Apostila de Controle Dimensional[1]

Educação Profissional

Curso Técnico em Mecânica

Módulo I – Mecânico Industrial

CONTROLE DIMENSIONAL

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Educação Profissional 1

SUMÁRIO

1 – METROLOGIA 04 1.1 – INTRODUÇÃO 04 1.2 – CONSIDERAÇÕES 04 1.3 – OBJETIVOS 04 1.4 – CONCEITO 05 1.5 - FINALIDADE DO CONTROLE 05 1.6 – MEDIÇÃO 05 1.7 – UNIDADE 06 1.8 – PADRÃO 06 1.9 - MÉTODO, INSTRUMENTO E OPERADOR 06

2 - UNIDADES DIMENSIONAIS 08 2.1 - UNIDADES DIMENSIONAIS LINEARES 08

3 - SISTEMA DE MEDIDAS 11 3.1 - TRANSFORMAÇÃO DE MEDIDAS 11

4 – ESCALA 15 4.1 - SISTEMA MÉTRICO 16 4.2 - SISTEMA INGLÊS 16 4.3 - ESCALA DE ENCOSTO 18 4.4 - CARACTERÍSTICAS DE BOA RÉGUA GRADUADA 19 4.5 – CONSERVAÇÃO 19 4.6 - GRADUAÇÃO DA ESCALA 19

5- PAQUÍMETRO 22 5.1 - PRINCÍPIO DE NÔNIO 15 5.2 - CÁLCULO DA RESOLUÇÃO 26 5.3 - ERROS DE LEITURA 27 5.4 – PARALAXE 27 5.5 - PRESSÃO DE MEDIÇÃO 27 5.6 - ERROS DE MEDIÇÃO 28 5.7 - USO DO VERNIER (NÔNIO) 31 5.8 - PROCESSO PARA COLOCAÇÃO DE MEDIDAS 32 5.9 - PROCESSO PARA A LEITURA DE MEDIDAS 33 5.10 – INSTRUMENTO 35 5.11 - MEDIR DIÂMETROS EXTERNOS 36 5.12 - LEITURA DA ESCALA FIXA 39 5.13 - USO DO VERNIER (NÔNIO) 40 5.14 - CÁLCULO DA RESOLUÇÃO 40 5.15 - LEITURA DE MEDIDAS 41 5.16 - INSTRUMENTO 41 5.17 – PAQUÍMETRO 42 5.18 - USO DO VERNIER (NÔNIO) 43 5.19 - LEITURA DE MEDIDAS 44 5.20 - MEDIÇÃO DE DIÂMETROS EXTERNOS 45




6 – MICRÔMETRO 46 6.1 - CARACTERÍSTICAS DO MICRÔMETRO 46 6.2 - TIPOS E USOS 47 6.3 - USO DO MICRÔMETRO 51 6.4 – RECOMENDAÇÕES 53 6.5 – CONSERVAÇÃO 53 6.6 - MICRÔMETRO - SISTEMA MÉTRICO DECIMAL 53 6.7 – INSTRUMENTO 57 6.8 - MEDIÇÃO DE DIÂMETRO EXTERNOS 62

7 - GONIÔMETRO – MEDIÇÃO ANGULAR 67 7.1 - UNIDADES DE MEDIÇÃO ANGULAR 67 7.2 – GONIÔMETRO 70 7.3 - TIPOS E USOS 70 7.4 - DIVISÃO ANGULAR 71 7.5 - LEITURA DO GONIÔMETRO 72 7.6 - UTILIZAÇÃO DO NÔNIO 72 7.7 - CÁLCULO DE RESOLUÇÃO 73 7.8 - PROCESSO DE EXECUÇÃO 74 7.9 – INSTRUMENTO 75

8 - RELÓGIO COMPARADOR 76 8.1 – PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 76 8.2 - MONTAGENS USUAIS DO COMPARADOR 77 8.3 - PRECAUÇÃO IMPORTANTE 78 8.4 - SISTEMA DE ENGRENAGEM 78 8.5 - SISTEMA DE ALAVANCA 78 8.6 - AMPLIFICAÇÃO MISTA 79 8.7 - LEITURA DO RELÓGIO 79 8.8 - CONTROLE DE RELÓGIO 80 8.9 – RECOMENDAÇÕES 80 8.10 - FINALIDADE DO SEU USO 80 8.11 - VERIFICAR PLANEZA E PARALELISMO 83 8.12 - DIMENSÕES COM INSTRUMENTOS DE DESLOCAMENTO VERTICAL (COMPARADOR CENTESIMAL)

84

9 - BLOCOS-PADRÃO E PEÇAS AUXILIARES 89 9.1 - A MEDIÇÃO COM BLOCOS-PADRÃO 89 9.2 - BLOCOS-PADRÃO E PEÇAS AUXILIARES 96 9.3 - CONSTITUIÇÃO DOS BLOCOS-PADRÃO E DOS BLOCOS PROTETORES 97 9.4 - CLASSIFICAÇÃO DOS BLOCOS 97 9.5 - SELEÇÃO DOS BLOCOS 98 9.6 - ADESÃO DOS BLOCOS 98 9.7 - ACESSÓRIOS PARA BLOCOS-PADRÃO 98 9.8 - UTILIZAÇÃO DOS BLOCOS E ACESSÓRIOS 99 9.9 - BLOCOS-PADRÃO ANGULARES 100 9.10 - CILINDROS E ESFERAS CALIBRADAS 100 9.11 - RECOMENDAÇÕES SOBRE SEU USO 101 9.12 - COMPARAR DIMENSÕES COM BLOCOS-PADRÃO 102 9.13 - PROCESSO DE EXECUÇÃO 102




10 - INSTRUMENTOS DE VERIFICAÇÃO E CONTROLE 103 10.1 - RÉGUAS DE CONTROLE 104 10.2 – RÉGUA DE FIO RETIFICADO 104 10.3 – RÉGUAS DE FACES RETIFICADAS OU RASQUETEADAS 104 10.4 - RÉGUA TRIANGULAR PLANA 104 10.5 – CUIDADOS 105 10.6 – ESQUADRO 105 10.7 - COMPASSOS DE PONTA E DE CENTRAR 106 10.8 – GRAMINHO 107 10.9 - MESA DE TRAÇAGEM E CONTROLE 109 10.10 - VERIFICADORES DE ÂNGULOS 110 10.11 - INSTRUMENTOS DE CONTROLE 113 10.12 - CALIBRADORES AJUSTÁVEIS 114 10.13 - NORMAS TÉCNICAS 122

11 - INSTRUMENTOS DE DESLOCAMENTO VERTICAL 124 11.1 - PAQUÍMETRO ESPECIAL 125 11.2 - MICRÔMETRO ÓTICO DE ALTURA 125 11.3 - MICRÔMETRO DE ALTURA 126

12 - TOLERÂNCIAS E AJUSTES 127 12.1 – DEFINIÇÕES 127 12.2 - SISTEMAS DE AJUSTES 130 12.3 - SISTEMA EIXO NORMAL (eixo base) 130 12.4 - SISTEMA FURO NORMAL (furo base) 130 12.5 - SISTEMA MISTO 131 12.6 – AJUSTE 131 12.7 - SISTEMA DE TOLERÂNCIA 133 12.8 – TOLERÂNCIA 134 12.9 - ZONA OU CAMPO DE TOLERÂNCIA 136 12.10 – MONTAGENS 135 12.11 – TOLERÂNCIA 140 12.12 - SISTEMA INTERNACIONAL I.S.O 141

13 - APARELHOS ELETRÔNICOS DE MEDIÇÃO 147 13.1 - TIPOS, CARACTERÍSTICAS E USO 147 13.2 – CARACTERÍSTICAS 148 13.3 - TIPOS E USOS 148

14 - ESTADO DAS SUPERFÍCIES 149 14.1 – RUGOSIDADE 149 14.2 - CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO DA TEXTURA SUPERFICIAL 149 14.3 - ESTADO DAS SUPERFÍCIES 162

BIBLIOGRAFIA 169




1 - METROLOGIA

1.1 - INTRODUÇÃO

O contato cotidiano com problemas de fabricação tem gerado a necessidade de busca de informações nas mais variadas literaturas e também, num grande número de vezes, a complementação e adaptação dessas informações para as condições operacionais do parque fabril brasileiro. O simples transporte de conceitos operacionais, usados em outros países, para qualquer sistema produtivo brasileiro pode acarretar sérios problemas, uma vez que os parâmetros que influem na análise de qualquer processo variam de um país para outro.

As dificuldades que se tem encontrado nesta rotina foram o motivo fundamental de se tentar agrupar estes conceitos de modo a facilitar seu uso, bem como ampliar as possibilidades de análise das mais variadas situações.

Esta apostila tem o objetivo de orientar o aluno sobre a Técnica de Produção Industrial, que trata de métodos de METROLOGIA dentro do CONTROLE DE QUALIDADE e ajudá-lo a seguir a Trajetória da Aprendizagem rumo a sua vida profissional.

Está inserido nesta apostila os conceitos fundamentais referentes às informações tecnológicas de cada instrumento de medição e as operações básicas sobre transformação de Unidades e Tolerância e Ajuste.

1.2 - CONSIDERAÇÕES

Dentro do campo de Mecânica, um dos setores em que encontramos bastante dificuldades é aquele que se refere a METROLOGIA dentro do CONTROLE DE QUALIDADE. De uma certa maneira, porque o assunto é um pouco complexo por sua natureza; pelo fato de se desejar valores exatos e precisos não oferece facilidades. Por outro lado, o que se encontra em bibliografias, ou é bastante confuso, ou é muito resumido.

Por estas razões, foi preparada esta apostila para facilitar a tarefa dos alunos envolvidos com este assunto.

1.3 - OBJETIVOS

O objetivo foi o de reunir uma série de dados e recomendações que possibilitasse ao aluno uma correta e rápida interpretação, sem consultas a outras partes ou elementos especializados.




1.4 - CONCEITO

A metrologia aplica-se a todas as grandezas determinadas e, em particular, às dimensões lineares e angulares das peças mecânicas. Nenhum processo de usinagem permite que se obtenha rigorosamente uma dimensão prefixada. Por essa razão, é necessário conhecer a grandeza do erro tolerável, antes de se escolherem os meios de fabricação e controle convenientes.

1.5 - FINALIDADE DO CONTROLE

Controle não tem por fim somente reter ou rejeitar os produtos fabricados fora das normas; destina-se, antes, a orientar a fabricação, evitando erros. Representa, por conseguinte, um fator importante na redução das despesas gerais e no acréscimo da produtividade.

Um controle eficaz deve ser total, isto é, deve ser exercido em todos os estágios de transformação da matéria, integrando-se nas operações depois de cada fase de usinagem.

Todas as operações de controle dimensional são realizadas por meio de aparelhos e instrumentos; devem-se, portanto, controlar não somente as peças fabricadas, mas também os aparelhos e instrumentos verificadores:

- de desgastes, nos verificadores com dimensões fixas;

- de regulagem, nos verificadores com dimensões variáveis.

Isto se aplica também às ferramentas, aos acessórios e às máquinas ferramentas utilizadas na fabricação.

1.6 - MEDIÇÃO

O conceito de medir traz, em si, uma idéia de comparação. Como só se podem comparar “coisas” da mesma espécie, cabe apresentar para a medição a seguinte definição, que, como as demais, está sujeita a contestações:

“Medir é comparar uma dada grandeza com outra da mesma espécie, tomada como unidade”.

Uma contestação que pode ser feita é aquela que se refere à medição de temperatura, pois, nesse caso, não se comparam grandezas, mas sim, estados.

A expressão “medida de temperatura”, embora consagrada, parece trazer em si alguma inexatidão: além de não ser grandeza, ela não resiste também a condição de soma e subtração, que pode ser considerada implícita na própria definição de medir.

Quando se diz que um determinado comprimento tem dois metros, pode-se afirmar que ele é a metade de outro de quatro metros; entretanto, não se pode afirmar que a temperatura de quarenta graus centígrados é duas vezes maior que uma de vinte graus, e nem a metade de outra de oitenta.

Portanto, para se medir um comprimento, deve-se primeiramente escolher outro que sirva como unidade e verificar quantas vezes a unidade cabe dentro do comprimento por medir. Uma superfície só pode ser medida com unidade de superfície; um volume, com unidade de volume; uma velocidade, com unidade de velocidade; uma pressão, com unidade de pressão, etc.




1.7 - UNIDADE

Entende-se por unidade um determinado valor em função do qual outros valores são enunciados.

Usando-se a unidade METRO, pode-se dizer, por exemplo, qual é o comprimento de um corredor. A unidade é fixada por definição e independe do prevalecimento de condições físicas como temperatura, grau higroscópico (umidade), pressão, etc.

1.8 - PADRÃO

O padrão é a materialização da unidade; é influenciada por condições físicas, podendo-se mesmo dizes que é a materialização da unidade, somente sob condições específicas. O mesmo padrão, por exemplo, tem o comprimento de um metro, somente quando este a uma determinada temperatura, a uma determinada pressão e suportado, também, de um modo definido. É óbvio que a mudança de qualquer uma dessas condições alterará o comprimento original.

1.9 - MÉTODO, INSTRUMENTO E OPERADOR

Um dos mais significativos índices de processo, em todos os ramos da atividade humana, é a perfeição dos processos metrológicos que neles se empregam. Principalmente no domínio da técnica, a Metrologia é de importância transcendental.

O sucessivo aumento de produção e a melhoria de qualidade requerem um ininterrupto desenvolvimento e aperfeiçoamento na técnica de medição; quanto maiores são as exigências, com referência à qualidade e ao rendimento, maiores são as necessidades de aparatos, ferramentas de medição e elementos capazes.

Na tomada de quaisquer medidas, devem ser considerados três elementos fundamentais: o método, o instrumento e o operador.

1.9.1 – Método

a) MEDIÇÃO DIRETA

Consiste em avaliar a grandeza por medir, por comparação direta com instrumentos, aparelhos e máquinas de medir.

Esse método é, por exemplo, empregado na confecção de peças-protótipo, isto é, peças originais utilizadas como referência, ou ainda, quando o número de peças por executar for relativamente pequeno.

b) MEDIÇÃO INDIRETA POR COMPARAÇÃO

Medir por comparação é determinar a grandeza de uma peça com relação a outra, de padrão ou dimensão aproximada: daí a expressão: medição indireta.

1.9.2 - Instrumentos de medição




A exatidão relativa das medidas depende, evidentemente, da qualidade dos instrumentos de medição empregados. Assim, a tomada de um comprimento com um metro defeituoso dará resultado duvidoso, sujeito a contestações. Portanto, para a tomada de uma medida, é indispensável que o instrumento esteja aferido e que sua aproximação permita avaliar a grandeza em causa, com a precisão exigida.

1.9.3 – Operador

O operador é, talvez, dos três, o elemento mais importante. É ele a parte inteligente na apreciação das medidas. De sua habilidade depende, em grande parte, a precisão conseguida. Um bom operador, servindo-se de instrumentos relativamente débeis, consegue melhores resultados do que um operador inábil com excelentes instrumentos.

Deve, pois, o operador, conhecer perfeitamente os instrumentos que utiliza, ter iniciativa para adaptar às circunstâncias, o método mais aconselhável e possuir conhecimentos suficientes para interpretar os resultados encontrados.

1.9.4 - Laboratório de metrologia

Nos casos de medição de peças muito precisas, torna-se necessária uma climatização do local; esse local deve satisfazer às seguintes exigências:

1- temperatura constante;

2- grau higrométrico correto;

3- ausência de vibrações e oscilações;

4- espaço suficiente;

5- boa iluminação e limpeza.

- TEMPERATURA, UMIDADE, VIBRAÇÃO E ESPAÇO

A Conferência Internacional do Ex-Comite I.S. fixou em 20°C a temperatura de aferição dos instrumentos destinados a verificar as dimensões ou formas.

Em conseqüência, o laboratório deverá ser mantido dentro dessa temperatura, sendo tolerável a variação de mais ou menos 1°C; para isso, faz-se necessária a instalação de reguladores automáticos. A umidade relativa do ar não deverá ultrapassar 55%, é aconselhável instalar um higrostato (aparelho regulador de umidade); na falta deste, usa-se o CLORETO DE CÁLCIO INDUSTRIAL, cuja propriedade química retira cerca de 15% da umidade relativa do ar.

Para proteger as máquinas e aparelhos contra a vibração do prédio, forra-se a mesa com tapete de borracha, com espessura de 15 a 20mm, e sobre este se coloca uma chapa de aço, de 6mm.

No laboratório, o espaço deve ser suficiente para acomodar em armários todos os instrumentos e, ainda, proporcionar bem-estar a todos que nele trabalham.




- ILUMINAÇÃO E LIMPEZA

A iluminação deve ser uniforme, constante e disposta de maneira que evite ofuscamento. Nenhum dispositivo de precisão deve estar exposto ao pó, para que não haja desgastes e para que as partes óticas não fiquem prejudicadas por constantes limpezas. O local de trabalho deverá ser o mais limpo e organizado possível, evitando-se que as peças fiquem umas sobre as outras.

2 - UNIDADES DIMENSIONAIS

As unidades de medidas dimensionais representam valores de referência, que permitem:

Expressar as dimensões de objetivos (realização de leituras de desenhos mecânicos);

Confeccionar e, em seguida, controlar as dimensões desses objetivos (utilização de aparelhos e instrumentos de medidas).

Exemplo: A altura da torre EIFFEL é de 300 metros; a espessura de uma folha de papel para cigarros é de 30 micrômetros.

A torre EIFFEL e a folha de papel são objetos;

A altura e a espessura são grandezas;

300 metros e 30 micrômetros são unidades.

2.1 - UNIDADES DIMENSIONAIS LINEARES

2.1.1 - Sistema métrico decimal

- HISTÓRICO

O metro, unidade fundamental do sistema métrico, criado na França em 1795, é praticamente igual à décima milionésima parte do quarto do meridiano terrestre (fig.2.1); esse valor, escolhido por apresentar caráter mundial, foi adotado, em 20 de maio de 1875, como unidade oficial de medidas por dezoito nações.

Observação: Em 26 de junho de 1862, a lei imperial nº 1 157 adotava, no Brasil, o sistema métrico decimal.




- DEFINIÇÃO DO METRO

O metro é definido por meio da radiação correspondente à transição entre os níveis 2 p 10 e 5 d 5 do átomo de criptônio 86 e é igual, por convenção, a 1 650 763,73 vezes o comprimento dessa onda no vácuo.

O 2 p 10 e 5 d 5 representa a radiação por usar no raio-vermelho-laranja do criptônio 86. Seu comprimento de onda é de 0,6057 micrômetros.

- METRO-PADRÃO UNIVERSAL

O metro-padrão universal é a distância materializada pela gravação de dois traços no plano neutro de uma barra de liga bastante estável, composta de 90% de platina e 10% de irídio, cuja secção, de máxima rigidez, tem a forma de um X (fig. 2.2).

Figura 2.2

- MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS DO METRO

Tabela 2.1 – Múltiplos e submúltiplos do metro

Terâmetro Tm 1012 1 000 000 000 000 m Gigâmetro Gm 109 1 000 000 000 m

AB = 1/4 do meridiano

Figura 2.1




Megâmetro Mm 106 1 000 000 m Quilômetro Km 103 1 000 m Hectômetro hm 102 100 m Decâmetro dam 101 10 m METRO (unidade) M 1 m decímetro dm 10-1 0,1 m centímetro cm 10-2 0,01 m milímetro mm 10-3 0,001 m micrômetro m 10-6 0,000 001 m nanômetro nm 10-9 0,000 000 001 m picômetro pm 10-12 0,000 000 000 001 m femtômetro fm 10-15 0,000 000 000 000 001 m attômetro am 10-18 0,000 000 000 000 000 001 m

- UNIDADES NÃO OFICIAIS

Sistema Inglês e Americano

Os países anglo-saxões utilizam um sistema de medidas baseado na jarda imperial (yard) e seus derivados não decimais, em particular a polegada inglesa (inch), equivalente a 25,399 956 mm à temperatura de 0°C.

Os americanos adotam a polegada milesinal, cujo valor foi fixado em 25,400 050 8 mm à temperatura de 16 2/3°C.

Em razão da influência anglo-saxônica na fabricação mecânica, emprega-se freqüentemente, para as medidas industriais, à temperatura de 20°C, polegada de 25,4mm.

Observação: Muito embora a polegada esteja com data de extinção marcada,, será aplicada em nosso curso, em virtude do grande número de máquinas e aparelhos utilizados pelas indústrias no Brasil que obedecem a esses sistemas.

- NORMAS GERAIS DE MEDIÇÃO

Medição é uma operação simples, porém poderá ser bem efetuada por aqueles que se preparam para tal fim.

O aprendizado de medição deverá ser acompanhado por um treinamento, quando o aluno será orientado segundo as normas gerais de medição.

Normas gerais de medição:

1- Tranqüilidade; 2- Limpeza; 3- Cuidado; 4- Paciência; 5- Senso de responsabilidade; 6- Sensibilidade; 7- Finalidade da posição medida; 8- Instrumento adequado; 9- Domínio sobre o instrumento.




- RECOMENDAÇÕES

Os instrumentos de medição são utilizados para determinar grandezas. A grandeza pode ser determinada por comparação e por leitura em escala ou régua graduada.

É dever de todos os profissionais zelar pelo bom estado dos instrumentos de medição, mantendo-se assim por maior tempo sua tal precisão.

Evite

1- choques, queda, arranhões, oxidação e sujeira; 2- misturar instrumentos; 3- cargas excessivas no uso, medir provocando atrito entre a peça e o instrumento; 4- medir peças cuja temperatura, quer pela usinagem quer por exposição a uma fonte de

calor, esteja fora da temperatura de referência; 5- medir peças sem importância com instrumentos caros.

Cuidados

1- USE proteção de madeira, borracha ou feltro, para apoiar os instrumentos; 2- DEIXE a peça adquirir a temperatura ambiente, antes de tocá-la com o instrumento de

medição.

3 - SISTEMA DE MEDIDAS

3.1 - TRANSFORMAÇÃO DE MEDIDAS

1ª TRANSFORMAÇÃO

Transformar polegada em milímetro.

1º CASO- Transformar polegadas inteiras em milímetros.

Para se transformar polegada inteira em milímetros, multiplica-se 25,4 mm, pela quantidade de polegadas por transformar.

Ex.: Transformar 3” em milímetros

25,4 x 3 = 72,2 mm 25,4 x 3 76,2

2º CASO- Transformar fração da polegada em milímetro.

Quando o número for fracionário, multiplica-se 25,4 mm pelo numerador da fração e divide-se o resultado pelo denominador.

Ex.: Transformar 5/8” em milímetro.

25,4 x 5 = 15,875 mm

8

25,4 x 5 127,0 8 47 15,875 70 60 40 0




3º CASO- Transformar polegada inteira e fracionária em milímetro.

Quando o número for misto, inicialmente se transforma o número misto em uma fração imprópria e, a seguir, opera-se como no 2º caso.

Ex.: Transformar 1 3” em milímetros.

4 1 3” = 1x4+3 = 7 - 4 4 4 7 = 25,4 x 7 = 44,45 mm 4 4

2ª TRANSFORMAÇÃO

Transformar milímetro em polegada.

Para se transformar milímetro em polegada, divide-se a quantidade de milímetros por 25,4 e multiplica-se o resultado por uma das divisões da polegada, dando-se para denominador a mesma divisão tomada, e, a seguir, simplifica-se a fração ao menor numerador.

Ex.: Transformar 9,525 mm em polegadas.

( 9,525 : 25,4 ) 128 = 0,375 x 128 = 48 - 128 128 128

Simplificando a fração teremos:

48 = 24 = 12 = 6 = 3” - 128 64 32 16 8

- APLICANDO OUTRO PROCESSO

Multiplica-se a quantidade de milímetros pela constante 5,04, dando-se como denominador à parte inteira do resultado da multiplicação a menor fração da polegada, simplificando-se a fração, quando necessário.

Ex.: Transformar 9,525 mm em polegadas.

9,525 x 5,04 = 48 - 128 128 Simplificando a fração teremos: 48 = 24 = 12 = 6 = 3” - 128 64 32 16 8

Após a aprendizagem de mais um sistema de unidade de medidas, aumentaremos a nossa relação de transformação de medidas.

0,375 x 128 – 3000 750 375 - 48.000

9,525 x 5,04 –

38100 477250 - 48,10600




3ª TRANSFORMAÇÃO

Transformar sistema inglês ordinário em decimal.

Para se transformar sistema inglês ordinário em decimal, divide-se o numerador da fração pelo denominador.

Ex.: Transformar 7/8” em decimal.

7” = 0,875” 8

4ª TRANSFORMAÇÃO

Transformar sistema inglês decimal em ordinário.

Para se transformar sistema inglês decimal em ordinário, multiplica-se valor em decimal por uma das divisões da polegada, dando-se para denominador a mesma divisão tomada, simplificando-se a fração, quando necessário.

Ex.: Transformar 0,3125 em sistema inglês ordinário.

0,3125” x 128 = 40 - 128 128

Simplificando a fração teremos: 40 = 20 = 10 = 5” - 128 64 32 16

Com os dois tipos de transformação de medidas apresentados nesta folha, completamos o total dos seis mais freqüentemente utilizados pelo Inspetor de Medição.

5ª TRANSFORMAÇÃO

Transformar polegada decimal em milímetro.

Para se transformar polegada decimal em milímetro, multiplica-se o valor em decimal da polegada por 25,4.

Ex.: Transformar 0,875” em milímetro.

0,875” x 25,4 = 22,225 mm

6ª TRANSFORMAÇÃO

Transformar milímetro em polegada decimal.

70 8 60 0,875 40 0

0,3125 x 128 –

25000 6250

3125 - 40,0000

0,875 x 25,4 –

3500 4375

1750 - 22,2250




Para se transformar milímetro em polegada decimal, podemos utilizar dois processos:

1º Processo – Divide-se o valor em milímetro por 25,4.

Ex.: Transformar 3,175 mm em polegada decimal.

3,175 : 25,4 = 0,125”

2º Processo- Multiplica-se o valor em milímetro pela constante 0,03937”.

Observação: A constante 0,03937” corresponde à quantidade de milésimos de polegada contida em milímetro.

1 mm = 0,03937

Exemplo – Transformar 3,175mm em polegada decimal.

3,175 x 0,03937” = 0,125”

Observação: A diferença do resultado entre o 1º e o 2º processo, conforme mostram os exemplos acima, passa a ser desprezível, considerando-se ambos os processos corretos.

Tabela 3.1 - Tabela de Conversão

3,1750 25400 063500 0,125 127000 00000

3,175 x 0,03937 - 22225 9525 28575 9525 - 0,12499975 = 0,125” ~




4 – ESCALA

O mais elementar instrumento de medição utilizado nas oficinas é a régua graduada (escala). É usada para tomar medidas lineares, quando não há exigência de grande precisão. Para que seja completa e tenha caráter universal, deverá ter graduações do sistema métrico e do sistema inglês (fig.4.1).

Figura 4.1 – Escala




4.1 - SISTEMA MÉTRICO

Graduação em milímetros (mm). 1 mm = 1 m - 1000

4.2 - SISTEMA INGLÊS

Graduação em polegadas(“). 1” = 36ª parte da jarda

A escala ou régua graduada é construída de aço, tendo sua graduação inicial situada na extremidade esquerda. É fabricada em diversos comprimentos: 6” (152,4mm), 12” (304,8mm).

A régua graduada apresenta-se em vários tipos, conforme mostram as figuras 4.2, 4.3 e 4.4.

Figura 4.2 - Régua de encosto interno

Figura 4.3 - Régua de profundidade

Figura 4.4 - Régua de dois encostos (usada pelo ferreiro)

O uso da régua graduada torna-se freqüente nas oficinas, conforme mostram as figuras 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 4.10 e 4.11.

Figura 4.5 - Medição de comprimento com fase de referência




Figura 4.6 - Medição de comprimento sem encosto de referência

Figura 4.7 - Medição de profundidade e rasgo

Figura 4.8 - Medição de comprimento com face interna de referência

Figura 4.9 - Medição de profundidade de furo não vazado.




Figura 4.10 - Medição de comprimento com apoio em um plano

Figura 4.11 - Medição de diâmetro

Enquanto forja uma peça, procurando dar-lhe formas e dimensões determinadas, o ferreiro necessita verificar medidas com freqüência. Para isso, usa o instrumento denominado ESCALA DE ENCOSTO ou ESCALA DO FERREIRO.

4.3 - ESCALA DE ENCOSTO

É um instrumento de medição linear, de aço temperado, que apresenta a particularidade de ter uma saliência (ENCOSTO) na extremidade. Explica-se a necessidade desta saliência. Trabalhando sempre com peças aquecidas, em parte ou no todo, o ENCOSTO facilita ao ferreiro aplicar a escala na peça. (figuras 4.12 e 4.13).

Figura 4.12 - Escala de encosto (vista de um lado)

Figura 4.13 - Escala de encosto (vista do lado oposto)

MODO DE USAR – Põe-se o encosto em contato com a peça, e, como está segurando a escala pelo punho (figura 4.14 e 4.15), ajusta-se a mesa à peça, fazendo-se, em seguida, a leitura rápida da medida.

Figura 4.14 - Medição a partir da face externa do encosto




Figura 4.15 - Medição a partir da face interna do encosto

As divisões menores são de 1mm e de 1/16”. Numa mesma borda, a graduação em polegada corresponde, a outro lado da escala, à graduação métrica (figura 4.12 e 4.13). Os comprimentos da escala do ferreiro são variados, usando-se mais a escala longa, de 20” (508mm). A escala não deve ficar muito tempo em contato com as partes aquecidas.

4.4 - CARACTERÍSTICAS DE BOA RÉGUA GRADUADA

1- Ser, de preferência, de aço inoxidável; 2- Ter graduação uniforme; 3- Apresentar traços bem finos, profundos e salientados em preto.

4.5 - CONSERVAÇÃO

1- Evitar quedas e contato com ferramentas de trabalho; 2- Evitar flexioná-la ou torcê-la, para que não se empene ou quebre; 3- Limpe-a após o uso, para remover o suor e a sujeira; 4- Aplique-lhe ligeira camada de óleo fino, antes de guardá-la.

4.6 - GRADUAÇÃO DA ESCALA

4.6.1 - Sistema Inglês Ordinário

Representações (“) polegada – 1” = uma polegada

da (IN) polegada – 1 IN = uma polegada

Polegada (INCH) palavra inglesa que significa POLEGADA.

Figura 4.16

As graduações da escala são feitas dividindo-se a polegada em 2, 4, 8, e 16 partes iguais, existindo em alguns casos escalas com 32 divisões (figs. 4.17, 4.18, 4.19, 4.20 e 4.21).

Intervalo referente a 1” (ampliado)




Figura 4.17

Figura 4.18

A distância entre traços = 1 . Somando as frações, teremos: 4 1 + 1 = 2 (2) = 1 ; 1 + 1 + 1 = 3 - 4 4 4 (2) 2 4 4 4 4 Observação: Operando com frações ordinárias, sempre que o resultado é numerador par, devemos simplificar a fração. Exemplo: 1 + 1 = 2 - Simplificando, teremos: = 2 (2) = 1 - 4 4 4 4 (2) 2

Figura 4.19

Dividindo 1” por 8, teremos: 1 : 8 = 1 x 1 = 1 - 8 8 A distância entre traços = 1 - . Somando as frações teremos: 8 1 + 1 = 2 (2) = 1 ; 1 + 1 + 1 = 3 - 8 8 8 (2) 4 8 8 8 8 1 + 1 + 1 + 1 = 4 (2) = 2 (2) = 1 - 8 8 8 8 8 (2) 4 (2) 2

Prosseguindo a soma, encontraremos o valor de cada traço (fig. 4.19).

Dividindo 1” por 2, teremos: 1:2 = 1 x 1 = 1 . 2 2






Figura 4.20

A distância entre traços = 1 - . Somando as frações teremos: 16 1 + 1 = 2 (2) = 1 ; 1 + 1 + 1 = 3 - 16 16 16 (2) 8 16 16 16 16


Figura 4.21

Dividindo 1” por 32, teremos: 1 : 32 = 1 x 1/31 = 1”/32

A distância entre traços = 1”/32. Somando as frações teremos:


4.6.2 - Sistema Métrico Decimal

1 METRO = 10 DECÍMETROS 1m = 10dm 1 DECÍMETRO = 10 CENTÍMETROS 1 dm = 10cm 1 CENTÍMETRO = 10 MILÍMETROS 1 cm = 10 mm

Figura 4.22

A graduação da escala consiste em dividir 1 cm em 10 partes iguais (fig. 4.23).

Dividindo 1” por 16, teremos: 1 x 1 = 1 . 16 16


Intervalo referente a 1 cm (ampliado)




Figura 4.23

Figura 4.24

Na figura 4.24, no sentido da seta, podemos ler 13 mm.

5- PAQUÍMETRO Utilizado para a medição de peças, quando a quantidade não justifica um instrumental específico e a resolução requerida não desce a menos de 0,02mm, 1” e 0,001” (fig.5.1). 128

Figura 5.1

É um instrumento finamente acabado, com as superfícies planas e polidas. O cursor é ajustado à régua, de modo que permita a sua livre movimentação com um mínimo de folga. Geralmente é construído de aço inoxidável, e suas graduações referem-se a 20°C. A escala é graduada em milímetros e polegadas, podendo a polegada ser fracionária ou milesimal. O cursor é provido de uma escala, chamada nônio ou vernier, que se desloca em frente às escalas da régua e indica o valor da dimensão tomada.

1cm : 10 = 1mm A distância entre traços = 1mm




5.1 - PRINCÍPIO DE NÔNIO

A escala do cursor, chamada nônio (designação dada pelos portugueses em homenagem a Pedro Numes, a quem é atribuída sua invenção) ou vernier (denominação dada pelos franceses em homenagem a Pierre Vernier, que eles afirmam ser o inventor), consiste na divisão do valor N de uma escala graduada fixa por N.1 (nº de divisões) de uma escala graduada móvel (fig. 5.2).

Figura 5.2

Tomando o comprimento total do nônio, que é igual a 9mm (fig. 2), e dividindo pelo nº de divisões do mesmo (10 divisões), concluímos que cada intervalo da divisão do nônio mede 0,9mm (fig. 5.3).

Figura 5.3

Observando a diferença entre uma divisão da escala fixa e uma divisão de nônio (fig. 5.4), concluímos que cada divisão do nônio é menor 0,1mm do que cada divisão da escala fixa. Essa diferença é também a resolução máxima fornecida pelo instrumento.

Figura 5.4

Assim sendo, se fizermos coincidir o 1º traço do nônio com o da escala fixa, o paquímetro estará aberto em 0,1mm (fig. 5.5). Coincidindo o 2º traço com o 0,2mm (fig. 5.6). O 3º traço com 0,3mm (fig. 5.7) e assim sucessivamente.

NÔNIO

9mm : 10 = 0,9mm

1mm - 0,9mm = 0,1mm ESCALANÔNIO




Figura 5.5 Figura 5.6

Figura 5.7

5.2 - CÁLCULO DA RESOLUÇÃO

Para se calcular a resolução dos paquímetros, divide-se o menor valor da escala principal (escala fixa), pelo número de divisões da escala móvel (nônio).

A aproximação se obtém, pois, com a fórmula:

a = e – n

a = resolução

e = menor valor da escala principal (fixa)

n = número de divisões do nônio (vernier)

Exemplo (fig. 5.8)

e = 1mm

n = 20 divisões

a = 1mm = 0,05mm 20

Observação: O cálculo da resolução obtido pela divisão do menor valor da escala principal pelo número de divisões de nônio, é aplicado a todo e qualquer instrumento de medição possuidor de nônio, tais como: paquímetros, micrômetros, goniômetro, etc.

Figura 5.8




5.3 - ERROS DE LEITURA

São causados por dois fatores:

a) paralaxe;

b) pressão de medição

5.4 – PARALAXE

O cursor onde é gravado o nônio, por razões técnicas, tem uma espessura mínima a. Assim, os traços de nônio TN são mais elevados que os traços da régua TM (fig. 5.9).

Figura 5.9

Colocando-se o paquímetro perpendicularmente a nossa vista e estando superpostos os traços TN e TM, cada olho proteja o traço TN em posições opostas (fig. 5.10).

Figura 5.10

A maioria das pessoas possui maior acuidade visual em um dos olhos, o que provoca erro de leitura.

Recomenda-se a leitura feita com um só olho, apesar das dificuldades em encontrar-se a posição certa.

5.5 - PRESSÃO DE MEDIÇÃO

É a pressão necessária para se vencer o atrito do cursor sobre a régua, mais a pressão de contato com a peça por medir. Em virtude do jogo do cursor sobre a régua, que é compensado pela mola F (fig. 5.11), a pressão pode resultar numa inclinação do cursor em relação à perpendicular à régua (fig. 5.12). Por outro lado, um cursor muito duro elimina completamente a




sensibilidade do operador, o que pode ocasionar grandes erros. Deve o operador regular a mola, adaptando o instrumento à sua mão.


5.6 - ERROS DE MEDIÇÃO

Estão classificados em erros de influências objetivas e de influências subjetivas.

a) INFLUÊNCIAS OBJETIVAS: São aqueles motivados pelo instrumento:

- erros de planidade; - erros de paralelismo; - erros de divisão da régua; - erros de divisão nônio; - erros de colocação em zero.

b) INFLUÊNCIAS SUBJETIVAS: São aqueles causados pelo operador (erros de leitura).

Observação: Os fabricantes de instrumento de medição fornecem tabelas de erros admissíveis, obedecendo às normas existentes, de acordo, com a resolução do instrumento.

Dos diversos tipos de paquímetros existentes, mostramos alguns exemplos (figs. 5.13 a 5.23).

Figura 5.13 - Medição interna Figura 5.14 - Medição externa




Figura 5.15 - Medição de profundidade Figura 5.16 - Paquímetro de profundidade

Figura 5.17 – Paquímetro com bicos longos, para medição em posição profundade




Figura 5.18 – Paquímetro de altura

Figura 5.21

Figura 5.19 - Paquímetro de altura equipado com relógio comparador

Figura 5.20 - Paquímetro de nônio duplo para medição da espessura de dente de engrenagem.





Para efetuarmos leitura de medida em um paquímetro do sistema inglês ordinário, faz-se necessário conhecermos bem todos os valores dos traços da escala (fig. 5.24).

Figura 5.24

Assim sendo, se deslocarmos o cursor do paquímetro até que o traço zero do nônio coincida com o primeiro traço da escala fixa, a leitura da medida será 1/16” (fig. 5.25), no segundo traço, 1/8” (fig. 5.26), no décimo traço, 5/8” (fig. 5.27).

Figura 5.25 Figura 5.26 Figura 5.27

5.7 - USO DO VERNIER (NÔNIO)

Através do nônio podemos registrar no paquímetro várias outras frações da polegada, e o primeiro passo será conhecer qual a resolução do instrumento.

Valor de cada traço da escala fixa = 1” 16

ESCALA FIXA

NÔNIO




a = e – n

e = 1/16” a = 1/16 : 8 = 1/16 x 1/128”

n = 8 divisores a = 1/128”

Sabendo que o nônio possui 8 divisores, sendo a resolução do paquímetro 1/128, podemos conhecer o valor dos demais traços (fig. 5.28).

Figura 5.28

Observando a diferença entre uma divisão da escala fixa e uma divisão do nônio (fig. 5.29), concluímos que cada divisão do nônio é menor 1/128 do que cada divisão da escala fixa.

Figura 5.29

Assim sendo, se deslocarmos o cursor do paquímetro até que o primeiro traço do nônio coincida com o da escala fixa, a leitura da medida será 1/128” (fig. 5.30), o segundo traço 1/64” (fig. 5.31), o terceiro traço 3/128” (fig. 5.32) , o quarto traço 1/32”, e assim sucessivamente.

Figuras 5.30 Figura 5.31 Figura 5.32

Observação: Para a colocação de medidas, assim como para leituras de medidas feitas em paquímetro do sistema inglês ordinário, utilizaremos os seguintes processos:

5.8 - PROCESSO PARA COLOCAÇÃO DE MEDIDAS

1º Exemplo – Colocar no paquímetro a medida 33/128”.

Divide-se o numerador da fração pelo último algarismo do denominador.




3312 8

: 33 81 4

O quociente encontrado na divisão será o número de traços por deslocar na escala fixa pelo zero do nônio (4 traços). O resto encontrado na divisão será a concordância do nônio, utilizando-se o denominador da fração pedida (128) (fig. 5.33).

Figura 5.33

2º Exemplo – Colocar o paquímetro a medida 45/64” (fig. 5.34).

Figura 5.34

456 4

: 45 4 05 11

1 Número de traços a deslocar pelo zero donônio na escala fixa

Concordância do nônioutilizando o denominadorda fração pedida.

5.9 - PROCESSO PARA A LEITURA DE MEDIDAS

1º Exemplo – Ler a medida da figura 5.35.

Multiplica-se o número de traços da escala fixa ultrapassados pelo zero do nônio, pelo último algarismo do denominador da concordância do nônio. O resultado da multiplicação soma-se com o numerador, repetindo-se o denominador da concordância.

Figura 5.35




112 8

= 6 +

x

49”128

2º Exemplo- Ler a medida da figura 5.36.

16 4

= 9 +

x

37”64

Número de traços daescala fixa ultrapassadospelo zero do nônio.

Concordância do nônio

Leitura da medida.

3º Exemplo – Ler a medida da figura 5.37.

13 2

= 6 +

x

13”32

Número de traços daescala fixa ultrapassadospelo zero do nônio.

Concordância do nônio

Leitura da medida.

4º Exemplo: Ler a medida da figura 5.38.

Figura 5.36

Figura 5.37

Figura 5.38




Observação: Em medidas como as do exemplo da figura 5.38, abandonamos a parte inteira e fazemos a contagem dos traços, como se iniciássemos a operação. Ao final da aplicação do processo, incluímos a parte inteira antes da fração encontrada.

712 8

1 = 4 +

x

39”128

39”128

5.10 – INSTRUMENTO

RESOLUÇÃO DO INSTRUMENTO

MEDINDO: CORPOS DE PROVA PADRÃO

PADRÃO – Nº 1 PADRÃO Nº 2 PADRÃO Nº 3 PADRÃO Nº 4

MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS ORD. LEITURA INID. ORD. LEITURA INID. ORD. LEITURA INID. ORD. LEITURA INID.

1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7

PADRÃO – Nº 5 PADRÃO Nº 6 PADRÃO Nº 7 MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS

ORD. LEITURA INID. ORD. LEITURA INID. ORD. LEITURA INID.

1 1 1




2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 7

5.11 - MEDIR DIÂMETROS EXTERNOS

Medir diâmetro externo é uma operação freqüentemente realizada pelo Inspetor de Medição, a qual deve ser feita corretamente, a fim de se obter uma medida precisa e sem se danificar o instrumento de medição.

5.11.1 - Processo de execução

CASO I- MEDIÇÃO EXTERNA

1º Passo – POSICIONE O PADRÃO

a- Observe o número do padrão (fig. 5.39)

b- Apóie o padrão sobre a mesa, com a face numerada para baixo, ao lado esquerdo da folha de tarefa (fig. 42).


2º Passo – SEGURE O PAQUÍMETRO

Observação: Utilize a mão direita (fig. 5.41)

Figura 5.41




3º Passo – FAÇA A LIMPEZA DOS ENCOSTOS

Observação: Utilize uma folha de papel limpo.

a- Desloque o cursor do paquímetro; b- Coloque a folha de papel entre os encostos; c- Feche o paquímetro até que a folha de papel fique presa entre os encostos; d- Desloque a folha de papel para baixo.

4º Passo – FAÇA A PRIMEIRA MEDIDA.

a- Desloque o cursor, até que o encosto apresente uma abertura maior que a primeira medida por fazer no padrão;

b- Encoste o centro do encosto fixo em uma das extremidades do diâmetro por medir (fig. 5.42);

Figura 5.42

c- Feche o paquímetro suavemente, até que o encosto móvel toque a outra extremidade do diâmetro;

d- Exerça uma pressão suficiente para manter a peça ligeiramente presa entre os encostos;

e- Posicione os encostos do paquímetro na peça, de maneira que estejam no plano de medição;

f- Utilize a mão esquerda, para melhor sentir o plano de medição (fig. 5.43);

Figura 5.43

g- Faça a leitura da medida;

h- Abra o paquímetro e retire-o da peça, sem que os encostos a toquem;

i- Registre a medida feita na folha de tarefa, no local indicado, de acordo com o número do padrão;




5º Passo – COMPLETE A MEDIÇÃO DOS DEMAIS DIÂMETROS

a- Repita todos os subpassos do 4º passo;

6ºPasso – FAÇA A MEDIÇÃO DOS DEMAIS PADRÕES

a- Troque o padrão por outro de número diferente.

CASO II- MEDIÇÃO INTERNA

1º Passo- FAÇA A MEDIÇÃO

a- Desloque o cursor do paquímetro até obter uma abertura menor que a medida desejada;

b- Introduza as orelhas do paquímetro no furo da peça;

c- Encoste a orelha fixa na superfície interna da peça (fig. 5.44);

Figura 5.44

d- Abra o paquímetro até abranger o diâmetro;

e- Faça uma pressão suficiente para manter o paquímetro ajustado ao furo;

f- Pressione as orelhas do paquímetro na peça até que estejam no plano de medição;

Observação: Utilize a mão esquerda para melhor sentir o plano de medição (fig. 5.45).

Figura 5.45




2º Passo – FAÇA A LEITURA

3º Passo – Feche o paquímetro e retire-o da peça, evitando o atrito das orelhas com a parede do furo.

CASO III – MEDIÇÃO DE PROFUNDIDADE

1º Passo – FAÇA A MEDIÇÃO

a- Apóie o topo da haste do paquímetro na face da extremidade rebaixada (fig. 5.46);

Figura 5.46

b- Desloque o cursor do paquímetro até que o topo da haste de profundidade toque o fundo do rebaixo (fig. 5.47);

Figura 5.47

c- Retire o paquímetro e faça a leitura;

5.12 - LEITURA DA ESCALA FIXA

Figura 5.48




Valor de cada traço da escala fixa = 1mm (fig. 5.48)

Daí concluímos que, se deslocarmos o cursor do paquímetro até que o zero do nônio coincida com o primeiro traço da escala fixa, a leitura da medida será 1mm (fig. 5.49), no segundo traço 2mm (fig. 5.50), no terceiro traço 3mm (fig. 5.51), no décimo sétimo traço 17mm (fig. 5.52), e assim sucessivamente.

Figura 5.49 Figura 5.50 Figura 5.51 Figura 5.52


De acordo com a procedência do paquímetro e o seu tipo, observaremos diferentes resoluções, isto é, o nônio com número de divisões diferentes: 10, 20 e 50 divisões (fig. 5.53).

Figura 5.53

3.14 - CÁLCULO DA RESOLUÇÃO

a = e – n a = 1 mm - e = 1 mm 50 n = 50 divisões a = 0,02mm

Cada divisão do nônio é menor 0,02mm do que cada divisão da escala (fig. 5.54).

Se deslocarmos o cursor do paquímetro até que o primeiro traço do nônio coincida com o da escala, a medida será 0,02mm (fig. 5.55), o segundo traço 0,04mm (fig. 5.56), o terceiro traço 0,06mm (fig. 5.57), o décimo sexto 0,32mm (fig. 5.58).

Figura 5.54




5.15 - LEITURA DE MEDIDAS

Conta-se o número de traços da escala fixa ultrapassados pelo zero do nônio (10mm) e, a seguir, faz-se a leitura da concordância do nônio (0,08mm). A medida será 10,08mm (fig. 5.59).

5.16 - INSTRUMENTO

RESOLUÇÃO DO INSTRUMENTO



Figura 5.58

Figura 5.59




PADRÃO – Nº 1 PADRÃO Nº 2 PADRÃO Nº 3 PADRÃO Nº 4 MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS

ORD. LEITURA INID. ORD. LEITURA INID. ORD. LEITURA INID. ORD. LEITURA INID.

1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7

PADRÃO – Nº 5 PADRÃO Nº 6 MEDIDAS MEDIDAS

ORD. LEITURA INID. ORD. LEITURA INID.

1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7

5.17 - PAQUÍMETRO

SISTEMA INGLÊS DECIMAL

5.17.1 - Graduação da escala física

Para conhecermos o valor de cada divisão da escala fixa, basta dividirmos o comprimento de 1” pelo número de divisões existentes (fig. 5.60).

1” = 1000 milésimos

Figura 5.60

Conforme mostra a figura 1, no intervalo de 1” temos 40 divisões.

Operando a divisão, teremos: 1” : 40 = 0,025”.

Valor de cada traço da escala = 0,025” (fig. 5.61).

Figura 5.61

100 40 200 0,025 00




Se deslocarmos o cursor do paquímetro até que o zero do nônio coincida com o primeiro traço da escala, a leitura será 0,025”(fig. 5.62), no segundo traço 0,050” (fig. 5.63), no terceiro traço 0,075” (fig. 5.64), no décimo traço 0,025” (fig. 5.65), e assim sucessivamente.


O primeiro passo será calcular a resolução do paquímetro.

Sabendo-se que o menor valor da escala fixa é 0,025 e que o nônio (fig. 5.66) possui 25 divisões, teremos: 0,025” = 0,001”

25

Figura 5.66

Cada divisão de nônio é menor 0,001” do que duas divisões da escala (fig. 5.67).

Figura 5.67






Se deslocarmos o cursor do paquímetro até o primeiro traço do nônio coincida com o da escala, a leitura será 0,001” (fig. 5.68), o segundo traço 0,002” (fig. 5.69), o terceiro traço 0,003” (fig. 5.70), o décimo segundo traço 0,012” (fig. 5.71).

5.19 - LEITURA DE MEDIDAS

Para se efetuar leitura de medidas com paquímetro do sistema inglês decimal, procede-se da seguinte forma: observa-se a que quantidade de milésimos corresponde o traço da escala fixa, ultrapassando pelo zero do nônio (fig. 5.72) 0,150”.

A seguir, observa-se a concordância do nônio (fig. 72) 0,009”. Somando-se os valores 0,150” + 0,009”, a leitura da medida será 0,159”.

Figura 5.72

Exemplo: (Fig. 5.73): A leitura da media é = 1,129”.

Figura 5.73






5.20 - MEDIÇÃO DE DIÂMETROS EXTERNOS



1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7

PADRÃO – Nº 5 PADRÃO Nº 6 MEDIDAS MEDIDAS

ORD. LEITURA INID. ORD. LEITURA INID.

1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7




6 - MICRÔMETRO

A precisão de medição que se obtém com o paquímetro, às vezes, não é suficiente. Para medições mais rigorosas, utiliza-se o micrômetro, que assegura uma exatidão de 0,01mm.

O micrômetro é um instrumento de dimensão variável que permite medir, por leitura direta, as dimensões reais com uma resolução de até 0,001mm (fig. 6.1).

Figura 6.1

O princípio utilizado é o sistema parafuso e porca. Assim, se, numa porca fixa, um parafuso der um giro de uma volta, haverá um avanço de uma distância igual ao seu passo.

6.1 - CARACTERÍSTICAS DO MICRÔMETRO

6.1.1 - Arco

É construído de aço especial e tratado termicamente, a fim de eliminar as tensões, e munido de protetor antitérmico, para evitar a dilatação pelo calor das mãos.

6.1.2 - Parafuso Micrométrico

É constituído de aço de alto teor de liga, temperado a uma dureza de 63 RC. Rosca retificada, garantindo alta precisão no passo.

6.1.3 - Contatores

Apresentam-se rigorosamente planos paralelos, e em alguns instrumentos são de metal duro, de alta resistência ao desgaste.

6.1.4 - Fixador ou Trava

Permite a fixação de medidas.

6.1.5 - Luva Externa

Onde é gravada a escala, de acordo, com a capacidade de medição do instrumento.

6.1.6 - Tambor

Com seu movimento rotativo e através de sua escala, permite a complementação das medidas.




6.1.7 - Porca De Ajuste

Quando necessário, permite o ajuste do parafuso micrômetro.

6.1.8 - Catraca

Assegura uma pressão de medição constante.

6.2 - TIPOS E USOS

Para diferentes usos no controle de peças, encontram-se vários tipos de micrômetros, tanto para medições em milímetros como em polegadas, variando também sua capacidade de medição.

As figuras abaixo nos mostram alguns tipos existentes.

Figura 6.2 - Micrômetro para medição externa

Figura 6.3 - Micrômetro para a medição de espessura de tubos.

Figura 6.4 – Micrômetro com discos, para a medição de papel, cartolina, couro e borracha. Também é empregado para a medição de passo de engrenagem.




Figura 6.5 – Micrômetro Oltilmeter. Utilizado para medição de diâmetros externos de peças com números ímpares de divisões, tais como: machos, fresas, eixos entalhados, etc.

Figura 6.6 – Micrômetro para a medição de roscas

Figura 6.7 – Micrômetro tubular. Utilizado para medição interna.

Os micrômetros tubulares podem ser aplicados em vários casos, utilizando-se o conjunto de hastes intercambiáveis (figs. 6.8, 6.9 e 6.10).




Figura 6.8 – Medição de grandes diâmetros Figura 6.9 – Convertido em calibre de altura.

Figura 6.10 – Medição de diâmetros profundos

Figura 6.11 – Micrômetro para a medição de profundidade.

Figura 6.12 – Micrômetro com relógio. Utilizado para a medição de peças em série. Fixado em grampo antitérmico.




Figura 6.13 – Micrômetro para medição externa, com hastes intercambiáveis.

Figura 6.14 – “IMICRO”. Utilizado para a medição de diâmetro interno.

O IMICRO é um instrumento de alta precisão: os seus 3 contatores permitem um alojamento perfeito do instrumento no furo por medir, encontrando-se facilmente a posição correta de medição.

Figura 6.15 – Micrômetro de medidas internas de três contatos. É conhecido pela denominação de “Imicro”. Facilita a colocação exata no centro e no alinhamento do furo. Possibilita a medição do diâmetro de furos em diversas profundidades. É de grande precisão.

Figura 6.14

Figura 6.14 A Figura 6.14 B




Figura 6.16 – Mecanismo do IMICRO

Figura 6.17 – Micrômetro de profundidade. Conforme a profundidade a medir, fazem-se os acréscimos necessários na haste por meio de outras varetas de comprimentos calibrados, fornecidas com o micrômetro (hastes de extensão).

Figura 6.18 – Micrômetro de arco profundo. Serve para medições de espessura de bordas ou partes salientes das peças.

Figura 6.19 – Micrômetros para grandes medições. Este micrômetro é usado para medições em trabalhos de usinagem pesada, para a medição de peças de grandes diâmetros, por exemplo, 275 a 300 mm – 400 a 500mm, etc. As pontas da haste e do encosto podem ser mudadas, para dar as medidas próximas dos diâmetros a verificar.

6.3 - USO DO MICRÔMETRO

As figuras 6.20 a 6.26 mostram alguns exemplos.




Fig. 6.20 – Medição da espessura de um bloco Figura 6.21 -Medição do diâmetro de uma rosca

Figura 6.22 – Medição da profundidade de uma ranhura com o micrômetro de profundidade

Figura 6.24 – Uso do “Imicro” (três contatos) na medição de um diâmetro interno

Figura 6.23 – Medição de um diâmetro com o micrômetro tubular

Figura 6.25 – Uso do micrômetro de grande capacidade para medir os diâmetros de uma peça montada num torno.

Figura 6.26 – Uso do micrômetro de arco profundo numa medição da parte saliente.




6.4 – RECOMENDAÇÕES

1- Evitar choques, quedas, arranhões e sujeira;

2- Não medir peças fora da temperatura ambiente;

3- Não medir peças em movimento;

4- Não forçar o micrômetro.

6.5 – CONSERVAÇÃO

1- Depois do uso, limpar cuidadosamente o instrumento;

2- Guardar o micrômetro em estojo próprio;

3- O micrômetro deve ser guardado destravado e com os contatores ligeiramente afastados.

6.6 - MICRÔMETRO - SISTEMA MÉTRICO DECIMAL

Inicialmente observaremos as divisões da escala da luva. Nas figuras 6.27 e 6.28 mostramos a escala de luva do micrômetro com os traços em posições diferentes, porém sem alterar a distância entre si.

Figura 6.27

Figura 6.28

Sabendo-se que, os micrômetros do sistema métrico, o comprimento da escala da luva mede 25,00mm, se dividirmos o comprimento da escala pelo nº de divisões existentes, encontraremos o valor da distância entre as divisões (0,50mm), que é igual ao passo do parafuso micrométrico (fig. 6.29).




Figura 6.29

Estando o micrômetro fechado, dando uma volta completa no tambor rotativo, teremos um deslocamento do parafuso micrométrico igual ao seu passo (0,50mm), aparecendo o primeiro traço na escala da luva (fig. 6.30). A leitura da medida será 0,50mm. Dando–se duas voltas completas, aparecerá o segundo traço, a leitura será 1,00mm (fig. 6.31). E assim sucessivamente.

Figuras 6.30 Figura 6.31

6.6.1 - Leitura do Tambor

Sabendo que uma volta no tambor equivale a 0,50mm, tendo o tambor 50 divisões (fig. 6.32), concluímos que cada divisão equivale a 0,01mm.




Assim sendo, se fizermos coincidir o primeiro traço do tambor com a linha de referência da luva, a leitura será 0,01mm (Fig. 6.33), o segundo traço 0,02mm (fig. 6.34), o quadragésimo nono traço 0,49 mm (fig. 6.35).

Figuras 6.33 Figura 6.34 Figura 6.35

Sabendo a leitura da escala da luva e do tambor, podemos ler qualquer medida registrada no micrômetro (fig. 6.36).

Leitura da escala da luva = 8,50

Leitura do tambor = 0,32mm

Para efetuarmos a leitura da medida, somamos a leitura da escala da luva coma do tambor: 8,50 + 0,32 = 8,82mm.

Uma volta no tambor = 0,500mm

Nº de divisões do tambor = 50 divisões

Cada divisão do tambor = 0,50 = 0,01mm 50

Figura 6.32

Figura 6.36




Na figura 6.37, mostramos outro exemplo, com a utilização de um micrômetro em que a escala da luva apresenta a posição dos traços de forma diferente.

Leitura da escala da luva = 11,00mm

Leitura do tambor = 0,23mm

Leitura da medida = 11,23mm

6.6.2 - Uso do Nônio

Ao utilizarmos micrômetros possuidores de nônio (fig. 6.38), precisamos conhecer a resolução do instrumento.

a = resolução

e = menor valor da escala do tambor = 0,01mm

n = nº de divisões do nônio = 10 divisões

a = e n

Figura 6.37

Figura 6.38




a = 0,01 – = 0,001mm 10 Cada divisão do nônio é menor 0,001mm do que cada divisão de tambor. Observação: Atualmente não se emprega mais a palavra “mícron” nem o símbolo µ. Usamos a palavra “micrômetro” e o símbolo µ m. Ex.: 0,015mm = 15 m (quinze micrômetros)

Se girarmos o tambor até que o primeiro traço coincida com o do nônio, a medida será 0,001mm = 1 µ m (fig. 6.39), o segundo 0,002mm = 2 µ m (fig. 6.40), o quinto 0,005mm = 5 µ m (fig. 6.41).


6.6.3 - Leitura por estimativa

Nos micrômetros não possuidores de nônio, fazemos a leitura por estimativa.

Sabendo-se que 0,01mm = 0,010mm (10 µ m), na figura 6.42, utilizando–se a estimativa, a leitura da medida será de 3,605mm.

Figura 6.42

6.7 - INSTRUMENTO

RESOLUÇÃO DO INSTRUMENTO:







1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7

PADRÃO – Nº 5 PADRÃO Nº 6

MEDIDAS MEDIDAS ORD. LEITURA INID. ORD. LEITURA INID.

1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7

Para efetuarmos leitura com o micrômetro do sistema inglês decimal, é necessário conhecermos inicialmente as divisões da escala da luva (fig. 6.43).

Figura 6.43




Conforme mostra a figura 43, a escala da luva é formada por uma reta longitudinal (linha de referência), na qual o comprimento de 1” é dividido em 40 partes iguais. Daí concluímos que a distância entre as divisões da escala da luva é igual a 0,025”, que corresponde ao passo do parafuso micrométrico (fig. 6.44).

Figura 6.44

Observação: De acordo com os diversos fabricantes de instrumentos de medição, a posição dos traços da divisão da escala da luva dos micrômetros se apresenta de formas diferentes, não alternando, porém, a distância entre si (fig. 6.43 e 6.44).

Estando o micrômetro fechado, se dermos uma volta completa no tambor rotativo, teremos um deslocamento do parafuso micrométrico igual ao seu passo (0,025”), aparecendo o primeiro traço na escala da luva (fig. 6.45). A leitura da medida será 0,025”. Dando-se duas voltas completas, aparecerá o segundo traço: a leitura da medida será 0,050” (fig. 6.46). E assim sucessivamente.


6.7.1 - Leitura do tambor

Sabendo-se que uma volta no tambor equivale a 0,025”, tendo o tambor 25 divisões (fig. 6.47), conclui-se que cada divisão do tambor equivale a 0,001”.

Uma volta no tambor = 0,025”

Nº de divisões do tambor = 25

Cada divisão do tambor = 0,025” = 0,001” 25




Figura 6.47

Assim sendo, se fizermos coincidir o primeiro traço do tambor com a linha de referência da luva, a leitura será 0,001” (fig. 6.48), sendo o segundo traço 0,002” (fig. 6.49), o vigésimo quarto traço 0,024” (fig. 6.50).


Sabendo-se a leitura da escala da luva e do tambor, podemos ler qualquer medida registrada no micrômetro (fig. 6.51).

Leitura da escala da luva = 0,225”

Leitura do tambor = 0,012”

Figura 6.51

Para efetuarmos a leitura da medida, soma-se a leitura da escala da luva com a do tambor: 0,225” + 0,012” = 0,237” (fig. 6.51).

6.7.2 - Uso do nônio

Ao utilizarmos micrômetros possuidores de nônio (fig. 6.52), precisamos conhecer a resolução do instrumento.




a = resolução

e = menor valor da escala do tambor = 0,001”

n = nº de divisões do nônio = 10 divisões

a = 0,001” = 0,0001” 10

Cada divisão do nônio é menor 0,0001” do que cada divisão do tambor.

Se girarmos o tambor até que o primeiro traço coincida com o do nônio, a leitura da medida será 0,0001” (fig. 6.53), o segundo 0,0002” (fig. 6.54), o quinto 0,0005” (fig. 6.55).


6.7.3 - Leitura por estimativa

Grande quantidade de micrômetros utilizados nas indústrias não possuem nônio, obrigando assim a todos que os utilizam a fazer leitura por estimativa (fig. 6.56).

Figura 6.56

Figura 6.52




Sendo 0,001” = 0,0010”, se girarmos o tambor até que a linha de referência da escala da luva fique na metade do intervalo entre o zero do tambor e o primeiro traço, fazemos a leitura, por estimativa, 0,0005” (fig. 6.56).

Na figura 6.57, utilizando a estimativa, a leitura da medida será 0,0257”.

Figura 6.57

6.7.4 - Aferição do micrômetro

Antes de iniciarmos a medição de uma peça, devemos fazer a aferição do instrumento. Nos micrômetros de 0 a 1”, após a limpeza dos contadores, faz-se o fechamento do micrômetro, através da catraca, até sentir-se o funcionamento da mesma, observando-se a concordância do limite inicial da escala da luva com o zero do tambor.

Nos micrômetros de 1” a 2”, 2” a 3”, etc., utiliza-se a barra-padrão para a aferição do instrumento (figs. 6.58 e 6.59). Não havendo concordância perfeita, faz-se a regulagem do micrômetro através de uma chave especial, para o deslocamento da luva ou do tambor, de acordo com o tipo do instrumento.

Figura 6.58 – Barra padrão

6.8 - MEDIÇÃO DE DIÂMETRO EXTERNOS

INSTRUMENTO:



Figura 6. 59 – Aferição do micrômetro com barra-padrão






1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7

PADRÃO – Nº 5 PADRÃO Nº 6

MEDIDAS MEDIDAS ORD. LEITURA INID. ORD. LEITURA INID.

1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7

6.8.1 - Medir diâmetros externos

(MICRÔMETRO)

A aplicação do micrômetro para a medição externa requer do inspetor de medição cuidados especiais, não só para a obtenção da medidas precisas, como para a conservação do instrumento.




- Processo de execução

CASO I – MEDIÇÃO EXTERNA

1º Passo – POSICIONE O PADRÃO

a- Observe o número do padrão (fig. 6.60);

b- Apóie o padrão sobre a mesa, com a face numerada para baixo, ao lado esquerdo da Folha de Tarefa (fig. 6.61).


2º Passo – FAÇA A LIMPEZA DOS CONTATORES

a- Utilize uma folha de papel limpo;

b- Afaste o contator móvel;

c- Coloque a folha de papel entre os contatores;

d- Feche o micrômetro, através da catraca, até que a folha de papel fique presa entre os contatores;

e- Desloque a folha de papel para baixo.

3º Passo – FAÇA A AFERIÇÃO DO MICRÔMETRO

a- Feche o micrômetro através da catraca até que se faça ouvir o funcionamento da mesma;

b- Observe a concordância do zero da escala da luva com o do tambor.

Observação: Caso o micrômetro apresente diferença de concordância entre o zero da luva e o do tambor, deverá ser feita a regulagem do instrumento.

4º Passo – FAÇA A PRIMEIRA MEDIDA

a- Gire o tambor até que os contatores apresentem uma abertura maior que a primeira medida por fazer no padrão;

b- Apóie o micrômetro na palma da mão esquerda, pressionado pelo dedo polegar (fig. 6.62);




Figura 6.62

c- Prenda o padrão entre os dedos indicador e médio da mão esquerda (fig. 6.63);

Figura 6.63

d- Encoste o contator fixo em uma das extremidades do diâmetro do padrão por medir;

e- Feche o micrômetro, através da catraca, até que se faça ouvir o funcionamento da mesma;

f- Faça a leitura da medida;

g- Registre a medida da folha de Tarefa;

h- Abra o micrômetro e retire-o do padrão, sem que os contatores toquem a peça.

5º Passo – COMPLETE A MEDIÇÃO DO PADRÃO

a- Repita o passo anterior.

6º Passo – FAÇA A MEDIÇÃO DOS DEMAIS PADRÕES

a- troque o padrão por outro de número diferente.

CASO II – MEDIÇÃO INTERNA

1º Passo – POSICIONE A PEÇA

2º Passo – FAÇA A LIMPEZA DOS CONTATOS

3º Passo – FAÇA A AFERIÇÃO DO MICRÔMETRO INTERNO, UTILIZANDO ANEL-PADRÃO (fig. 6.64)





a- Gire o tambor até que os contatos apresentem uma dimensão menor que o furo a medir;

b- Introduza o micrômetro no furo;

c- Abra o micrômetro, girando a catraca até os contatos atingirem o diâmetro do furo e o deslizamento da mesma ;

d- faça a leitura.

5º Passo – RETIRE O MICRÔMETRO FECHANDO OS CONTATOS

Figura 6.64

CASO III – MEDIÇÃO DE PROFUNDIDADE

1º Passo – POSICIONE A PEÇA

2º Passo – FAÇA A LIMPEZA DO MICRÔMETRO

3º Passo – FAÇA A AFERIÇÃO DO MICRÔMETRO

a- Apóie o instrumento sobre uma superfície plana;

b- Gire a catraca até sentir a haste do micrômetro tocar a superfície plana;

c- Acione a catraca e observe se a referência zero do tambor coincide com a da escala fixa.


a- Apóie o micrômetro sobre a peça (fig. 6.65);

Figura 6.65




b- Gire a catraca até a haste do micrômetro atingir a profundidade a medir;

c- Faça a leitura.

5º Passo – RETIRE O MICRÔMETRO

7 - GONIÔMETRO – MEDIÇÃO ANGULAR

7.1 - UNIDADES DE MEDIÇÃO ANGULAR

A técnica da medição não visa somente a descobrir os valores de trajetos, de distâncias, ou de diâmetros, mas se ocupa também da medição dos ângulos.

7.1.1 - Sistema sexagesimal

Sabe-se que o sistema que divide o círculo em 360 graus, e o grau em minutos e segundos, é chamado sistema sexagesimal. É este o sistema freqüentemente utilizado em mecânica. A unidade do ângulo é o grau. O grau se divide em 60 minutos, e o minuto se divide em 60 segundos. Os símbolos usados são: grau (°), minuto (‘) e segundo (“).

Exemplo: 54° 31’ 12” – lê-se: 54 graus, 31 minutos e 12 segundos.

7.1.2 - Sistema centesimal

No sistema centesimal, o círculo é dividido em 400 grados, enquanto que o grado é dividido em 100 novos minutos e o minuto em 100 novos segundos. Os símbolos usados são: grados (g), novos minutos (c), novos segundos (cc).

Exemplo: 27,4583g = 27g 45c 88cc – lê-se 27 grados, 45 novos minutos e 83 novos segundos.

A unidade legal é o ângulo formado por duas retas que se cortam, formando ângulos adjacentes iguais (fig. 7.1). Esse valor, chamado ângulo reto (90°), é subdividido de acordo com os sistemas existentes.

Figura 7.1




- Ângulos: agudo, obtuso e raso

Ângulo Agudo: é aquele cuja abertura é menor do que o ângulo reto (fig. 7.2).

Figura 7.2

Ângulo Obtuso: é aquele cuja abertura é maior do que a do ângulo reto (fig. 7.3).

Figura 7.3

Ângulo Raso – é aquele cuja abertura mede 180° (fig. 7.4).

Figura 7.4

- Ângulos complementares e suplementares

Ângulos complementares: são aqueles cuja soma é igual a um ângulo reto (fig. 7.5)

Figura 7.5




Ângulos suplementares: são aqueles cuja soma é igual a um ângulo raso (fig. 7.6)

Figura 7.6

Observação: Para somarmos ou subtrairmos graus, devemos colocar as unidades iguais sob as outras.

Exemplo: 90° - 25° 12’ =

A primeira operação por fazer é converter 90° em graus e minutos. Sabendo que 1° = 60’, teremos:

90° = 89° 60’

89° 60’ – 25° 12’ = 64° 48’

Devemos operar da mesma forma, quando temos as unidades graus, minutos e segundos.

Exemplo: 90° - 10° 15’ 20” =

Converter 90° em graus, minutos e segundos, teremos: 90° = 89° 59’ 60”

89° 59’ 60” – 10° 15’ 20” = 79° 44’ 40”

7.1.3 - Soma dos ângulos internos dos triângulos

Sabendo que a soma dos ângulos internos de todo e qualquer triângulo é igual a 180° (fig. 7.7 e 7.8), podemos resolver alguns problemas de medição angular, conforme mostra o exemplo abaixo:

Figura 7.7 – Triângulo retângulo escaleno Figura 7.8 – Triângulo octângulo eqüilátero

Exemplo: Qual o valor do ângulo C da peça abaixo?

89° 60’ - 25° 12’ 64° 48’

89° 59’ 60” - 10° 15’ 20” 79° 44’ 40”




A + B + C = 180°

C = 180° - (A + B) =

C= 180° - 130°

C= 50°

A = 70° Figura 7.9

B = 60°

7.2 – GONIÔMETRO

O goniômetro é um instrumento que serve para medir ou verificar ângulos.

Na figura 7.10, temos um goniômetro de precisão. O disco graduado e o esquadro formam uma só peça, apresentando quatro graduações de 0 a 90 . O articulador gira com o disco do vernier, e, em sua extremidade, há um ressalto adaptável à régua.

Figura 7.10 - Goniômetro de Vernier

7.3 - TIPOS E USOS

Para usos comuns, em casos de medidas angulares que não exijam extremo rigor, o instrumento indicado é o goniômetro simples (transferidor de graus) (figuras 7.11, 7.12 e 7.13)

Figura 7.10A - Lâmina pequena. É colocada em lugar da lâmina grande, em casos especiais de medições de ângulos.





As figuras de 7.14 a 7.18 dão exemplos de diferentes medições de ângulos de peças ou ferramentas, mostrando várias posições de lâmina.



7.4 - DIVISÃO ANGULAR

Em todo tipo de goniômetro, o ângulo reto (90°) apresenta 90 divisões. Daí, concluímos que cada divisão equivale a 1°. Nas figuras 7.19 e 7.20, observamos a divisão do disco graduado do goniômetro.




Figura 7.20

7.5 - LEITURA DO GONIÔMETRO

Lêem-se os graus internos na graduação do disco com o traço zero do nônio (fig. 7.21). O sentido da leitura tanto pode ser da direita para a esquerda, como da esquerda para a direita (fig. 7.22).


7.6 - UTILIZAÇÃO DO NÔNIO

Nos goniômetros de precisão, o vernier (nônio) apresenta 12 divisões à direita, e à esquerda do zero do nônio (fig. 7.23). Se o sentido da leitura for à direita, usa-se o nônio da direita; se for à esquerda, usa-se o nônio da esquerda.

Figura 7.23

Figura 7.19




7.7 - CÁLCULO DE RESOLUÇÃO

a = resolução

e = menor valor do disco graduado = 1°

n = número de divisões do nônio = 12 divisões

a = e - n a = 1° = 60’ = 5’ 12 12

Cada divisão do nônio é menor 5’ do que duas divisões do disco graduado.

Se fizermos coincidir o primeiro traço do nônio, a leitura será 0° 5’ (fig. 7.24); o segundo traço, a leitura será 0° 10’ (fig. 7.25); o nono traço, a leitura será 0° 45’ (fig. 7.26).

Conhecendo-se o disco graduado e o nônio do goniômetro, pode-se fazer a leitura de qualquer medida (fig. 7.27).

Figura 7.27

Medir com goniômetro é verificar ângulos pelo sistema sexagesimal, através de goniômetros simples e com vernier, sendo de grande aplicação devido a versatilidade do instrumento, permitindo mediações com resolução de até 5’ (cinco minutos).

Esta operação é utilizada nos trabalhos de ajustagem e inspeção de peças de máquinas, moldes, ferramentas e gabaritos (fig. 7.28 e 7.29).


Figura 7.26





7.8 - PROCESSO DE EXECUÇÃO

1º Passo – LIMPE A PEÇA E O GONIÔMETRO

2º Passo - FAÇA A MEDIÇÃO DO ÂNGULO

Observação: Segure a peça com a mão esquerda e o goniômetro com a direita.

a- Encoste a face interna da base do goniômetro na superfície de referência da peça a medir (fig. 7.30);

Figura 7.30

b- Ajuste a régua móvel do goniômetro na superfície angular da peça (fig. 7.31).

Figura 7.31




Observações: O ajuste estará correto quando houver um perfeito assentamento da régua na superfície. O fixador do disco do vernier deve estar semitravado a fim de facilitar o ajuste da régua.

c- Fixe o disco móvel;

d- Reexamine o ajuste da régua e corrija-o, se necessário.

3° Passo – FAÇA A LEITURA.

7.9 - INSTRUMENTO:



PEÇA N° 1 PEÇA N° 2

Â Â

B B

C C

D D

E E

F F

G G

H H

I I

J J

^

^

^

^

^

^

^

^

^

^

^

^

^

^

^

^

^

^




8 - RELÓGIO COMPARADOR

É um instrumento de precisão de grande sensibilidade. É utilizado tanto na verificação de medidas, superfícies planas, concentricidade e paralelismo, como para leituras diretas.

Por sua elevada precisão e versatilidade, o relógio pode ser usado medindo ou comparando diversas formas de peças.

Figura 8.1

6.1 – PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

A ponta apalpadora fica em contato com a peça. A diferença de medida da peça provoca um deslocamento retilíneo da ponta, transmitido por um sistema de amplificação ao ponteiro do relógio. A posição do ponteiro no mostrador indica a leitura da medida.

A precisão do instrumento baseia-se no sistema de amplificação, geralmente usado por meio de engrenagens, alavancas ou sistema misto.

Os comparadores das figs. 8.4 e 8.5 têm mais proteção no seu mecanismo por serem de amplitude superior a 1mm. Já o da fig. 8.6 deve ser usado com cuidado, pois, se a diferença exceder de 1mm, o mecanismo estará sujeito a estrago, porque pode ser “forçado”, se a pressão for além do máximo permitido.

Apalpador

Comparação da medida entre um bloco-padrão e uma peça.

Figura 8.2

40 + 0,16 = 40,16





A figura 8.3 apresenta, como exemplo, um comparador de mecanismo bem simples, para que se compreenda facilmente o funcionamento. O mostrador é de 100 divisões.

Tendo a cremalheira da haste do apalpador o passo de 1mm, quando o apalpador se desloca de 1mm, resulta:

O pinhão R1 (de 15 dentes) avança 1 dente;

A roda R2 (de 45 dentes) avança 3 dentes;

O pinhão R3 (de 12 dentes) avança 1/4 de volta;

A roda R4 (de 40 dentes) avança 10 dentes;

O pinhão R5 (de 10 dentes) dá uma volta completa, e também o ponteiro, que a ele está preso.

A mola espiral da roda R6 mantém todo o mecanismo sob tensão,fazendo com que o ponteiro e o apalpador volte às suas posições primitivas, quando cessa a pressão sobre a ponta do apalpador. Vê-se que, se o apalpador se deslocar apenas de 0,01mm, o ponteiro só avançará de 1 divisão do mostrador.

8.2 - MONTAGENS USUAIS DO COMPARADOR

Em suporte comum (fig.8.7), em mesa de medição de alta precisão (figs. 8.8 e 8.9) e em base magnética (fig. 8.10).

Figura 8.3




Figura 8.7 Figura 8.8 Figura 8.9 Figura 8.10

8.3 - PRECAUÇÃO IMPORTANTE

O instrumento é sensível e a amplitude do giro do ponteiro é limitada. Deve-se portanto, procurar sempre condições que permitem o mínimo possível de deslocamento da ponta do apalpador.

8.4 - SISTEMA DE ENGRENAGEM

Consiste em um mecanismo formado por uma cremalheira e um conjunto de engrenagens, que alcança uma precisão de 0,01mm (fig. 8.11)

Figura 8.11

8.5 - SISTEMA DE ALAVANCA

Consiste no movimento da mesma, provocado pela subida da ponta apalpadora. Este sistema, embora tenha um campo de medição restrito, alcança uma resolução de até 0,001mm (fig. 8.12 ).




Figura 8.12

8.6 - AMPLIFICAÇÃO MISTA

Resulta da combinação alavanca e engrenagem, que permite o aumento da resolução a 0,001mm, sem reduzir a capacidade de medição.

Os relógios de 0,01mm de resolução são os mais utilizados. Sua capacidade de medição é geralmente de 10mm.

8.7 - LEITURA DO RELÓGIO

Os valores são indicados por intermédio de 2 ponteiros de tamanho diferentes. O ponteiro grande, colocado no centro do mostrador, que está divido em 100 partes, indica valores de 1 em 1 centésimo, completando 1mm por volta. O ponteiro pequeno, deslocado do centro, indica os valores de 1 em 1 milímetro, sendo que uma volta completa é igual à capacidade total do instrumento: 10mm (fig.8.13).

Os mostradores dos relógios são giratórios. Esse movimento permite a colocação em zero, a uma posição inicial qualquer.

Dois índices reguláveis, presos na caixa do mostrador, permite situar facilmente a tolerância entre duas referências ( fig. 8.14).

Uma mola mantém a ponta apalpadora em contato permanente com a peça, a uma pressão de 50 a 100 g.

Figura 8.14

Figura 8.13




8.8 - CONTROLE DE RELÓGIO

Antes de medirmos uma peça com o relógio, devemos estar certos de que este se encontra aferido. Para verificarmos possíveis erros, fazemos, com o auxílio de um suporte de relógio, a medição de blocos-padrão de medidas diferentes e observamos se as medidas registradas no relógio correspondem às dos blocos (fig. 8.15).

Figura 8.15

8.9 – RECOMENDAÇÕES

1. Ao utilizar o relógio, desça suavemente o apalpador sobre a peça; 2. Ao retirar a peça, levante ligeiramente o apalpador; 3. O relógio deverá estar perpendicular à superfície da peça, para que não se cometam

erros de medida; 4. Evite choques, arranhões e sujeira; 5. Mantenha o relógio guardado em estojo próprio.

8.10 - FINALIDADE DO SEU USO

Para verificar por comparação, o paralelismo de duas superfícies, ou um alinhamento, ou a excentricidade, ou, ainda, as diferenças de medidas em relação a uma medida-padrão, o mecanismo usa o COMPARADOR.

8.10.1 - Comparador

É um instrumento de grande precisão e sensibilidade. Tem geralmente, o aspecto de um relógio. Pelo movimento de um ponteiro, num mostrador dividido em 100 partes iguais, o comparador acusa desvios ou diferenças de medidas da ordem de centésimos e milímetros. Qualquer pressão, por mínima que seja, na ponta ou no apalpador, faz com que este se desloque e o ponteiro, girando no mostrador indica o deslocamento em centésimos de milímetro (figs. 8.16 e 8.17).

PLANO - 0

BLOCO-PADRÃO = 1,40







- Casos típicos do uso do comparador

1º) Verificação do paralelismo das faces planas de uma peça (fig. 8.18)

O contrato do apalpador, em diferentes pontos da face superior da peça, faz com que o ponteiro se desloque e dê os valores das diferenças das alturas.

Figura 8.18

2º) Verificação do paralelismo da base da morsa a plaina ou na fresadora (Fig. 8.19).

Figura 8.19

3º) Verificação da excentricidade de uma peça montada na placa do torno.

A figura 8.20 dá um exemplo de verificação externa.




A figura 8.21 mostra um caso de verificação interna.


4º) Verificação do alinhamento das pontas de um torno (fig. 8.22).

A peça colocada entre pontas é um eixo rigorosamente cilíndrico com a superfície e os centros retificados. Os contatos do apalpador com este eixo, durante o movimento do carro, darão desvios do ponteiro, se as pontas não estiverem alinhadas.

5º) Verificação de medidas, comparando-se com medidas-padrão. As figuras 8.23 e 8.24 apresentam um exemplo.

Coloca-se a medida padrão sobre uma mesa de medição, por exemplo, blocos de aço de medidas precisas, denominadas blocos-padrão, dando o total 50mm + 3,5mm + 1,4mm = 54,9mm.

Com ligeira pressão, põe-se o apalpador em contato com a face superior da medida padrão (fig. 8.23). O ponteiro se desloca de alguns centésimos na direção da seta. Como o mostrador do comparador é girante, faz-se o “traço zero” coincidir com ponteiro.


Retira-se da mesa dos blocos da medição-padrão. Em seguida, coloca-se a peça cuja medida se quer verificar, sobre a mesa e em contato com a apalpador (fig. 8.24). Se o ponteiro se deslocou, por exemplo, de 5 centésimos, na direção da seta, isto significa que a medida da peça é 54,9mm + 0,05mm = 54,95mm, ou seja, 5 centésimos de milímetro mais que a medição-padrão.

Figura 8.22




Se o deslocamento do ponteiro fosse no sentido contrário ao da seta de, por exemplo, 3 centésimos, a peça teria medida menor que o padrão: 54,9mm – 0,03mm = 54,87mm.

8.11 - VERIFICAR PLANEZA E PARALELISMO

8.11.1 - Comparador centesimal

Verificar planeza e paralelismo é comprovar o perfeito estado geométrico de uma superfície plana usinada, ou o seu paralelismo em relação a uma superfície de referência, com auxílio do relógio comparador e desempeno de granito. É muito utilizada nos setores de ajustagem e laboratório de metrologia.


1º Passo – Limpe o desempeno, a peça e a base do suporte do relógio comparador.

2º Passo – Verifique a planeza de uma das faces da peça.

a) Apóie a peça em três calços reguláveis sobre o desempeno (fig. 8.25);

Figura 8.25

b) Regule a altura do suporte do relógio comparador até que o apalpador entre em contato com a peça, de maneira que facilite a leitura (fig. 8.26);

c) Regule os parafusos até obter o mesmo valor em vários pontos da superfície a verificar;

Figura 8.26




d) Desloque o suporte do relógio comparador nos sentidos longitudinal e transversal (fig. 8.27).

Observação – A superfície estará plana quando, ao se deslocar o suporte do relógio comparador o ponteiro permanecer na mesma posição.

3º Passo – Verifique o paralelismo da peça.

a) Apóie a superfície verificada da peça sobre o desempeno;

b) Regule a altura do suporte do relógio comparador até que o apalpador entre em contato com a peça, de forma que o ponteiro fique aproximadamente na posição vertical;

c) Desloque o suporte do relógio comparador nos sentidos longitudinal e transversal, e observe se o ponteiro permanece na mesma posição.

Figura 8.27

8.12 - DIMENSÕES COM INSTRUMENTOS DE DESLOCAMENTO VERTICAL (COMPARADOR CENTESIMAL)

Comparar dimensões com instrumentos de deslocamento vertical é determinar dimensões de peças em posição vertical, apoiadas em uma superfície plana, em bloco em “V”, ou fiada em cantoneira, utilizando paquímetro de altura (fig. 8.28).

Esta operação é necessária a verificação de peças com furações, controle de gabaritos e de peças onde o uso de outros instrumentos não atenderia às exigências. É utilizada freqüentemente em ajustagem, ferramentaria e na inspeção de peças.

Figura 8.28





1º Passo – Limpe a peça, o desempeno e o paquímetro de altura

2º Passo – Faça a adaptação do relógio comparador no suporte do paquímetro (fig. 8.29).

Figura 8.29

3º Passo – Apóie a peça no desempeno, de forma que a dimensão a verificar fique em posição vertical.

4º Passo – Regule a altura do cursor do paquímetro até que o apalpador do relógio toque a superfície superior da peça (fig. 8.30), e gire o mostrador do relógio até o ponteiro indicar zero.

Figura 8.30

5º Passo – Registre o valor indicado no paquímetro

6º Passo – Faça a medição das dimensões desejadas

a) Desloque o paquímetro, retirando-o da peça;

b) Desloque o cursor do paquímetro para baixo até que o apalpador do relógio toque a superfície correspondente à dimensão a ser verificada (fig. 8.31);




Figura 8.31

c) Gire a porca de ajuste fino até o ponteiro do relógio indicar “zero”;

d) Subtraia as medidas encontradas;

e) Desloque o paquímetro e faça as demais medições.

Tipos de aplicações (figs. 8.32 a 8.38).

Figura 8.32 – Relógio comparador adaptado a mesa de medição

Figura 8.33 – Relógio comparador adaptado a arco para medidas de espessuras de chapas




Para medidas de distâncias entre furos e rasgos, existem relógios especiais com pontas longas e reversíveis, ajustáveis a vários ângulos (fig. 8.36)

Figura 8.34 – Relógio comparador adaptado a calibre de boca ajustável

Figura 8.35 – Relógio comparador adaptado a dispositivo para medição de furos

Figura 8.36 – Relógio indicador universal




Figura 8.38 – Relógio indicador universal fazendo a centralização de um furo

Observação: A sensibilidade indicada no relógio indicador universal só será exata quando, na execução de uma medição, o eixo da ponta reversível se encontrar paralelo à superfície por medir (figs. 8.39, 8.40 e 8,41).


Figura 8.41

Figura 8.37– Relógio indicador universal fazendo a medição do paralelismo de um furo




9 - BLOCOS-PADRÃO E PEÇAS AUXILIARES

9.1 - A MEDIÇÃO COM BLOCOS-PADRÃO

A medição industrial exige o uso de padrões de comparação de grande precisão. No final do século XIX os engenheiros mecânicos já fabricavam peças e executavam montagem de precisão, porém o método ainda empregado consistia em se fazer peça após peça, ajustando-se sempre como a primeira.

Desta maneira, duas montagens tais como um eixo e um mancal, feitas na mesma fábrica, não eram intercambiáveis; e esperar que eixos de uma fábrica e mancais de outra poderiam ser satisfatoriamente acoplados sem ajustá-los nas paredes, estava fora de cogitação.

A necessidade de se obter peças intercambiáveis, mesmo fabricadas em lugares diferentes, fez nascer o conceito de se fazer jogos de padrões de comprimento, variando no tamanho em pequenas proporções, permitindo assim, controlar um amplo campo de dimensões usando relativamente poucos padrões.

Muito tempo e cuidado foram dispensados na produção destes blocos, que não deveriam ser apenas precisos, mas também ter suas faces planas e paralelas de tal maneira que, quando justapostas para formar a medida desejada não introduzissem erros. Exigia-se dos mesmos grande resistência a abrasão para reduzir o seu desgaste a um mínimo aceitável. O material empregado em sua fabricação deveria ser estável e isento de deformações como dilatação ou contração por longo período de tempo.

O material mais comum naquela época era o aço cuidadosamente selecionado da melhor parte do lingote, da forma a se obter um material com estrutura cristalina uniforme, livre de inclusões não metálicas. Cuidados especiais foram dedicados ao tratamento térmico para aliviar tensões internas e produzir assim blocos com elevado grau de dureza e estabilidade.

9.1.1 - A fabricação de blocos-padrão

A necessidade de se produzir armas e munições em grande escala durante a guerra de 1914-18 mostrou a urgência no uso de blocos-padrão realmente precisos na produção, permitindo que todos os componentes das armas, se acoplassem e funcionassem satisfatoriamente e que a munição se ajustasse aos fuzis e canhões.

Isso implicou na fabricação em grande escala de blocos-padrão, bem como de muitos outros instrumentos de medição, grande parte dos quais foram projetados e feitos pelo “National Physical Laboratory” na Inglaterra, contribuindo assim para que as técnicas de medição e fabricação se desenvolvessem.

Grande importância é dada à estabilização após a têmpera inicial por aquecimento até 760°C e posterior têmpera em água. A estabilização é feita por sucessivos aquecimentos e resfriamentos dos blocos depois da retificação inicial, visando eliminar as tensões devidas à têmpera.

As sucessivas temperaturas usadas nos quatro estágios são 40°C, 70°C, 130°C e 160°C, sendo que os padrões aquecidos em areia são resfriados lentamente em cada estágio.

Oito padrões de um tamanho são então montados em um dispositivo magnético especial e retificado em cada face.




A lapidação preliminar também é feita neste dispositivo, até que todos os padrões sejam paralelos até cerca de 0,00001” e dentro de cerca de 0,0001” de tolerância na cota.

Os blocos-padrão são geralmente feitos de aço temperado, mas, sob determinadas condições mais rudes, pode-se usar blocos-padrão de carbeto de cromo ou de metal duro, sendo este tipo de material excepcionalmente resistente à corrosão e ao desgaste. As superfícies de mediação são lapidadas para se obter alto grau de paralelismo, apresentando a característica de “grudar” quando mutuamente friccionadas.

Os blocos-padrão são feitos com uma secção padronizada de 30 ou 35mm x 9mm e as cotas dos blocos são tais que um jogo em polegadas com 81 peças permite todas as cominações com incrementos de 0,0001” a partir de 0,2” até 4”, não usando mais do que quatro blocos. Com um jogo métrico de 112 peças qualquer dimensão pode ser obtida com incrementos de 0,001mm a partir de 3mm até 100mm, não usando mais do que cinco blocos. Todo o cuidado e atenção dispensados na confecção de um jogo de blocos-padrão podem ser desperdiçados em poucos minutos de descuido no uso dos mesmos.

Mesmo sendo feito de aço temperado, os blocos podem ser facilmente riscados por partículas provenientes de um esmeril em atividade. Um bloco em contato com uma superfície na qual se acham somente uma ou duas dessas partículas pode ter a sua superfície inutilizada. Nas tentativas para “fixar” um bloco-padrão com face defeituosa num segundo bloco, é provável que se danifique a face do segundo também e assim por diante. Outra fonte de problemas é a corrosão que pode ocorrer se os blocos-padrão forem utilizados por mãos ligeiramente úmidos e abandonados na posição de adesão, ou se as impressões digitais não forem removidas. É importante lembrar que a combinação dos blocos-padrão só pode ser feita se as superfícies forem planas e livres de rebarbas ou arranhões. Tentativas para unir um bloco-padrão que apresenta riscos ou rebarbas nas faces de medição de apenas 0,00005mm podem resultar em donos para o bloco-padrão com o qual se faz a combinação.

A combinação deve ser feita sem a aplicação de força e somente por meio de um simples deslizamento entre as superfícies. Se de alguma forma houver uma resistência, as superfícies a serem unidas devem ser limpas com um pedaço de linho e examinadas cuidadosamente com um plano óptico.

Se uma pequena rebarba é descoberta, a mesma pode ser removida com cuidado, usando-se para tanto uma pedra “Arkansas” especial, movimentando-se para fora do centro da superfície da medição. Tais operações somente devem ser feitas por pessoas devidamente qualificadas, com conhecimento de lapidação para elevadas exigências.

O desgaste dos blocos-padrão ocorrerá, inevitavelmente, mas ele pode ser reduzido pela observação de uma limpeza rigorosa periódica e tomando-se medidas para evitar a danificação física ou a corrosão das superfícies. Sob condições severas de uso ou condições atmosféricas adversas, pode ser mais desejável o uso de blocos-padrão de outros materiais tais como quartzo, carbeto de tungstênio (metal duro), e carbeto de cromo. Estes últimos são os mais recomendáveis.

Os padrões são comercialmente encontrados tanto em carbeto de tungstênio como de cromo. Estes tipos de padrões apresentam maior resistência à abrasão do que o aço temperado, e os padrões de carboneto de cromo são particularmente resistentes à corrosão, passando pelo teste de jato de sal durante 1000 horas sem apresentar visível danificação de suas superfícies ou de suas propriedades de adesão.

Existem diferentes opiniões sobre o tempo de vida dos blocos-padrão de carbeto de tungstênio e de cromo: a corrente favorável ao carbeto de tungstênio afirma ser este um pouco mais duro que




o de cromo e seu tempo de vida ser proporcionalmente maior. Apesar da dureza ser um índice, não se deve concluir que um material tem resistência à abrasão que um outro apenas por ser este mais duro do que o outro. Os fatores em favor do carbeto de cromo são que o coeficiente de dilatação linear é mais aproximado do aço que do carbeto de tungstênio, e que as densidades do carbeto de cromo e do aço são similares.

Os blocos-padrão de carbeto de cromo são ideais para uso em más condições, onde haja possibilidade de contaminação superficial, ou quando os blocos devam ser usados sobre superfícies de natureza abrasiva.

Os blocos-padrão são normalmente produzidos em quatro classes de precisão, cada classe sendo escolhida para se adaptar ao tipo de trabalho para o qual os blocos são requisitados. As classes de precisão pela norma internacional DIN 861 são 0 ,1, 2 e 3.

As normas britânicas para blocos-padrão métricos BS 4311 especificam tolerâncias de precisão para a classe de “calibração”, que tem tolerâncias de planicidade e paralelismo igual à classe 00, mas com tolerâncias maiores na cota.

Outras normas nacionais ou normas de fabricantes usam as letras AA, A, B e C, sendo as classes AA e A similares às classes 00 e 0. Antes de encomendar blocos-padrão classe 00 convém estudar os jogos “calibração” não são suficientes visto que o seu custo é bem mais acessível. Os blocos-padrão são também classificados por algumas normas como “Referência”, “Calibração”, “Inspeção” e “Oficina”.

9.1.2 - Recomendações gerais para a seleção das diversas classes

Como existem várias normas internacionais a respeito de blocos-padrão, bem como uma grande variedade na classificação dos mesmos pelos respectivos fabricantes, não é muito fácil para o usuário escolher o tipo adequado as suas necessidades. Ocorre, freqüentemente, o erro de se escolher jogos com precisão acima das necessidades. Por outro lado, muitas vezes acredita-se que os blocos-padrão têm uma duração limitada, confiando-se cegamente na sua precisão durante anos de uso ininterrupto. Classes de previsão conforme norma BS 4311, classe 00, Classe AA, “Referência” e 1/2 0: Estes blocos-padrão são produzidos com o máximo grau de precisão em dimensão, planidade e paralelismo das faces de medição. Cada bloco é medido por métodos interferiométricos e uma tabela de calibração é acrescentada mostrando os desvios da cota nominal a 20°C, sendo a precisão na determinação da cota da ordem de 0,000025mm para blocos até 5mm e ligeiramente maior para blocos maiores. Estes blocos-padrão são utilizados como “Referência” em laboratórios de pesquisa, sendo unicamente utilizados para calibrar comparadores para a medição dos blocos-padrão de grau de “calibração”. Eles são totalmente estabilizados e nenhuma contração ou dilatação devido à mudança do material é superior a 0,000 0001mm por mm por ano (tabelas 9.1 e 9.2).

Tabela 9.1 – Tolerância de blocos-padrão métricos (Norma DIN 861)

Erro máximo permissível = 1/1000mm Classe 3 Classe 2 Classe 1 Classe 0 Classe 1/2 0

Dimensão do

Bloco fm fb fm fb fm fb fm fb fm fb 0-5 1,0 0,5 0,5 0,25 0,20 0,15 010 0,1 0,05 0,05 10 1,2 0,5 0,6 0,25 0,25 0,15 0,12 0,1 0,06 0,05 20 1,4 0,5 0,7 0,25 0,30 0,15 0,14 0,1 0,07 0,05 30 1,6 0,5 0,8 0,25 0,35 0,15 0,16 0,1 0,08 0,05 40 1,8 0,5 0,9 0,25 0,40 0,15 0,18 0,1 0,09 0,05 50 2,0 0,5 0,1 0,25 0,45 0,15 0,20 0,1 0,10 0,05




60 2,2 0,5 1,1 0,25 0,50 0,15 0,22 0,1 0,11 0,05 70 2,4 0,6 1,2 0,3 0,55 0,15 0,24 0,1 0,12 0,05 80 2,6 0,6 1,3 0,3 0,60 0,2 0,26 0,1 0,13 0,05 90 2,8 0,6 1,4 0,3 0,65 0,2 0,28 0,1 0,14 0,05 100 3,0 0,6 1,5 0,3 0,70 0,2 0,30 0,1 0,15 0,05

fm = Cota; fb = Planidade

Tabela 9.2

Erro máximo permissível em 000 001” - Classes Oficina Inspeção Calibração Referência

Dimensão do

Bloco L PI P L PI P L PI P L PI P Ate´1” +10

-5 10 10 +7

-3 5 5 +-5 3 3 +-2 3 3

Até 2” +20 -10

10 10 +10 -5

5 5 +-10 3 4 +-4 3 4

Até 3” +30 -15

10 15 +15 -8

7 7 +-15 4 7 +-6 4 7

Até 4” +40 -20

10 15 +20 -10

7 7 +-20 4 7 +-8 4 7

L = Cota; PI = Planidade das faces de medição; P = Paralelismo entre as faces de medição

Classes de precisão, conforme norma BS 4311, Classe de “Calibração”: Estes blocos-padrão são trabalhados com as mesmas distâncias para planidade e paralelismo dos blocos de grau 00 e 1/2 0, mas uma tolerância ligeiramente maior é permitida na cota dos mesmos. Este aumento, mesmo que diminuto, é muito significativo com relação a custos de fabricação e os blocos são, conseqüentemente, bem menos dispendiosos que os primeiros.

Também estes blocos são medidos por métodos interferométricos, e uma tabela de calibração é acrescentada, mostrando os desvios da cota nominal de cada bloco a 20°C, sendo a precisão na determinação da cota da ordem de 0,000 025mm.

Os blocos são destinados como “Referência” em laboratórios de pesquisas, sendo usados para calibrar comparadores ou máquinas usadas para calibração dos blocos de grau 0,1 e 2, são totalmente estabilizados e nenhuma contração ou dilatação do material é superior a 0,000 001mm por mm por ano.

Classes de precisão conforme norma BS 4311, Classe 0, DIN 861 classe 0, classe A, “Inspeção”: Estes blocos apresentam tolerâncias ligeiramente maiores na planidade que os anteriores e ainda um acréscimo de minuto na tolerância da cota, reduzindo o custo da fabricação.

São comparados com padrões medidos por métodos interferométricos, usando tipos especiais de comparadores nos quais os desvios de comprimento podem ser lidos até 0,000 025mm.

Classe de precisão conforme norma BS 4311, classe 1, DIN 861 classe 1, classe B, e “Oficina”: Estes blocos-padrão são produzidos como tolerância pouco maiores que as de grau 0. no caso dos blocos feitos de acordo com a norma DIN 861, a tolerância da cota é um valor constante, tanto para mais como para menos, da medida nominal. No caso da norma BS 4311, o desvio positivo é maior que o negativo, o que aumenta o tempo de desgaste. Eles são destinados à inspeção em geral nas ferramentarias e oficinas onde um alto grau de precisão é exigido.

Classes de precisão conforme norma BS 411, classe 2 e 3, DIN 861, classe 2, classe 3: Possuem tolerância ainda mais flexíveis, tanto na planitude, no paralelismo como na cota. Estes blocos-padrão são destinados ao uso em geral nas oficinas, quando não se necessita de um alto grau de precisão.




Como orientação aproximada da seleção das classes, pode-se afirmar que os blocos padrão de classes 0 devem ser usados para fabricação de calibradores ou outros produtos com tolerância de fabricação de 0,01mm e 0,02mm e os locos-padrão da classe 2 são indicados onde as tolerâncias excedam a estes valores.

9.1.3 - Recomendações para o uso de blocos-padrão

A fabricação do jogo de blocos-padrão envolve precauções desde a seleção do aço, a retificação, o tratamento térmico, os processos de lapidação, a inspeção, a marcação e calibração até a inspeção final.

Colocado em mãos inexperientes ou usado sem conhecimento e cuidado, um jogo de blocos-padrão pode ser completamente arruinado em questão de poucas horas. As seguintes informações e sugestões são dadas para obter a vida máxima dos blocos e maior rentabilidade na aquisição.

As faces de medição de todos os blocos são lapidadas a um alto grau de planidade e paralelismo, apresentando um acabamento superficial que, no caso dos blocos-padrão de fabricantes conceituados, é da ordem de 0,000 0006mm CLA (Center Line Average – tolerância da linha de centro). A qualidade do acabamento superficial e a planidade permitem aos blocos se “fixarem” uns aos outros num estado de mútua adesão de tal forma a não se separarem exceto por força ou por choques. Para fixar os blocos-padrão, as superfícies devem estar limpas e secas. Entretanto, é essencial que um filme espesso esteja presente; blocos-padrão limpos com álcool ou éter, por exemplo, não aderirão. O método mais usado de adesão é esfregar os blocos com um tecido limpo até as superfícies se tornarem brilhantes, depois esfregar levemente com o dedo e passar o pano novamente. Isto deixará uma película fina em cada superfície, que influirá na combinação dos blocos. O conjunto dos dois blocos-padrão mais a película em adesão será menos que 0,000 01mm maior que os dois blocos combinados sem a mesma.

Depois das superfícies estarem preparadas, a adesão é feita unindo-se as duas faces em ângulo reto com uma pressão moderada e girando os blocos lentamente até que as duas faces estejam perfeitamente ajustadas.

Se for necessário acrescentar blocos adicionais para formar a dimensão desejada, o mesmo procedimento deverá ser seguido. No caso de dimensões maiores, por exemplo 58,745mm, é usual tomar primeiro os padrões menores, por exemplo 1,105 e 1,14, e uní-los. Depois estes também são unidos a um bloco de 6,5mm e, finalmente, é feita uma última combinação com um bloco de 50mm, obtendo-se assim a medida desejada.

Ex.: 1,105mm 1,14mm 6,5mm 50,00mm 58,745mm

Como garantia contra um desgaste excessivo dos blocos, pode-se empregar blocos protetores que serão colocados nas extremidades da combinação.

A seguir um outro exemplo com blocos-padrão em polegadas.

3,9968” com jogo de 41 peças:

Bloco protetor 0,1000 1º Bloco 0,1008 2º Bloco 0,106




3º Bloco 0,19 4º Bloco 0,04 5º Bloco 3 Protetor 0,100 3,9968”

Além disso, os blocos devem ser retirados do estojo, fechando-se o mesmo imediatamente para impedir a penetração de sujeira ou poeira. As combinações nunca devem ser feitas sobre os estojos abertos para evitar a quebra de blocos em cima dos outros.

Se o acabamento superficial dos blocos for desigual ou ruim, os mesmos somente se unirão por uma fraca adesão, podendo até ser impossível fazer-se à combinação. Além disso, podem surgir erros e o seu uso será problemático quando combinações de 3 ou 4 padrões são necessários.

Deve-se prestar atenção para evitar danos de qualquer tipo nas superfícies. Quaisquer blocos arranhados ou outros que sofrerem quedas ou choques devem ser cuidadosamente examinados com planos ópticos antes de serem usados. Se houver qualquer evidência de protuberâncias nos cantos, estas devem ser cuidadosamente removidas usando-se uma pedra branca de “Arkansas”. Se houver danificação na superfície de trabalho, usa-se também uma pedra de “Arkansas”, sendo conveniente que este serviço seja realizado por alguém com conhecimento de lapidação de precisão. As superfícies são opticamente planas e, quando adequadamente usadas, devem preservar suas características por muito tempo. Para isso devem ser observadas as seguintes precauções:

a) Evitar oxidações devido à umidade ou marcas digitais;

b) Evitar choques mecânicos;

c) Evitar esfoliar a superfície usando comparadores em mesas de medição com rebarbas ou asperezas, ou então, tipos insatisfatórios de comparadores;

d) Evitar o uso em aros contaminados;

e) Utilizar sempre uma folha de papel especial, impregnada com substâncias higroscópica, na caixa dos blocos-padrão e substituí-la periodicamente. Durante períodos de estocagem, os blocos devem ser levemente encaixados com vaselina pura e guardados numa sala com temperatura constante sem umidade excessiva. Os blocos devem ser limpos com um tecido macio, sempre, antes e depois do uso. Antes de serem guardados, convém protegê-los com vaselina pura, usando-se um pedaço limpo de tecido;

f) Em caso de choque mecânico, deve-se examinar ambas as faces com cuidado, usando um plano óptico. Se houver alguma indicação de rebarba, convém removê-la imediatamente seguindo o descrito acima;

g) Os tipos de comparadores normalmente usados para medir ou trabalhar com blocos-padrão usam apalpadores esféricos que deve ser freqüentemente verificados, a fim de se constatar a existência de irregularidades. Qualquer oxidação que venha a ocorrer nos pontos de contato pode arranhar a superfície dos blocos-padrão. A oxidação, mesmo depois de removida, causa “pittings” e a aspereza da esfera pode arranhar a superfície dos blocos. Certos comparadores têm mesas de medição planas, lisas ou com finas ranhuras, nas quais os blocos devem aderir. Este processo não deve ser usado com blocos-padrão de grau de “Referência”, mesmo sob as melhores condições possíveis. Nestes casos, recomenda-se o uso de componentes “diferenciais” como dois apalpadores, ficando o bloco-padrão independendo das condições da mesa de medição. De qualquer forma, é indispensável que as mesas de medição sejam freqüentemente controladas com relação a rebarbas, usando-se planos ópticos;




h) A limpeza é essencial. Deve-se evitar a utilização do material de limpeza para outro propósito qualquer. A sala onde os blocos padrão são usados deve estar livre de poeira, pois partículas absorvidas por um plano podem machucar a superfície do bloco;

Além dos cuidados acima, deve-se observar as seguintes recomendações:

A corrosão e outros riscos de danificação devem ser verificados com cuidado, pois o esforço para unir blocos defeituosos com blocos perfeitos pode inutilizar estes últimos.

A constante combinação, dos blocos é outra fonte de desgaste, podendo a poeira alojar-se entre as faces dos mesmos quando da formação de combinação.

O desgaste e a danificação também podem ser causados pelo arraste dos blocos sobre uma superfície de ferro fundido. Deve-se evitar que os blocos-padrão sejam usados sobre uma mesa de ferro fundido sem o uso de um bloco protetor em contato com a mesa. Recomenda-se o uso de um desempeno de granito de boa qualidade em lugar de ferro fundido.

Boa parte do desgaste é freqüentemente causada por forçar o bloco padrão numa dimensão menor. Isto causa somente um desgaste excessivo dos blocos, mas resulta numa medição falsa. Pode se afirmar, de maneira geral, que, se os blocos-padrão estão sendo usados para determinar a dimensão de uma abertura, o verdadeiro tamanho é aquele no qual o padrão entra na abertura sob a ação do seu peso próprio.

O desgaste nos blocos-padrão em uso constante é inevitável e, mesmo sob boas condições, é bem provável que a maior parte dos padrões usados sofram um desgaste da ordem de 0,000025mm por mês. Uma recalibração periódica, portanto, é altamente recomendável. Quando usamos sobre uma superfície de ferro fundido ou para medir aberturas, o desgaste pode ser consideravelmente maior, sendo recomendado o uso dos blocos protetores nas extremidades das combinações sempre que possível. Para usufruir de uma maior vantagem, os blocos protetores devem ser sempre unidos da mesma forma, por exemplo, gravação dentro da combinação. Isto significa que uma face de cada protetor sofrerá sempre o desgaste e a outra permanecerá em boas condições. Assim, os blocos estão sujeitos a um menor desgaste, que ocorreria se ambos os lados dos protetores se tornassem espoliados. Há, sem dúvida, a vantagem adicional de ser mantida a propriedade de “fixar” os blocos protetores.

Com a finalidade de incentivar o uso dos blocos protetores é importante obter diversos pares e entregar um para cada inspetor que usa blocos-padrão. Os blocos protetores, sem dúvida, também necessitam de um exame freqüente de desgaste e danificação não obstante serem de carbeto ou de tungstênio.

As condições na oficina nunca são as mesmas do laboratório de inspeção e o desgaste será inevitavelmente maior. O mesmo, porém, pode ser reduzido pelo uso inteligente, orientando os usuários para que se convençam que os blocos-padrão não são apenas simples pedaços de metal, mas sim meios de medição, de altíssima precisão, requerendo um manuseio cuidadoso para se obter os melhores resultados.

Antes de combinar os blocos, estes deverão primeiramente ser polidos com um tecido seco e limpo, que é usado somente para tal propósito. O tecido deve ser lavado em água com sabão, bem enxaguado, seco e afastado de qualquer contato com materiais corrosivos. Deve ser guardado numa gaveta ou bolsa limpa quando for usado de modo a evitar que partículas de poeira se depositem sobre o mesmo.

Para combinação, os blocos devem ser pressionados nos ângulos corretos e girados de tal forma até que as superfícies estejam perfeitamente paralelas, quando então se obtém a união. O método de deslizar os blocos-padrão longitudinalmente para trás não facilita a combinação,




podendo até causar desgastes adicionais. Ocorrendo qualquer dificuldade ao efetuar uma combinação, não se deve hipótese alguma forçá-la. Neste caso os blocos devem ser examinados para averiguar a causa. Devido às características individuais do elemento humano e às diferenças nas condições de uso, é praticamente impossível obter-se uma comparação justa quanto às diferentes marcas de blocos-padrão. Há tantas variáveis, algumas quase impossíveis de determinar, por que os ensaios de desgaste feitos num laboratório são de valor duvidoso, a não ser que sejam repetidos diversas vezes para obter-se resultado médio.

Admite-se que a precisão de um jogo de bloco-padrão não é melhor do que a precisão dos blocos mais gastos no jogo. Alguns blocos terão inevitavelmente um maior uso e, por conseguinte, um maior desgaste que os outros. Quando aqueles blocos chegarem além daquilo que é considerado o limite inferior, a troca dos mesmos colocará o jogo de novo em condições satisfatórias.

É interessante mencionar que, mesmo que se utilize métodos para aperfeiçoar as propriedades de adesão das superfícies e da calibração dos blocos, é impossível restaurar a cota inicial de um padrão gasto, tornando-se anti-econômico tentar reduzir por meio de uma lapidação, padrões gastos para um tamanho menor.

Antes de calibrar os blocos-padrão no laboratório, eles devem ser limpos, e cada padrão deve ser examinado com um plano óptico. Qualquer rebarba deve ser removida cuidadosamente. As condições gerais das superfícies devem ser verificadas. Blocos muito gastos apresentando erros excessivos de planidade ou não permitindo a combinação com outros blocos, devem ser eliminado.

Somente após esta inspeção preliminar os blocos devem ser encaminhados ao laboratório de metrologia.

9.2 - BLOCOS-PADRÃO E PEÇAS AUXILIARES

Blocos-padrão são instrumentos de alta precisão que permitem comparação de dimensões com variações de até 0,001mm (fig. 9.1).

Os blocos-padrão também são encontrados com medidas em polegadas. São largamente empregados para diversos fins, tais como regulagens de máquinas e instrumentos de medição, aferição de micrômetros, e verificação de ângulos (figs. 9.2 e 9.3).


Figura 9.1




Os blocos-padrão são apresentados em caixas com variados números de peças (fig. 9.4), assim relacionados:

1 bloco de 1,0005mm;

9 blocos de 1,001 a 1,009mm, com intervalos de 0,001mm;



4 blocos de 25 a 100mm, com intervalos de 25mm.

NOTA: Existem caixas que, substituindo os blocos com intervalos de 25mm, possuem 10 blocos de 10 a 100mm, com intervalos de 10mm.

9.3 - CONSTITUIÇÃO DOS BLOCOS-PADRÃO E DOS BLOCOS PROTETORES

Os blocos-padrão são fabricados em aço especial, temperado a uma dureza de 64 a 65 RC, o que permite uma grande resistência ao desgaste. Entretanto, o contato direto com peças comuns poderá arranhar sua superfície e provocar um desgaste prematuro. Para evitar esse inconveniente, utilizam-se nas extremidades da cominação de medidas os blocos protetores (fig. 9.5).

Estes são fabricados de materiais de extrema dureza (carbonetos de cromo e de tungstênio), atingindo uma dureza de 71 a 72RC e 76 a 77 RC respectivamente. São apresentados com espessuras de 1mm, 2mm, 5mm, etc.

9.4 - CLASSIFICAÇÃO DOS BLOCOS

A classificação dos blocos-padrão obedece a várias classes de tolerâncias (grau de precisão), empregadas de acordo com as reais necessidades do trabalho.

Alguns fabricantes designam a classe de tolerância dos blocos através de letras: AA – A – B – C – W; outros fabricantes, através de números: 00 – 0 – 1 – 2 – 3.

Figura 9.4

Figura 9.5




EXEMPLO DE APLICAÇÃO DE ACORDO COM AS CLASSES DOS BLOCOS

AA - aplicação científica da maior precisão A - referência ou regulagem de comparadores em laboratórios B - inspeção e ajustagem de comparadores C - para uso em oficina W - para o uso em oficina, quando não é necessária a classe C.

NOTA: A fabricação dos blocos protetores obedece às mesmas classes de tolerância dos blocos-padrão normais.

9.5 - SELEÇÃO DOS BLOCOS

A seleção dos blocos efetua-se de forma a obter a medida desejada procurando-se utilizar o menor número de blocos possível, conforme o exemplo abaixo:

Exemplo: Formar a medida 57,875mm

57,875 - 1,005 1º bloco 56,870 - 1,370 2º bloco 55,500 - 5,500 3º bloco 50,000 - 50,000 4º bloco 0

9.6 - ADESÃO DOS BLOCOS

Após a seleção dos blocos para compor a medida desejada, deve se efetuar a limpeza dos mesmos com algodão e benzina pura. As faces de medição são lapidadas a um alto grau de planeza e paralelismo. Isto permite aderirem-se uns aos outros (fig. 9.6).

Figura 9.6

9.7 - ACESSÓRIOS PARA BLOCOS-PADRÃO

Os blocos-padrão são peças que, sozinhas, ajustam, regulam e aferem um grande número de máquinas, peças e instrumentos de medição. Entretanto existem tipos de medidas que necessitam de peças auxiliares para o seu uso. Essas peças são chamadas “acessórios para blocos-padrão”, ou “suportes”. Os acessórios apresentam-se em diversas formas, permitindo variados tipos de controle (fig. 9.7).

Blocos usados: 1,005 mm

1,370 mm 5,500 mm

50,000 mm 57,875 mm




Figura 9.7

9.8 - UTILIZAÇÃO DOS BLOCOS E ACESSÓRIOS

Nas figuras 9.8, 9.9, 9.10, 9.11 e 9.12 são mostrados vários exemplos de utilização dos blocos e acessórios.

Figura 9.8

Figura 9.9

Figura 9.10




9.9 - BLOCOS-PADRÃO ANGULARES

São blocos destinados à medição com alta precisão e praticamente abrangem a 360°. A precisão para cada bloco está em torno de 2 segundos de aço (fig. 9.13).

Figura 9.13

9.10 - CILINDROS E ESFERAS CALIBRADAS

Os cilindros e as esferas calibradas são utilizados, como auxiliares dos blocos-padrão, para medições variáveis (Figuras 9.14 e 9.15).

Figura 12

Figura 9.11





As figuras 9.16 e 9.17 mostram exemplos de aplicações dos cilindros e esferas calibradas.


9.11 - RECOMENDAÇÕES SOBRE SEU USO

Evitar danificação por ferrugem devida à umidade ou marcas digitais;

Evitar danificação por queda dos blocos ou queda de algum objeto sobre os mesmos;

Evitar danificação devida ao uso em más condições de limpeza;

Evitar que os blocos-padrão entrem em contato com desempeno de ferro fundido sem o uso dos blocos protetores;

Não conseguindo a adesão perfeita dos blocos, observar se a superfície de algum deles se encontra arranhada, evitando o seu uso, para não se danificarem os demais blocos;

Não utilizar o material de limpeza dos blocos (pano, camurça) para outras finalidades;

Após o uso, os blocos devem ser cuidadosamente limpos com benzina pura. Antes de guardá-los em estojo próprio, aplicar uma leve camada de vaselina em suas superfícies;




9.12 - COMPARAR DIMENSÕES COM BLOCOS-PADRÃO

Comparar dimensões com bloco-padrão é aferir peças ou instrumentos, utilizando um ou mais blocos-padrão de dimensões variadas (fig. 9.18 e 9.19). Esta operação é empregada nos ajustes de aparelhos de medição, nos traços de peças ou mesmo nas máquinas ferramentas.

Figura 9.19

9.13 - PROCESSO DE EXECUÇÃO

1º Passo – Faça a montagem dos blocos-padrão;

a) Selecione os blocos para compor a medida desejada;

b) Limpe os blocos;

Observação: A limpeza dos blocos deve ser feita cuidadosamente, utilizando-se algodão embebido em benzina e, a seguir, um pedaço de camurça, a fim de retirar toda a impureza e umidade, para conseguir a perfeita aderência dos mesmos (fig. 9.20).

Figura 9.20

c) Coloque dois blocos cruzados, um sobre o outro, de forma que as superfícies lapidadas fiquem em contato (fig. 9.21), e a seguir gire-o lentamente, exercendo uma pressão moderada, a fim de obter uma aderência perfeita, até que as faces fiquem alinhadas (fig. 9.22 e 9.23);

Figura 9.18




Observação: Para comparar uma dimensão com blocos-padrão, são necessárias duas montagens, estabelecendo os limites máximo e mínimo da dimensão que se deseja aferir, de acordo com a qualidade prevista para o trabalho.

d) Continue a montagem dos demais blocos até obter a medida desejada;

2º Passo – Compare a dimensão

a) Limpe a peça;

b) Introduza os blocos montados no rasgo da peça (fig. 9.24);

Figura 9.24

10 - INTRUMENTOS DE VERIFICAÇÃO E CONTROLE

A série de Instrumentos de Verificação e Controle destina-se aos profissionais da Área de Mecânica, por se tratar de um assunto específico.

Esta série de instrumentos apresenta um estudo sobre os vários instrumentos de verificação e controle, abrangendo os calibres – tampão – verificadores de roscas, ângulos, folgas e todos aqueles de uso mais freqüentes nas oficinas mecânicas.


Figura 9.23




O estudo desta série dará a você conhecimentos para o emprego correto dos diversos tipos de instrumentos, assim como os cuidados e as condições de uso indispensáveis.

Na última parte, denominada “Folha-Resumo” você encontrará todo o conteúdo apresentado sinteticamente que servirá como reforço da aprendizagem.

10.1 - RÉGUAS DE CONTROLE

São instrumentos de controle fabricados de aço ou ferro fundido, para a verificação de superfícies.

Classificam-se em:

1- Réguas de fios retificados;

2- Réguas de faces retificadas ou rasqueteadas;

10.2 – RÉGUA DE FIO RETIFICADO

Biselada – é feita de aço carbono, em forma de faca (fig. 10.1), temperada e retificada com o fio ligeiramente arredondado.

Triangular – construída em aço carbono, com canais côncavos, temperada e retificada com os cantos arredondados (fig. 10.2).

10.3 – RÉGUAS DE FACES RETIFICADAS OU RASQUETEADAS

Fabricada em ferro fundido, são utilizadas nas verificação de barramentos e guias de máquinas-ferramentas ou outras superfícies que irão ser rasqueteadas (fig. 10.3, 10.4 e 10.5).

10.4 - RÉGUA TRIANGULAR PLANA

É construída em ferro fundido, em forma de prisma com as faces retificadas ou rasqueteadas (fig. 6). Emprega-se na verificação de superfícies em ângulo agudo ou maior que 60°.

Figura 10.1

Figura 10.2

Figura 10.3




Figura 10.4

10.5 – CUIDADOS

1- Evitar o contato da régua com outras ferramentas

2- Evitar choques e quedas

3- Limpá-las após o uso, lubrificá-la e guardá-la em local apropriado.

10.6 – ESQUADRO

É um instrumento de precisão, em forma de ângulo reto, fabricado de aço carbono, retificado ou rasqueteado e, em alguns casos, temperado.

10.6.1 - Comentário

É usado para a verificação de superfícies em ângulos de 90°.

Tipos

Esquadros simples (fig. 10.7)

Figura 10.5

Figura 10.6

Figura 10.7

Figura 10.8

Esquadro de base com lâmina lisa

É também utilizado para traçagem (fig. 10.8).




Tamanho dos esquadros – A norma DIN 875 especifica dimensões dos esquadros, que variam de 50 x 35 até 2000 x 1000.

Os mais utilizados nos trabalhos de mecânica são os seguintes:

50 x 35 150 x 100 300 x 200

75 x 50 200 x 130 400 x 265

100 x 65 250 x 165 500 x 330

10.6.2 - Esquadro de coluna

É um cilindro de aço temperado e com superacabamento, empregado para o controle do ângulo reto (fig. 10.10).

Figura 10.10

- Conservação

1- Os esquadros devem ser isentos de mossas, rebarbas e bem limpos;

2- Após o uso, devem ser limpos, lubrificados e guardados em lugares próprios.

10.7 - COMPASSOS DE PONTA E DE CENTRAR

São instrumentos de aço carbono destinados a traçagem.

CONSTITUIÇÃO

São constituídos de duas pernas que se abrem ou se fecham através de uma articulação. As pernas podem ser retas, terminadas em pontas afiadas e endurecidas, ou uma reta e outra curva.

Esquadro de base com lâmina biselada (fig. 10.9)

Figura 10.9




10.7.1 - Tipos

10.7.2 - Comprimentos mais comuns

100mm 150mm 200mm 250mm

10.7.3 - Cuidados

1- Articulações bem ajustadas;

2- Pontas bem aguçadas;

3- Proteção contra golpes e quedas;

4- Limpeza e lubrificação;

5- Proteção das pontas com madeira ou cortiça.

10.8 – GRAMINHO

É um instrumento formado por uma base, geralmente de ferro fundido ou aço carbono, e uma haste cilíndrica ou retangular, sobre a qual desliza um suporte com um riscador.

Compasso de pontas – é utilizado na traçagem de circunferências, arcos, e no transporte de medidas (fig. 10.11).

Compasso de centrar ou hermafrodita – é utilizado parra determinar centros ou traçar linhas paralelas (fig. 10.12).





10.8.1 - Utilização

É utilizado na traçagem, controle e centragem de peças nas máquinas-ferramentas.

10.8.2 - Tipo

Graminho Simples – Sua base é de ferro fundido, possui haste cilíndrica de aço carbono e um cursor com parafuso para fixação da agulha (fig. 10.13).

Figura 13

Graminho com Escala e Nônio – É constituído por uma base retangular e uma régua graduada em milímetros. Esta régua move-se para cima e para baixo, e em torno da coluna. Possui um cursor movido por uma engrenagem e uma cremalheira. O nônio permite uma aproximação de 0,1mm (fig. 10.15).

Figura 10.15

Graminho Traçador Vertical – Sua base é de aço carbono temperado e retificada. Possui uma escala em milímetros, uma haste retangular, um cursor com aproximação de 0,02mm e um mecanismo de ajuste mecânico, e um riscador com ponta de carboneto metálico (fig. 10.16).

Graminho com Articulação – Base retangular de ferro fundido ou aço carbono. Ranhura em “V” na parte inferior da base, para melhor adaptação nos barramentos de tornos e na mesa de traçagem. A articulação permite variar a posição da agulha (fig. 10.14).

Figura 14




Figura 16

10.8.3 - Condições de uso

1- As pontas devem estar afiladas;

2- A base deve estar bem limpa, assim como a mesa de traçagem.

10.8.4 - Cuidados

Após o uso deve-se limpá-los e untá-los com vaselina ou óleo.

10.9 - MESA DE TRAÇAGEM E CONTROLE

É um bloco robusto, retangular ou quadrado, construído de ferro fundido ou granito, com a face superior rigorosamente plana.


A face superior constitui o plano de referência para traçado com graminho, paquímetro de altura, relógio comparador, ou para controle de superfícies planas.

10.9.2 - Tipos

Figura 8.18 - Portátil

Figura 8.17 - Estacionária

Fig. 10.16




10.9.3 - Construção

As mesas são construídas de ferro fundido de qualidade especial e envelhecido para evitar tensões. As nervuras são tecnicamente projetadas de modo a não permitir deformações (fig. 10.19).

As dimensões mais comuns das mesas são as seguintes:

Tabela 8.1 - DIMENSÕES (mm)

150 x 150 500 x 500 200 x 200 600 x 500 300 x 200 800 x 500 300 x 300 1000 x 750 400 x 300 1200 x 800 400 x 400 1000 x 1000 500 x 140 1500 x 1000 500 x 400 2000 x 1000

10.9.4 - Cuidados

1- Manter a mesa bem limpa e nivelada;

2- Os instrumentos devem ser manejados com cuidado a fim de não danificar sua superfície;

3- Após sua utilização lubrificar sua superfície e protegê-la com um tampo de madeira.

10.10 - VERIFICADORES DE ÂNGULOS

Os verificadores de ângulos são lâminas de aço temperado, colocando-se os mesmos em contato com a ferramenta.

10.10.1 - Tipos

Verificador de ângulo de talhadeira (fig. 10.20).

Figura 10.19

Figura 10.20




Verificador de ângulos de lâminas articuladas (fig. 10.21).

Figura 10.21

Verificador de ângulo de ferramentas monocortantes (fig. 10.22).

Figura 10.22

Verificador de ângulos universal para ferramentas de torno, plaina, brocas e porcas sextavadas (fig. 10.23),

Figura 10.23

Verificador de ângulos para ferramenta de roscar (fig. 10.24).

Figura 10.24




Verificador de ângulos de brocas (fig. 10.25).

Figura 10.25

Verificador de ângulos de ferramentas para abrir roscas triangulares (fig. 10.26).

Figura 10.26

Verificador de ângulos diversos para ferramentas monocortantes de torno e plaina (fig. 10.27).

Figura 27

Verificador de ângulo de 135° ou verificador de perfil oitavado (fig. 10.28)

Figura 10.28




Verificador de ângulos de 120° ou verificador de perfil sextavado (fig. 10.29).

Figura 10.29

10.10.2 - Característica

Caracteriza-se pelo seu formato e utilização.

10.10.3 - Cuidados

1- Evitar choques e atritos com a peça que esteja sendo controlada;

2- Mantê-lo limpo;

3- Após o uso, lubrificá-lo.

10.11 - INSTUMENTOS DE CONTROLE

São instrumentos geralmente fabricados em aço carbono e com as faces de contato temperadas e retificadas.

10.11.1 - Comentários

São geralmente empregados nos trabalhos de produção em série e na indústria mecânica em geral, para a verificação e controle de roscas, raios, folgas, diâmetros, espessuras e medição de peças.

10.11.2 - Tipos

Calibradores para roscas internas e externas (fig. 10.30).

Figura 10.30




Calibradores de tolerância chatos para furos (figs. 10.31 e 10.32).


10.12 - CALIBRADORES AJUSTÁVEIS

Calibradores ajustáveis – São instrumentos de comparação de dimensões, que podem ser ajustados por intermédio de padrões de referência, estabelecendo os limites máximo e mínimo das dimensões a comparar. Seu emprego se faz necessário na fabricação de peças em série ou na inspeção das mesmas.

10.12.1 - Constituição

Os calibradores são normalmente fabricados de aço fundido em forma de ferradura (fig. 10.33), tendo fixada em um dos lados uma base plana, e do outro, dois pinos roscados com cabeça plana entre os quais é introduzido o padrão para regulagem. A dimensão máxima a verificar fica entre a base e o primeiro pino; a dimensão mínima, entre a base e o 2º pino.

Figura 10.33

10.12.2 - Tipos E Usos

Existem calibradores com 4 pinos – dois de cada lado (fig. 10.34) que permitem maior variação de medidas, pois o seu ajuste se faz em ambos os lados.




Figura 10.34

Para o controle de peças cujos valores se pretende saber, utilizam-se calibradores especiais (fig. 10.35) que, por intermédio de relógios comparadores, indicam a variação de tais valores com aproximação de milésimo de milímetro.

Figura 10.35

Este processo permite, com a utilização de outros tipos de contatos, a verificação de medidas diversas, com diâmetros externos de rebaixo com pequena profundidade. (fig. 10.36), ou distância entre os dentes de uma engrenagem (fig. 10.37).


A figura 10.38 mostra um calibrador ajustável para o controle do diâmetro primitivo de roscas, no qual os roletes com o perfil e o passo da rosca a verificar são ajustados nas dimensões máxima e mínima do diâmetro primitivo.




Regular calibradores ajustáveis é determinar a dimensão ideal a comparar através de blocos-padrão, obedecendo aos limites de tolerância, para efetuar o controle de peças mecânicas. É uma operação muito utilizada em laboratório de metrologia, porque, com o uso dos calibradores ajustáveis, podemos obter regulagens para várias dimensões.


1º Passo – Faça a montagem dos blocos para as dimensões máxima e mínima.

2º Passo – Regule o calibrador para a dimensão máxima.

a) Limpe os contatos;

b) Desaperte os parafusos de fixação dos contatos móveis;

c) Coloque os blocos-padrão correspondentes à dimensão máxima sobre o contato fixo (fig. 10.39);

Figura 10.39

d) Desloque o primeiro contato móvel com a chave de fenda até fazê-lo tocar nos blocos-padrão;

Observação: O aperto do parafuso deve ser o suficiente para que os blocos não caiam com o seu próprio peso (fig. 10.40).

Figura 10.38




Figura 10.40

e) Aperte o parafuso fixador.

f) Retire os blocos.

Observação: Ao retirar os blocos-padrão, observe se a pressão do contador sobre os mesmos está exagerada, se estiver refaça a regulagem.

3º Passo – Regule o calibrador para a dimensão mínima, deslocando o segundo contato móvel e repetindo as instruções anteriores.

Calibradores de tolerância chatos para eixo (fig. 10.41)

Figura 10.41


Os números e símbolos nas placas de calibradores (por exemplo, 125 H7. ISO) correspondem a medidas e tolerâncias padronizadas de um sistema internacional.

Calibrador de bocas ajustáveis (fig. 10.42)




Figura 10.42

Calibrador-tampão de tolerância (“passa-não-passa”) (fig. 10.43)

Figura 10.43

Calibrador para chapas e arame (fig. 10.44)

Figura 10.44




Verificador de raio (fig. 10.45)

Figura 10.45

Verificador de folga 0,015” a 0,200” ou 0,04 a 5,00mm (fig. 10.46)

Figura 10.46

Verificador de fios de roscas. É utilizado na contagem de fios de roscas (fig. 10.47)

Figura 10.47

10.12.5 - Condições de uso

Os calibradores devem estar isentos de mossas e rebarbas.

10.12.6 - Conservação

1- Evitar choques e quedas;

2- Limpar e lubrificar após o uso;

3- Guardar em lugar apropriado.




10.12.7 - Verificação da planeza e paralelismo dos contatos dos instrumentos de medição

Um dos modos mais preciosos de verificar a planeza e o paralelismo dos contatos dos instrumentos de medição é a aplicação do fenômeno da interferência da luz, através da utilização de discos de cristal (fig. 10.48)

Quando são usados discos de cristal sob luz monocromática (luz artificial, com um só comprimento de onda), observam-se franjas claras e escuras. Quando é usada luz natural ou policromática (mescla as ondas de diversos comprimentos), observam-se franjas coloridas.

Figura 10.48

- Verificação da planeza

As franjas de interferência informam o estado da superfície a verificar. Se a superfície estiver plana, aparecerão franjas retas (fig. 10.49), e se estiver côncava ou convexa, aparecerão franjas circulares (fig. 10.50).

Para distinguir se a superfície está côncava ou convexa, pressiona-se o disco de cristal sobre a superfície a verificar, observando-se o comportamento das franjas. Se, pressionando um lado do disco de cristal, as franjas correram para este lado, a superfície estará convexa. Se a superfície for côncava, uma pressão no meio do disco de cristal, diminui o número de franjas.


- Verificação do paralelismo

A verificação do paralelismo dos contatos de um instrumento de medição é feita utilizando-se quatro discos de cristal (fig. 10.51), sendo a diferença da espessura de um para o outro 1/4 do passo da rosca do instrumento a verificar. Pode-se com isso, verificar o paralelismo em todas as posições dos contatos. O posicionamento dos discos de cristal será feito do menor para o maior,




onde serão observadas as franjas nas superfícies de contatos (fig. 10.52). A distância entre duas franjas da mesma cor é igual à metade do comprimento da onda luminosa utilizada (luz natural) A = 0,6/2 = 0,3 micrômetros (fig. 10.53).

Figura 10.51

NOTA: A verificação do paralelismo com os discos de cristal entre as franjas de interferência que aparecem simultaneamente sobre a superfície de medição, estão compreendidas também as franjas que se produzem por desigualdade de planeza. Em geral, na prática, aceita-se o erro global composto de erro de planeza e paralelismo.

As figuras 10.54, 10.55 e 10.56 mostram o comportamento das franjas em relação aos estados das superfícies dos contatos do micrômetro.

Superfície com uma só franja (desvio de 0,3 micrômetros).

Figura 10.52

Figura 10.53





Superfície com seis franjas (desvio de 1,5 micrômetros)

10.13 - NORMAS TÉCNICAS

Além das normas desenvolvidas pelos próprios fabricantes de micrômetros, existem ainda aquelas adotadas em cada país, como a Norma Brasileira ABNT – EB-1164/79 “Micrômetros com leitura em 0,01mm”, da qual é apresentada a tabela 1, mostrando a capacidade de medição do micrômetro e o erro máximo permissível. A figura 10.57 exemplifica o controle da planicidade das pontas de um micrômetro da seguinte maneira:

Uma das faces é plana, a outra está curva para um dos lados (fig. 10.57a);

Superfícies não planas (fig. 10.57b);

Superfícies planas, porém não paralelas (fig. 10.57c);

TABELA 10.2 – Limites de tolerância (Norma ABNT EB-1164)

Capacidade de medição do micrômetro - mm Fmax.m 0 a 25

25 a 50 50 a 75 75 a 100 100 a 125

4 4 5 5 6

125 a 150 150 a 175 175 a 200 200 a 225 225 a 250

6 7 7 8 8

250 a 275 275 a 300

9 9

Figura 10.57 a Figura 10.57 b

Figura 10.57 c




300 a 325 325 a 350 350 a 375

10 10 11

375 a 400 400 a 425 425 a 450 450 a 475 475 a 500

11 12 12 13 13

10.13.1 - Instrumentos de controle Para roscas: internas e externas Chatos para furos Chatos para eixos Bocas ajustáveis Tampão Chapas e arames De raio De folga – 0,015” a 0,200” ou de 0,04 a 5mm Fios de roscas 10.13.2 - Verificadores de ângulos De talhadeira De lâminas articuladas De ferramentas monocortantes universal Para ferramentas de roscar Para ângulos de brocas Para roscas triangulares internas Para perfil oitavado Para perfil sextavado 10.13.3 - Esquadros Simples De base com lâmina fixa De base com lâmina biselada De coluna - Dimensões Variam de 50 x 35 até 2000 x 1000mm 10.13.4 - Graminho Simples Com articulação Com escala e nônio Traçador vertical




10.13.5 - Compassos De pontas De centrar ou hemafrodita - Aplicação De pontas – traçagem de arcos circunferenciais e transporte de medidas De centrar – determinas centros e traçar linhas paralelas - Tamanhos 100 – 150 – 200 e 250mm 10.13.6 - Mesa de traçagem Estacionária Portátil - Construção Ferro fundido especial - Aplicação Plano de referência para traçagem 10.13.7 - Régua de controle Biselada Triangular Faces retiradas ou rasqueteadas Triangular plana - Aplicação Verificação de superfícies

11 - INSTRUMENTOS DE DESLOCAMENTO VERTICAL

Instrumentos de deslocamento vertical são instrumentos de medição de grande precisão nos quais a régua graduada fica situada em posição vertical. São utilizados em trabalhos de traçagem e verificação de dimensões de peças mecânicas.

Um instrumento de deslocamento vertical é formado por uma sólida base de aço carbono, onde é fixada a régua graduada na qual desliza o cursor com nônio. Ligado ao cursor é fixado um suporte onde pode ser adaptada uma ponta para traçagem ou um relógio comparador. Um mecanismo de ajuste fino permite o deslocamento suave do cursor (fig. 11.1 e 11.2).




11.1 - PAQUÍMETRO ESPECIAL

11.2 - MICRÔMETRO ÓTICO DE ALTURA

Este instrumento funciona combinando dois sistemas o de blocos-padrão e o ótico (fig. 11.4). Cada progressão de um bloco para outro é tomada a partir de uma coluna de blocos-padrão que estão permanentemente fixados em conjunto. A coluna de blocos move-se para cima e para baixo por meio de cames e porca de ajuste fino. As distâncias entre os blocos são de 25mm, os espaços de 0 a 25mm são observados através do sistema ótico, no qual uma escala circular estabelece medidas com divisões de 0,02mm, e o nônio subdivide a mesma com divisões de 0,002mm.

Figura 11.1 – Paquímetro de altura equipado com ponta para traçagem.

Figura 11.2 – Paquímetro de altura equipado com relógio comparador.

Neste tipo, a régua é substituída por um mecanismo de leitura digital, e o nônio, por um relógio com aproximação de 0,01mm (fig. 11.3).

Figura 11.3




Figura 11.4

11.3 - MICRÔMETRO DE ALTURA

Constituído de uma coluna robusta na qual um conjunto de blocos intercalados estão alojados (fig. 11.5). Por intermédio de um movimento giratório de cabeçote micrométrico, o conjunto de blocos é deslocado para cima e para baixo, permitindo o ajuste desejado com aproximação de 0,001mm.

Figura 11.5

Utiliza-se este tipo de micrômetro com o auxílio de suporte para adaptação de relógio comparador, onde se regula o mesmo, na altura da peça, e depois transporta-se a medida para o micrômetro, onde é feita a leitura.




12 - TOLERÂNCIAS E AJUSTES

12.1 - DEFINIÇÕES

Elementos que constituem a Tolerância e o Ajuste.

12.1.1 - Dimensão nominal

Dimensão básica que fixa a origem dos afastamentos. Símbolo “D”.

12.1.2 - Dimensão efetiva

Valor obtido medindo a peça.

12.1.3 - Dimensão máxima

Valor máximo admissível para a Dimensão Efetiva. Símbolo D máx.

12.1.4 - Dimensão mínima

Valor mínimo admissível para a Dimensão Efetiva. Símbolo D min.

12.1.5 - Dimensões limites

Valores, máximo e mínimo, admissíveis para a Dimensão Efetiva.

12.1.6 - Afastamento superior

Diferença entre a Dimensão Máxima da Dimensão Nominal. Símbolos: as – para eixos

AS – para furos

12.1.7 - Afastamento inferior

Diferença entre a Dimensão Mínima e a Dimensão Nominal. Símbolos: ai – para eixos

Ai – para furos

Figura 11.6




Figura 12.1

12.1.8 - Eixo

Termo convencionalmente aplicado para fins de Tolerâncias e Ajustes, como sendo qualquer parte de uma peça cuja superfície externa é destinada a alojar-se na superfície interna de outra.

12.1.9 - Eixo base

Aquele no qual o afastamento superior é preestabelecido como sendo igual a zero.

12.1.10 - Folga

Diferença entre as dimensões do furo e do eixo quando a dimensão do furo é maior que a do eixo. Símbolo: “F’.

12.1.11 - Folga máxima

Diferença entre as dimensões máximas do furo e mínima do eixo, quando o eixo é menor que o furo. Símbolo: “F máx.”.

12.1.12 - Folga mínima

Diferença entre as dimensões mínimas do furo e máxima do eixo, quando o eixo é menor que o furo. Símbolo: “F mín.”.

12.1.13 - Furo

Termo convencionalmente aplicado, para fins de Tolerâncias e Ajustes, como sendo todo espaço delimitado por superfície interna de uma peça e destinado a alojar o eixo.

12.1.14 - Furo base

É o furo em que o afastamento inferior é preestabelecido como sendo igual a zero.

12.1.15 - Interferência

Diferença entre as dimensões do eixo e do furo, quando o eixo é maior que o furo. Símbolo “I”.

12.1.16 - Interferência máxima

Diferença entre as dimensões máximas do eixo e a mínima do furo quando o eixo é maior que o furo. Símbolo: “I máx.”.




12.1.17 - Interferência mínima

Diferença entre as dimensões mínima do eixo e a máxima do furo, quando o eixo é maior que o furo. Símbolo: “I mín.”.

12.1.18 - Tolerância de funcionamento

Diferença entre a folga máxima e a folga mínima. Símbolo: Tf.

12.1.19 - Linha zero

Linha que nos desenhos fixa a dimensão nominal e serve de origem aos afastamentos.

12.1.20 - Campo de tolerância

Conjunto dos valores compreendidos entre os afastamentos superior e inferior.

INSTRUMENTOS DE MEDIDA

12.1.21 - Calibrador tampão

Aquele cuja superfície de medir é cilíndrica externa.

12.1.22 - Calibrador anular

Aquele cuja superfície de medir é cilíndrica interna.

12.1.23 - Calibrador chato

Aquele cujas superfícies de medir são duas partes de uma superfície cilíndrica externa, compreendidas entre dois planos paralelos eqüidistantes do eixo.

12.1.24 - Calibrador fixo

Aquele de fabricação inteiriça, sem dispositivo de regulagem.

12.1.25 - Calibrador regulável

Aquele cujos afastamentos podem ser regulados.

12.1.26 - Calibrador de boca

Aquele que tem forma de meio anel e superfícies de medir planas.

12.1.27 - Calibrador com superfícies de medir esférica

Aquele cujas extremidades pertencem à superfície de uma esfera.

12.1.28 - Calibrador de fabricação

Aquele usado na fabricação de peças.

12.1.29 - Calibrador de recepção

Aquele utilizado na recepção das peças.




12.1.30 - Calibrador não passa

Aquele que controla o afastamento inferior de um eixo ou o afastamento superior de um furo.

12.1.31 - Calibrador passa

Aquele que controla o afastamento superior de um eixo ou o afastamento inferior de um furo.

12.1.32 - Calibrador para eixos

É aquele cujas superfícies internas são utilizadas para medir o eixo.

12.1.33 - Calibrador para furos

É aquele cujas superfícies externas são utilizadas para medir o furo.

12.1.35 - Contra-calibrador

Aquele destinado a verificar os calibradores.

12.1.36 - Lado “não passa”

Aquele do calibrador que não deve passar.

12.1.37 - Lado “passa”

Aquele do calibrador que deve passar.

12.2 - SISTEMAS DE AJUSTES

Conjunto de princípios, regras, fórmulas e tabelas que permitem a escolha racional de Tolerância no acoplamento eixo-furo, para se obter, economicamente, uma condição pré-estabelecida.

12.3 - SISTEMA EIXO NORMAL (eixo base)

Sistema de ajustagem no qual o “furo” terá posição de zona de tolerância qualquer (qualquer “letra maiúscula” de “A” A “ZC”), e o eixo terá zona de Tolerância de posição “h”. D9/h7, F8/h8, D11/h11 são exemplos de Ajustes baseados no sistema eixo normal.

Nesse sistema teremos:

as = 0 D máx. = D (afastamento superior do eixo é zero o que implica que a dimensão máxima do eixo seja igual à nominal).

12.4 - SISTEMA FURO NORMAL (furo base)

Sistema de Ajustagem no qual o “Eixo” terá posição de zona de Tolerância qualquer (qualquer letra minúscula de “a” a “zc” e o furo terá zona de Tolerância de posição “H”. H7/b8, H11/d11, H6/g5 são exemplos de Ajustes baseados no sistema furo normal.




Nesse sistema teremos:

Ai = 0 D mín. = D (afastamento inferior do furo é zero o que implica que a dimensão mínima do furo é igual a dimensão nominal).

12.5 - SISTEMA MISTO

Sistema de ajustagem no qual o eixo e o furo terão zonas (ou campos) se Tolerância de posição qualquer, com exceção das letras “h” e “H”. B3/f4, S9/t8, F6/p7. São exemplos de Ajustes baseados no sistema misto.

O sistema internacional ISO, além de uma série de tolerâncias fundamentais, fixou uma série de posições para essas tolerâncias.

FUROS: ABCDEFGHJKLMNPRSTUVXYZ

EIXOS: abcdefghjklmnprstuvxyz

Figura 12.2

As posições são designadas por meio de letras maiúsculas para os furos e minúsculas para os eixos.

12.6 – AJUSTE

Comportamento de um eixo num furo, ambos da mesma dimensão nominal, caracterizado pela folga ou interferência apresentada.




Os Ajustes podem ser: com folga, com interferência ou incerto.

12.6.1 - Ajuste com folga

Aquele em que o afastamento inferior do furo é maior que o afastamento superior do eixo.

Ai > as

Figura 12.3

12.6.2 - Ajuste de interferência

Aquele em que o afastamento inferior do eixo é maior que o afastamento superior do furo.

ai > As

Figura 12.4

12.6.3 - Ajuste incerto

É aquele em que o afastamento superior do eixo é maior que o afastamento inferior do furo e o afastamento superior do furo é maior que o afastamento inferior do eixo. Esse ajuste pode apresentar folga ou interferência.

as Ai As ai

Figura 12.5




12.6.4 - Ajustes equivalentes

Apresentam as mesmas folgas (máxima e mínima) ou as mesmas interferências (máxima e mínima).

12.7 - SISTEMA DE TOLERÂNCIA

Conjunto de princípios, regras, fórmulas e tabelas que permite a escolha racional de Tolerâncias para a produção econômica de peças mecânicas intercambiáveis.

O sistema de Tolerância “ISO" foi estudado para a produção de peças mecânicas intercambiáveis com dimensões até 500mm.

Para simplificar o sistema e facilitar a sua utilização prática, esses valores foram reunidos em 14 grupos de dimensões, como pode ser observado na tabela 2.

Tabela 12.1




12.8 – TOLERÂNCIA

Denomina-se Tolerância à variação estabelecida e permitida de uma dimensão da peça, dada pela diferença entre as dimensões máximas e mínimas. Símbolo “t”.

Figura 12.6

t = Dmax. – Dmin

Exemplo:

1) 225 H8 Ai = 0

As = 72

t = Dmax – Dmin = D + As – (D + Ai) = As – Ai

t = As – Ai = 72 – 0 t = 72

2) 63 d9 as = - 100

ai = - 174

t = as – ai = - 100 – (- 174) = - 100 + 174

t = 74

Observação: A unidade de Tolerância é expressada em µ (microns), 1 µ = 10-3 mm = 0,001mm

12.8.1 - Qualidade de trabalho

Qualidade empregada na fabricação de peças mecânicas e de instrumentos de precisão, vide tabela “2”. A qualidade de trabalho depende do tipo de fabricação, ou do fim a que se destina o objeto. Existem 18 tipos de qualidade, tais sejam: IT, 01, IT.0, IT.1, UT, 2 ..........IT.16.

Exemplo:

Em mecânica de precisão adota-se a qualidade de trabalho IT.4 (Tabela 12.2). Em construção de máquinas IT.5 ou IT.6 ou IT.7.




12.8.2 - Tolerância fundamental

Tolerância calculada para cada qualidade de trabalho e para cada grupo de dimensões.

Exemplo:Diâmetro externo = 90mm

Rolamento Qualidade de trabalho = IT.6

Consultando a tabela 12.2 -Tolerância fundamental igual a 22.

Tabe

la 1

2.2




12.9 - ZONA OU CAMPO DE TOLERÂNCIA

Região em que uma determinada dimensão nominal pode variar. É dada pelo intervalo de Tolerância e pela posição deste que em relação à linha zero (ver gráfico 12.1).

12.9.1 - Tolerância de peças isoladas

Tolerância usada na fabricação de peças que não serão acopladas a outras. Conseqüentemente as qualidades serão “Grosseiras” (de 12 a 16).

12.9.2 - Representação simbólica dos campos de tolerância

A indicação dos campos de Tolerância deve ser feita por meio de símbolos. Cada símbolo é formado acrescentado à letra do campo o número indicado da qualidade.

Exemplo: H7 e m6

Quando são indicados simultaneamente os símbolos do furo e do eixo correspondente, deve figurar em primeiro lugar o símbolo do furo.

A indicação deve ser feita por uma das seguintes maneiras:

Exemplo:

H7 , H7 – m6, H7/m6 m6

12.9.3 - Indicação da tolerância nos desenhos

Para indicação da Tolerância nos desenhos, é importante reconhecer-se imediatamente quando se trata de furo ou eixo.

- Furos – peças fêmeas

Figura 12.7




- Eixos – peças machos

Figura 12.8

Há peças que podem ter partes que são machos e partes que são fêmeas.

Figura 12.9

Os desenhos das peças com indicação de Tolerância deverão ser cotados de modo seguinte: escreve-se a dimensão nominal seguida de uma letra que, como vimos, indica o campo de Tolerância adotado e um número que determina a qualidade.

Para as peças fêmeas a letra maiúscula, e pode variar conforme o tipo de Ajuste desejado.

Figura 12.10

Nos desenhos de conjuntos, onde as peças aparecem montadas a indicação da Tolerância poderá ser do seguinte modo:




Figura 12.11

Em casos especiais poder-se-á ao invés dos símbolos recomendados pela ISO, indicar o valor da Tolerância diretamente nos desenhos.

Figura 12.12

A tolerância de uma cota, pode ser:

Bilateral – quando a dimensão da peça pronta puder ser maior ou menor do que a dimensão nominal.

Unilateral – quando a dimensão da peça pronta apenas puder ser maior ou apenas puder ser menor do que a dimensão nominal.

Exemplos: Tolerância Bilateral

Ø 50mm Ø 1,062mm

Tolerância Universal

Ø 48mm Ø 40mm

12.10 – MONTAGENS

Existem diversos sistemas de Tolerância e Ajustes para montagens. Muitas companhias estabelecem seus próprios sistemas para suas práticas de construção mecânica existindo entretanto, um sistema internacional. Nos Estados Unidos a ASA (Americam Standard

+ 0,019

- 0,020

+ 0,010

- 0,010

+ 0,39

- 0,000

+ 0,000

- 0,025




Association) hoje substituída pelo ANSI (Americam National Standards Institute) classificam as montagens em:

Montagem Móvel Folgada (Classe 1) – Esta montagem permite uma considerável liberdade de movimento entre as peças e compreende certas montagens em que a precisão não é essencial.

Exemplo: Maquinaria de mineração: máquinas têxteis; máquinas em geral.

Montagem Móvel Livre (Classe 2) – Esta montagem tem folgas liberais e é usada para velocidade de 600 RPM ou maior e pressões em mancais acima de 42 kg/cm2 (600psi).

Exemplo: dínamos; motores de combustão interna; partes de máquinas, ferramentas e algumas partes dos automóveis.

Montagem Móvel Média (Classe 3) – A folga é média e é empregada onde há movimento com velocidade abaixo de 600 RPM e pressões inferiores a 42 kg/cm2 (600psi), bem como em partes que devem deslizar entre si em máquinas – ferramentas ou conjuntos de peças de automóvel em que é exigida uma maior precisão.

Montagem Deslizante Justa (Classe 4) – A folga é nula e é o limite do tipo que permite montagem a mão, exigindo trabalho de considerável precisão. É empregado onde não deve haver movimento relativo perceptível entre as peças ajustadas.

Montagem Incerta Rotativa Dura (Classe 5) – Tem folga nula ou negativa (interferência) e, praticamente, há ação de metal contra metal. A montagem é, usualmente, seletiva e não há intercambialidade.

Montagem com Pressão Leve (Classe 6) – Apresenta ligeira interferência entre as peças e exige pequena pressão para a montagem. Em geral, é montagem de caráter permanente. É usada nas indústrias de automóveis, máquinas em geral.

Montagem com Pressão Média (Classe 7) – A interferência é mais pronunciada e a montagem das peças é considerada permanente. É usada na fixação de rodas de locomotivas, armaduras de dínamos e motores elétricos, coroa dentada de volantes. Esta montagem é a de limite na ajustagem de peças de ferro fundido, pois leva a tensão resultantes aos limites admissíveis.

Montagem com Elevada Pressão ou por Contração (Classe 8)

A interferência é considerável. É usada em furos no aço dede que o metal possa ser altamente tencionado sem exceder seu limite elástico. Causa tensões excessivas no ferro fundido. A montagem por contração é usada quando é impraticável o emprego de elevados esforços na montagem, como no caso do arco externo das rodas de locomotivas e de braços das manivelas de grandes motores.

Ajustes recomendados.

Tabela 12.3

AJUSTES RECOMENDADOS

PEÇA

S M

ÓVE

IS

(um

a co

m

TIPO DE AJUSTE

EXEMPLO

DE AJUSTE

EX

TRA

PR

ECIS

O

M

ECÂ

NIC

A

PREC

ISA

M

ECÂ

NIC

A

MÉD

IA

M

ECÂ

NIC

A

ORD

INÁ

RIA

EXEMPLO

DE AJUSTE




LIVRE

Montagem à mão, com

facilidade

H6 E 7

H7 E 7 H7 E 8

H8 E 9

H11 a 11

Peças cujos funcionamentos necessitam de folga por força de dilatação, mal alinhamento, etc.

ROTATIVO Mo

ntagem à mão podendo girar sem esforço.

H6 ƒ 6

H7 ƒ 7

H8 ƒ 8

H10 d10 H11 d11

Peças que giram ou deslizam com boa lubrificação. Ex.: eixos, mancais, etc.

DESLIZANTE Montagem à mão com

leve pressão.

H6 g5

H7 g6

H8 g8 H8 h8

H10 h10 H11 h11

Peças que deslizam ou giram com grande precisão. Ex.: anéis de rolamentos, corrediças, etc.

DESLIZANTE JUSTO Montagem à mão, porém,

necessitando de algum esforço.

H6 h5

H7 h6

Encaixes fixos de precisão, órgãos lubrificados deslocados à mão. Ex.: punções, guias, etc.

ADERENTE FORÇADO

LEVE Montagem com auxílio de martelo.

H6 j5

H7 j6

Órgãos que necessitam de freqüentes desmontagens. Ex.: polias, engrenagens, rolamentos, etc.

FORÇADO DURO Montagem com auxílio

de martelo pesado.

H6 m5

H7 m6

Órgãos possíveis de montagens e desmontagens sem deteriorização das peças.

PEÇA

S FI

XA

S (u

ma

com

rel

ação

a o

utra

)

À PRESSÃO COM

ESFORÇO

Montagem com auxílio de balancim ou por

dilatação.

H6 p5

H7 p6

Peças impossíveis de serem desmontadas sem deteriorização. Ex.: buchas à pressão, etc.

12.11 – TOLERÂNCIA

Nos desenhos utilizados nas indústrias mecânicas, encontramos certas medidas das peças, acompanhadas de algarismos adicionais precedidos de sinais positivos e negativos (20 +0,020

-0,010)

Em tais casos se diz que qualquer dessas medidas fixa uma tolerância de fabricação ou uma tolerância de usinagem. O número principal, em algarismo maior, indica a dimensão nominal. Os números em algarismos menores, precedidos de sinal, representam os limites de tolerância admitida para a usinagem, em relação à dimensão nominal.

Exemplo: 20 + 0,020 A medida admite dois limites.

- 0,010

LIMITE SUPERIOR

20,00 + 0,020 = 20,020mm = DIMENSÃO MÁXIMA permitida na execução da peça.




LIMITE INFERIOR

20,00 – 0,010 = 19,990mm = DIMENSÃO MÍNIMA permitida na execução da peça.

Denomina-se TOLERÂNCIA a diferença entre a dimensão máxima e a dimensão mínima.

20,020 – 19,990 = 0,030mm

A indústria mecânica necessita de tolerância na fabricação, por vários motivos:

1°) Máquinas numerosos aparelhos, enfim, conjuntos mecânicos os mais variados, só funcionam bem e se conservam por longo tempo quando suas peças se ajustam bem, ou seja, quando entre si existe uma folga ou um aperto controlado por dimensões rigorosas.

2°) Uma medida exata, que seja rigorosamente a dimensão nominal indicada no desenho, é difícil de obter na prática, pelas seguintes causas, que produzem erros inevitáveis.

a- imperfeição dos materiais ou das ferramentas;

b- desgaste das ferramentas ou folga nos órgãos das máquinas;

c- maior ou menor habilidade do operador que executa a peça;

d- imperfeição dos métodos, instrumentos ou aparelhos de verificação;

e- diferença de temperatura.

3°) Produção em série, isto é, as peças são produzidas em larga escala, tais como as de automóveis, bicicletas, máquinas de costura, armas de fogo, etc. São executadas, decompondo-se ao máximo as suas operações, de modo que cada empregado faz nelas apenas uma parcela do trabalho.

12.12 - SISTEMA INTERNACIONAL I.S.O

A intercambiabilidade das peças tornou-se possível em virtude do estabelecimento das tolerâncias: teria um efeito restrito se dependesse exclusivamente de certos padrões adotados em cada fábrica ou em cada região. Os interesses das indústrias exigem freqüentemente que as peças sejam fabricadas em um local e armazenadas em outro, às vezes distante, em país diferente.

É também comum, na produção industrial, que certa empresa encomende a diversas outras, mediante um desenho ou um projeto-padrão, séries ou partes de uma mesma peça. Por tais motivos, verificou-se ser de grande vantagem, para atender às exigências técnicas e econômicas das indústrias, que se criasse um sistema uniforme ou normalizado de tolerância.

A partir de 1928, as tolerâncias passaram a obedecer ao sistema internacional normalizado I.S.A., iniciais da “INTERNATIONAL STANDARDIZING ASSOCIATION”. No ano de 1974, mudou-se a denominação do sistema para I.S.O. (“INTERNATIONAL STANDARDIZING ORGANIZATION”).

12.12.1 - Elementos característicos do sistema internacional

1°) ÍNDICE LITERAL, corresponde à posição da tolerância; é designado por letras maiúsculas de A a Z para os furos e por letras minúsculas de a a z para os eixos.




2°) ÍNDICE NUMÉRICP, corresponde ao valor da tolerância, ou seja, definindo a qualidade de fabricação; é designado por números de 1 a 16.

Exemplo de um ajuste furo e eixo, onde podemos observar a dimensão nominal, o índice literal e o índice numérico:

25

12.12.2 - Utilização da tabela

Para a utilização da tabela de tolerância, tomamos como exemplo o ajuste

Furo =

Eixo =

12.12.3 - Princípios fundamentais

- Temperatura de referência

A temperatura de referência para medidas lineares foi estabelecida em 20°C. Peças fabricadas fora da temperatura de referência poderão causar certos problemas na montagem.

- Campo de aplicação

O sistema de tolerância ISO, embora tenha sido estudado especialmente para dimensões internas e externas de peças cilíndricas, é também aplicável às dimensões de corpos com qualquer forma. Nesses casos, os termos “furo” e “eixo” têm significado convencional.

- Dimensões nominais e suas divisões em grupos

O sistema de tolerância ISO considera como dimensão nominal os valores de 1 a 1000, contidos em tabelas.

- Observação

Na tabela apresentada abaixo, o grupo de dimensões compreende de 1 a 500, pelo fato de serem estas as mais freqüentemente utilizadas (Tabela 12.4)

Tabela 12.4

GRUPO DE DIMENSÕES DE 1 A 500 MILÍMETROS

1

a

3

> 3

a

6

> 6

a

10

> 10

a

18

> 18

a

30

> 30

a

50

> 50

a

80

> 80

a

120

> 120

a

180

> 180

a

250

> 250

a

315

> 315

a

400

> 400

a

500

H7

..j6

H7

j6 25

+ 0,021

0,000

25

+ 0,009

- 0,004

25




- Cálculo da unidade de tolerância

A confecção das tabelas de tolerâncias baseia-se na fórmula de unidade de tolerância:

(i) = 0,45 D + 0,001.D

D= média geométrica dos extremos das medidas no grupo de dimensões.

Calcular (i) para a

Medida 8 mm

Observação:

No grupo de dimensões, encontramos a medida 8mm no grupo de 6 a 10.

D = 6.10 = 60 = 7,746

Exemplo:

i = 0,45 D + 0,001 D

i = 0,45 7,746 + 0,001 x 7,746

i = 0,45 x 1,9789 + 0,001 x 7,746

i = 0,8905 + 0,0077 = 0,8982

Figura 12.13

Tabela 12.5

QUANTIDADE DE (I) EM CADA I DAS 16 QUALIDADES

QUALIDADE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

TOLERÂNCIA 71 101 161 251 401 641 1001 1601 2501 4001 6401 10001

Multiplicando-se o resultado da equação pela quantidade (i) contida na qualidade de trabalho escolhida (tabela 12.5), obtemos a tolerância, conforme mostram os exemplos abaixo.

Para a qualidade 6 = 10i

0,8982 x 10 = 8,982 = 9

Tolerância = 9 µ m

Para a qualidade 9 = 401

3

3

3




0,8982 x 40 = 35,982 = 36


Para a qualidade 11 = 1001

0,8982 x 100 = 89,82 = 90


- Nota

As qualidades de 1 a 4 são empregadas somente na fabricação de calibradores.

A tabela apresentada abaixo mostra a tolerância para as qualidades de IT1 a IT16, de acordo com o grupo de dimensões.

Tabela 12.6

Qualidade Grupo de dimensões mm IT

1 IT 2

IT 3

IT 4

IT 5

IT 6

IT 7

IT 8

IT 9

IT 10

IT 11

IT 12

IT 13

IT 14

IT 15

IT 16

De 1 a 3 15 2 3 4 5 7 9 14 25 40 60 90 140 250 400 600 Mais de 3 a 6 15 2 3 4 5 8 12 18 30 48 75 120 180 300 480 750 Mais de 6 a 10 15 2 3 4 6 9 15 22 36 58 90 150 220 360 580 900 Mais de 10 a 18 15 2 3 5 8 11 18 27 43 70 110 180 270 430 700 1100 Mais de 18 a 30 15 2 4 6 9 13 21 33 52 84 130 210 330 520 840 1300 Mais de 30 a 50 2 3 4 7 11 16 25 39 62 100 160 250 390 620 1000 1600 Mais de 50 a 80 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 190 300 460 740 1200 1900 Mais de 80 a 120 3 4 6 10 15 22 35 54 87 140 230 350 540 870 1400 2200 Mais de 120 a 180 4 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 400 630 1000 1600 2500 Mais de 180 a 250 5 7 10 14 20 19 46 72 115 185 290 460 720 1150 1850 2900 Mais de 250 a 315 6 8 12 16 23 32 52 81 130 210 320 520 810 1300 2000 3200 Mais de 315 a 400 7 9 13 18 25 36 57 89 140 230 360 570 890 1400 2300 3600 Mais de 400 a 500 8 10 15 20 27 40 63 97 155 250 400 630 970 1550 2500 4000

Eixos

Eixos

Eixos

Furos

Tolerâncias para trabalhos de calibres e ferramentas

de alta precisão. Peças extra-preciosas

Furos

Tolerâncias para trabalhos de maquinaria em geral.

Furos Tolerâncias para furos ordinários

em peças isoladas, assim como para operações de laminado, estirado e

premoldado.

- Qualidade de trabalho e tolerâncias fundamentais

O sistema ISO estabelece, para cada grupo de dimensões, 16 graus de tolerância (chamados “qualidade de trabalho” ou simplesmente “qualidade”), designados por IT1 a IT16 (do trabalho mais preciso ao mais grosseiro), constituindo as tolerâncias fundamentais em que se baseia todo o sistema ISO (fig. 12.13).




FURO

Figura 12.14

EIXO

UNIDADE DE TOLERÂNCIA

A unidade geral de tolerância (i) em que se baseia o sistema ISO, é dada pela seguinte equação:

i = 0,45 D + 0,001 D, onde:

“i” é expresso em m (micrômetro), que é a unidade usada em todas as tabelas de tolerância.

- Posição do campo de tolerância

Na prática, a dimensão efetiva difere da nominal, seja pela inevitável imprecisão de execução, seja para satisfazer as diversas exigências de montagem ou de fabricação. Neste último caso, mantendo-se invariável a dimensão nominal, desloca-se adequadamente a posição do campo de tolerância em relação à linha neutra.

A posição do campo de tolerância é referida à linha neutra. Essa posição é definida por um dos afastamentos nominais, ou superior ou inferior, chamado “afastamento de referência”.

A letra h é reservada aos campos de tolerância dos EIXOS cujo LIMITE SUPERIOR de tolerância está sobre a linha neutra. A letra H é, por sua vez, reservada aos campos de tolerâncias dos FUROS cujo LIMITE INFERIOR de tolerância está sobre a linha neutra.

Os eixos que apresentam o limite superior de tolerância sob a linha neutra são identificados pelas letras a, b, c, d, e, f, g.

Os furos que apresentam o limite inferior de tolerância acima da linha neutra são identificados pelas letras A, B, C, D, E, F, G.

Os eixos que apresentam o limite superior de tolerância acima da linha neutra são identificados pelas letras j, k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, z.

Os furos que apresentam o limite inferior de tolerância abaixo da linha neutra são identificados pelas letras J, K, M, N, P, R, S, T, U, V, X, Z.

3




- Símbolos

Um campo de tolerância é univocamente definido, em posição e grandeza, pela letra que caracteriza a posição e pelo número que indica a qualidade.

Exemplo: H7, J6, c11, t6.

Ao se designar uma montagem, sempre o furo é indicado primeiro, e depois o eixo.

Exemplo: E7 – j6, P6 – h7

- Escolha de ajustes

O sistema de tolerância ISO permite uma livre escolha de ajustes nos diversos eixos e furos. Apresenta, entretanto, como ponto de partida, a concepção de um sistema FURO-BASE ou EIXO-BASE.

- Sistema furo-base

O furo mantém-se na posição H, estando o campo de tolerância sobre a linha neutra. Mediante variação do eixo, de acordo com a necessidade do projeto, obtém-se ajustes: com folga (fig. 12.15), incertos (fig. 12.16) e com interferência (fig. 12.17).

Figura 12.15 – Folga Figura 12.16 – Incerto Figura 12.17 – Interferência

Na figura 12.16, mostramos o sistema furo-base e as várias possibilidades de ajustes em todo o campo de tolerância.

Figura 12.18 – Furo-base com as possibilidades de ajustes




- Sistema eixo-base

O eixo mantém-se na posição h, estando o campo de tolerância sob a linha neutra. Pela variação do furo, de acordo com a necessidade do projeto, obtém-se ajustes: com folga (fig. 12.19), incertos (fig. 12.20) e com interferência (fig. 12.21).

Figura 12.19 – Folga Figura 12.20 – Incerto Figura 12.21 – Interferência

Na figura 12.22, mostramos o sistema eixo-base e as várias possibilidades de ajustes em todo o campo de tolerância.

Figura 12.22 – Eixo-base com as possibilidades de ajustes

13 - APARELHOS ELETRÔNICOS DE MEDIÇÃO

13.1 - TIPOS, CARACTERÍSITCAS E USO

Aparelhos eletrônicos de medição são aparelhos destinados à medição de peças com alto grau de precisão.

Um processo eletrônico transforma o deslocamento de um apalpador numa tenção elétrica, que por sua vez é amplificada, e pode ser lida num mostrador graduado. Devido à precisão alcançada por este processo, o aparelho pode ser usado em todos os controles de peças fabricadas em série que necessitem de precisão.

Figura 13.1




13.2 - CARACTERÍSTICAS

Uma caixa de alumínio robusta, onde está embutida uma unidade eletrônica de medição inteiramente transistorizada que dá forma ao aparelho (fig. 13.1). O mostrador gradua, possuindo uma ou duas escalas, pode ser regulado até para cinco campos de medição deferentes por intermédio de botões selecionadores.

13.3 - TIPOS E USOS

As figuras 13.2, 13.3 e 13.4 mostram a utilização de alguns aparelhos eletrônicos com o emprego de apalpadores adaptados em suportes especiais.

Comparação de peças cilíndricas apoiadas em suporte em forma de V.

Figura 13.3

Determinação de altura, utilizando blocos-padrão.

Figura 13.4

Comparação de um cone pelo processo de montagem dupla.

Figura 13.2




14 - ESTADO DAS SUPERFÍCIES

14.1 – RUGOSIDADE

As irregularidades das superfícies das peças podem ocasionar sérios problemas no funcionamento das mesmas. É necessário então que se conheça o estado das superfícies para avaliar, o seu desempenho.

As superfícies são produzidas por vários tipos de usinagens, tais como abrasão, corte e outros meios de remoção do metal.

O acabamento superficial mostrará vários tipos de irregularidades produzidas sobre a superfície.

Os desvios da superfície real, em relação à geométrica, podem ser considerados:

Erros Macrogeométricos (erros de forma) que podem ser medidos com instrumentos de medição convencionais.

Erros Microgeométricos (rugosidade) que só podem ser avaliados com o auxílio de aparelhos especiais, como rugosímetro, perfilômetros, perfiloscópios, etc.

Nos trabalhos de mecânica estabeleceram-se símbolos para indicar o grau de acabamento das superfícies:

~ - superfície bruta

- superfície desbastada

- superfície lisa

- superfície polida

NOTA: Para qualquer grau de acabamento, pode ser indicada, ao lado, a maneira de obtê-lo, conforme exemplo:

RETIFICADO

No entanto, estes sinais de acabamento não indicam um número significativo, sendo necessária uma análise mais profunda para se conhecer melhor uma superfície.

14.2 - CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO DA TEXTURA SUPERFICIAL

Quando o homem primitivo fabricou uma primeira ferramenta ele já tinha conhecimento da importância do acabamento das superfícies. A peça usada para moldar ou afiar o corte da ferramenta devia ser fino e regular. Depois, ele fabricou a sua primeira roda e, desde esse tempo, tem procurado a perfeição. A moderna industrialização, por razões econômicas, tornou os termos “textura superficial” e “cilindricidade” muito difundidos.

Pode-se que somente depois do primeiro quarto deste século é que o assunto começou a ser difundido em escala industrial. Deixou o laboratório de pesquisa e foi para a oficina para ser




usado. Hoje, os seus conceitos são empregados diuturnamente e os parâmetros de avaliação multiplicam-se, criando a necessidade de uma atualização constante.

14.2.1 - Superfície

Tomando-se um corpo qualquer, define-se a sua superfície como sendo à parte que o limita com o meio onde ele se encontra. Os sentidos de homem têm conhecimento dos corpos que o rodeiam pelas suas superfícies. Intuitivamente, mesmo antes de tocar um objeto, já se faz uma classificação considerando a superfície como um dos fatores proeminentes.

A cor, o brilho, a opacidade e a forma são características das superfícies que se destaca imediatamente. Considerando-se um corpo que deva exercer uma função mecânica, não se pode deixar de considerar a sua superfície como sendo um dos fatores que deve ser adequado ao tipo da função. Um simples calço, um eixo, um bloco-padrão, uma engrenagem, um parafuso ou qualquer outra peça desempenhará melhor sua função se a sua superfície de trabalho estiver adequada. A necessidade de adequar as superfícies às suas funções é uma constante preocupação.

O objetivo de se construir equipamentos cada vez mais rentáveis, isto é que produzam mais em menos tempo, com menor consumo de energia e de matéria-prima e com custos dentro de limites estreitos, levou a pesquisa a todas as características que influenciarem no desempenho das suas peças. As superfícies, naturalmente, forma e continuam sendo objeto de estudos dada a sua importância. Daí a necessidade de uma classificação das superfícies em função do acabamento obtido pela usinagem.

14.2.2 - Tribologia

Considerando-se duas superfícies em que uma delas deslize sobre a outra, observa-se sempre a existência de atrito e desgaste (fig. 14.1).

Figura 14.1 – O movimento dos corpos em contato provoca o atrito.

A ocorrência do atrito e do desgaste dependem de fatores como:

Velocidade relativa, isto é, a velocidade com que uma superfície desliza sobre a outra;

Separação entre as superfícies, ou seja, a distância que as separa, pois elas podem estar em contato, com maior ou menor pressão, e podem até não ter contato direto;

Geometria das superfícies, isto é, maior ou menor aproximação com que se apresenta em relação a suas superfícies teóricas planejadas: planas, cilíndricas, esféricas, etc.;

Propriedades físicas e químicas das superfícies, como, por exemplo, a dureza do material, a existência de incrustações, as propriedades especificas de cada material e a composição química, contendo ou não elementos que facilitem ou dificultem o deslizamento;




Presença de película lubrificante ou fluídica que possa facilitar o deslizamento e atenuar o atrito e, conseqüentemente, o desgaste.

Se for considerado um sistema de deslizamento convencional, ou seja, um sistema que apresente pouca velocidade, separação adequada, geometria aceitável, materiais com baixo coeficiente de atrito e lubrificação adequada, então poderá se prever a existência de pouco atrito e pouco desgaste, pois as exigências quanto a solicitação do sistema são relativamente pequenas e não requerem maior atenção. Com a evolução, porém, cresceram as exigências quanto às solicitações e hoje se empregam cada vez mais sistemas “inconvencionais”, isto é, sistemas em que as condições de deslizamento são desfavoráveis.

Assim, em situações onde hajam altas velocidades, altas pressões e ausência de lubrificação (como, por exemplo, em espaçonaves) deve-se atenuar o atrito e o desgaste. Somente um estudo mais profundo sobre os fatores acima poderá permitir a utilização de sistemas convencionais para a obtenção de maior economia de energia de materiais e de maior adequação do tamanho dos equipamentos.

A tribologia é a ciência que estuda os fenômenos que ocorrem entre duas superfícies em movimento relativo. Ela se ocupa dos estudos sobre o atrito, a lubrificação e o desgaste.

A tribologia pode ser estudada experimentalmente por meio de máquinas especiais para avaliação de desgaste (fig. 14.2), nas quais seja possível variar as condições de trabalho entre duas partes em atrito.

Figura 14.2– Máquina para estudo de desgaste de uma superfície.

Pode-se variar a pressão entre as superfícies, o sentido de movimento e a velocidade relativa. Após uma determinada quantidade de ciclos, determina-se, por pesagem ou medição, o respectivo desgaste.

A seguir são apresentados alguns exemplos de diferentes texturas superficiais, cujas ilustrações (figs. 14.3, 14.4 e 14.5) foram obtidas com um microscópio metalográfico dotado de iluminação normal, campo claro e lâmpadas de halogênio.

Figura 14.3– Superfície fresada (ampl. 50x).




Figura 14.4 – Superfície retificada (ampl. 100x)

Figura 14.5 – Superfície lapidada (ampl. 100x)

14.2.3 - A textura superficial

Para desenvolver um estudo sobre o assunto será necessário estabelecer as definições corretas dos elementos envolvidos. O homem já tem noções generalizadas sobre as condições físicas com que se apresentam as superfícies dos corpos. Os conceitos atuais de lisura, aspereza, irregularidade, ondulações, etc. são corretos, porém, a quantificação desses conceitos requer maior precisão. Para isso, são dadas a seguir as definições normalizadas pelos órgãos oficiais de vários paises e contidas nas normas brasileiras.

Define-se textura superficial como sendo um conjunto das irregularidades que caracterizam uma superfície usinada. Estas irregularidades podem ser igual ou desigualmente espaçadas. A textura superficial é um dos fatores fundamentais para o bom desempenho de uma superfície e deve ser adequada à função que essa superfície desempenha.

Se for considerado apenas o deslizamento, uma inadequação da textura causará desgaste, vibrações e atritos excessivos e, conseqüentemente, maior consumo de energia e funcionamento insatisfatório do órgão ou da própria maquina, afetando a rentabilidade da operação. A textura influi também no armazenamento e na distribuição da película lubrificante e concorre, em muitos casos, para o aumento da fadiga.

A textura adequada também contribui para a fixação e durabilidade de camadas protetoras ou isolantes, tal como pintura, galvanoplastia, plastificação, etc., bem como na economia de material de recobrimento e em melhor acabamento.

A própria conservação de uma superfície contra a corrosão é influenciada pela textura. Superfícies bem acabadas, isto é, com texturas finas, resistem melhor à corrosão.

A textura, a exemplo das tolerâncias dimensionais, tem uma influência fundamental em assentos de eixos em mancais, considerando-se tanto ajustes deslizantes quanto forçados.

Deve-se ainda levar em conta que o método de produção usado para obter uma textura fina encarece sobremaneira o custo da peça. Assim, para atender a esta função e manter um custo




razoável, há a necessidade de especificar a textura precisamente, ou melhor, quantificá-la precisamente. O excesso onera muito o custo sem resultar em sensível melhoria da qualidade, enquanto que a falta, reduzindo o custo, pode comprometer seriamente a qualidade. Em certos casos, o excesso pode também prejudicar o desempenho da peça.

A princípio, para a avaliação da textura foram utilizados dois sentidos humanos: o tato e a visão. Sabe-se que estes sentidos, além de imprecisos, são enganosos, pois uma superfície pode refletir bem os raios luminosos e ser menos “fina” de que outra mais opaca. Além disso, eles podem ser expressos em números. Um exame comparativo entre duas superfícies poderia, ainda dar uma idéia mas não definí-la com a precisão necessária.

Com a evolução, notou-se que vários fatores influem no julgamento de uma textura e a sua avaliação é um problema que, em muitos casos, ainda permanece sem solução satisfatória.

Poder definir corretamente a qualidade de uma textura superficial seria exprimí-la através de uma classificação numérica, ou seja, “quantificá-la”. Para poder quantificar uma textura superficial é preciso primeiramente estabelecer os seus componentes.

14.2.4 - Perfis

Fazendo-se um corte mediante um plano perpendicular ao plano da superfície, observam-se linhas de intersecção que são chamadas respectivamente:

Perfil real: corte da superfície real.

Perfil geométrico: corte da superfície geométrica.

Perfil efetivo: corte da superfície efetiva.

Para fins de estudo, utiliza-se sempre o perfil efetivo (único perfil que se pode obter com aparelhos) como amostra de uma superfície. Os erros ou irregularidades são definidos como os desvios da superfície real em relação à superfície geométrica. Na realidade somente os desvios da superfície efetiva, que é reproduzida pelos instrumentos, podem ser considerados.

Tomando-se uma pequena porção de uma superfície plana, observam-se certos elementos que compõem a superfície.

14.2.5 - Componentes da superfície

Rugosidade ou textura primária (A): é o conjunto das irregularidades causadas pelo processo de produção da superfície. Pode-se ilustrar dizendo que são as “impressões” deixadas pela ferramenta, seja ela uma fresa, uma pastilha ou mesmo um rolo de laminador.

A rugosidade é também chamada de erro microgeométrico e só pode ser avaliada por meio de aparelhos específicos: rugosímetros, pefilômetros ou perfiloscópios.

Ondulações ou texturas secundária (B): é o conjunto das irregularidades causadas por vibrações ou deflexões do sistema de produção ou ainda por tratamento térmico. A rugosidade pode apresentar-se sozinha ou superposta à ondulação.

Orientação das irregularidades (C): é a direção geral dos componentes da textura, dependendo do processo de produção. Em algumas superfícies estes componentes não se apresentam direcionados.

Passo das irregularidades (D): é a média das distâncias entre as saliências quando as irregularidades apresentam uma certa periodicidade. Pode-se considerar o passo das




irregularidades tanto da textura primária ou rugosidade (D-1) como da textura secundária ou ondulação (D-2). O passo também é designado por “freqüência das irregularidades”.

Alturas das Irregularidades (ou amplitude das irregularidades): examinando somente as irregularidades da textura primária, além do passo e da altura, um terceiro elemento deve ser considerado, que é a forma da irregularidade.

14.2.6 - Direção dos sulcos

Quanto à direção dos sulcos, as superfícies são classificadas ainda em:

Anisotrópicas, quando os sulcos têm direções definidas;

Isotrópicas, quando os sulcos não têm direções definidas.

14.2.7 - Erros de forma

Ainda se considera, em proporções maiores, o erro de forma caracterizado pelos desvios da superfície em relação à forma geométrica.

Exemplos: erros de planidade, cilindricidade e de esfericidade, considerados erros macrogeométricos. Estes podem ser detectados em parte apenas, por instrumentos convencionais.

A ondulação ou textura secundária, em certos casos, pode ser considerada como erro macrogeométrico, mas a tendência atual é avaliá-la com os mesmos meios com que se avalia rugosidade, utilizando-se porém rugosímetros devidamente preparados para tal.

Conforme a norma brasileira NB-93, a separação entre erros microgeométricos á arbitrária. Regularmente, numa superfície fina, o comprimento de onda e a altura de uma ondulação podem se destacar enquanto que os mesmos valores numa superfície grosseira estão contidos na rugosidade e não se destacam.

Para esta superfície grosseira, os comprimentos de onda ou as alturas, para serem considerados como ondulações, devem ser maiores. A avaliação da ondulação, portanto, é uma questão de proporção. Os autores franceses utilizam-se da seguinte classificação para os elementos que compõem a textura superficial:

Ondulação: passo das irregularidades entre 0,5 e 2,5mm;

Rugosidade: passo das irregularidades entre 0,020 e 0,500mm;

Rugosidade residual: passos abaixo de 0,020mm.

A figura 14.6 representa um perfil efetivo de uma superfície e servirá de exemplo para salientar os elementos que compõem a textura superficial, decompondo o perfil.

Figura 14.6 – Elementos que compõem a textura superficial. L – Comprimento examinado; A – Representa somente as irregularidades caudadas pela ferramenta: rugosidade ou textura primária; B – Representa as irregularidades causadas por vibrações durante a usinagem: ondulações; C – Representa uma deformação maior, ocasionada por outro fator: erro de forma.




14.2.8 - Critérios para avaliação de rugosidade

A seguir são apresentados os critérios normalizados mais comuns que avaliam a rugosidade em função da amplitude ou da altura das irregularidades.

Comprimento de amostragem – Tomando-se um perfil efetivo de uma superfície num comprimento L2, chama-se o comprimento L de comprimento de amostragem, ou seja a porção do perfil considerada para a avaliação (fig. 14.7). Naturalmente, pode-se tomar tantas amostras quanto for necessário. A soma dos comprimentos das amostras consideradas forma o comprimento total de avaliação (fig. 14.7).

O comprimento de amostragem L nos aparelhos eletrônicos, chamado “out-off”, não deve ser confundido com a distância percorrida pelo apalpador sobre a superfície L2. Normalmente, nesses aparelhos a distância percorrida pelo apalpador sobre a superfície examinada equivale a algumas vezes o valor do comprimento da amostragem L. assim, são medidos numa só operação os valores da rugosidade de vários comprimentos L e determinada a média destes valores. Atualmente já está sendo recomendado pela norma ISO que os rugosímetros devam, em cada operação, medir 5 comprimentos de amostragem a indicar o valor médio das medições efetuadas.

Figura 14.7 – Comprimentos para avaliação de rugosidade.

Deste modo, a distância percorrida pelo apalpador deverá ser igual a 5 L, acrescida das distâncias necessárias para atingir a velocidade de medição e para a avaliação de uma rugosidade, tendo-se em vista o valor do comprimento de amostragem L. Num rugosímetro (fig. 14.8), por exemplo, utilizando-se o comprimento L = 0,25mm, pode-se examinar uma superfície numa distância mínima de 1,75mm (5 . 0,25 + 0,5mm). 0,5mm é a distância necessária para atingir velocidade de medição e parar após as medições, ou seja, 2Lo. Para este aparelho, existem, em função dos comprimentos de amostragem, os comprimentos de avaliação e as distâncias percorridas pelo apalpador, conforme a tabela a seguir.

Figura 14.8 – Rugosímetro

em mm

L 0,25 0,8 2,5 L1 1,25 4,0 12,5 L2 1,75 4,5 13




Ainda com relação ao comprimento de amostragem e tendo em vista definições já apresentadas, utiliza-se a fig. 14.9 – reprodução da norma BS-1134 – cujo perfil apresenta rugosidade e ondulação, para o esclarecimento destes tópicos.

Considerando-se os valores L1 e L2 como comprimentos de amostragem, nota-se que para o comprimento L1 a rugosidade, em função da altura ou amplitude, tem o valor H, ou seja, realmente a expressão da altura das irregularidades da textura primária, que é igual á rugosidade. Se for considerado o comprimento L2, resulta uma altura H2, ou seja, um valor maior que H1 e que incorpora também a ondulação.

Figura 14.9 – Rugosidade e ondulação. Considerado o comprimento L2.

Linha Média (LM) – é uma linha paralela à direção geral do perfil, no comprimento de amostragem, colocada de tal modo que a soma das áreas superiores entre ela e o perfil efetivo (áreas cheias) seja igual à soma das áreas inferiores entre ela e o perfil (áreas vazias) (fig. 10).

Figura 14.10 – Linha média

Áreas A + C + E + G + I = K + B + D + F + H + J

Assim, se todas as áreas superiores (A e I) forem colocadas nos vazios (K a J), o perfil ficará igual à linha média.

Desvio médio aritmético (Ra ou CLA) – é a média aritmética dos valores absolutos das ordenadas (y) do perfil efetivo em relação à linha média (LM) num determinado comprimento de amostragem (L) (fig. 14.11).

Figura 14.11 Desvio médio aritmético

Ra ou CLA = y1 + y2 + y3 + . . . ym – n Ra ou CLA = 1 |y| dx 1




Os valores Ra devem ser expressos em micrômetro ( µ m). Podem, contudo, ser expressos em micropolegadas ( µ “) (1 µ = 0,000001”)

É utilizada a conversão aproximada de 1 µ m = 40 µ.

Fisicamente o valor Ra pode ser interpretado como sendo o afastamento médio do perfil em relação à linha média.

Como comprimentos de amostragem, as normas recomendam os seguintes valores em função da rugosidade:

Tabela 14.1

Rugosidade Ra ( µ m)

Comprimento de amostragem L (mm)

0 a 0,3 0,25 0,3 a 3,0 0,80

Acima de 3,0 2,50

Notação: Nos desenhos, a rugosidade máxima deve ser indicada de acordo com a fig. 14.12 e nas proporções indicadas pela norma NB-93. Em certos casos são indicados os valores máximo e mínimo permitidos.

O valor da rugosidade deve ser expresso em micrômetros e colocado no interior do símbolo. Deve ser considerada a rugosidade na posição mais desfavorável, isto é, perpendicularmente à direção dos sulcos. Outras informações poderão ser anotadas, conforme a fig. 14.12.

Figura 14.12 e 14.13 – Notações de rugosidade

Existem outras notações usadas para especificar a rugosidade e suas equivalências ao parâmetro Ra. A norma suíça VSM-10321 estabelece os seguintes grupos para designação da rugosidade máxima admissível:

Símbolos

Rugosidade máxima Ra (µ m)

50 6,3 0,8 0,1

Em casos mais precisos, estabelece as notações conforme a tabela abaixo:

Notações N12 N11 N10 N9 N8 N7 N6 N5 N4 N3 N2 N1

Rugosidade máxima Ra (µ m)

50 25 12,5 6,3 3,2 1,6 0,8 0,4 0,2 0,1 0,05 0,025

Valores aproximados de Ra em função do processo de usinagem:




Tabela 14.2

Superfície Rugosidade Ra em m Lapidada 0,05 a 0,4 Retificada 0,1 a 1,6 Torneada 0,4 a 6,3 Broqueada 1,6 a 6,3 Fresada 0,8 a 6,3 Plainada 0,8 a 25

Nas especificações, a norma recomenda que sejam selecionados valores entre os indicados acima. A fig. 14.14 mostra os valores de Ra em função do processo e do tempo de usinagem.

Figura 14.14 – Gráfico tempo x rugosidade

Sinais convencionais para indicação da orientação dos sulcos (apresentados na página a seguir).

Desvio médio quadrático (Rq ou RMS) – á a raiz quadrada da média dos quadrados das ordenadas (y) do perfil efetivo em relação à linha média (LM) num comprimento de amostragem (L) (fig. 14.15).

Figura 14.15 - Desvio médio quadrático

Rq ou RMS = Y²1 + Y²2 + Y²3 + . . . + Y²n n Rq ou RMS = 1 - y² dx L




Altura máxima das irregularidades (Rmax) – é a distância entre duas paralelas à linha média LM que passem pelos pontos mais altos e mais baixos do perfil efetivo, num determinado comprimento de amostragem (fig. 14.16).

Figura 14.16 – Altura máxima das irregularidades.

Atualmente, conforme recomendações de norma ISO, os aparelhos devem, em cada medição ou avaliação percorrer cinco comprimentos de amostragem e apresentar a média das medições. Assim, na realidade, os aparelhos sempre apresentam a média de Rmax e devem ser chamados de Rtm, segundo recomendações da norma DIN (fig. 14.17).

Figura 14.17 – Média das medições Rmax.

Rtm = Rmax1 + Rmax2 + Rmax3 + Rmax4 + Rmax5 - 5

NOTAS:

Nos aparelhos mais sofisticados, além da obtenção de Rtm, podem ser obtidos, por um botão seletor os Rmax1 até Rmax5 referentes aos comprimentos da amostragem de 1 a 5 respectivamente;

Alguns autores alemães usam a notação Rz para Rtm.

Anteriormente havia um parâmetro que ainda é usado: Rt pode ser definido como um Rtmax obtido no comprimento de avaliação, desprezando-se as irregularidades atípicas ou acidentais. Podem também ser obtido do próprio gráfico. É recomendável que se utilize sempre do mesmo comprimento de avaliação.

Altura de terceira (R3tm) – é o valor médio de cinco distâncias entre duas paralelas à linha média que passam pelo ponto mais alto da terceira saliência (em altura) e pelo ponto mais baixo da terceira reentrância (em profundidade) em cinco comprimentos de amostragem L consecutivos. Na Alemanha esta grandeza apresenta a notação R3z.

R3tm = R3t1 + R3t2 + Ret3 + R3t4 + R3t5 - 5

Este critério é semelhante a Rtm, com a diferença de que em vez de se considerar o valor da amplitude máxima, considera-se a amplitude da terceira irregularidade em valor.




Profundidade média (Rp) – é a ordenada da saliência mais pronunciada com origem na linha média do comprimento de amostragem.

Rpm: é a média dos Rp de cinco comprimentos de amostragem consecutivos.

Rpm = Rp1 + Rp2 + Rp3 + Rp4 + Rp5 - 5

Alguns autores consideram o critério Rp em função do comprimento de avaliação (L1 + L2 + L3 + L4 + L5).

Rv: é a ordenada de reentrância máxima sob a linha média no comprimento da avaliação.

Portanto: Rt = Rp + Rv

Rtl-n: é o valor de um Rt individual na primeira amostra, onde n é o número total de amostras analisadas.

Coeficiente de esvaziamento: Ke é a relação entre profundidade média e a altura máxima.

Ke - Rp - Rmax

Coeficiente de enchimento: Kp é a diferença entre a unidade e o coeficiente de esvaziamento:

Kp = 1 – Ke

Figura 14.18 – Rt obtido no comprimento de avaliação

Figura 14.19 – Altura da terceira saliência

Figura 14.20 – Profundidade média




Altura da irregularidade dos 10 pontos (Rz) – é a diferença entre o valor médio das ordenadas dos cinco pontos mais salientes e o valor médio das ordenadas dos cinco pontos mais reentrantes, tomados a partir de uma linha paralela à linha média não interceptando o perfil e o comprimento de amostragem (Norma ISO) (fg. 14.21).

Rz = R1 + R3 + R5 + R7 + R9 - R2 + R4 + R6 + R8 + R10 - 5 5

Figura 14.21 – Altura das irregularidades 10 pontos

Muitos aparelhos são programados para poder medir o valor Rz médio, pois sempre soa tomados cinco comprimentos de amostragem em cada medição. Em casos, porém, de superfícies muito curtas, faz-se um gráfico e a partir deste pode-se calcular o Rz.

Rtm utilizado na Alemanha, sendo porém distinto do mesmo. Para diferenciá-los, utilizam-se as seguintes notações:

R4 = Rtm = Rz (DIN)

Rz = conforme acima = Rz (ISO)

Sistema de envoltório (E): consiste em determinar os valores das amplitudes das irregularidades, tomando-se as distâncias entre o perfil efetivo e a linha determinada por um círculo de raio R que rola sobre o perfil, tocando desta forma as suas cristas (fig. 14.22). Este critério é muito pouco usado, tendo sido substituído pelo sistema de linha média LM.

Figura 14.22 - Sistema de envoltória

Os critérios até agora apresentados definiram a rugosidade apenas em função da altura (também chamada de amplitude das irregularidades).

A rugosidade é composta de outros elementos também importantes, como o passo e a forma das irregularidades.

A figura 14.23 mostra diferentes perfis de superfícies que apresentam desempenhos e, apesar disso, avaliados sob qualquer dos critérios até agora apresentados, resultam no mesmo valor.




Figura 14.23 – Acabamentos de superfícies.

O perfil A apresenta picos delgados que se desgastam rapidamente. O perfil B apresenta melhor área de sustentação e, portanto, melhor desempenho.

Assim, um critério que avaliasse a textura em função da área de sustentação seria mais recomendável.

A seguir são apresentados os critérios de avaliação que se baseiam no espaçamento entre as irregularidades.

14.3 - ESTADO DAS SUPERFÍCIES

RUGOSIDADE

DEFINIÇÕES DAS SUPERFÍCIES (Fig. 14.24)

Figura 14.24

Superfície Real – É a superfície que limita um corpo e o separa do meio ambiente.

Superfície Geométrica – É a superfície ideal prescrita no projeto, na qual não existem erros de forma e de acabamento. Exemplos: superfície plana, superfície cilíndrica, superfície esférica.

Superfície Efetiva – É a superfície obtida por meio de instrumentos analisadores de superfície.

Perfil Real – É interseção da superfície real com um plano perpendicular à superfície geométrica.

Perfil Geométrico – É a interseção da superfície geométrica com o plano e ela perpendicular.




14.3.1 - Irregularidade das superfícies

São as saliências e as reentrâncias existentes na superfície real – picos e vales (fig. 14.25)

Figura 14.25

14.3.2 - Passos das irregularidades

É a média das distâncias entre as saliências mais pronunciadas do perfil efetivo, num comprimento de amostragem (critério válido somente quando as irregularidades apresentam uma certa periodicidade).

14.3.3 - Comprimento de amostragem

É o comprimento medido na direção geral do perfil, suficiente para a avaliação dos parâmetros da rugosidade (Fig. 14.26)

Figura 14.26

14.3.4 - Linha média

É a linha paralela à direção geral do perfil, no comprimento de amostragem, colocada de tal modo que a soma das áreas superiores compreendidas entre ela e o perfil efetivo seja igual à soma das áreas inferiores (fig. 26).

14.3.5 - Desvio médio – Ra (C.L.A.)

É a média dos valores absolutos das ordenadas do perfil efetivo em relação à linha média, num comprimento de amostragem.

Observação – A sigla C.L.A., vem do Inglês, Center Line Average, que quer dizer, Centro da linha média.




14.3.6 - Classificação da rugosidade

Parâmetros normalizados – A fim de limitar o número de valores dos parâmetros a serem usados nos desenhos e especificações, recomenda-se a utilização dos valores mencionados na tabela a seguir:

Tabela 14.3

PARÂMETROS NORMALIZADOS Ra (micrômetro)

0,008 0,010 0,012 0,016 0,020 0,025 0,032 0,040 0,050 0,063 0,080 0,100 0,125 0,160

0,20 0,25 0,32 0,40 0,50 0,63 0,80 1,00 1,25 1,60 2,00 2,50 3,20 4,00

5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 20,0 25,0 32,0 40,0 50,0 63,0 80,0 100,0

Na medição da rugosidade são recomendados determinados valores para o comprimento de amostragem, conforme tabela (abaixo).

Tabela 14.4

Rugosidade, Ra (micrômetro)

Mínimo comprimento de amostragem, L (mm)

De 0 até 0,3 Maior que 0,3 até 3,0

Maior que 3,0

0,25 0,80 2,50

14.3.7 - Simbologia

A indicação da rugosidade da superfície é expressa em micrômetro ou em (µ in) micro-inch e deve ser colocada no interior do símbolo (fig. 14.27).

Para as indicações complementares, deve ser acrescentada uma linha horizontal ao traço maior do símbolo (fig. 14.28). Sobre esta linha será indicado o tipo de usinagem: tornear, fresar, retificar, etc.

Figura 14.27 – Símbolo gráfico indicando uma rugosidade correspondente a um desvio médio aritmético Ra = 2,5 mícrons.




Figura 14.28

Abaixo da linha horizontal será indicada a orientação preferencial dos sulcos (linhas de acabamento), conforme mostra a tabela.

Tabela 14.5

Sinais

convencionais

Perspectiva esquemática

Indicação no desenho

Orientação dos sulcos

Direção da medição da rugosidade ou do

plano de perfil.

Os sulcos devem ser orientados paralelamente ao traço da superfície sobre o qual o símbolo se apóia, no desenho.

Perpendicular à direção dos sulcos.

Os sulcos devem ser orientados em direção normal ao traço da

superfície sobre o qual o símbolo se apóia no desenho

Perpendicular à direção do sulcos.

Os sulcos devem ser orientados segundo duas direções cruzadas.

Segundo a bissetriz

dos ângulos formados pelas direções dos

sulcos.

Os sulcos devem ser orientados segundo várias direções (Sulcos

multidirecionais).

Em qualquer direção.

Os sulcos devem ser aproximadamente concêntricos

com o centro da superfície à qual o símbolo se refere.

Radial

Os sulcos devem ser orientados segundo direções

aproximadamente radiais em relação ao centro da superfície à

qual o símbolo se refere.

Normal a um raio

14.3.8 - Rugosímetro

Rugosímetro é um aparelho destinado a comprovar o grau de aspereza de uma superfície (fig. 14.29), utilizado na inspeção de peças de alto grau de acabamento.




Figura 14.29

14.3.9 - Princípio de medição

O princípio de medição com o rugosímetro é estabelecido pela passagem da ponta de uma agulha de diamante sobre a superfície a medir. (fig. 14.30).

Figura 14.30

As irregularidades desta superfície fazem com que a agulha se movimente. Este movimento é convertido em impulso elétrico que passa através de um filtro. Aí são obtidas as características, de tal superfície, sendo amplificado o impulso e determinada a sua leitura no mostrador do aparelho.

O “Pick-up”, no qual está localizada a agulha apalpadora, faz sempre um movimento retilíneo (fig. 14.31), o que não permite que se faça uma verificação nos erros de forma.

Figura 14.31




Para a verificação da rugosidade de superfícies de formas variadas, é necessário o emprego de “pick-up” que se ajuste a estas condições, para a obtenção de um resultado correto (figs. 14.32 e 14.33).

Figura 14.32 – “Pick-up” para medição de rugosidade em dentes de engrenagens.

Figura 14.33 – “Pick-up” para medição de rugosidade em furos com diâmetro superior a 50mm.

Os diferentes tipos de acabamento das superfícies determinam um controle da rugosidade em espaços predeterminados, por isso os aparelhos possuem um dispositivo “out-off” que corta o passo da onda da rugosidade a controlar, empregando-se para acabamentos grosseiros um “out-off” maior que o utilizado para um acabamento fino.

Os aparelhos possuem um botão selecionador de valores que permite fazer com que as duas escalas do mostrador possam registrar valores diferentes, tanto em milímetros, como em polegada, dependendo da rugosidade a medir. A figura 14.34 mostra alguns detalhes da unidade medidora do rugosímetro.

14.3.9.1 - Medir rugosidade de superfícies

Medir rugosidade de superfícies é comparar o estado das superfícies, utilizando aparelhos capazes de indicar defeito microgeométricos.

Esta operação faz necessária pela influência da rugosidade no comportamento das superfícies, de acordo com o seu funcionamento, como nos casos de atrito, ajuste, desgaste, corrosão, acabamento, resistência à fadiga, escoamento de fluidos e superfícies de medição (blocos-padrão, contatos de micrômetro, paquímetros, etc). É utilizado no controle de qualidade de peças que exijam tal acabamento.

Figura 14.34




PROCESSO DE EXECUÇÃO

1º Passo – Acople a unidade do “pick-up” no aparelho de leitura. (fig. 14.35).

2º Passo – Faça a aferição do aparelho, utilizando o padrão de referência.

a) Limpe o padrão.

b) Posicione o padrão, e o dispositivo de acionamento do “pick-up” de forma que a agulha toque a superfície do padrão. (fig. 14.36)

c) Verifique o sentido de usinagem do padrão.

Observação: A medida da rugosidade deverá ser feita em sentido transversal ao da usinagem, salvo especificações contrárias.

d) Ligue o aparelho e regule o movimento do “pick-up” de acordo com o valor da rugosidade indicada no padrão.

Observação: Não se obtendo no mostrados do aparelho o valor indicado no padrão, refaz-se o ajuste, girando o parafuso de regulagem até conseguir indicando. (fig. 14.3).

e) Retire o padrão, e desligue o aparelho.

3º Passo – Faça a medição da rugosidade da peça.

a) Limpe a peça, e posicione-a na mesa, observando o sentido de usinagem da peça.

b) Regule a altura do “pick-up” de forma que a agulha toque a superfície da peça a medir.

Observação: O braço do “pick-up” deverá ficar paralelo à superfície da peça (fig. 14.38).

c) Ligue o aparelho e regule o movimento do “pick-up” de acordo com a superfície da peça a medir.

d) Faça a leitura.

Observação: Quando o ponteiro do mostrador não indicar o valor da rugosidade, regula-se o aparelho para um campo de medição maior.

e) Retire a peça e desligue o aparelho.

Figura 14.36

Figura 14.37

Figura 14.38




BIBLIOGRAFIA

FELIX, Julio C. A metrologia no Brasil. Rio de Janeiro: Qualitymark Editora. 1995.

GONÇALVES, Felipe Gonçalves. Metrologia. MEC: CEFETES: Vitória. 2002.

TELECURSO 2000. Mecânica: Metrologia. Vol. 1. São Paulo: Editora Globo. 2000.



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