MANUAL DE FORMAÇÃO DE METROLOGIA DIMENSIONAL
2
1.
Introdução à metrologia. Unidades e instrumentos
1.1.
Introdução
METROLOGIA às unidades
CIENTÍFICA: Parte da metrologia relacionada de
medida
e
seus
padrões,
estabelecimento,
reprodução, conservação e transmissão. Seu objetivo é a padronização
das unidades no mais alto nível, pesquisando
processos para a medição de
grandezas
e
encarregando-se,
também,
de
sua
normalização,
1 sistematização e melhoria.
CALIBRAÇÃO: Conjunto de operações que estabelece, sob condições especificadas, a relação entre os valores indicados por um instrumento de medição, ou sistema de medição, ou valores representados por uma medida materializada, ou um material de referência e os valores correspondentes das grandezas estabelecidas por padrões.
CONTROLE METROLÓGICO: Operações que visam assegurar a garantia pública nos principais campos da metrologia legal.
MEDIR: É o procedimento experimental pelo qual o valor momentâneo de uma grandeza física (grandeza a medir) é determinado como um múltiplo e/ou fração de uma unidade estabelecida por um padrão.
MEDIÇÃO:
Conjunto
de
operações
que
tem
por
objetivo
determinar um valor de uma grandeza.
3
GRANDEZA: Atributo de um fen么meno, corpo ou subst芒ncia que pode ser qualitativamente distinguido e quantitativamente determinado.
4
1.2. Introdução aos sistemas unidades
SISTEMA
INTERNACIONAL
DE
UNIDADES:
Sistema
de
unidades adotado e recomendado pela Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM). Observação: O SI é baseado, atualmente, nas sete unidades de base seguintes:
Unidades fundamentais de medida
5
3
1.3. Unidades
de
medidas
métricas,
inglesas
e
medidas
angulares
Apesar de se usar o metro (SI) como unidade de medida, ainda são usadas outras unidades.Na mecânica, por exemplo, é
6
comum usar o milímetro e a polegada.
O sistema métrico, de fácil entendimento e aplicação por ser baseado no sistema decimal (múltiplos e submúltiplos de dez) é o sistema que é reconhecido pelo Sistema Internacional de Unidades (SI) e que utiliza como unidade de base o metro.
O sistema inglês ainda muito utilizado na Inglaterra e nos Estados Unidos Contudo é um sistema que está em extinção por
não
ser
reconhecido
pelo
Sistema
Internacional
de
Unidades. Por isso, este sistema está, aos poucos, a ser substituído pelo sistema métrico.
Como
os
dois
sistemas
ainda
são
usados,
as
vezes
até
mesmo de forma simultânea, existe a necessidade da conversão dos sistemas, ora de sistema métrico para sistema inglês, ora de sistema inglês para sistema métrico.
SISTEMA INGLÊS
O sistema inglês tem como padrão a Jarda. Esse termo tem origem na
palavra
inglesa
“yard“
que
significa
vara,
em
referência ao uso de varas nas medições. Esse padrão foi criado por alfaiates ingleses. No século XII, em conseqüência da sua grande utilização, esse padrão foi oficializado pelo rei Henrique I. A jarda teria sido definida, então, como a distância entre a ponta do nariz do rei e a de seu polegar, com o braço esticado.
As relações existentes entre a Jarda, o Pé e a Polegada também foram instituídas por leis, nas quais os reis da Inglaterra fixaram que:
1 jarda = 3 pés = 36 polegadas (1 polegada = 25,4 mm)
7
1 pé = 12 polegadas 1 milha terrestre = 1.760 jardas = 5.280 pés
A polegada, unidade adotada pelo sistema inglês, em mecânica, pode ser representada por dois sistemas: o Sistema Binário (fracionário) e o Sistema Decimal.
O sistema binário (fracionário) caracteriza-se pela maneira de sempre dividir por dois a unidade e as suas frações. Assim, obtém-se, da polegada, a seguinte série decrescente:
8
O
sistema
decimal
caracteriza-se
por
ter,
sempre,
no
denominador da fração, uma potência de base dez, como mostra a série:
SISTEMA MÉTRICO
O sistema métrico utiliza como padrão, o metro. Esse termo teve origem na palavra grega “METRON” que significa medir.
O metro foi definido como sendo a distância entre os dois extremos da barra de platina depositada nos arquivos da França e apoiada nos pontos de flexão mínima na temperatura de zero grau Celsius.
1 5 PROTÓTIPO DO METRO
9
1.4. Instrumentos de medição e verificação
1.4.1. ESCALAS (Réguas Graduadas)
Conjunto
ordenado
de
marcas
associados
a
qualquer
numeração, que faz parte de um dispositivo indicador. Escalas ou réguas graduadas são lâminas, geralmente de aço usadas
para
a
medição
de
dimensões
lineares,
e
que
apresentam, em geral, graduações nos sistemas métrico (cm e mm). A
utilização
de
uma
Escala
se
dá
quando
não
há
a
exigência de grande rigor ou precisão na medição. As Escalas, por serem de aço, normalmente são gravadas em baixo relevo por máquinas especiais de alta precisão, sendo que as graduações de 0,5 mm.
NOMENCLATURA
1 0
A régua graduada apresenta-se em vários tipos, conforme mostram as seguintes figuras:
O
uso da
régua
graduada torna-se
frequente nas
oficinas, conforme mostram as figuras:
LEITURA NO SISTEMA MÉTRICO
1 1
Cada centímetro gravado na Escala encontra-se dividido em 10 partes iguais, cabendo a cada parte o equivalente a 1 mm.
Assim, a leitura pode ser feita em milímetro. A figura abaixo mostra, de forma ampliadacomo isso é feito.
1.4.2.
O
ESQUADRO
esquadro é
utilizado
um
instrumento
de
comparação,
para verificação visual da perpendicularidade de uma
peça.
2 8 O modelo mais comum é o “Esquadro Simples” ou “Esquadro 1 2
Plano” (fig.
2),
utilizado
tanto
para
ângulos
internos
quanto externos, verificando se as faces da peça coincidem com as do esquadro. Temos também o “Esquadro com Lâmina Biselada” ou “Esquadro com Fio” (fig. 3), a diferença entre este e o “plano” são as duas
superfícies
com
ângulo,
permitindo
que
apenas
uma
estreita linha de contacto toque a peça, é conhecido também como “Esquadro de Luz”, já que para melhor visualização do contacto, o esquadro é observado com a peça contra a luz, assim pode-se ver os pontos de falha na superfície pela passagem luminosa. Existem também os modelos com base, “Esquadro Plano com Base” (fig. 4) e “Esquadro com Fio e Base”. estes
possuem
um
de
seus
lados
mais
largo,
que
normalmente se apóia na superfície de referência, permitindo que
o
esquadro
fique na vertical sem a necessidade do
utilizador segurá-lo constantemente. a base auxilia também para traçar linhas perpendiculares a uma borda.
Cuidados:
1 3
Não pressionar nem atritar o instrumento contra a superfície. Evitar choques. Não manter o esquadro em contacto com outros instrumentos ou ferramentas. Após o uso, limpá-lo e lubrificá-lo adequadamente com óleo anti- corrosivo ou vaselina. Guardar o esquadro sempre em seu estojo. 1.4.3. COMPASSOS
O compasso é um instrumento de desenho que faz arcos de circunferência. Também
serve para marcar um
segmento numa recta Com
comprimento igual a outro segmento dado, e resolver alguns tipos de problemas geométricos, como por exemplo construir um hexágono, ou achar o centro de uma circunferência. O compasso parabólico que conhecemos hoje
foi
inventado
por Leonardo da Vinci. Os compassos comuns possuem uma ponta seca, em forma de agulha, que determina um ponto fixo no papel, e outra ponta dotada de um estilete de grafite para traçar a circunferência, tendo como centro a ponta seca.
Nos compassos usados em Desenho Técnico, a ponta de grafite pode ser substituída por um adaptador, que permite acoplar um lápis ou uma caneta. Outro
acessório
destes
compassos
é
o
tira-linhas,
um
1 4
instrumento que funciona como uma espécie de bico de pena. É semelhante a uma fina pinça, com um parafuso que permite regular a distância entre as pontas. Deposita-se uma gota de tinta nanquim entre as pontas da pinça, e em seguida se traça a circunferência. O
chamado
compasso
balaústre,
possui
um
parafuso
transversal às duas hastes, que permite ajustar a abertura e mantê-la fixa, impedindo alterar a abertura acidentalmente.
Para permitir o traçado de circunferências de grandes raios, alguns
compassos
telescópicas,
que
possuem podem
ser
uma
ou
ambas
estendidas
até
as
hastes
atingir
o
comprimento necessário.
Compasso de interior
Compasso de traçar
1 5
Compasso de exteriores
Compassos de pontas
PAQUÍMETROS
3 11 O
Paquímetro
normalmente o
é
um
instrumento
princípio
do
de
“NÔNIO
medição OU
que
utiliza
VERNIER”,
e
é
utilizado para efetuar medições lineares externas, internas, de ressaltos e de profundidade das peças. A
palavra
“NÔNIO”
português PEDRO
teve
NUNES
origem (l492
no -
nome 1577),
do
matemático
professor
da
Universidade de Coimbra, que desenvolveu um dispositivo para ser adaptadoa uma escala angular, que permitia a leitura de frações das menores divisões desta escala.
1 6
Micrómetros
Em
7
de
setembro
de
1848,
o
parisiense
JEAN
LOUIS
PALMER requereu o registro para um instrumento que permitia a leitura de 0,01 mm de uma maneira muito simples. Durante o decorrer dos anos, este aperfeiçoado,
possibilitando
instrumento
medições
mais
foi
sendo
rigorosas
e
precisas do que o Paquímetro. Actualmente, este instrumento é conhecido
pelo
homenagem
ao
nome nome
de de
Micrômetro
seu
inventor,
(na
França,
o
Micrômetro
em é
denominado de “PALMER“). Na indústria suíça de relojoaria, um outro instrumento já fora utilizado anteriormente sem que tivesse sido patenteado. ANTOINE LE COUTER, no VALÉE DE JOUX, confeccionou, no ano
de
1844,
um
instrumento
muito
semelhante
ao
Micrômetro, combinado com um relógio indicador, com divisões de 0,001 mm. Actualmente,
os
Micrômetros
apresentam-se
com
capacidade
de medição normalmente de 25 mm, ou 1”,
variando o tamanho do arco de 25 em 25 mm ou de 1 em 1”, podendo chegar a 2000 mm ou 80”. 2
1 7
Quanto às resoluções dos Micrômetros, estas podem ser de 0,01
mm; 0,001 mm; 0,002 mm; .001” ou .0001”.
2.
ESTUDO DO PAQUÍMETRO
2.1. PAQUÍMETRO O
Paquímetro
normalmente o
é
um
instrumento
princípio
do
de
“NÔNIO
medição OU
que
utiliza
VERNIER”,
e
é
utilizado para efetuar medições lineares externas, internas, de ressaltos e de profundidade das peças. A
palavra
“NÔNIO”
teve
português 13 PEDRO NUNES Universidade
origem
no
nome
do
matemático
(1492 - 1577), professor da
de Coimbra, que desenvolveu um dispositivo
para ser adaptado a uma escala
angular,
que
permitia
a
leitura de frações das menores divisões desta escala. Quanto à palavra “VERNIER”, esta originou-se do nome do geômetra francês PIERRE VERNIER (1580 - 1637), que, meio século depois, aplicou o mesmo princípio do NÔNIO a uma escala linear que foi denominada de VERNIER, a qual divide a escala fixa em frações menores que a divisão desta escala, sendo esta muito utilizada nos Paquímetros.
O Paquímetro consiste em uma régua graduada, com encosto fixo, sobre a qual desliza um cursor.
1 8
Este
cursor
ajusta-se
à
régua,
permitindo
sua
livre
movimentação, com um mínimo de folga. Ele
tem
uma
escala
auxiliar,
chamada
de
“NÔNIO”
ou
“VERNIER”. Esta escala permite a leitura de frações da menor divisão da escala fixa. O
Paquímetro,
dependendo
de
sua
aplicação,
poderá
se
apresentar das mais variadas formas, atendendo, assim, as mais diversas necessidades de trabalho
2.2. NOMENCLATURA
4 14
2.3. FUNCIONAMENTO (princípio do nônio)
1 9
Suponhamos duas réguas A
e B, sendo a régua A com
comprimento de 10 mm, dividida em 10 partes iguais, e a régua B, com comprimento de 9 mm, dividida também em 10 partes iguais.
Cada divisão da régua A mede 1 mm e, da régua B, mede 0,9 mm. A régua A corresponde à escala do Paquímetro (principal) e a régua B corresponde ao nônio.
Quando
os
zeros
das
duas
réguas
estiverem
juntos,
a
distância entre as primeiras linhas será de 0,1 mm, entre as segundas linhas será de 0,2 mm e assim sucessivamente.
Se as primeiras linhas coincidirem, a distância entre os zeros será de 0,1 mm; se
a
coincidência
for
das
segundas
linhas,
a
distância
entre os zeros será de 0,2 mm e assim por diante.
2 0
2.4. LEITURA NO SISTEMA MÉTRICO Na escala fixa ou principal do Paquímetro, a leitura feita antes do zero do nônio corresponde à leitura em milímetro. Em seguida, deve-se contar os traços do nônio até o ponto em que um deles coincida com um traço da escala fixa. Depois soma-se o número lido na escala fixa ao número lido no nônio.
Para entender melhor o processo de leitura no Paquímetro, 2 1
serão apresentados, a seguir, dois exemplos de leitura.
ESCALA EM MILÍMETRO COM NÔNIO DIVIDIDO EM 10 PARTES
2.5. EXERCÍCIOS:
Faça
as
leituras
nas
escalas
de
Paquímetros abaixo representadas (resolução de 0,1 mm).
ESCALA EM MILÍMETRO COM NÔNIO DIVIDIDO EM 20 PARTES
2 2
ESCALA EM MILÍMETRO COM NÔNIO DIVIDIDO EM 50 PARTES
2 3
2.6.
ERROS DE MEDIÇÃO COM O PAQUÍMETRO
Para obter-se o máximo de rendimento em termos de medição com os Paquímetros, devemos ter sempre em mente que, para uma
medição precisa
e
confiável,
são
necessárias
certas
condições, tanto para o instrumento como para o operador, para que a medição seja o mais fiel possível.
2 4
Estas
condições
são
dependentes
da
qualidade
do
instrumento e preparação do operador, evitando-se, assim, erros de influências objetivas (erros do instrumento) e erros de influências subjetivas (erros do operador).
2 5
Exemplos de Erros
Erro de paralaxe
2 6
2.7. CARACTERÍSTICAS DE UM BOM PAQUÍMETRO a - ser de aço inoxidável; b - possuir graduação uniforme; c - apresentar traços bem finos e profundos, salientados em preto; d - ter o cursor bem ajustado, deslizando suavemente ao longo da haste; e - ter as faces de encosto bem ajustadas, quando juntas não deverá passar luz.
2.8. Tipos de paquímetros
2 7
2 8
2.9. Utilização e conservação de paquímetros Deve-se escolher em função das necessidades de medição: Tipo (normal ou especial) para ter acesso ao ponto que será medido na peça; Leitura, de acordo com o campo de tolerância especificado; Capacidade de medição, etc.
Deve-se
procurar sempre
garantir
uma máxima
longevidade do paquímetro, e para isso:
Deve ser manejado com cuidado, evitando-se quedas e choques; Evitar
riscos
ou
entalhes
que
possam
prejudicar
as
graduações; Evitar sua utilização junto a ferramentas comuns de trabalho; Não utilizá-lo para bater em objetos; Não pressionar o cursor, quando estiver com o parafuso de fixação apertado; Aferi-lo, com frequência, com medidas padrão; Não expô-lo diretamente à luz do sol, etc. Ao guardar-se o paquímetro deve-se: Limpá-lo
com um
camada
de vaselina sólida ou óleo fino;
Guardá-lo
sempre
pano macio, aplicando
em
ambientes
de
uma leve
baixa
humidade,
ventilados, e livre de poeira;
Deve estar afastado de campos magnéticos;
2 9
Sempre que possível, guardá-lo em capa ou estojo adequado; Não guardá-lo com o cursor travado; Guardá-lo com as faces de medição ligeiramente afastadas, um espaço entre 0,2 e 2 mm. -
3 0
3.
ESTUDO DO MICRÓMETRO
3.1. Micrómetro Os
micrômetros
foram
os
primeiros
instrumentos
que
atenderam ao princípio de Enerst Abbé, pois a medição é executada no mesmo eixo da peça a ser medida. O princípio de funcionamento do micrômetro baseia-se no deslocamento axial de um parafuso micrométrico com passo de elevada exatidão dentro de uma porca ajustável. Girando-se
o
parafuso
micrométrico,
este
avança
proporcionalmente ao passo que normalmente é de 0,5 mm (0,025”). A circunferência da rosca (que corresponde ao tambor, pois este é fixado firmemente ao parafuso por encaixe cônico), é dividida em 50 partesiguais (ou 25 partes nos instrumentos de polegada), possibilitando leituras de 0,01 mm ou .001”.
Assim,
uma
volta
completa
do
tambor
corresponde
ao
passo da rosca, meia volta corresponde à metade do passo da rosca e assim por diante.
3 1
Os
materiais
empregados
na
fabricação
do
parafuso
micrométrico são o aço liga ou aço inoxidável. O aço inoxidável confere maior resistência á oxidação, mas por outro lado, sua dureza é menor quando comparada a um fuso de aço liga.
Nota: O
elemento
que
garante
uniformidade
na
aplicação
da
força de medição nos micrômetros é geralmente a catraca. A catraca é ligada ao parafuso micrométrico. Se a força de medição for superior à resistência da catraca, esta gira em falso sobre o parafuso. A catraca assim, limita a força/binário transmitido ao fuso. Uma outra forma comum de controlar a força de medição, é a utilização de um elemento de fricção ligado ao parafuso micrométrico. Quando a força ultrapassar certo limite, as duas faces deslizam e o parafuso não se move mais.
3.2. LEITURA NO SISTEMA MÉTRICO
A
resolução
de
uma
medida
tomada
em
um
Micrômetro
corresponde ao menor deslocamento do seu fuso (parafuso micrométrico). Para se obter a medida, divide-se o passo do fuso pelo número de divisões do tambor.
3 2
Assim,
girando
o
tambor,
cada
divisão
provocará
um
deslocamento de 0,01 mm no fuso. Para entender melhor o processo de leitura no Micrômetro, serão apresentados, a seguir dois exemplos de leitura. ESCALA EM MILÍMETRO COM TAMBOR DIVIDIDO EM 50 PARTES EXEMPLOS:
Leitura
17,00 mm ֜ escala dos mm da bainha 0,50 mm + 0,32
֜ escala dos meios mm da bainha mm
֜ escala centesimal do tambor 17,82 mm
֜
leitura total
Leitura
3 3
23,00 mm ֜ escala dos mm da bainha + 0,09 mm ֜ escala centesimal do tambor 23,09 mm
֜ leitura
total
3.3. EXERCÍCIOS: Faça
as
leituras
nas
escalas
de
Micrômetros
abaixo
representadas (resolução de 0,01 mm)
3 4
ESCALA EM MILÍMETRO COM RESOLUÇÃO DE 0,001 mm. Quando no Micrômetro houver nônio, ele indica o valor a ser acrescentado à leitura obtida na bainha. A medida indicada pelo nônio é igual à leitura do tambor, dividida pelo número de divisões do nônio.
Se
o
nônio
tiver
dez
divisões
marcadas
na
bainha,
sua
resolução será:
.
EXERCÍCIOS: Faça as leituras nas escalas de Micrômetros abaixo representadas (resoluções de 0,01 mm e 0,001 mm). 3 5
3.4.
MICRÔMETRO INTERNO
Para
medições
internas,
empregam-se
dois
tipos
de
Micrômetros: Micrômetro interno de três contactos (Imicro) e Micrômetro interno de dois contactos (tubular e do tipo Paquímetro).
3.4.1.
MICRÔMETRO
INTERNO
DE
TRÊS
CONTACTOS
(IMICRO)
3 6
Este
tipo
de
Micrômetro
é
usado
exclusivamente
na
medição de superfícies cilíndricas internas, permitindo leitura rápida e direta. A Sua característica principal é ser autocentrante, devido à forma e à disposição de suas pontas de contacto, que formam entre si um ângulo de 120º.
Este
Micrômetro
é
apropriado
para
a
medição
de
furos
roscados, canais e furos sem saída, pois suas pontas de contacto podem ser trocadas de acordo com a peça que será medida.
3.4.1.1.
Nomenclatura
Exemplos de utilização
3 7
Para obtermos a resolução, basta dividirmos o passo do fuso micrométrico pelo número de divisões do tambor:
A leitura, nestes Micrômetros, é realizada da seguinte maneira:
no sentido contrário à do Micrômetro externo; o tambor encobre a divisão da bainha; a esse valor soma-se aquele fornecido pelo tambor; Exemplo:
Leitura
22,000 mm ⇒ bainha + 0,315 mm ⇒ tambor 22,315 mm ⇒ leitura total 1.1.2.
MICRÔMETRO
INTERNO
DE
DOIS
CONTACTOS
(TUBULAR) O Micrômetro tubular é empregado para medições internas acima de
30 mm. Devido ao
uso
em grande
escala
do
3 8
Micrômetro interno de três contactos, pela sua versatilidade, o Micrômetro tubular atende quase que somente a casos especiais, principalmente as grandes dimensões.
O
Micrômetro
tubular
utiliza
hastes
de
extensão
com
dimensões de 25 a 2.000 mm. As hastes podem ser acopladas umas às outras. Nesse caso, há
uma
variação
de
25
mm
em
relação
a
cada
haste
acoplada.
1.1.3.
MICRÔMETRO
INTERNO DE
DOIS CONTACTOS
(TIPO PAQUÍMETRO).
Serve para medidas acima de 5 mm e, a partir daí, varia de 25 mm em 25 mm.
3 9
1.2. TIPOS DE MICRÔMETROS
4 0
4 1
4 2
1.3. Utilização e conservação dos Micrómetros Deve-se escolher em função das necessidades de medição:
Tipo (normal ou especial), para ter acesso ao lugar que será medido na peça; Leitura, de acordo com o campo de tolerância especificado; Capacidade de medição etc. Deve-se
procurar sempre
ser
uma máxima
do micrómetro, e para isso:
longevidade Deve
garantir
manejado
com
cuidado,
evitando-se
quedas
e
choques; Evitar
riscos
ou
entalhes
que
possam
prejudicar
as
graduações; Evitar
sua
utilização
junto
a
ferramentas
comuns
de
trabalho; Não utilizá-lo para bater em objetos; Não pressionar o cursor, quando estiver com o parafuso de fixação apertado; Aferi-lo, com freqüência, com medidas padrão; Não expô-lo diretamente à luz do sol, etc. Ao guardar-se deve-se: Limpá-lo com um camada
pano macio,
aplicando uma leve
de vaselina sólida ou óleo fino;
Guardá-lo ventilados,
sempre
em
ambientes
de
baixa
humidade,
e livre de poeira;
Deve estar afastado de campos magnéticos; Sempre que possível, guardá-lo em capa ou estojo adequado; Não guardá-lo com o cursor travado; Guardá-lo com as faces de medição ligeiramente afastadas, um espaço entre 0,2 e mm, etc.
4 3
4 4
Outros instrumentos de medição e verificação
Relógios comparadores
Os Relógios comparadores, também chamados de Comparadores são instrumentos largamente utilizados com a finalidade de se fazer medidas lineares por meio de comparação.
Estes instrumentos são apresentados em forma de relógio, com
um
apalpador,
de
modo
que
para
um
pequeno
deslocamento linear do apalpador, obtém-se um deslocamento circular (fortemente amplificado) do ponteiro, na maioria dos casos, graças ao seu mecanismo de engrenagem e cremalheira.
Os comparadores podem apresentar no seu mostrador leitura para
a
direita,
leiturA
para
a
esquerda
ou
leitura
balanceada, sendo estes mostradores sempre móveis para que se possa “METER NO ZERO”, isto é, fazer a coincidência do zero com o ponteiro.
Os Relógios em sua maioria, apresentam-se com limitadores de tolerância (fiéis).
Os
limitadores
são
móveis,
podendo
ser
ajustados
nos
valores máximo e mínimo permitidos para a peça que será medida.
4 5
4.1.2.
NOMENCLATURA
4.13. Funcionamento O
mecanismo
do
Relógio
comparador
é
de
grande
sensibilidade, devendo-se, portanto, trabalhar em condições que exijam o mínimo possível de deslocamento do apalpador. Uma pressão no apalpador, por mais leve que seja, faz o ponteiro girar no sentido horário (positivo). Cessada a pressão no apalpador, o ponteiro gira no sentido anti-horário (negativo). (Relógios com leitura à direita)
4.1.4. CONDIÇÕES DE USO
Antes de medir uma peça, devemos nos certificar de que o Relógio se encontra em boas condições de uso. A verificação de possíveis erros, é feita da seguinte maneira: com o auxílio de um suporte de Relógio, tomam-se as diversas medidas nos blocos-padrão. Em seguida, deve-se observar se as medidas obtidas
no
Relógio,
correspondem
às
dos
blocos.
São
4 6
encontrados também calibradores específicos para Relógios comparadores.
Colocar o Relógio sempre numa posição perpendicular em relação à peça, para não incorrer em erros de medida.
Observação: Antes de tocar na peça, o ponteiro do Relógio comparador deverá ficar em uma posição anterior a zero. Assim, ao iniciar uma medida, deve-se dar uma pré-carga para o ajuste da medida.
4.1.5. Características do Instrumento Devemos identificar:
Faixa de Medição: Ë definida como a faixa de utilização do instrumento,
dentro
instrumento
de
do
medição
qual
se
mantém
admite se,
que
dentro
o
erro
dos
do
limites
especificados. Para os relógios comparadores é o movimento completo da haste de comando. Os relógios comparadores mais comumente usados possuem faixa de medição de 10 mm . Resolução: Menor diferença entre indicações de um dispositivo mostrador que pode ser significativamente percebida, ou seja menor leitura do instrumento. Nos relógios comparadores é a menor divisão do mostrador. Os relógios com faixa de 10 mm a resolução é 0,01 (m) e os relógios com faixa de 1 mm a resolução é 0,001 mm.
4 7
4.1.6. Leituras
Observemos um relógio comparador com faixa de operação de 10 mm e resolução de 0,01 mm.
Cada graduação do mostrador representa 0,01 mm. A cada 10 graduações está numerado, portanto 10 significa 0,10 mm, o número 20 significa 0,20 mm, e assim por diante.
Existe no mostrador um total de 100 graduações, portanto cada volta completa do ponteiro é igual a 1 mm e que o ponteiro dá um total de 10 voltas, para completar sua faixa de 10 mm. Cada
uma
destas
voltas
é
registrada
pelo
ponteiro
pequeno, chamado conta-voltas.
4 8
4.1.7.
FINALIDADES E APLICAÇÕES
4 9
Os Relógios comparadores são utilizados no controle de desvios com relação a um ponto determinado, aplicando-se às seguintes situações :
a - Verificar paralelismo das faces planas de uma peça;
b – Verificar a excentricidade interna e externa de peças presas na placa de um torno;
5 0
c - Verificar alinhamento das pontas de um torno;
d - Auxiliar na medição de ângulos em réguas e mesas de seno;
Dimensionar peças a partir de uma medida padrão;
5 1
Tornar mais preciso o deslocamento de carros e mesas das måquinas operatrizes;
4.1.8.
5 2
4.1.4.
MONTAGENS
USUAIS
DOS
RELÓGIOS
COMPARADORES
Os Relógios comparadores podem ser utilizados de diversas maneiras, sempre presos a suportes adequados, conforme a necessidade
da
medição
ou
controle.
Estes
suportes
classificam-se em : a - Suporte comum
b - Mesas de medição de alta precisão
5 3
c - Suporte com fixação magnética
5 4
4.1.9.
CUIDADOS QUANDO DO MANUSEIO 4.1.4.
Selecione a ponta de contacto que melhor se
adapte ao lugar da medição;
Substitua oportunamente a ponta gasta;
Não acione o fuso com a mão, use alavanca apropriada;
5 5
Monte o Relógio sempre em posição perpendicular à base de referência;
Use sempre base rígida para montar o Relógio, deixando-o o mais próximo possível da coluna e da base;
-
Evite o erro de paralaxe, olhando o mostrador do Relógio sempre em posição frontal.
5 6
4.2. TRANSFERIDORES/GONIÓMETROS MEDIDAS ANGULARES As peças e ferramentas normalmente apresentam um grande número de
ângulos
que
precisam
ser
medidos
ou
controlados
dimensionalmente.
Este controle, no caso dos ângulos planos, deve ser feito usando- se um Transferidor, que é um instrumento de medição mais simples, ou um Goniômetro, que é um instrumento com maior grau de precisão.
4.2.1. GONIÔMETRO
O Goniômetro é um instrumento utilizado para a medição ou verificação de ângulos em peças e ferramentas, a fim de se determinar
com
rigor
os
valores
das
medidas
a
estas
determinados.
A medição ou verificação de um ângulo qualquer numa peça, por exemplo, se faz ajustando-a entre a régua e a base do
5 7
Goniômetro.
Este
instrumento
possui
graduações
adequadas, que indicam a medida do ângulo formado pela régua e pela base e, portanto, a medida do ângulo da peça.
A unidade prática de medida angular utilizada em mecânica é o grau. Dividindo-se um círculo qualquer em 360 partes iguais, o ângulo central correspondente a uma parte, é o ângulo de um grau, este podendo ser dividido em 60 minutos e cada minuto ainda dividido em 60 segundos.
Em geral, o Goniômetro pode apresentar-se na forma de um círculo graduado de 360o, ou de um semi-círculo graduado de 180o, ou ainda de um quadrante graduado de 90º.
5 8
Normalmente, 1 grau é a menor divisão apresentada diretamente na graduação do Goniômetro, sendo que, se este possuir Vernier, poderá dar aproximação de 5 minutos, chegando até 1 minuto no caso de Goniômetros de alta precisão.
4.2.2. NOMENCLATURA
4.2.1.
5 9
4.2.3. FUNCIONAMENTO
A resolução do nônio é dada pela fórmula geral, a mesma utilizada em outros instrumentos de medida com nônio, ou seja: divide-se um intervalo da escala do disco graduado (escala principal) pelo número de divisões do nônio.
Outra forma de se chegar a leitura mínima ou resolução dos Goniômetros, é:
Considerando-se que a medida total do Vernier de cada lado do zero é igual a medida de 23ºo do disco graduado e que o Vernier apresenta 12 divisões iguais, possuindo cada divisão 115’, pois:
23º÷ 12 = (23º x 60’) ÷ 12 = 1380’ ÷ 12 = 115’
conclui-se que, se 2º correspondem em minutos a:
2º x 60’ = 120’
6 0
resulta que cada divisão do Vernier tem 5’ a menos do que duas divisões do disco graduado.
A partir, portanto, de traços em coincidência, a primeira divisão do Vernier dá a diferença de 5’, a segunda divisão do Vernier dá a diferença de 10’, a terceira 15’ e assim por diante.
4.2.4. EXEMPLOS DE LEITURAS
Os graus inteiros são lidos na graduação do disco, com o traço zero do nônio. Na escala fixa, a leitura pode ser feita tanto no sentido horário quanto no sentido anti-horário.
A leitura dos minutos, por sua vez, é realizada a partir do zero do nônio, seguindo a mesma direção da leitura dos graus.
Assim, nas figuras abaixo, as medidas são respectivamente.
4.2.5.
EXERCÍCIOS:
6 1
Faça
as
leituras
nas
escalas
de
Goniômetros
a
seguir
representadas (resolução de 5’).
6 2
4.2.6.
FINALIDADES E APLICAÇÕES
.
6 3
4.3. RÉGUA DE SENO
4.3.1. Estudo
O
estudo
da
determinação
de
ângulos
no
controle
dimensional assume um aspecto de real importância pelo que ele
representa
nas
medições,
possuindo
características
particulares.
A medição de ângulos pode ser feita através de instrumentos que determinam uma função trigonométrica, indicando, assim, de forma indireta o valor de um determinado ângulo.
Estes instrumentos são a Régua e a Mesa de seno.
6 4
A Régua de seno é uma barra de aço temperado, estabilizada, apoiada sobre um par de cilindros de diâmetros iguais, com uma distância entre eixos que caracteriza o comprimento da Régua,
4.2.6.
FINALIDADES E APLICAÇÕES
.
6 5
4.3.
6 6
Blocos Padrão
Para
realizar
qualquer
medida,
é
necessário
estabelecer
previamente um padrão de referência. Ao longo do tempo, diversos padrões foram adotados: o pé, o braço etc.
Mais tarde, no século XVIII, foi introduzido, na França, o sistema métrico. Em 1898, C. E. Johanson solicitou a patente de blocospadrão:
peças
em
forma
de
pequenos
paralelepípedos,
padronizados nas dimensões de 30 ou 35 mm x 9 mm, variando de espessura a partir de 0,5 mm. Actualmente, nas indústrias são encontrados blocos-padrões em milímetro e em polegada.
6 7
Muito
utilizados
como padrão
de referência na indústria
moderna, desde o laboratório até a oficina, são de grande utilidade nos dispositivos de medição, nas traçagens de peças e nas próprias máquinas operadoras. Existem jogos de blocos-padrão com diferentes quantidades de peças.
As dimensões dos blocos-padrão são extremamente exactas, mas o uso constante pode interferir nessa exatidão Por isso, são usados os blocos-protetores, mais resistentes, com a finalidade de impedir que os blocos-padrão entrem em contato direto com instrumentos ou ferramentas.
6 8
Bloco-padrão protetor
A
fabricação
utiliza-das
dos
na
Entretanto,
protetores
construção
obedece dos
às
mesmas
blocos-padrão
normas normais.
emprega-se material que permite a obtenção de
maior dureza. Geralmente são fornecidos em jogos de dois blocos, e suas espessuras normalmente são de 1, 2 ou 2,5 mm, podendo variar em situações especiais. Os blocos protetores têm como finalidade proteger os blocospadrão no momento de sua utilização. Exemplo
da
composição
de
um
jogo
de
blocos-padrão,
contendo 114 peças, já incluídos dois blocos protetores:
6 9
2 blocos-padrão protetores de 2,00 mm de espessura; 1 blocopadrão de 1,0005 mm; blocos-padrão de 1,001; 1,002; 9 4
-1 003 1 009 mm; blocos-padrão de 1,01; 1,02;
9 4
-1 03 blocos-padrão de 0,50; 1,00;
1 49 mm;
9 -1 50; 2 00 24 5 mm; 4- blocos-padrão de 25; 50; 75 e 100 mm.
Classificação De acordo com o trabalho, os blocos-padrão são encontrados em quatro classes. DIN./ISO/JIS
BS
FS
APLICAÇÃO
00
00
1
Para aplicação científica ou calibração de blocos-padrão.
0
0
2
Calibração de blocos-padrão destinados a operação de inspeção,
1
I
3
e calibração de instrumentos. Para inspeção e ajuste de instrumentos de medição nas áreas de
2
II
B
inspeção. Para uso em oficinas e ferramentarias.
Normas: DIN. 861 FS. (Federal Standard) GCG-G-15C SB (British Standard) 4311 ISO 3650 JIS B-7506 Os materiais mais utilizados para a fabricação dos blocospadrão são: Aço Atualmente é o mais utilizado nas indústrias. O aço é tratado termicamente para garantir a estabilidade dimensional, além de assegurar dureza acima de 800 HV.
7 0
Metal duro São blocos
geralmente
tungstênio. Hoje, utilizado
como
este
fabricados tipo
bloco protetor.
de A
em
carbureto
bloco-padrão
é
dureza
tipo
deste
de mais de
bloco padrão situa-se acima de 1.500 HV. Cerâmica O material básico utilizado é o zircônio. A utilização deste material ainda é recente, e suas principais vantagens são a excepcional
estabilidade
dimensional
e
a
resistência
à
corrosão. A dureza obtida nos blocos-padrão de cerâmica situa-se acima de 1400 HV.
7 1
Erros admissíveis As normas internacionais estabelecem os erros dimensionais e de planeza nas superfícies dos blocos-padrão. Segue abaixo uma tabela com os erros permissíveis para os blocos-padrão (norma DIN./ISO/JIS), e orientação de como determinar o erro permissível do bloco-padrão, conforme sua dimensão e sua classe. DIMENSÃO (mm) até 10 10 - 25 25 - 50 50 - 75 75 - 100 100 - 150 150 - 200 200 - 250 250 - 300 300 - 400 400 - 500 500 - 600 600 - 700 700 - 800 800 - 900 900 - 1000 DIN./ISO/JIS
EXATIDÃO A 20ºC (mm) CLASSE 00 CLASSE 0 CLASSE 1 CLASSE 2 ± 0.06
± 0.12
± 0.20
± 0.45
± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±
± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±
± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±
± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±
0.07 0.10 0.12 0.14 0.20 0.25 0.30 0.35 0.45 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00
0.14 0.20 0.25 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.90 1.10 1.30 1.50 1.70 1.90 2.00
0.30 0.40 0.50 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 3.40 3.80 4.20
0.60 0.80 1.00 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80 3.60 4.40 5.00 6.00 6.50 7.50 8.00
Exemplo: Para saber a tolerância de um bloco padrão de 30 mm
na classe 0 (DIN), basta descer a coluna Dimensão,
localizar a faixa em que
se situa o bloco-padrão (no caso
30 mm), e seguir horizontalmente a linha até encontrar a coluna correspondente à classe desejada (classe 0). DIMENSÃO CLASSE 00 CLASSE 0 CLASSE 1 CLASSE 2 Até 10 mm ¯ 10 a 25 mm ¯ 25 a 50 mm ® ® 50 a 75 mm
®
±0 20
7 2
No caso do exemplo, um bloco-padrão de 30 mm na classe 0 pode apresentar desvio de até ±0,20 mm. Técnica de empilhamento
Os blocos deverão ser, inicialmente, limpos com algodão embebido em benzina ou em algum tipo de solvente. Depois, retira-se toda impureza e umidade, com um pedaço de camurça, papel ou algo similar, que não solte fiapos. Os blocos são colocados de forma cruza-da, um sobre o outro. Isso deve ser feito de modo que as superfícies fiquem em contato.
Em seguida, devem ser girados lentamente, exercendo-se uma pressão moderada até que suas faces fiquem alinhadas e haja perfeita aderência, de modo a expulsar a lâmina de ar que as separa. A aderência assim obtida parece ser conseqüência do fenômeno valor
de
físico
conhecido
aproximadamente
como
atração
500N/cm2),
e
molecular que
(com
produz
a
aderência de dois corpos metálicos que tenham superfície de contato finamente polidas.
7 3
Para a montagem dos demais blocos, procede-se da mesma forma, até atingir a medida desejada. Em geral, são feitas duas montagens para se estabelecer os limites máximo e mínimo da dimensão que se deseja
calibrar,
ou
de
acordo
com
a
qualidade prevista para o trabalho (IT).
Exemplo: Os
blocos-padrão
podem
ser
usados
para
verificar
um
rasgo em forma de rabo de andorinha com roletes, no valor de
12,573
+ 0,005.
Devemos
fazer
duas
montagens
de
blocos-padrão, uma na dimensão mínima de 12,573 mm e outra na dimensão máxima de 12,578 mm.
7 4
Faz-se
a
combinação
por
blocos
de
forma
regressiva,
procurando utilizar o menor número possível de blocos. A técnica
consiste
em
eliminar
as
últimas
casas
decimais,
subtraindo da dimensão a medida dos blocos existentes no jogo. Exemplo:
DIMENSÃO
MÁXIMA
DIMENSÃO M Í N I M A
12,578 DIM
12,578
12,573 DIM
- 4,000® 2 blocos
12,573 - 4,000® 2 blocos
BLOCO
protetores
BLOCO protetores
DIM
8,578
DIM
BLOCO
- 1,008® 1
BLOCO - 1,003® 1
DIM
7,570
DIM
BLOCO
- 1,270® 1
BLOCO - 1,070® 1
DIM
6,300
DIM
BLOCO
- 1,300® 1
BLOCO - 6,500® 1
8,573 7,570 6,500 5 bloco
Blocos e acessórios
7 5
Há
acessórios
de
diversos
formatos que, juntamente
com os blocos-padrão, permitem que se façam vários tipos de controle.
Verificação de um calibrador de boca Verificação de distância entre furos Grampo para fixar blocos-padrão conservando as montagens posicionadas
Observação: No jogo consta um só padrão de cada medida, não poden-do haver repetição de blocos. Existe um suporte, acoplado a uma base, que serve para calibrar o micrômetro interno de dois contatos.
7 6
Nele, pode-se montar uma ponta para traçar, com exatidão, linhas paralelas à base. Geralmente,
os
acessórios
são
fornecidos
em
jogos
acondicionados em estojos protetores.
Conservação Evitar a oxidação pela humidade, marcas dos dedos ou aquecimento utilizando luvas sempre que possível. Evitar quedas de objetos sobre os blocos e não deixá-los cair. Limpar os blocos após sua utilização com benzina pura, enxugando-os com camurça ou pano. Antes de guardá-los, é necessário passar uma leve camada de vaselina (os blocos de cerâmica não devem ser lubrificados). Evitar contato dos blocos-padrão com desempeno, sem o uso dos blocos protetores. ·
7 7
RÉGUA DE SENO Estudo
O
estudo
da
determinação
de
ângulos
no
controle
dimensional assume um aspecto de real importância pelo que ele
representa
nas
medições,
possuindo
características
particulares.
A medição de ângulos pode ser feita através de instrumentos que determinam uma função trigonométrica, indicando, assim, de forma indireta o valor de um determinado ângulo.
Estes instrumentos são a Régua e a Mesa de seno.
A Régua de seno é uma barra de aço temperado, estabilizada, apoiada sobre um par de cilindros de diâmetros iguais, com uma distância entre eixos que caracteriza o comprimento da Régua,
possuindo toda a régua, grande precisão de forma e de dimensão
além
de
esmerado
acabamento
superficial,
garantindo, assim, sua precisão quando utilizada com Blocos padrão.
As Réguas de seno, assim como as Mesas de seno são
7 8
utilizadas para a medição de ângulos com resolução de segundos e, para que se obtenha maior precisão nas medidas de ângulos, é preciso que a Régua atenda as seguintes condições:
a- os cilindros devem ter exatamente o mesmo diâmetro e serem geometricamente perfeitos a- a distância entre os centros
dos cilindros deve ser
precisa e conhecida (comprimento da Régua) e seus eixos devem estar mutuamente paralelos;
c
- a superfície superior da Régua deverá ser plana e
paralela ao eixo dos cilindros e eqüidistante de cada um deles.
Os furos existentes no corpo das Réguas, além de reduzirem o seu
peso,
possibilitam
sua
fixação
em
suportes
rígidos
(cantoneiras de precisão), quando da verificação de ângulos.
FUNCIONAMENTO Quando os cilindros das Réguas são colocados sobre uma superfície
plana
de
referência
(desempeno),
a
superfície
superior da Régua de seno estará paralela àquela superfície.
7 9
Partindo-
se
desta
posição,
se,
por
exemplo,
um
bloco
padrão de dimensão conhecida for colocado sob um dos cilindros, o ângulo formado entre a superfície de referência e a Régua de seno será determinado pela equação abaixo conforme a figura:
Assim,
para
cilindros
uma
Régua
de
seno
cuja
distância
entre
é igual a 250 mm e a altura dos blocos padrão
colocados sob um dos cilindros é de 10,500 mm, o ângulo formado entre a Régua de seno e a superfície plana.
8 0
Para se efetuar corretamente as medições, deve-se proceder da seguinte maneira:
a - colocar sobre a Régua de seno a peça de trabalho, de modo que a superfície de trabalho fique aproximadamente paralela à superfície de referência;
b - fazer a verificação do paralelismo através de Relógio comparador, anotando a diferença encontrada, observando o lado mais baixo;
c - fazer a correção da diferença da altura por meio de mais ou menos bloco padrão, cuja medida deverá ser igual a diferença
registrada no Relógio comparador, multiplicada pela razão entre o comprimento da régua de seno e o comprimento medido na peça.
Desta maneira, se uma extremidade da peça de trabalho estiver com um desnível de 0,01 mm em relação à outra extremidade, se a Régua de seno tiver 250 mm entre os cilindros, e a peça tiver um comprimento de 100 mm, o incremento requerido na altura dos blocos padrão para fazer o nivelamento será de 0,025 mm, pois:
EXERCÍCIOS : Calcule o que se pede em cada uma das situações
8 1
abaixo.
a - Comprimento da Régua = 200 mm ângulo α = 15º 15’ Blocos padrão = ...........................
b - Comprimento da Régua = 10” Blocos padrão = 65,667 mm ângulo α = ............................
c - Blocos padrão = 32,311 mm ângulo α = 120 26’ 21” Comprimento da Régua = ......................
8 2
MESA DE SENO
Mesa
de
seno
é
construída
para
permitir
a
medição
em
peças de maior peso e volume, sendo, portanto, mais robusta que a Régua de seno.
Mesa assim como a Régua de seno, é construída em aço temperado e retificado, apoiada em cilindros de diâmetros iguais colocados paralelamente, com a distância entre seus centros rigorosamente controlada, garantindo, desta forma, sua precisão quando utilizada com Blocos padrão.
4.5.1. TIPOS DE MESAS DE SENO
a - Mesa de seno para a verificação de ângulos em peças com a geratriz paralela a base. b - Mesa de seno para a verificação de ângulos em peças com a bissetriz
paralela
a
base
(medição
de
ângulos
em
peças
cilíndricas ou cônicas apoiadas entre pontas).
8 3
FUNCIONAMENTO
Para se efetuar a medição de um ângulo numa peça, coloca-se esta sobre a Mesa de seno, que deverá estar colocada sobre uma superfície plana de referência (desempeno), levanta-se a sua extremidade livre colocando-se Blocos padrão sob o cilindro,
até
se
constatar
o
paralelismo
da
superfície
superior da peça com a superfície da base, utilizando-se para isto, Relógio comparador.
Quando
as
leituras
no
Relógio
comparador
forem
as
mesmas ao longo da superfície da peça, significa que o ângulo da peça será o mesmo da Mesa, e poderá ser determinado pela fórmula: para o caso das Mesas de geratriz paralela É:
8 4
para o caso das Mesas de bissetriz paralela é:
MEDIÇÃO DE PEQUENOS ÂNGULOS Neste
tipo
de
medição,
as
Mesas
de
seno
possuem
uma
diferença de plano (dp) entre o cilindro fixo e o cilindro livre.
Essa diferença de plano varia de acordo com o fabricante, sendo que as alturas mais comuns são as de 5, 10 e 15 mm Para se obter igualdade de plano, colocam-se Blocos padrão que correspondam à diferença de altura entre a base e o cilindro. Com esse recurso, podemos fazer qualquer inclinação, por menor que seja, e ainda usar blocos protetores de metal duro.
8 5
EXERCÍCIOS Calcule o que se pede em cada uma das situações abaixo.
a - Determine o ângulo de uma peça com o auxílio de uma Mesa de seno de geratriz paralela, sabendo que:
Bp = 48,480 mm cM = 8” ângulo α = ..........................
b
-
Determine
quais
Blocos
padrão
serão
utilizados
na
medição do ângulo de uma peça, em uma Mesa de bissetriz paralela, sabendo:
ângulo α = 350 35’ cM = 200 mm Bp = ...............................
8 6
CALIBRADORES
Conceitos:
Calibrador Tampão – aquele cuja superfície de medir é cilíndrica externa. Calibrador Anular – aquele cuja superfície de medir é cilíndrica interna. Calibrador Chato – aquele cuja superfície de medir são as duas partes de ma superfície cilíndrica externa, compreendidas entre dois planos paralelos eqüidistantes do eixo.
Calibrador Fixo – aquele sem dispositivo de regulagem; Calibrador Regulável - aquele cujos afastamentos
podem
ser
regulados.
Calibrador de Boca – aquele que tem forma de meio anel e superfícies de medir planas.
Calibrador com
Superfícies de
Medir Esféricas
–aquele
cujas
extremidades pertencem à superfície de uma esfera.
Calibrador Não Passa – aquele que controla o afastamento inferior de um eixo ou o afastamento superior de um furo.
Calibrador Passa – aquele que controla o afastamento superior de um eixo ou o afastamento inferior de um furo.
Lado “Não Passa” – aquele do calibrador que não deve passar. Lado “Passa” – aquele do calibrador que deve passar. 4.6.2.
EXEMPLOS DE CALIBRADORES
8 7
8 8
Calibradores são padrões geométricos largamente empregadas na indústria metalomecânica. Na
fabricação de peças sujeitas a ajuste, as respectivas
dimensões têm
tolerâncias
de
fabricação
fixadas
pelo
projeto.
8 9
Para se efetuar a qualificação destas peças de forma rápida utilizam-se os calibradores do tipo passa/não-passa. Dada a sua grande simplicidade e seu preço relativamente reduzido,
os
econômica para
calibradores
constituem
uma
problemas de
série de
indústria, como verificação
uma
de furos, eixos,
solução
medição roscas,
na
etc.,
quanto a seu enquadramento ou não na faixa de tolerância. Com
a
introdução
da
automatização,
os
calibradores
no
entanto, vão perdendo a sua importância dentro do processo de fabricação.
TIPOS E APLICAÇÕES Existem
basicamente
ajustáveis. Os a
para
em
grupos
de
calibradores:
primeiros são exclusivamente
verificação de
implica
ois
fixos
e
empregados para
apenas uma determinada dimensão, o
que
dispor-se de um número elevado de calibradores
atender
às
diversas
medidas
nominais
com
suas
respectivas tolerâncias de fabricação.
Os calibradores tipo tampão e anel enquadram-se neste grupo.
Para minimizar custos
e
tempo no
controle, surgiram os
calibradores ajustáveis que permitem a verificação de uma faixa de dimensões ( figura 1.b ).
9 0
Calibradores tampões
Os calibradores tampões são utilizados para a verificação da dimensão de furos. Eles apresentam dois lados: um Passa e outro Não-Passa ( figura 2 ).
Calibradores passa-não-passa são constituídos obedecendo
o
princípio de Taylor ( Figura 9 ) . Este princípio diz: no lado bom deve-se ensaiar o "casamento".
Assim, por exemplo, o lado " bom " do calibrador para furos tem a forma de um eixo e tem de encaixar no furo. Com o lado "
ruim " do calibrador deve-se testar se em nenhuma posição a
dimensão especificada é ultrapassada. Para o calibrador furos
de
o lado "refugo " possui duas superfícies de contacto
pontuais.
O calibrador não deve em nenhuma posição encaixar no furo.
Para os calibradores existe um sistema de tolerância
especial
9 1
(Fig10).
Como pode ser observado, as tolerâncias de fabricação são bastante mais estreitas e deve-se prever o próprio desgaste no
lado passa. Maiores detalhes podem ser observados nas
normas DIN 7162 A 7164,
por exemplo.
3: Calibrador de altura digital.
Calibradores Anela res
Os calibradores anulares são utilizados para a verificação de diâmetros externos, como eixos. Na figura11 apresentam-se os diferentes tipos de calibração anelares. D e B o c a e C a l i b r a d o r e s P l a n o s
9 2
Estes calibradores ( figura 12 ), que frequentemente substituem os anulares e tampþes, somente ficam em contacto com a peça a medir numa pequena região, ocorrendo contacto localizado ou mesmo em duas linhas opostas ( contacto linear ).
9 3
Figura 7: Calibradores fixos: fieiras.
O calibrador de boca tem superfĂcies de contacto planas e
9 4
paralelas que permitem controlar peças cilíndricas e prismas com faces paralelas ( figura 12.a ).
Na figura 12.b é mostrado um calibrador de boca ajustável.
O
calibrador
plano
tem
superfícies
de
contacto
cilíndricas que permitem, como o tampão, verificar um furo ( figura 12. b ).
F i g . 10: T o l e r â n c i a p ara c a l i b r a do r es D I N 716 2 a D I N 71 64 .
F i g u r a 1 1 : C a l i b r a d o r e s a n u l a r e s . C a l i b r a d o r e s t ip o H a s t e
São utilizados para verificação de furos, em geral acima de 100mm, ou distâncias entre superfícies paralelas, por exemplo
9 5
na calibração ou ajustes de micrômetros.
Para verificação de furos são fabricados aos pares: um com a dimensão máxima e outro com a mínima da peça.
Devem ocupar na peça uma posição que define geometricamente o elemento a controlar. Assim o
calibrador haste
para furos
deve ser situado numa posição perpendicular a duas geratrizes opostas, a fim de confundir-se com um diâmetro.
9 6
Fig u ra 13: Cal i brado r es tipo h aste .
Na
figura 7.2 e é mostrado um calibrador tampão de rosca
cilíndrica. É antieconômico medir todos os parâmetros de uma rosca no controle
de peças. Em
emprego de calibradores
de
vez
roscas
disso, recorre-se
que
proporcionam
ao uma
verificação simultânea de todos os parâmetros da rosca.
O lado passa tem uma rosca com o perfil completo e deve ser enroscado facilmente. O lado não passa é mais curto e possui de 2
a 3 filetes cujos flancos estão rebaixados na parte dos diâmetros externos e do núcleo. O mesmo não deve poder ser roscado.
O diâmetro liso, do lado não passa do calibrador, serve para verificar o diâmetro do núcleo da rosca interna.
9 7
As
tolerâncias
de
fabricação
de
calibradores
de
rosca
cilíndricos são dadas pelas normas ABNT NBR 8225, DIN 13, DIN 259, ISO 228/I, ANSI B1.1 , entre outras.
Calibradores de Roscas Cônicas
Estes
tipos
de calibradores seguem as
padronizadas por normas como BS utilizados para verificar
21
formas e dimensões e
USAS
B2.1.
São
roscas a serem abertas em tubos,
registros, bujões, válvulas e conexões, abrangendo as roscas destinadas a formar juntas estanques:
rosca externa cônica rosca interna cônica rosca interna cilíndrica
Existem 2
sistemas de calibradores e considera-se que, em
condições apropriadas, a calibração por qualquer
dos dois
sistemas recomendados, acompanhada por inspeção visual, será suficiente para garantir produtos satisfatórios, com os quais se farão juntas perfeitas.
O
sistema "A"
controle de
é
indicado
produção
são
para
uso
empregados
onde para
métodos garantir
elevada qualidade da rosca, enquanto o sistema "
B "
de a é
indicado para uso onde um controle adequado da produção não foi estabelecido.
a)Sistema A Compreende os seguintes tipos de calibradores:
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Calibrador tampão cônico com rosca completa
Este calibrador tem um entalhe no plano de calibração e o comprimento da rosca do entalhe no plano de calibração até a extremidade menor do tampão, é igual ao comprimento básico de calibração ( figura 14.b).
Calibrador anular com rosca cônica
Este
calibrador tem um comprimento
comprimento
básico
de
calibração,
de rosca e
os
igual ao
diâmetros
na
extremidade maior são iguais aos diâmetros básicos no plano de calibração ( figura 14.a ).
b)
Sistema B Compreende os seguintes calibradores:
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Calibrador tampão cônico com rosca completa Tem um comprimento total de rosca igual ao comprimento da rosca útil para comprimento máximo de calibração e possui um entalhe igual à tolerância total na posição do plano de calibração. A
face superior do entalhe é marcada positiva (+) e a
face inferior, é marcada negativa (-) ( figura 15.b ), devendo o limite da rosca situar-se entre estas faces quando aplicado o calibrador.
Calibrador anular com rosca cônica completa
Este calibrador tem um comprimento total de rosca igual ao comprimento
da
rosca
útil
para
comprimento
máximo
de
calibração menos a metade do comprimento para aperto com chave, e um entalhe igual à tolerância total do comprimento de calibração. A face superior do entalhe é marcada positiva (+) e a face inferior é marcada negativa (-) ( figura 15.a ).
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Figura 15: Calibração de roscas cônicas: sistema B.
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Rugosímetro
O
rugosímetro
é
um
empregado na indústria
aparelho para
eletrônico
verificação
de
amplamente superfície
de
peças e ferramentas (rugosidade).
Assegura um alto padrão de qualidade nas medições. Destinase à análise dos problemas relacionados à rugosidade de superfícies.
Inicialmente,
o
rugosímetro
destinava-se
somente
à
avaliação da rugosidade ou textura primária.
Com o tempo, apareceram os critérios para avaliação da textura
secundária,
ou
seja,
a
ondulação,
e
muitos
aparelhos Evoluíram para essa nova tecnologia.
Mesmo genérico
assim,
por
comodidade,
conservou-se
o
nome
de rugosímetro também para esses aparelhos que,
além de rugosidade, medem a ondulação.
Os rugosímetros podem ser classificados em dois grandes grupos:
Aparelhos que fornecem somente a leitura dos parâmetros de rugosidade (que pode ser tanto analógica quanto digital).
Aparelhos que, além da leitura, permitem o registro, em papel, do perfil efetivo da superfície.
Os primeiros são mais empregados em linhas de produção, enquanto os segundos têm ais uso nos laboratórios, pois
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também apresentam um gráfico que é importante para uma análise mais profunda da textura superficial. rugosímetro portátil digital
rugosímetro digital com registro gráfico incorporado sistema para avaliação de textura superficial (analógico)
Os
aparelhos
para
avaliação
da
textura
superficial
são
compostos das seguintes partes: Apalpador - Também chamado de “pick-up”, desliza sobre a superfície que será verificada, levando os sinais da agulha apalpadora, de diamante, até o amplificador.
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Unidade
de
acionamento
-
Desloca
o
apalpador
sobre
a
superfície, numa velocidade constante e por uma distância desejável, mantendo-o na mesma direção.
Amplificador - Contém a parte eletrônica principal, dotada de um indicador de leitura que recebe os sinais da agulha, ampliaos, e os calcula em função do parâmetro escolhido.
Registrador - É um acessório do amplificador (em certos casos fica incorporado a ele) e fornece a reprodução, em papel, do corte efetivo da superfície. Esquema de funcionamento de um rugosímetro
Processo da determinação da rugosidade
Este
processo
rugosidade
com
consiste, um
basicamente,
apalpador
de
em
formato
percorrer
a
normalizado,
acompanhado de uma guia (patim) em relação ao qual ele se move verticalmente.
Enquanto o apalpador acompanha a rugosidade, a guia (patim) acompanha as ondulações da superfície.
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O movimento da agulha é transformado em impulsos elétricos e registrados no mostrador e no gráfico.
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