Condição de superfície

Este artigo é um esboço sobre física .

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Em mecânica , o acabamento superficial é um elemento de dimensionamento de uma peça que indica a função, rugosidade, geometria e aparência das superfícies usinadas.

Funções de superfície

Em Especificações Geométricas de Produto (GPS), existem dezesseis funções principais que podem ser cumpridas pela superfície de uma peça mecânica:

Superfície de contato com outra peça:

Superfície livre e independente:

Componentes de acabamento de superfície

Micro rugosidade

Esses são os componentes de comprimento de onda mais curto, mais frequentemente causados ​​por ruído eletrônico do dispositivo de medição. Mas a micro-rugosidade também pode estar presente na peça e neste caso é a assinatura do aparecimento de uma peça mais ou menos lisa. Na maioria das aplicações, a micro-rugosidade é removida por filtragem.

Rugosidade

Ele é medido com um medidor de rugosidade ou perfilômetro . A rugosidade para defeitos de superfície micro geométricos. Eles são avaliados após filtrar a superfície real usando um filtro passa-alta retendo apenas os comprimentos de onda laterais mais curtos. Os parâmetros de rugosidade na perfilometria começam com a letra maiúscula R seguida por uma ou mais letras determinando o tipo de parâmetro. Por exemplo, o parâmetro 'Ra' é a rugosidade média aritmética do perfil. 'Rz' é a rugosidade máxima do perfil. A rugosidade de uma peça usinada é uma assinatura do tipo de usinagem (torneamento, polimento, brunimento, etc.). O dimensionamento das condições da superfície em mecânica refere-se essencialmente à usinagem por remoção de material. Os defeitos são estrias e sulcos esculpidos pelas arestas de corte das ferramentas (ferramentas de tornear, cortadores, rebolos, etc.). Existem 2 níveis de defeitos de condição de superfície:

Ondulação

Complementar à rugosidade, a ondulação reúne os componentes do acabamento da superfície em comprimentos de onda mais longos. A ondulação é obtida por filtragem passa-baixa e às vezes é chamada de linha média do perfil. Os parâmetros de ondulação começam com a letra W. A ondulação em uma peça usinada é transferida por um defeito da máquina-ferramenta (vibração, descentralizado, etc.). Geralmente é prejudicial para as funções de contato seco, fricção ou vedação.

Desvios de formulário

Os desvios de forma são os resíduos de comprimentos de onda longos obtidos após a remoção da forma nominal da peça (por exemplo, um cilindro). Eles correspondem, por exemplo, ao defeito de planura ou retidão, ao defeito de circularidade, etc. Na especificação geométrica, esses desvios de forma são geralmente eliminados por filtragem.

Tecnologias de medição

A medição dos estados superficiais pode ser realizada com rugosímetro, contato ou perfilômetro óptico, ou microscópio capaz de medir a altura da superfície. Hoje, os estados da superfície são avaliados digitalmente a partir de perfis ou superfícies digitalizadas. As tecnologias mais comuns para medição de textura de superfície são:

Na oficina ainda utilizamos as amostras visotácteis ( Rugositest que permitem avaliar a rugosidade por comparação. Existem também em alguns sectores, métodos de avaliação pneumática ou de papel de cigarro.

Condição da superfície da superfície

O novo padrão ISO 25178 define a análise 3D da textura da superfície, que também permite a caracterização de superfícies anisotrópicas ou periódicas difíceis com os antigos parâmetros de textura da superfície 2D.

Características do perfil

Vários padrões nacionais ou internacionais definem como analisar as condições da superfície usando filtragem e parâmetros.

Raia de usinagem Cada faixa do perfil com o número i é composta por uma projeção e duas meias-cavidades adjacentes. É caracterizado por seu comprimento AR, sua profundidade a montante R i e a jusante R i +1 . Linha do meio A linha média é calculada a partir da leitura do perfil de corte. Esta é a linha de mínimos quadrados. Linha de protrusão É a linha paralela à linha média que passa pela projeção mais saliente. Linha oca É a linha paralela à linha média que passa pela depressão mais profunda. Linha de corte c É a linha paralela à linha média a uma distância c da linha das saliências. Altura do perfil P t Esta é a distância entre a linha das saliências e a linha das cavidades. Desvio médio aritmético R a É a média integral dos desvios em valor absoluto: Profundidade média R É a média das profundidades. Profundidade máxima das cristas R max

Essa é a profundidade máxima.

Sem AR

É o valor médio do comprimento das estrias.

Razão do comprimento do rolamento T p

É o comprimento total de suporte relacionado ao comprimento do perfil expresso em%. O comprimento do rolamento de uma marca de corte é o comprimento de sua interseção com a linha de corte c .

Dimensionamento funcional de estados de superfície

O critério físico R é microgeométrico , e é a amplitude média da rugosidade (rugosidade). O critério estatístico R a é estatístico e é o desvio médio aritmético da linha média . R = 5 R tem aproximadamente

Campo de aplicação

As áreas onde a rugosidade desempenha um papel são muito variadas:

Rugosidade  :

São todas as irregularidades de uma superfície micrográfica e macrográfica. As superfícies usinadas não são perfeitas, apresentam irregularidades devido aos processos de obtenção, às ferramentas, ao material, etc.

O papel funcional de uma superfície depende de vários fatores, incluindo a condição da superfície (estanqueidade, deslizamento, etc.).

Quanto menor o índice de rugosidade, mais difícil é sua obtenção, o que necessariamente aumenta o custo de fabricação.


Superfície geométrica Superfície perfeita; No desenho, é definido geometricamente pelo escritório de projetos, a partir de dimensões nominais.


Superfície especificada Superfície resultante da superfície geométrica, transformada pelo gabinete de projetos que prescreve os limites de realização desta superfície por meio de símbolos e valores numéricos além das dimensões nominais do desenho.


Área medida Área determinada usando instrumentos de medição da área real. A superfície medida resultante da exploração da superfície real deve ser a imagem mais próxima dela.


Área real Área obtida durante a fabricação.

L  : comprimento da base do perfil médio

Rp  : Profundidade de rugosidade média. Média aritmética dos valores da ordenada y de todos os pontos do perfil no comprimento de base L.

Ra  : Desvio médio aritmético. Média aritmética dos valores absolutos da ordenada y '(entre cada ponto da curva e o eixo de Ox').

Valores de rugosidade

Acabamento de superfície e função

Valor máximo de R em µm:

Processos de fabricação e acabamentos de superfície

Rugosidade R a em micrômetros ou rugosidade R em micrômetros

Rugosidade de superfícies rugosas:

Rugosidade das superfícies usinadas:

Condições de superfície dependendo do processo de fabricação - Superfícies ásperas
Processo de manufatura Desvio médio aritmético R a em µm
Processar Símbolo 50 25 12,5 6,3 3,2 1,6 0,8 0,4 0,2 0,1 0,05 0,025
Estampagem es x x x -
Forjamento para x
Tiro gn x x x x x x -
Laminação fiação - extrusão a quente Lago - x x -
trefilagem - trefilagem a frio laf - x x x -
Forjamento quente minha - x x x -
Resfriado
Moldagem na areia mo - x x -
cera perdida - processo Schaw - x x -
na casca pela gravidade x x x
em concha de pressão x x x
Moldagem de plástico mo
Jato de areia sua
Processar Símbolo 160 80 40 16 10 4 2 1 0,5 0,25 0,12 0,06
Processo de manufatura Profundidade de rugosidade média R em µm
Acabamento de superfície dependendo do processo de fabricação - Superfícies usinadas
Processo de manufatura Desvio médio aritmético R a em µm
Processar Símbolo 50 25 12,5 6,3 3,2 1,6 0,8 0,4 0,2 0,1 0,05 0,025
Calibre ferramenta de aço rápido al - x x x -
ferramenta de carboneto de diamante - x x x x -
escareador - x x x -
Brochagem br
Polimento -
Fresamento de acabamento de aço de alta velocidade -
Fresagem de acabamento de metal duro - - - x x x -
Corte de dente -
Retificação - - x x x x x x -
Amansar rd - x x x x
Polimento mecânico po - x x x x x
Superacabamento sf - x x x
Processar Símbolo 160 80 40 16 10 4 2 1 0,5 0,25 0,12 0,06
Processo de manufatura Profundidade de rugosidade média R em µm

Superacabamento Ra = De 0,2 valor excepcional e de 0,1 a 0,025 valor usual

Valor usual
x
Valor excepcional
-

A rugosidade pode ser melhorada por processos de polimento ou triboacabamento; esses processos usam meios abrasivos, bem como equipamentos como vibradores ou centrífugas satélites .

Fonte

Notas e referências

  1. Medição óptica da topografia de superfície
  2. Condições da superfície: a norma ISO 25178 mudará tudo no magazine Measurements , número 787 de setembro de 2006
  3. Configurações de perfil
  4. Condições de superfície , o STS IPM essencial.

Bibliografia

links externos