Rugosidade

Introdução

Rugosidade das superfícies

As superfícies dos componentes mecânicos devem ser adequadas ao tipo de função que exercem. Por esse motivo, a importância do estudo do acabamento superficial aumenta à medida que crescem as exigências do projeto.

As superfícies dos componentes deslizantes, como o eixo de um mancal, devem ser lisas para que o atrito seja o menor possível. Já as exigências de acabamento das superfícies externas da tampa e da base do mancal são menores.

A produção das superfícies lisas exige, em geral, custo de fabricação mais elevado.

Os diferentes processos de fabricação de componentes mecânicos determinam acabamentos diversos nas suas superfícies.

As superfícies, por mais perfeitas que sejam, apresentam irregularidades. E essas irregularidades compreendem dois grupos de erros: erros macro geométricos e erros micro geométricos.

Erros macro geométricos

São os erros de forma, verificáveis por meio de instrumentos convencionais de medição, como micrômetros, relógios comparadores, projetores de perfil etc.

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

Durante a usinagem, as principais causas dos erros macro geométricos são:

• defeitos em guias de máquinas-ferramenta;

• desvios da máquina ou da peça;

• fixação errada da peça;

• distorção devida ao tratamento térmico.

Erros micro geométricos

São os erros conhecidos como rugosidade.

Rugosidade

É o conjunto de irregularidades, isto é, pequenas saliências e reentrâncias que caracterizam uma superfície. Essas irregularidades podem ser avaliadas com aparelhos eletrônicos, a exemplo do rugosímetros. A rugosidade desempenha um papel importante no comportamento dos componentes mecânicos. Ela influi na:

• qualidade de deslizamento;

• resistência ao desgaste;

• possibilidade de ajuste do acoplamento forçado;

• resistência oferecida pela superfície ao escoamento de fluidos e lubrificantes;

• qualidade de aderência que a estrutura oferece às camadas protetoras;

• resistência à corrosão e à fadiga;

• vedação;

• aparência.

A grandeza, a orientação e o grau de irregularidade da rugosidade podem indicar suas causas que, entre outras, são:

• imperfeições nos mecanismos das máquinas-ferramenta;

• vibrações no sistema peça-ferramenta;

• desgaste das ferramentas;

• o próprio método de conformação da peça.

Conceitos básicos

Para estudar e criar sistemas de avaliação do estado da superfície é necessário definir previamente diversos termos e conceitos que possam criar uma linguagem apropriada. Com essa finalidade utilizaremos as definições das normas NBR ISO 4287:2002 e NBR 8404/1984 e DIN 4760 sendo subdividida em 5 classes:

Classe 1 : Erro de forma circular, cilíndrica ISO 1101

Classe 2: Ondulação Ondulação DIN 4774

Classe 3: Rugosidade Rugosidade, ranhuras DIN 477, DIN 4762, DIN 4768

Classe 4: estrutura cristalina DIN 4776

Classe 5: Estrutura molecular

Figura: Normas técnicas

Fontes: abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=5282 abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=2665

Superfície geométrica

Superfície ideal prescrita no projeto, na qual não existem erros de forma e acabamento. Por exemplo: Superfície plana, cilíndrica etc., que sejam, por definição, perfeitas. Na realidade, isso não existe; trata-se apenas de uma referência.

Superfície real

Superfície que limita o corpo e o separa do meio que o envolve. É a superfície que resulta do método empregado na sua produção. Por exemplo: torneamento, retífica, ataque químico, etc. Superfície que podemos ver e tocar.

Superfície efetiva

Superfície avaliada pela técnica de medição, com forma aproximada da superfície real de uma peça. É a superfície apresentada e analisada pelo aparelho de medição. É importante esclarecer que existem diferentes sistemas e condições de medição que apresentam diferentes superfícies efetivas.

Perfil geométrico

Interseção da superfície geométrica com um plano perpendicular. Por exemplo: uma superfície plana perfeita, cortada por um plano perpendicular, 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 que resultou do método de usinagem e originará uma linha irregular.

Perfil real cortado por um plano perpendicular

Perfil efetivo

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

Perfil efetivo,