Rugosidade Superficial

INTRODUÇÃO

O constante progresso na área industrial exige métodos altamente eficazes na obtenção de produtos cada vez mais sofisticados. O projeto de novos mecanismos exige perfeição crescente e as tolerâncias de fabricação se fazem cada dia menores, ao ponto que as formas anteriormente aceitas devido ao seu método de obtenção através de máquinas operatrizes, já não mais podem ser aplicadas sem prévia verificação de sua geometria e textura superficial.

Superfícies, por mais perfeitas que sejam, apresentam particularidades que são uma herança no método empregado em sua obtenção, por exemplo: torneamento, fresamento, retífica, brunimento, lapidação, etc. As superfícies assim produzidas se apresentam como um conjunto de irregularidades, com espaçamento regular ou irregular e que tendem a formar um padrão ou textura característicos em sua extensão.Essas particularidades compreendem dois grupos de erros: erros macrogeométricos e erros microgeométricos.

Erros macrogeométricos são os erros de forma verificáveis por meio de instrumentos convencionais de medição, como micrômetro, relógios comparadores, projetores de perfil, etc..

Dentre esses erros, incluem-se divergências de ondulações, ovalização, retilineidade, planicidade, circularidade, etc..

Erros microgeométricos são os erros conhecidos como Rugosidade.

A rugosidade ou textura primária, está formada por sulcos ou marcas deixadas pelo agente que atacou a superfície no processo de usinagem (ferramenta, rebolo, partículas abrasivas, ação química, etc.) e se encontra superposta a um perfil de ondulação provocado por deficiência nos movimentos da máquina, deformação no tratamento térmico, tensões residuais de forjamento ou fundição.

A completa caracterização da superfície de um produto não é tarefa fácil. Geralmente requer uma série de especificações, que por sua vez são estritamente relacionadas com a aplicação e uso desse produto. O acabamento final de uma superfície é geralmente obtido nos últimos estágios da fabricação ,fornecendo assim aos produtos a maior parte das propriedades necessárias ao seu funcionamento. A rugosidade superficial é um fator determinante em propriedades tais como capacidade de retenção de lubrificantes, atrito entre partes em contato, retenção e vedação, capacidade de carga em rolamentos, e resistência ao desgaste, dentre outras. Diante desse fato, a engenharia de produto deve decidir entre uma série de parâmetros de caracterização de rugosidade superficial que deve, portanto, atender aos requisitos funcionais bem como obter maior desempenho dos produtos. Esses parâmetros devem ser posteriormente “traduzidos” para a manufatura, de forma a produzir superfícies conforme as especificações de projeto, que serão por sua vez verificadas pelo controle de qualidade.

Definições Básicas

Para estudar e criar sistemas de avaliação do estado da superfície se faz necessário definir previamente diversos termos e conceitos que possam criar uma linguagem apropriada. Com esta finalidade utilizaremos as definições da norma NBR 6405/1988.

Superfície Geométrica: superfície ideal prescrita no projeto, na qual não existem erros de forma e acabamento. Por exemplo, superfície plana, cilíndrica, etc., ou seja, por definição perfeita. Na realidade não existe, é apenas uma referência.

Superfície Real: superfície que limita o corpo e o separa do meio que o envolve. É a superfície deixada pelo método empregado em sua produção, por exemplo torneamento, retifica, ataque químico, etc. Superfície que podemos ver e tocar.

Superfície Efetiva: superfície avaliada pela técnica de medição com forma aproximada da superfície real de um corpo. É importante esclarecer que diferentes sistemas de medição por exemplo, com ou sem sapata, ou condições de medição como raio da ponta do apalpador, podem resultar em diferentes superfícies efetivas. É a superfície apresentada pelo instrumento de medição.

Perfil Geométrico: intersecção da superfície geométrica com um plano perpendicular. POr exemplo, uma superfície plana perfeita cortada por um plano perpendicular que originará um perfil geométrico que será uma linha reta.

Perfil Real: intersecção da superfície real com um plano perpendicular. Neste caso o plano perpendicular (imaginário), cortará a superfície deixada pelo método de usinagem e originará uma linha irregular.

Perfil Efetivo: imagem aproximada do perfil real obtido por um meio de avaliação ou medição. Por exemplo o perfil apresentado por um registrador gráfico, sem qualquer filtragem e com as limitações atuais da eletrônica.

Perfil de Rugosidade: obtido a partir do perfil efetivo, por um instrumento de avaliação, após a filtragem. É o perfil apresentado por um registrador gráfico após uma filtragem para eliminar a ondulação à qual se sobrepõe geralmente a rugosidade.

Outros Componentes de uma Superfície: aos efeitos de facilitar o estudo da textura superficial, é oportuno definir ainda os seguintes itens:

1) comprimento da rugosidade

2) comprimento da ondulação

3) amplitude da rugosidade

4) amplitude da ondulação

5) orientação dos sulcos

Importância do Acabamento Superficial.

Sob o ponto da vista funcional, a rugosidade tem uma importância estritamente relacionada com a aplicação do produto. Ela pode influenciar nas propriedades ópticas, mecânicas, elétricas e magnéticas. Entretanto, não existe ainda uma teoria generalizada que explica a influência da rugosidade superficial sobre os fenômenos físicos. Existe uma série de exemplos que pode ser fornecida a fim de demonstrar a importância da especificação da rugosidade superficial. Esses exemplos não pretendem esgotar o campo da abrangência, mas sim ilustrar um número limitado de aplicações. Antes, porém, é necessário definir de maneira simples o que se pretende de rugosidade superficial. Uma superfície de uma peça qualquer, por exemplo, um bloco de motor, quando observada a olho nu, em geral, parece perfeita. Uma análise mais detalhada da mesma mostra que existe uma série de imperfeições, desde aquelas observadas e mensuráveis com instrumentos comuns de medição tais como micrômetros e relógios comparadores (erros macrogeométricos), até erros considerados