Seu Guia Definitivo para Rugosidade Superficial e Uso de uma Tabela de Rugosidade Superficial!

A rugosidade da superfície não se trata apenas de como algo parece. Ela afeta como as peças funcionam, quanto tempo duram e até mesmo o quão seguras são. Este artigo mostrará o que a rugosidade da superfície realmente significa. Veremos como medir a rugosidade da superfície, entender os números como Ra e usar um gráfico de rugosidade da superfície. Se você fabrica coisas com uma máquina, projeta coisas ou apenas quer saber mais, este guia é para você. Você aprenderá por que um bom acabamento superficial é tão importante e como especificar o parâmetro certo. Uma melhor rugosidade da superfície geralmente significa melhor desempenho.

O que exatamente é rugosidade da superfície, afinal?

São todos os pequenos altos e baixos na face de um material. Mesmo uma peça que parece uma superfície lisa ao seu olho tem essas pequenas colinas e vales. Essas pequenas características são chamadas de picos e vales. O padrão geral dessas características compõe a textura da superfície. Portanto, a rugosidade da superfície é uma forma de medir essas irregularidades na superfície. Este valor de Ra é um parâmetro chave.

Esta rugosidade da superfície não é apenas uma coisa aleatória. Muitas vezes, vem do processo de fabricação usado para fazer a peça. Por exemplo, como uma máquina corta ou molda o material impacta diretamente no acabamento superficial final. O termo acabamento superficial é amplo. Inclui rugosidade da superfície (frequentemente quantificada por Ra ou Rz), mas também outras coisas como ondulação (aqueles solavancos mais longos, semelhantes a ondas) e a direção do padrão, chamada de direção. Entender isso é fundamental para obter a superfície do produto certa. Uma máquina específica produzirá uma certa faixa de rugosidade da superfície.

Por que devo me importar com a rugosidade da superfície?

O acabamento superficial de peças usinadas pode afetar o quão bem elas funcionam. Por exemplo, se duas peças precisam deslizar uma contra a outra, superfícies muito ásperas podem causar muito atrito e desgaste. Isso significa que as peças podem não durar tanto. A escolha da máquina para o processo de fabricação é crucial.

Mas não se trata apenas de atrito. A rugosidade da superfície também pode afetar coisas como corrosão. Uma superfície mais áspera tem mais recantos e fendas onde a umidade pode se esconder e causar ferrugem ou corrosão. Também pode impactar a adesão. Se você está tentando pintar uma peça ou colar algo nela, a rugosidade da superfície precisa estar certa para que a tinta ou cola grude bem. O processo de fabricação escolhido influenciará fortemente esta rugosidade da superfície. Um acabamento superficial ruim pode levar a falhas precoces. A rugosidade desempenha um grande papel na vida útil e no desempenho de um produto, e o valor de Ra é uma verificação comum.

Como Medimos a Rugosidade da Superfície?

Então, como realmente medimos a rugosidade da superfície? Não é algo que você pode ver com precisão apenas com seus olhos. Precisamos de ferramentas especiais para medição da rugosidade da superfície. Uma forma comum é usar um dispositivo com um estilete. Pense nisso como uma agulha minúscula que se arrasta suavemente pela superfície. À medida que o estilete se move sobre os picos e vales, o dispositivo registra esses movimentos para calcular Ra ou outro parâmetro. Este é um método de contato de metrologia.

Existem também métodos sem contato para medir a rugosidade da superfície. Estes geralmente usam luz ou lasers, como perfiladores ópticos ou microscópios confocais. Estas técnicas de perfilagem são ótimas para superfícies delicadas onde um estilete pode causar danos. A ciência da medição da rugosidade da superfície faz parte de um campo chamado metrologia. A rugosidade pode ser medida de diferentes maneiras, geralmente perpendicular à superfície para obter a altura das características. Esta medição da rugosidade da superfície é crítica para o controle de qualidade, muitas vezes seguindo as diretrizes da ISO. Alguns usam métodos sem contato, como interferometria de luz branca.

Quais são os símbolos e abreviações comuns para o acabamento de superfície?

Quando você olha para desenhos de engenharia, você frequentemente verá símbolos e abreviações especiais relacionados ao acabamento superficial. Pode parecer um código secreto no início! Mas uma vez que você os aprende, eles fazem muito sentido. Estes símbolos de acabamento superficial dizem à pessoa que está fazendo a peça em uma máquina exatamente que tipo de acabamento superficial é necessário. Por exemplo, você pode ver um símbolo semelhante a uma marca de seleção com números e letras ao redor dele, especificando o parâmetro Ra.

Estes símbolos frequentemente seguem padrões, como aqueles da ISO (Organização Internacional de Normalização), como a ISO 1302. Os números e letras nos dizem sobre a rugosidade da superfície necessária, o método de fabricação (por exemplo, se uma máquina específica como um esmerilhador é necessária), a direção da direção (o padrão na superfície) e outros detalhes do parâmetro de rugosidade. Aprender estes símbolos e abreviações é realmente importante se você está trabalhando com plantas ou fazendo peças. Isso garante que todos estejam na mesma página sobre o acabamento superficial desejado. Um padrão ISO ajuda a criar uniformidade.

O que é Ra e por que é um parâmetro chave?

Você ouvirá o termo "Ra" muito quando falar sobre rugosidade da superfície. Então, o que é Ra? É um dos valores de parâmetro mais comuns usados para descrever a rugosidade da superfície. Ra significa Rugosidade Média. É uma média aritmética dos valores absolutos dos desvios da altura do perfil de uma linha média. Imagine desenhar uma linha média bem no meio de todos aqueles pequenos picos e vales no perfil de rugosidade. O desvio desta linha média é calculado.

O valor de Ra nos diz a diferença média de altura dessa linha média. É como obter uma pontuação geral de quão áspera é a superfície. Um valor de Ra mais baixo significa uma superfície mais lisa, enquanto um valor de Ra mais alto significa uma mais áspera. Ra é um parâmetro muito útil porque dá uma boa ideia geral da textura da superfície. É um parâmetro de rugosidade comum, às vezes chamado de média da linha central. Este desvio da linha central é o que Ra mede. Muitos parâmetros de textura da superfície existem, mas Ra é fundamental para a rugosidade da superfície. O cálculo é aritmético, frequentemente realizado pela máquina de medição. Há também a rugosidade da raiz quadrada média (Rq), que é outro parâmetro comum, semelhante a Ra, mas calculado de forma diferente. A linha média é crucial para este cálculo. Qualquer desvio é notado.

Existem outros parâmetros de rugosidade importantes como Rz?

Sim, enquanto Ra é muito comum, não é o único parâmetro de rugosidade que usamos. Outro importante é Rz. Rz geralmente olha para a distância média entre o pico mais alto e o vale mais baixo em várias pequenas seções da superfície. Então, em vez de uma média geral como Ra, Rz pode lhe dar uma melhor ideia dos picos e vales mais extremos, incluindo cada depressão. Este parâmetro, Rz, é particularmente útil quando você está preocupado com picos altos únicos ou vales profundos que podem causar problemas, como arranhar outra superfície ou ser um ponto de partida para uma rachadura. Esta medida de pico mais alto e vale mais baixo é crítica.

Existem outros parâmetros também, como Rmax, que é a altura máxima de pico a vale no comprimento medido. Diferentes escolhas de parâmetro (como Ra, Rz ou Rmax) dão diferentes insights sobre a rugosidade da superfície. Por exemplo, duas superfícies poderiam ter o mesmo valor de Ra, mas valores de Rz muito diferentes se uma tiver alguns picos muito altos e a outra for mais uniforme. Então, escolher o parâmetro de rugosidade certo depende do que você precisa que a superfície faça. Rz considera o pico mais alto e o vale mais baixo mais diretamente do que Ra. A medição de Rz se concentra nesses pontos extremos, incluindo o vale mais baixo e o pico mais alto para dar uma sensação da altura total do perfil. Um desvio significativo nesses picos pode ser capturado por Rz.

Como uma máquina afeta a rugosidade da superfície?

A máquina e o processo de usinagem usados para criar uma peça têm um grande impacto em sua rugosidade da superfície final. Pense nisso: corte, trituração, polimento – estas são todas as diferentes formas que uma máquina molda o material, e cada uma deixa sua própria marca única, seu próprio tipo de acabamento superficial. Por exemplo, uma peça feita por torneamento bruto em uma máquina de torno geralmente terá uma rugosidade da superfície maior (será mais áspera) do que uma peça que foi retificada com precisão. Mesmo as configurações na máquina, como velocidade de corte ou taxa de avanço, podem mudar o acabamento superficial e o acabamento superficial da usinagem. Uma máquina bem conservada produz melhores resultados.

Moderno Maquinação CNC oferece muito controle sobre a rugosidade da superfície. Ao escolher cuidadosamente ferramentas, velocidades e avanços, podemos alcançar um acabamento superficial desejado muito específico com nossos centros de usinagem CNC. Outras opções de processo de fabricação como moldagem por injeção de plástico ou jateamento de esferas também produzem seu próprio acabamento superficial característico e rugosidade da superfície. Se você precisa de um acabamento super liso para suas peças usinadas, você pode precisar de etapas extras como lapidação ou polimento após o processo de usinagem principal na máquina de usinagem CNC. A habilidade do operador da máquina e a condição da máquina também desempenham um papel. Usar diferentes estratégias de usinagem CNC, ou mesmo uma máquina de usinagem CNC diferente, pode alterar a rugosidade da superfície. A usinagem CNC é versátil. Esta operação específica de usinagem CNC precisa de uma boa máquina. A usinagem CNC ajuda muito.

O que é uma Tabela de Rugosidade Superficial e Como Usá-la?

Um gráfico de rugosidade da superfície basicamente mostra as faixas típicas de rugosidade da superfície (valores de Ra ou Rz) que você pode esperar de diferentes métodos de processo de fabricação. É ótimo para comparação de rugosidade. Você pode olhar para o gráfico e ver, por exemplo, que a fundição em areia produz uma superfície muito mais áspera do que a retificação. Este guia para a qualidade da superfície é inestimável. Você também pode usar um comparador físico de rugosidade da superfície para sentir diferentes acabamentos.

Usar um gráfico de rugosidade da superfície ajuda os designers a escolher o processo de fabricação certo para obter o acabamento superficial que eles precisam sem superespecificar. Por exemplo, se uma peça não precisa ser super lisa, você pode escolher um processo mais barato. Também ajuda os maquinistas a entender a rugosidade da superfície alvo. Muitos gráficos também mostram informações de conversão de rugosidade da superfície entre diferentes unidades usadas ou escalas, como métrica (micrômetros, µm) e imperial (microinches, µin). Também pode ajudá-lo a entender o acabamento superficial padrão para aplicações comuns, às vezes detalhado por um padrão ISO. O gráfico frequentemente exibe diferentes valores de rugosidade da superfície alcançados por vários métodos.

Aqui está um exemplo simples do que você pode encontrar em um gráfico de rugosidade da superfície:

Esta tabela é apenas um exemplo. Gráficos reais são frequentemente mais detalhados. Eles ajudam a alcançar um nível específico de rugosidade.

Você pode explicar a conversão de rugosidade da superfície?

Às vezes você verá valores de rugosidade da superfície dados em uma unidade, como Ra em micrômetros, mas você precisa compará-lo com algo em outra unidade, ou mesmo um parâmetro diferente como Rz. É aqui que a conversão de rugosidade da superfície se torna útil. Um gráfico de conversão pode ajudá-lo a estimar um valor equivalente. Por exemplo, você pode querer converter Ra (a rugosidade média aritmética) para Rz (a altura máxima média do perfil). É importante saber que estas conversões são frequentemente aproximadas, pois o padrão de desvio real importa.

Por que elas são aproximadas? Porque Ra e Rz medem diferentes aspectos da rugosidade da superfície. Ra é uma média geral, enquanto Rz olha mais para os picos e depressões. Então, uma conversão matemática direta nem sempre é perfeita para cada tipo de acabamento superficial. No entanto, gráficos de conversão, frequentemente baseados em dados empíricos de vários tipos de superfície e padrões ISO, dão uma boa orientação geral. Muitos gráficos de rugosidade da superfície incluem uma seção para conversão de rugosidade da superfície para ajudar a comparar diferentes valores ou escalas de rugosidade da superfície. Usar um gráfico de conversão é uma prática comum em engenharia, especialmente ao lidar com dados legados ou diferentes versões ISO. A rugosidade da superfície de um material pode ser maior do que a da superfície de outro, e a conversão ajuda a comparar.

É Rugosidade ou Textura da Superfície? Entendendo a Diferença.

As pessoas às vezes usam "rugosidade ou textura da superfície" como se fossem a mesma coisa, mas há uma pequena diferença. Textura da superfície é o termo mais amplo. Inclui todos os desvios de uma superfície real de uma superfície ideal perfeitamente plana. Esta textura da superfície tem alguns componentes principais. Primeiro é a rugosidade da superfície, que temos falado muito sobre – aquelas características de irregularidade de escala fina, os picos e vales bem espaçados. A rugosidade pode ser pequena, mas significativa.

Então há a ondulação. A ondulação se refere a variações de superfície mais amplamente espaçadas, como ondas longas ou ondulações na superfície. Estas são geralmente causadas por coisas como vibração da máquina ou empenamento. Finalmente, há a "direção", que é a direção do padrão de superfície predominante, geralmente determinada pelo processo de usinagem. Então, a rugosidade da superfície é uma parte chave da textura da superfície geral. Entender o perfil de superfície completo, incluindo a ondulação, ajuda em medições de superfície precisas. A irregularidade medida na rugosidade da superfície é geralmente de um comprimento de onda mais curto do que a ondulação. A rugosidade ou qualidade da superfície geral depende destes fatores. Alguns métodos sem contato podem capturar todos estes aspectos.