Slide Aula 12 - Acabamento Superficial e Rugosidade - 2024-1

Fabricação de sistemas mecânicos Universidade Federal do Maranhão – UFMA Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas – CCET CAMPUS SÃO LUÍS CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Prof. Dr. : Helio Cantanhêde e-mail : helio.cantanhede@ufma.br 1 2 Intepretação da tolerância  Em função do funcionamento e da aplicação da peça, existem casos em que será necessário aplicar mais de um tipo de tolerância para definir os limites admissíveis dos erros operacionais 3 Intepretação da tolerância  Alguns tipos de tolerância limitam outros tipos de erros que podem ocorrer em uma única parte da peça. Por exemplo, o erro de retitude é limitado pelo erro de paralelismo, mas o inverso não é verdadeiro, porque a tolerância de retitude não limita erros de paralelismo 4 Acabamento superficial e rugosidade  O tipo de acabamento superficial, ou seja, a rugosidade contida em cada superfície, irá interferir na qualidade e no funcionamento das peças 5 Acabamento superficial e rugosidade  O acabamento superficial de cada superfície, de qualquer peça, deve ser compatível com sua aplicação. É importante considerar que quanto mais fina for a rugosidade de uma superfície usinada (trabalhada) melhor será o seu acabamento e, também, maior será o custo operacional 6 Acabamento superficial e rugosidade  Com a possibilidade de avaliar numericamente a rugosidade superficial, as normas técnicas do desenho técnico definiram conceitos, parâmetros e classificações que são utilizados internacionalmente 7 Acabamento superficial e rugosidade  Resultando em uma nova simbologia para a indicação de acabamentos superficiais. No Brasil, essa avaliação e a nova simbologia são reguladas pelas normas NBR 6405 (cancelada) para a NBRISO4287 e NBR 8404 (Cancelada) para a 17068, ambas da ABNT. 8 Acabamento superficial e rugosidade  Simbologia antiga (Norma ABNT NB13/70; Norma DIN 140) Para efeito de comparação, conhecimento e correta interpretação da simbologia, veja na Tabela 9.11 o que significa cada elemento apresentado na Figura. Acabamento superficial e rugosidade TABELA 9.11 SIMBOLOGIA ANTIGA REFERENTE AO ACABAMENTO DE SUPERFÍCIE. Identifica as superfícies em bruto, porém limpas com a retirada de rebarbas e saliências. Identifica as superfícies desbastadas. Os riscos resultantes da operação de usinagem são visíveis e podem ser percebidos pelo tato. Identifica as superfícies alisadas onde os riscos da ferramenta de corte quase não são visíveis. Identifica as superfícies polidas ou retificadas onde os riscos da ferramenta de corte não são visíveis. Identifica acabamentos ou tratamentos especiais, indicados sobre a linha horizontal do símbolo. Exemplos: oxidado, cromado etc. 10 Acabamento superficial e rugosidade Se todas as superfícies de uma peça têm os acabamentos de mesma qualidade, não é necessário colocar o respectivo símbolo em todas elas, basta indicar uma única vez, ao lado do número de identificação da peça, conforme mostra a Figura. 11 Acabamento superficial e rugosidade Se uma determinada qualidade de acabamento superficial é predominante, mas não é geral porque existem superfícies com outras qualidades de acabamento na peça, a representação é feita conforme mostra a Figura. 12 Acabamento superficial e rugosidade Exceto os símbolos da superfície em bruto, todos os demais são constituídos de triângulos equiláteros, apoiados pelo vértice na respectiva superfície e devem ter as di- mensões mostradas na Figura. 13 Acabamento superficial e rugosidade Os símbolos colocados em superfícies curvas devem ter todos os vértices dos triângulos tocando a superfície e as suas bases alinhadas em uma reta, como ilustra a Figura. 14 Acabamento superficial e rugosidade O símbolo de desbastado, colocado na vista de frente, não deve ser repetido na vista lateral, bem como os símbolos colocados na vista lateral não devem ser repetidos na vista superior. 15 Acabamento superficial e rugosidade Nas peças de revolução (cilindro, cone), os símbolos de acabamento superficial são colocados uma única vez sobre a geratriz, conforme mostra a Figura. 16 Acabamento superficial e rugosidade Nas peças simétricas, em relação a um determinado eixo, cujas superfícies tenham a mesma qualidade de trabalho, deve-se colocar o símbolo representativo em cada uma das superfícies, conforme mostra a Figura. 17 Acabamento superficial e rugosidade Quando o espaço no desenho for insuficiente para colocar o símbolo de acabamento superficial, devem-se utilizar linhas auxiliares de cota (linhas de chamada) para prolongar a superfície, como ilustra a Figura. 18 Acabamento superficial e rugosidade  Nova simbologia (umas das normas é a 6405- rugosidade superficial) Com a utilização da nova simbologia, a indicação da qualidade do acabamento superficial é quantitativa, ou seja, representada por meio de valores numéricos. A leitura do perfil da rugosidade, existente nas superfícies de qualquer peça, é feita em figuras gráficas, resultantes dos rugosímetros. 19 Acabamento superficial e rugosidade Na nova simbologia, a medida da rugosidade é indicada pela rugosidade média, representada pelo símbolo (Ra). Dentro do percurso de medição, ela é calculada pela média aritmética dos valores absolutos das ordenadas de afastamentos, representada pelo símbolo (yn), em relação à linha média. 20 Acabamento superficial e rugosidade Na Tabela, estão apresentadas as 12 classes de rugosidade média para acabamento superficial, normalizadas pela norma da ABNT. 21 Acabamento superficial e rugosidade Para indicação das classes de rugosidade definidas na Tabela anterior ou de seus valores em mícron é utilizada a nova simbologia. Ela se baseia em um símbolo básico, constituído por duas linhas de comprimento desigual e inclinadas a 60º, sobre o qual são introduzidas todas as informações necessárias, conforme a Figura. 22 Acabamento superficial e rugosidade O símbolo básico, isoladamente, não significa nada. A sua utilização sempre será complementada por outras indicações, também normalizadas. 23 Acabamento superficial e rugosidade Perceba que a Figura abaixo mostra o símbolo básico acrescido de um traço horizontal, formando um triângulo. O conjunto resultante caracteriza uma superfície usinada e, nesse caso, o acabamento superficial é obtido com remoção (corte) de material. 24 Acabamento superficial e rugosidade Quando a remoção de material não for permitida (superfície em bruto), é adicionado um círculo ao símbolo básico, como ilustra a Figura. 25 Acabamento superficial e rugosidade Esse símbolo também pode ser utilizado para indicar que a superfície deve permanecer com o acabamento obtido no estágio anterior ao processo de fabricação, independente do tipo de processo utilizado. 26 Acabamento superficial e rugosidade Quando for necessário indicar as características especiais do estado da superfície (cromado, cementado etc) ou identificar o tipo de operação (fresado, retificado, brochado etc) que deverá ser utilizada no processo construtivo da peça, são acrescentados um traço horizontal na extremidade superior do símbolo básico e a informação correspondente ao estado ou à operação, conforme mostra a Figura 27 Acabamento superficial e rugosidade A qualidade da rugosidade requerida em cada superfície é escolhida entre as 12 classes especificadas na Tabela 9.12. Nos desenhos técnicos, ela é indicada pela sua classe, como mostrado na Figura (a), ou pelo seu valor de rugosidade média, em mícron, segundo a Figura (b). 28 Acabamento superficial e rugosidade A classe de rugosidade ou o seu valor em mícron, agregado à simbologia própria, representa o valor máximo admissível da rugosidade superficial. 29 Acabamento superficial e rugosidade Na Tabela 9.13, são apresentadas as alternativas existentes para a indicação dos valores máximos admissíveis de rugosidade superficial, associados à simbologia normalizada. 30 Acabamento superficial e rugosidade Para estabelecer limites ao valor da rugosidade, devem-se indicar os limites máximo e mínimo com a inserção dos valores dentro do símbolo básico, conforme mostra a Figura. 31 Acabamento superficial e rugosidade Dependendo do tipo de operação utilizada no processo de fabricação da peça, principalmente quando se tratar de operações de corte (usinagem), pode ser necessário indicar uma quantidade mínima de material sobressalente (sobremetal para a usinagem) para garantir a qualidade pretendida de acabamento superficial. 32 Acabamento superficial e rugosidade Quando for necessário fazer a indicação do valor de sobremetal para usinagem, ele deve ser escrito à esquerda do símbolo e estar compatível com o sistema de unidade de medida utilizado na cotagem do desenho. 33 Acabamento superficial e rugosidade A importância do controle da rugosidade superficial aumenta à medida que o resultado final do trabalho precise ser de maior qualidade 34 Acabamento superficial e rugosidade Dessa forma, em alguns casos, além de indicar os valores da rugosidade média necessária para não comprometer o funcionamento e a aplicação da peça, deve-se indicar a direção das estrias resultantes do processo de fabricação. 35 Acabamento superficial e rugosidade 36 Acabamento superficial e rugosidade 37 Acabamento superficial e rugosidade A Figura mostra todas as anotações que podem ser utilizadas para controlar o estado de qualquer superfície. 38 Exemplo de aplicação O desenho da Figura mostra, em duas vistas, uma peça com todo o detalhamento dimensional necessário para à sua fabricação, bem como as variações admissíveis dos erros operacionais consequentes do seu processo produtivo. 39 Utilização da simbologia de controle da rugosidade As indicações de controle da rugosidade superficial só devem ser utilizadas quando forem necessárias para garantir o perfeito funcionamento dos equipamentos e máquinas. 40 Utilização da simbologia de controle da rugosidade Assim, em usinagem (operação de corte), utilizando tornos, fresas, plainas, furadeiras, entre outros, a qualidade do acabamento superficial poderá variar entre as classes N9 e N6, dependendo do controle e da qualidade das máquinas e ferramentas, enquanto uma operação de lapidação, por exemplo, pode chegar à qualidade da classe N1. 41 Utilização da simbologia de controle da rugosidade Dessa forma, para determinar as exigências de controle da rugosidade superficial, o projetista deverá ter conhecimento das operações que serão utilizadas no processo construtivo de cada peça. 42 Instrumentos de medição e controle dimensional A escolha de um instrumento de medição não é tarefa simples. O primeiro cuidado a observar é com relação à exigência de exatidão da medida. Se uma medição exigir tolerância (variação permitida da peça) apertada, deve-se levar em consideração a resolução do instrumento de medição, que é a menor variação da escala desse instrumento. 43 Instrumentos de medição e controle dimensional Além da resolução, devem-se considerar também o tipo e o tamanho da peça, pois a utilização de instrumento de medição inadequado acarreta erros de medição e compromete a qualidade da medida 44 Instrumentos de medição e controle dimensional Para minimizar os erros de medição é necessário considerar os efeitos ambientais sobre o resultado da medida, porque a variação da temperatura influi no instrumento e na peça, ou seja, o aumento da temperatura provoca dilatação térmica tanto da peça quanto do instrumento 45 Instrumentos de medição e controle dimensional A temperatura normalizada para uma medição é de 20 graus centígrados (20 °C), tendo como base a norma ABNT NBR 46 Instrumentos de medição e controle dimensional A medição de uma peça deve ser muito criteriosa. Por isso, durante uma atividade de medição, deve-se evitar o erro de paralaxe, que é a observação errada da escala de um instrumento analógico. Se o ângulo de observação for incorreto, esse desvio de visão acarretará erro de medição. 47 Régua graduada, metro articulado e trena  A régua graduada (também conhecida como escala), em geral, é fabricada em aço inoxidável e possui duas escalas: uma em milímetros (mm) e outra em polegadas fracionárias. Na escala em milímetros, a divisão normalmente é contada de 0,5 mm em 0,5 mm ou de 1 mm em 1 mm. A escala em polegadas fracionárias pode possuir divisões de 1″/16 ou 1″/32. 48 Régua graduada, metro articulado e trena  As réguas graduadas possuem vários comprimentos. As mais comuns são as de 6″ (152,4 mm), 8″ (203,2 mm) e 12″ (304,8 mm), mas no mercado também podem ser encontradas réguas graduadas de 1.000 mm, 2.000 mm ou ainda maiores. 49 Régua graduada, metro articulado e trena  A régua graduada deve ser utilizada em medições que não exigem muita exatidão, tendo em vista as dificuldades de manter uma referência muito rigorosa dos pontos a serem medidos 50 Régua graduada, metro articulado e trena  Quando se mede uma peça com uma escala, deve-se ter o cuidado de deixar a amostra um pouco maior que o desenho da peça, se a chapa for cortada para outras operações. Nesse caso, o sobremetal (valor em excesso para o acabamento) depende da máquina que vai cortar a amostra e das dimensões da peça 51 Régua graduada, metro articulado e trena  A Figura mostra duas réguas graduadas em polegada fracionária (acima) e em milímetros (abaixo). 52 Régua graduada, metro articulado e trena  A Figura mostra como medir uma peça com uma régua graduada (nesse caso, a peça que está sendo medida possui 49 mm). 53 Régua graduada, metro articulado e trena  O metro articulado, em geral, é feito de madeira, alumínio ou fibra. Ele também possui duas escalas: uma em milímetros (mm) e outra em polegadas fracionárias. No caso da escala em milímetros, suas divisões, normalmente, são de 1 mm 54 Régua graduada, metro articulado e trena  O metro articulado é fabricado com comprimento de 1 m ou 2 m. A Figura mostra, à direita, um metro articulado de alumínio e, à esquerda, um metro articulado de madeira. 55 Régua graduada, metro articulado e trena  A escala em polegadas pode possuir divisão de 1″/16. A utilização do metro não é comum no dia a dia da indústria, mas às vezes é necessário medir peças que não dependem de muita exatidão e têm acabamento mais grosseiro 56 Régua graduada, metro articulado e trena  A trena é um instrumento de medição feito de aço, tecido ou fibra. É montada em um estojo no qual a fita enrola e desenrola à medida que sua extremidade é puxada. Ela também possui duas escalas: uma em milímetros (mm) e outra em polegadas fracionárias 57 Régua graduada, metro articulado e trena  No caso da escala em milímetros, sua divisão, normalmente, é de 1 mm. A escala em polegadas pode possuir divisão de 1″/16. 58 Régua graduada, metro articulado e trena  As trenas costumam ser produzidas com 3 m, 5 m, 8 m, 10 m, 20 m, 30 m, 50 m, mas podem ser ainda maiores. Elas são utilizadas em medições que não exigem muita exatidão, tanto em peças pequenas quanto em grandes. A Figura 3.4 mostra uma trena de 8 m. 59 Régua graduada, metro articulado e trena  Como a trena não oferece boa exatidão, durante o processo de medição deve-se colocá-la o mais reto possível na peça e verificar qual é o traço do instrumento que coincide com o final da peça 60 Régua graduada, metro articulado e trena  A Figura 3.5 mostra o processo de medição do comprimento de um tubo que está fixado em uma máquina. 61 Régua graduada, metro articulado e trena  No mercado, já existe trena com mira a laser para medições de até 50 metros ou mais. Para medir com esse tipo de trena é necessário apontar o laser para um ponto de referência e, em seguida, para outro ponto 62 Paquímetro  A leitura de paquímetro em milímetros é feita da seguinte maneira: leem-se, na escala fixa, os milímetros até antes do “zero” do Vernier.  Depois, contam-se os traços do Vernier até aquele que coincide com um traço da escala fixa e somam-se os valores encontrados. Paquímetro ➢ Qual a medida? 64 Paquímetro  Em geral, a escala fixa do paquímetro em polegada fracionária possui divisão de 1″/16 e a escala móvel tem resolução de 1″/128.  O procedimento de leitura é igual ao da escala em milímetros, porém é necessário executar cálculos simples de adição de fração. Referências Gerais; 1. Farago, f. t., ph.d., Handbook of Dimensional Measurement. Industrial Press Inc. 200, Madison Avenue, New York, n.y. 10016. 2. Hill, R.; Jensen, C. H. Modern Engineering Tolerancing. Mcgraw-hill Reyerson Limited. 3. Galyer, J.F. 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