Metrologia Dimensional - Manual de Formação

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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

quando

não

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


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

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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 ).

1 0 0


Figura 15: Calibração de roscas cônicas: sistema B.

1 0 1


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.

1 0 4


O movimento da agulha é transformado em impulsos elétricos e registrados no mostrador e no gráfico.

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