Slide Aula 14 - Micrômetro - 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 Micrômetros  Em 1848, o francês Jean Louis Palmer inventou um instrumento que permitia fazer medições mais exatas do que o paquímetro. No novo instrumento podia ser feita a leitura de centésimos de milímetro ou menos, a partir de certo aperfeiçoamento. Tal instrumento recebeu o nome de micrômetro. No entanto, na França ele é mais conhecido como Palmer, em homenagem ao seu criador. 3 Princípio de funcionamento do micrômetro  O funcionamento do micrômetro baseia-se no princípio do deslocamento gradual de um parafuso, no sentido longitudinal, quando ele gira em uma porca. Quando o parafuso se desloca, cada volta corresponde ao passo da rosca. A Figura ilustra esses movimentos. 4 Princípio de funcionamento do micrômetro 5 Princípio de funcionamento do micrômetro  A ABNT NBR NM ISO 3611:1997 (Micrômetro para medições externas) especifica características dimensionais, funcionais e qualitativas dos micrômetros para medições externas 6 Princípio de funcionamento do micrômetro  O micrômetro para medições externas apresenta as seguintes partes: o arco é constituído de aço especial ou fundido, tratado termicamente para eliminar as tensões internas 7 Princípio de funcionamento do micrômetro  O isolante térmico, fixado ao arco, evita sua dilatação, porque isola a transmissão de calor das mãos para o instrumento. O fuso micrométrico é construído de aço especial temperado e retificado para garantir exatidão do passo da rosca. 8 Princípio de funcionamento do micrômetro  As faces de medição tocam a peça a ser medida e, para isso, apresentam-se rigorosamente planas e paralelas. Em alguns instrumentos, os contatos são de metal duro, de alta resistência ao desgaste. 9 Princípio de funcionamento do micrômetro  A porca de ajuste permite o ajuste da folga do fuso micrométrico, quando isso é necessário. O tambor é o ponto onde se localiza a escala centesimal; ele gira ligado ao fuso micrométrico 10 Princípio de funcionamento do micrômetro  Portanto, a cada volta, seu deslocamento é igual ao passo do fuso micrométrico. A catraca ou fricção assegura uma pressão de medição constante. A trava permite imobilizar o fuso numa medida predeterminada. 11 Princípio de funcionamento do micrômetro  O fuso é preso ao tambor por meio de uma rosca de determinado passo que gira em uma porca. Assim, uma volta completa do tambor faz com que a face do fuso se desloque longitudinalmente de um comprimento igual ao passo da rosca. 12 Princípio de funcionamento do micrômetro  Em consequência, conhecido o passo da rosca e dividindo-se o tambor em um certo número de partes iguais, pode-se medir qualquer deslocamento da face, por menor que ele seja 13 Princípio de funcionamento do micrômetro  Para a leitura do micrômetro de 1/100 de milímetro, no prolongamento do fuso há um parafuso micrométrico preso ao tambor, que se move através de uma porca ligada à bainha 14 Princípio de funcionamento do micrômetro  No micrômetro de 1/100 mm, seu passo é de 0,5 milímetro. Na bainha, as divisões são em milímetros e meios milímetros; no tambor, a graduação circular tem 50 partes iguais 15 Princípio de funcionamento do micrômetro 16 Princípio de funcionamento do micrômetro  Quando as faces do fuso e do encosto estão juntas, a borda do tambor coincide com o traço “zero” da graduação da bainha 17 Princípio de funcionamento do micrômetro  Ao mesmo tempo, a reta longitudinal gravada na bainha (entre as escalas de milímetros e meios milímetros) coincide com o “zero” da graduação circular do tambor. 18 Princípio de funcionamento do micrômetro  Como o passo do parafuso é de 0,5 mm, uma volta completa do tambor levará sua borda ao 1° traço de meio milímetro. Duas voltas levarão a borda do tambor ao 1° traço de 1 milímetro. 1 Volta completa 19 Princípio de funcionamento do micrômetro  Como o passo do parafuso é de 0,5 mm, uma volta completa do tambor levará sua borda ao 1° traço de meio milímetro. Duas voltas levarão a borda do tambor ao 1° traço de 1 milímetro. 2 Voltas completas 20 Princípio de funcionamento do micrômetro  Com isso, o deslocamento de apenas uma divisão da graduação circular do tambor dá a aproximação de: (1/50) x 0,5 mm = 5/500 = 1/100 de milímetro (0,01 mm). 21 Princípio de funcionamento do micrômetro  Esse valor é chamado de resolução do micrômetro, ou seja, a menor diferença entre as indicações de um dispositivo mostrador que pode ser significativamente percebida. As resoluções dos micrômetros geralmente são de 0,01 mm, 0,005 mm ou 0,001 mm. 22 Princípio de funcionamento do micrômetro  Em relação à capacidade de medição, os micrômetros são normalizados com faixas para leitura da seguinte maneira: 0 a 25 mm, 25 a 50 mm, 50 a 75 mm e assim sucessivamente, podendo chegar até mais de 2000 mm. Podem ter ainda capacidade em polegada milesimal: 0 a 1,000″, 1,000″ a 1,250″ e assim por diante. 23 Leitura no micrômetro externo com resolução de 0,01 mm  Na Figura abaixo, a resolução do micrômetro é de 0,01 mm, porque o tambor tem 50 divisões e o passo da rosca é 0,5 mm (valor mais comum). Daí, R = 0,5/50, então a resolução é de 0,01 mm. 24 Leitura no micrômetro externo com resolução de 0,01 mm  Passos para a medida: 1º passo - leitura dos milímetros inteiros na escala da bainha. 2º passo - leitura dos meios milímetros, também na escala da bainha. 3º passo - leitura dos centésimos de milímetro na escala do tambor. 25 Leitura no micrômetro externo com resolução de 0,01 mm  Na Figura, encontram-se 22 traços na graduação da bainha (22 mm). Na graduação circular do tambor, a coincidência com a reta longitudinal da bainha se dá no traço 20 (0,20 mm). A leitura completa é 22 mm + 0,20 mm = 22,20 mm. 26 Leitura no micrômetro externo com resolução de 0,01 mm  Qual a medida? 27 Leitura no micrômetro externo com resolução de 0,01 mm  Qual a medida? 28 Leitura no micrômetro externo com resolução de 0,01 mm  Qual a medida? micrômetro indicando medida de 13,83 mm (13 mm + 0,5 mm + 0,33 mm). 29 Leitura no micrômetro externo com resolução de 0,01 mm  Qual a medida? Micrômetro indicando medida de 23,02 mm (23 mm + 0,0 mm + 0,02 mm). 30 Leitura no micrômetro externo com resolução de 0,01 mm  Qual a medida? Estimativa da leitura do micrômetro centesimal: L = 6,39 (3) mm. 31 Leitura em um micrômetro externo com resolução de 0,001 mm  O procedimento de leitura em um micrômetro com resolução de 0,001 mm é semelhante àquele de resolução 0,01 mm, porém no micrômetro com resolução de 0,001 mm existe uma terceira escala, chamada auxiliar ou do nônio, em milésimos de milímetro. 32 Leitura em um micrômetro externo com resolução de 0,001 mm  A leitura é feita de acordo com os seguintes passos: 1. Leitura dos milímetros inteiros na escala da bainha (12,000 mm). 2. Leitura dos meios milímetros na mesma escala (0,500 mm). 3. Leitura dos centésimos na escala do tambor (0,170 mm). 4. Leitura dos milésimos com o auxílio do nônio da bainha, verificando qual dos traços do nônio coincide com o traço do tambor (0,004 mm). 5.12,000 mm + 0,500 mm + 0,170 mm + 0,004 mm = 12,674 mm. 33 Leitura em um micrômetro externo com resolução de 0,001 mm  Qual a medida? 34 Leitura em um micrômetro externo com resolução de 0,001 mm  Qual a medida? 35 Leitura em um micrômetro externo com resolução de 0,001 mm  Qual a medida? 36 Leitura em um micrômetro externo com resolução de 0,001 mm  Qual a medida? 37 Leitura em micrômetros internos com resolução de 0,005 mm e 0,001 mm  O micrômetro interno é utilizado para medir diâmetros internos. No caso dos micrômetros de três contatos, suas pontas formam ângulos de 120° que favorecem o processo de medição do diâmetro da peça, porque esses contatos encaixam com facilidade nas paredes do furo 38 Leitura em micrômetros internos com resolução de 0,005 mm e 0,001 mm  Além disso, existe a possibilidade de se fazer medições em várias profundidades do furo. A Figura mostra um micrômetro interno de três contatos. 39 Leitura em micrômetros internos com resolução de 0,005 mm e 0,001 mm  Nos micrômetros internos de três contatos, o tambor possui 100 divisões e o passo da rosca mede 0,5 mm; por isso, a cada volta, o tambor se desloca 100 posições. Conclui-se que sua resolução é 0,5/100 = 0,005 mm, ou seja, 5 μm (cinco micrômetros). 40 Leitura em micrômetros internos com resolução de 0,005 mm e 0,001 mm  Existem micrômetros internos com resolução de 0,001 mm (um micrômetro). Nesse caso, o micrômetro interno possui uma escala auxiliar ou nônio com resolução de 0,001 mm 41 Leitura em micrômetros internos com resolução de 0,005 mm e 0,001 mm  A leitura nos micrômetros internos de três contatos é feita da mesma maneira que a dos micrômetros externos. No caso da bainha, porém, considera-se o traço que fica encoberto no tambor, porque o deslocamento dos contatos depende do sentido de rotação desse tambor. Se o tambor girar no sentido horário, os contatos se abrirão. Se o tambor girar no sentido anti-horário, os contatos se fecharão 42 Leitura em micrômetros internos com resolução de 0,005 mm e 0,001 mm  A Figura mostra como se faz a medição com um micrômetro interno de três contatos e resolução de 0,005 mm. A leitura nesse micrômetro interno é feita de acordo com os seguintes passos: 43 Leitura em micrômetros internos com resolução de 0,005 mm e 0,001 mm  1. Leitura dos milímetros inteiros na escala da bainha (13,000 mm), porque o 13 está encoberto.  2. A leitura do meio milímetro na mesma escala não existe, porque não está encoberto.  3. Leitura dos centésimos na escala do tambor (0,190 mm).  4. A leitura completa é: 13,000 mm + 0,190 mm = 13,190 mm. 44 Leitura em micrômetros internos com resolução de 0,005 mm e 0,001 mm  A Figura ilustra como fazer a medição com micrômetro interno de três contatos e com resolução de 0,001 mm, que possui escala auxiliar ou nônio com resolução de 0,001 mm. A leitura nesse micrômetro interno é feita de acordo com os seguintes passos: 45 Leitura em micrômetros internos com resolução de 0,005 mm e 0,001 mm  1. Leitura dos milímetros inteiros na escala da bainha (9,000 mm), porque ele ficou encoberto.  2. A leitura do meio milímetro na escala da bainha não existe, porque não ficou encoberto.  3. Leitura dos centésimos na escala do tambor (0,200 mm).  4. Leitura dos milésimos com o auxílio do nônio da bainha, verificando qual dos traços do nônio coincide com o traço do tambor (0,004 mm).  5. A leitura completa é: 9,000 mm + 0,200 mm + 0,004 mm = 9,204 mm 46 Leitura no micrômetro externo em polegada milesimal e com resolução de 0,001″  Nesse caso, a escala da bainha tem divisão de 0,025″, ou seja, uma polegada foi dividida em 40 partes, enquanto a escala móvel (tambor) tem 25 divisões de 0,001″. O procedimento de leitura é igual ao da escala em milímetros, mas é necessário executar cálculos simples de números decimais. Leitura no micrômetro em polegadas milesimais e com resolução de 0,001″ 47 Leitura no micrômetro externo em polegada milesimal e com resolução de 0,001″  Nesse caso, tem-se 0,700″ + 0,050″ na escala da bainha e 0,012″ na escala do tambor. A leitura completa é 0,762″ (lê-se “setecentos e sessenta e dois milésimos de polegada”) Leitura no micrômetro em polegadas milesimais e com resolução de 0,001″ 48 Micrômeto com resolução de 0,001″  Para medir com o micrômetro de resolução .001", lê-se primeiro a indicação da bainha. Depois, soma-se essa medida ao ponto de leitura do tambor que coincide com o traço de referência da bainha. Qual a medida? 49 Leitura no micrômetro externo em polegada milesimal e com resolução de 0,0001″  Nesse caso a escala da bainha tem divisão de 0,025″, ou seja, uma polegada foi dividida em 40 partes. Já a escala móvel (tambor) tem 25 divisões de 0,001″. Esse tipo de micrômetro externo possui uma escala auxiliar ou nônio com resolução de 0,0001″. Esquema de um micrômetro externo em polegada milesimal e com resolução de 0,0001″ 50 Leitura no micrômetro externo em polegada milesimal e com resolução de 0,0001″  A leitura nesse micrômetro é feita como no de resolução de 0,001″, porém deve-se acrescentar o valor que existir na escala auxiliar ou nônio, observando qual é o traço que coincide com o tambor. Esquema de um micrômetro externo em polegada milesimal e com resolução de 0,0001″ 51 Leitura no micrômetro externo em polegada milesimal e com resolução de 0,0001″  A leitura nesse micrômetro é feita de acordo com os seguintes passos: 1. Leitura dos milésimos de polegada na escala da bainha (0,625″). 2. Leitura dos milésimos na escala do tambor (0,017). 3. Leitura dos décimos milésimos com o auxílio do nônio da bainha, verificando qual do traço do nônio coincide com o traço do tambor (0,0001″). 4. A leitura completa é: 0,625″ + 0,017″ + 0,0001″ = 0,6421″. Esquema de um micrômetro externo em polegada milesimal e com resolução de 0,0001″ 52 Leitura no micrômetro externo em polegada milesimal e com resolução de 0,0001″  Qual a medida? 53 Outros tipos de micrômetro  Micrômetro digital para medições externas. 54 Outros tipos de micrômetro  Micrômetro tipo paquímetro para medições internas. 55 Outros tipos de micrômetro  Micrômetro externo com contato em forma de V para medição de ferramentas de corte como: fresas de topo, macho, alargadores, entre outros. 56 Outros tipos de micrômetro  Micrômetro interno digital com três contatos 57 Outros tipos de micrômetro  Micrômetro de medição de profundidade. 58 Outros tipos de micrômetro  Micrômetro externo 59 Principais técnicas de medição com micrômetros  Para medir uma peça prismática, como mostrado na Figura, é necessário que os contatos fiquem perpendiculares à superfície da peça. A inclinação da peça ou dos contatos causa erros de medição. Medição de uma peça prismática com micrômetro externo 60 Principais técnicas de medição com micrômetros  O micrômetro com arco profundo é utilizado para medir peças longas, com saliências ou detalhes que não podem ser medidos com um micrômetro externo. A Figura mostra o esquema de medição de uma peça com um micrômetro com arco profundo. Medição de uma peça com um micrômetro com arco profundo. 61 Principais técnicas de medição com micrômetros  A Figura traz o procedimento de medição com um micrômetro de profundidade. Nesse caso, a haste de profundidade determina a altura do rebaixo da peça. Para a medição, a haste de profundidade deve ficar perpendicular à superfície onde está apoiada, para que não ocorra inclinação da haste, pois isso pode causar erro de medição. Procedimento de medição com um micrômetro de profundidade. 62 Principais técnicas de medição com micrômetros  Na medição de peças cilíndricas, redondas ou esféricas utilizando um micrômetro externo, deve-se ter o cuidado com o posicionamento dos contatos do instrumento. Se eles não apoiarem adequadamente, corre-se o risco de a medição ficar errada e apresentar um diâmetro menor que o real. A Figura mostra o procedimento de medição de uma peça circular com um micrômetro externo. Procedimento de medição de uma peça circular com um micrômetro externo. 63 Principais técnicas de medição com micrômetros  A Figura ilustra o procedimento de medição com um micrômetro interno de três contatos. Nesse caso, os contatos se encaixam perfeitamente no furo cujo diâmetro será medido. Processo de medição com um micrômetro interno de três contatos. QUESTÃO 11 Considere a figura a seguir, em que se apresenta a leitura de um micrômetro com escala métrica, no qual cada rotação do fuso representa 0,5 mm de movimento linear; conectado a esse fuso, é colocado um colar (tambor) com 50 divisões. Com base nas informações e no micrômetro representado na figura, assinale a opção correta. A) A resolução desse instrumento de medida é igual a 0,01 mm. B) O deslocamento do colar nesse instrumento é superior a 14 mm na escala fixa. C) A parte da medida do micrômetro atribuída à leitura da escala do tambor é igual a 0,039 mm. D) A escala do nônio amplia em 1 000 vezes a precisão de um micrômetro similar que possui apenas escala fixa e a escala do tambor. E) Os comprimentos lineares que exijam tolerâncias de milésimos de milímetro são medidos adequadamente por esse instrumento. QUESTÃO 25 Os micrômetros possuem um sistema de parafuso e porca em que, a cada volta do tambor, ocorre um deslocamento de comprimento equivalente ao passo do parafuso. Possuem também uma escala auxiliar móvel (nônio ou vernier), que ajuda a dividir a escala principal fixa. A figura a seguir representa as escalas de um micrômetro com passo da rosca de 0,5 mm e tambor com 50 divisões. As indicações em A, B, C e D devem ser consideradas para leitura. A partir das informações apresentadas, avalie as afirmações a seguir. I. A leitura final é de 20,618 mm. II. A resolução do nônio é de 0,001 mm. III. A existência do nônio exclui a utilização da escala centesimal do tambor. É correto o que se afirma em A) I, apenas. B) III, apenas. C) I e II, apenas. D) II e III, apenas. E) I, II e III.