconstantemente lanççado desafios ado desafios àà engenharia de engenharia de fabricafabricaçção. ão.

Os componentes de construOs componentes de construçção mecânica, ão mecânica, pelas exigências da moderna tecnologia, vêm se pelas exigências da moderna tecnologia, vêm se caracterizando pela crescente precisão do caracterizando pela crescente precisão do acabamento superficial e emprego de folgas cada acabamento superficial e emprego de folgas cada vez sob maior controle.vez sob maior controle.

Essas exigências são tanto mais Essas exigências são tanto mais importantes quanto se considerar os ajustes, o importantes quanto se considerar os ajustes, o atrito, o desgaste, a corrosão, aparência, atrito, o desgaste, a corrosão, aparência, resistência resistência àà fadiga, escoamento de fluidos fadiga, escoamento de fluidos (paredes de tubos e dutos) etc., ou seja, as (paredes de tubos e dutos) etc., ou seja, as ocorrências que normalmente se verificam na ocorrências que normalmente se verificam na montagem das pemontagem das peçças ou quando estas estão em as ou quando estas estão em serviserviçço.o.

Com o desenvolvimento dos Com o desenvolvimento dos equipamentos de alta precisão um bom equipamentos de alta precisão um bom acabamento superficial das peacabamento superficial das peçças usinadas, as usinadas, utilizadas em suas montagens, tornouutilizadas em suas montagens, tornou--se um se um item obrigatitem obrigatóório. rio.

Portanto o estudo do acabamento Portanto o estudo do acabamento superficial nesses materiais se justifica devido superficial nesses materiais se justifica devido àà influência deste nas condiinfluência deste nas condiçções de ões de funcionamento e na confiabilidade dos funcionamento e na confiabilidade dos componentes mecânicos, sendo por isso um componentes mecânicos, sendo por isso um dos principais itens analisados no estudo de dos principais itens analisados no estudo de integridade superficial de componentes integridade superficial de componentes usinados. usinados.

O acabamento superficial O acabamento superficial éé medido atravmedido atravéés s dos erros ou desvios apresentados pela pedos erros ou desvios apresentados pela peçça apa apóós s sua fabricasua fabricaçção.ão.

Estes erros ou desvios podem ser Estes erros ou desvios podem ser classificados em:classificados em:

-- Erros Erros MacrogeomMacrogeoméétricostricos ee

-- Erros Erros MicrogeomMicrogeoméétricostricos..

ERROS ERROS MACROGEOMMACROGEOMÉÉTRICOSTRICOS

XX

ERROS ERROS MICROGEOMMICROGEOMÉÉTRICOSTRICOS

• Erros Macrogeométricos:

- Retitude;

- Circularidade;

- Cilindricidade;

- Planeza, etc.

• Erros Microgeométricos:

- Rugosidade.

Erros MacrogeomErros Macrogeoméétricostricos

Erros Erros MicrogeomMicrogeoméétricostricos

O que O que éé rugosidade?rugosidade?

ÉÉ o conjunto de irregularidades, isto o conjunto de irregularidades, isto éé, pequenas , pequenas saliências e reentrâncias que caracterizam uma superfsaliências e reentrâncias que caracterizam uma superfíície. cie.

Rugosidade ou textura primRugosidade ou textura primáária ria éé caracterizada por caracterizada por Sulcos ou marcas deixados pelo agente que atacou a superfSulcos ou marcas deixados pelo agente que atacou a superfíície cie durante a usinagem (ferramenta de tornear, rebolo, etc.).durante a usinagem (ferramenta de tornear, rebolo, etc.).

Ou pelos parâmetros de corte (Profundidade de corte, Ou pelos parâmetros de corte (Profundidade de corte, avanavançço, velocidade de corte, lubrificao, velocidade de corte, lubrificaçção x refrigeraão x refrigeraçção, etc.)ão, etc.)

A rugosidade desempenha um papel importante no A rugosidade desempenha um papel importante no comportamento dos componentes mecânicos, sendo hoje um comportamento dos componentes mecânicos, sendo hoje um dos principais itens de avaliados principais itens de avaliaçção de processos de fabricaão de processos de fabricaçção.ão.

O que é rugosidade?

Conceitos fundamentais:

- Superfície geométrica;

- Superfície real.

Superfície Efetiva

Perfil geométrico

Perfil real

Perfil efetivo

•• A rugosidade da superfA rugosidade da superfíície tecie teóórica que rica que éé o resultado o resultado da geometria da ferramenta e do avanda geometria da ferramenta e do avançço;o;

•• A rugosidade da superfA rugosidade da superfíície final, obtida durante a cie final, obtida durante a operaoperaçção de usinagem, pode ser considerada como a soma ão de usinagem, pode ser considerada como a soma de dois efeitos independentes:de dois efeitos independentes:

•• A rugosidade da superfA rugosidade da superfíície real que cie real que éé o resultado das o resultado das irregularidades da operairregularidades da operaçção de corte. ão de corte.

ComparaComparaçção da superfão da superfíície tecie teóórica com a superfrica com a superfíície real obtida cie real obtida em operaem operaçções de torneamento ões de torneamento

Qual importância da Qual importância da rugosidade?rugosidade?

Qual importância da

rugosidade?

-- Qualidade de deslizamento;Qualidade de deslizamento;

-- Resistência ao desgaste;Resistência ao desgaste;

-- Possibilidade de ajuste do acoplamento Possibilidade de ajuste do acoplamento forforççado;ado;

-- Resistência oferecida pela superfResistência oferecida pela superfíície ao cie ao escoamento de fluidos e lubrificantes;escoamento de fluidos e lubrificantes;

Qual importância da

rugosidade?

-- Qualidade de aderência que a estrutura oferece Qualidade de aderência que a estrutura oferece ààs camadas protetoras;s camadas protetoras;

-- Resistência Resistência àà corrosão e corrosão e àà fadiga;fadiga;

-- VedaVedaçção;ão;

-- Aparência.Aparência.

O que causa a Rugosidade?O que causa a Rugosidade?

O que causa a

Rugosidade?

-- ImperfeiImperfeiçções nos mecanismos das mões nos mecanismos das mááquinasquinas--ferramenta;ferramenta;

-- VibraVibraçções no sistema peões no sistema peççaa--ferramenta;ferramenta;

-- Desgaste das ferramentas;Desgaste das ferramentas;

-- O prO próóprio mprio méétodo de fabricatodo de fabricaçção da peão da peçça.a.

São vSão váários os parâmetros de usinagem que rios os parâmetros de usinagem que influenciam o acabamento superficial, entre eles influenciam o acabamento superficial, entre eles podepode--se citar: geometria da ferramenta de corte; se citar: geometria da ferramenta de corte; geometria da pegeometria da peçça; rigidez da ma; rigidez da mááquina quina ferramenta; material da peferramenta; material da peçça; material da a; material da ferramenta; condiferramenta; condiçções de corte.ões de corte.

No que se refere No que se refere ààs condis condiçções de corte, os ões de corte, os parâmetros mais influentes são: o avanparâmetros mais influentes são: o avançço (o (ff), a ), a profundidade de corte (ap), e por fim a velocidade profundidade de corte (ap), e por fim a velocidade de corte (vc).de corte (vc).

A seguir seguem alguns resultados A seguir seguem alguns resultados da influência dos parâmetros de da influência dos parâmetros de usinagem, quanto a rugosidade usinagem, quanto a rugosidade ““RaRa”” e e ““RyRy”” na usinagem de um ana usinagem de um açço ABNT 4340 o ABNT 4340 com pastilhas de metal duro recobertas:com pastilhas de metal duro recobertas:

Rugosidade x Velocidade de corteRugosidade x Velocidade de corte

Rugosidade x Velocidade de corteRugosidade x Velocidade de corte

Rugosidade x Profundidade de corteRugosidade x Profundidade de corte

Rugosidade x avanRugosidade x avanççoo

Perfil tePerfil teóórico da rugosidade de uma perico da rugosidade de uma peçça a torneadatorneada

Conceitos para mediConceitos para mediçção da ão da rugosidade:rugosidade:

Comprimento de amostragem (Cut off)

Eliminação de erros Macrogeometricos através do Cut off

Linha média é a linha paralela à direção geral do perfil, no comprimento da amostragem, de tal modo que a soma das áreas superiores, compreendidas entre ela e o perfil efetivo, seja igual à soma das áreas inferiores, no comprimento da amostragem

A1+A2 = A3

Ra (Ra (roughnessroughness averageaverage) significa rugosidade m) significa rugosidade méédia;dia;

CLA (CLA (centercenter lineline averageaverage) significa centro da linha m) significa centro da linha méédiadia

Rugosidade média (Ra)

Rugosidade máxima (Ry)

EstEstáá definido como o maior valor das rugosidades definido como o maior valor das rugosidades parciais (parciais (ZiZi) que se apresenta no percurso de medi) que se apresenta no percurso de mediçção (ão (lmlm). Por ). Por exemplo: na figura , o maior valor parcial exemplo: na figura , o maior valor parcial éé o Z3, que esto Z3, que estáálocalizado no 3localizado no 3oo cut off, e que corresponde cut off, e que corresponde àà rugosidade rugosidade RyRy..

Rugosidade total (Rt)

Corresponde Corresponde àà distância vertical entre o pico mais alto e o distância vertical entre o pico mais alto e o vale mais profundo no comprimento de avaliavale mais profundo no comprimento de avaliaçção (ão (lmlm), ), independentemente dos valores de rugosidade parcial (independentemente dos valores de rugosidade parcial (ZiZi). Na ). Na figura abaixo, podefigura abaixo, pode--se observar que o pico mais alto estse observar que o pico mais alto estáá no no retângulo Z1, e que o vale mais fundo encontraretângulo Z1, e que o vale mais fundo encontra--se no retângulo se no retângulo Z3. Ambos configuram a profundidade total da rugosidade Rt.Z3. Ambos configuram a profundidade total da rugosidade Rt.

Rugosidade média (Rz)

Corresponde Corresponde àà mméédia aritmdia aritméética dos cinco valores de tica dos cinco valores de rugosidade parcial. Rugosidade parcial (Z i) rugosidade parcial. Rugosidade parcial (Z i) éé a soma dos valores a soma dos valores absolutos das ordenadas dos pontos de maior afastamento, absolutos das ordenadas dos pontos de maior afastamento, acima e abaixo da linha macima e abaixo da linha méédia, existentes no comprimento de dia, existentes no comprimento de amostragem (amostragem (cut offcut off). Na representa). Na representaçção grão grááfica do perfil, esse fica do perfil, esse valor corresponde valor corresponde àà altura entre os pontos maltura entre os pontos mááximo e mximo e míínimo do nimo do perfil, no comprimento de amostragem (perfil, no comprimento de amostragem (lele). ).

Indicação nos desenhos

Os símbolos e inscrições devem estar orientados de maneira que possam ser lidos tanto com o desenho na posição normal como pelo lado direito.

TIPOS DE APARELHOS DE MEDITIPOS DE APARELHOS DE MEDIÇÇÃO ÃO DE RUGOSIDADEDE RUGOSIDADE

Rugosímetro•• Com apalpador mecânico tipo estilete;Com apalpador mecânico tipo estilete;

•• Sonda Sonda óótica tipo seguidor com transdutor tica tipo seguidor com transdutor do tipo indutivo.do tipo indutivo.

Esquema de um apalpador mecânico tipo estilete Esquema de um apalpador mecânico tipo estilete com patim e transdutor do tipo indutivocom patim e transdutor do tipo indutivo

Esquema de uma sonda Esquema de uma sonda óótica tipo seguidor com tica tipo seguidor com transdutor do tipo indutivotransdutor do tipo indutivo

ERROS DE MEDIERROS DE MEDIÇÇÃOÃO

Erros na representaErros na representaçção de um perfil ocasionados pela ão de um perfil ocasionados pela geometria da ponta do estiletegeometria da ponta do estilete

- Erros de forma do perfil;

- Desgaste da ponta do estilete;

- Dificuldade de medição em materiais macios;

- etc.

ComparaComparaçção entre as capacidades de penetraão entre as capacidades de penetraçção ão nos vãos de um perfil, para a ponta de um estilete nos vãos de um perfil, para a ponta de um estilete mecânico e para o feixe laser de uma sonda mecânico e para o feixe laser de uma sonda óópticaptica

RyRy == Ra =Ra =

CCáálculos de Rugosidadelculos de Rugosidade

Tecnologia WIPERTecnologia WIPER