RUGOSIDADE DAS SUPERFÍCIES

As superfícies dos componentes mecânicos devem ser adequadas ao tipo de função que exercem. A rugosidade (erros microgeométricos) é o conjunto de irregularidades, isto é, pequenas saliências (picos) e reentrâncias (vales) que caracterizam uma superfície. Essas irregularidades podem ser avaliadas com aparelhos eletrônicos, a exemplo do rugosímetro. 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.

Composição da superfície

Tomando-se uma pequena porção de uma superfície real, observamos que ela é composta de rugosidade (textura primária), ondulação (textura secundária) e erro de forma (erros macrogeométricos).

Rugosidade ou textura primária é o conjunto das irregularidades causadas pelo processo de produção, que são as impressões deixadas pela ferramenta (fresa, pastilha, rolo laminador etc.).

Ondulação ou textura secundária é o conjunto das irregularidades causadas por vibrações ou deflexões do sistema de produção ou do tratamento térmico.

Perfil efetivo de uma superfície

Perfil de rugosidade de uma superfície

Critérios para avaliar a rugosidade

  • Comprimento de amostragem, le, (Cut-off)

Chama-se o comprimento le de comprimento de amostragem (NBR 6405/1988). Como o perfil efetivo apresenta rugosidade e ondulação, o le filtra a ondulação. É recomendado pela norma ISO que os rugosímetros devam medir 5 comprimentos de amostragem (lm: comprimento de medição) e devem indicar o valor médio.

lm: comprimento do percurso de medição; lt: comprimento total de medição

lv: comprimento para atingir a velocidade de medição;

ln: comprimento para parada do apalpador.

Na medição da rugosidade, são recomendados valores para o comprimento da amostragem, conforme tabela abaixo.

  • Sistemas de medição da rugosidade superficial

São usados dois sistemas básicos de medida: o da linha média M e o da envolvente. O sistema da linha média é o mais utilizado. Alguns países adotam ambos os sistemas. No Brasil, pelas Normas ABNT NBR 6405/1988 e NBR 8404/1984, é adotado o sistema M. Linha média é a linha paralela à direção geral do perfil, no comprimento da amostragem, de tal modo que a soma das áreas superiores, compreendidas entre ela e o perfil efetivo, seja igual à soma das áreas inferiores, no comprimento da amostragem (le).

A1 + A2 = A3

Métodos para medição de Rugosidade

a) Comparação visual e táctil

(Euitiz, 2003)

(Taylor Robson, 2003)

b) Rugosímetro mecânico

c) Rugosímetros digitais

Fabricante Taylor Robson

Fabricante Mututoyo

  • Parâmetros de Rugosidade

  1. Rugosidade média (Ra)

É o parâmentro mais utilizado. Matematicamente é a média aritmética dos valores absolutos das ordenadas de afastamento (yi), dos pontos do perfil de rugosidade em relação à linha média, dentro do percurso de medição (lm). Essa grandeza pode corresponder à altura de um retângulo, cuja área é igual à soma absoluta das áreas delimitadas pelo perfil de rugosidade e pela linha média, tendo por comprimento o percurso de medição (lm).

Somente o parâmetro Ra não é capaz de descrever totalmente uma superfície. A figura a seguir mostra superfícies diferentes que possuem o mesmo Ra

Indicação da rugosidade Ra pelos números de classe

A norma NBR 8404/1984 de indicação do Estado de Superfícies em Desenhos Técnicos esclarece que a característica principal (o valor) da rugosidade Ra pode ser indicada pelos números da classe de rugosidade correspondente, conforme tabela a seguir.

Ra (m)

Simbologia, equivalência e processos de usinagem

A tabela que se segue, classifica os acabamentos superficiais, geralmente encontrados na indústria mecânica, em 12 grupos, e as organiza de acordo com o grau de rugosidade e o processo de usinagem que pode ser usado em sua obtenção. Permite, também, visualizar uma relação aproximada entre a simbologia de triângulos, as classes e os valores de Ra (m).

  1. Rugosidade máxima (Ry)

Está definido como o maior valor das rugosidades parciais (Zi) que se apresenta no percurso de medição (lm). Por exemplo: na figura a seguir, o maior valor parcial é o Z3, que está localizado no 3º cut off, e que corresponde à rugosidade Ry.

Individualmente o Ry, não apresenta informação suficiente a respeito da superfície, isto é, não informa o formato da superfície. A figura a seguir ilustra esta idéia: diversas formas de rugosidade podem ter o mesmo valor para Ry.

  1. Rugosidade total (Rt)

Corresponde à distância vertical entre o pico mais alto e o vale mais profundo no comprimento de avaliação (lm), independentemente dos valores de rugosidade parcial (Zi).

d) Rugosidade média (Rz)

Corresponde à média aritmética dos cinco valores de rugosidade parcial (Zi). Rugosidade parcial (Zi) é a soma dos valores absolutos das ordenadas dos pontos de maior afastamento, acima e abaixo da linha média, existentes no comprimento de amostragem (cut-off). Na representação gráfica do perfil, esse valor corresponde à altura entre os pontos máximo e mínimo do perfil, no comprimento de amostragem (le). Ver figura a seguir.

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