ALUMNO: DIEGO SECODOCENTE: M.Sc. Ing. LEONARDO DELLA MEA

AÑO 2012

MEDICIÓN DE RUGOSIDADES

IRREGULARIDADES SUPERFICIALES

•Errores Micro-geométricos , Textura primaria o RUGOSIDAD.• Es el pequeño relieve que caracteriza a una superficie,

proveniente del proceso de producción. Se originan en las imperfecciones de los mecanismos, entre las máquinas y las herramientas, en las vibraciones del sistema pieza-herramienta, el desgaste de las herramientas, y por el propio método de conformación de la pieza

•Errores Macro-geométricos, Textura secundaria u ONDULACIÓN.• Se le llama así a los errores de forma. Las principales

causas, son los defectos en las guías de la máquina o la herramienta, durante el proceso de fabricación. Los desvíos de la máquina o la pieza, la fijación incorrecta de la pieza, o la distorsión debido a algún tratamiento térmico.

IRREGULARIDADES SUPERFICIALES

•A: Rugosidad•B: Ondulación•C: Orientación de las irregularidades•D1: Paso de la rugosidad (distancia media entre crestas)•D2: Paso de la ondulación.•E: Altura de la rugosidad.

Perfil Efectivo:Es la imagen

aproximada de un perfil real. Esta

imagen se puede obtener por medio

de un rugosímetro.

Perfil de Rugosidad:Se filtran las

ondulaciones del perfil efectivo.

CONCEPTOS BÁSICOS

lv lnle le le le le

ltEl perfil de rugosidad, se puede obtener por medio de un rugosímetro. A partir de éste se puede medir cuantitativamente la rugosidad.

lm

•lt: Es el tramo recorrido por el rugosímetro

• lm: Tramo de medición

lm=5xle

• le: Tramo de medición

individual

• lv: Tramo inicial, el

palpador se pone en marcha

• ln: Tramo final,

palpador se detiene

CONCEPTOS BÁSICOSLínea Media

La mayoría de las normas, utilizan el concepto de línea media, y a partir de esta línea es que se mide la rugosidad. Esta es la línea paralela a la dirección general del perfil. De forma que la suma de las áreas superiores, comprendidas entre la línea media y la línea del perfil, son iguales a la suma de las áreas inferiores.

A1+A2=A3

PARÁMETROS DE RUGOSIDAD

Los parámetros o valores de rugosidad, se definen para poder medir la rugosidad cuantitativamente. Se pueden calcular a partir del perfil de rugosidad obtenido, o los puede determinar el rugosímetro. Los parámetros están definidos por las distintas normas. La unidades que se utilizan para medir son la micra, o la micropulgada.

PARÁMETROS DE RUGOSIDADRa: Rugosidad Media

Para calcular Ra, se suman los valores absolutos de las áreas encerradas entre el perfil de rugosidad y la línea media, y se divide entre la longitud de medición. Es lo mismo que decir que Ra es la altura de un rectángulo de base l, cuya área es igual a las comprendidas entre el perfil de rugosidad y la línea media.

0

1( )

l

Ra y x dxl

PARÁMETROS DE RUGOSIDADRt: Rugosidad Total o Máxima

Rt, es igual a la distancia vertical entre el pico más alto y el valle más profundo, en toda la distancia de medición.

Rt

PARÁMETROS DE RUGOSIDADRz: Rugosidad Media

Rz, es el promedio de la rugosidad máxima de cinco tramos de medición consecutivos.

1 2 3 4 5

5z

Z Z Z Z ZR

ANIMACIÓN

PARAMETRO Ra Rt Rz

UTILIDAD

•Cuando es necesario un control continuo de la superficie•La superficie presenta surcos bien orientados•Si el acabado no tiene demasiada importancia

•En superficies de sellado•Superficies dinámicamente cargas (tapones, tornillos y superficies de deslizamiento)

•Se utiliza en casos que los valores extremos no influyen en la función de la pieza (superficies de apoyo)

VENTAJAS

•Es el parámetro más utilizado•Se aplica en la mayoría de los procesos de fabricación•Todos los aparatos de medición lo calculan

•Informa la máxima deterioración de la superficie.•Es de fácil obtención a partir del gráfico.

•Informa distribución media de la superficie.•Fácil obtención a partir del gráfico.•Define bien a las superficies periódicas.

DESVENTAJAS

•Solo indica la media de rugosidad•Si aparecen valles o picos que no son típicos, el valor no sufre gran alteración.•No indica forma de irregularidades del perfil.

•No presenta información suficiente, ya que diferentes formas de rugosidad pueden tener el mismo valor de Rt. Imagen

•Oculta los picos y valles muy acentuados.•No brinda información sobre la forma del perfil•No todos los equipos brindan este parámetro

REPRESENTACIÓN DE RUGOSIDADPara identificar fácilmente las características de las superficies, en los dibujos técnicos se utilizan los siguientes símbolos:

Según la norma ISO 1302-1978, las indicaciones se deben colocar de la siguiente forma:

a= Valor de rugosidad media (Ra), expresada en micras o número de grado de rugosidad.b= Método de fabricación, tratamiento o recubrimientoc= Longitud de muestreo.d= Dirección de las rugosidades.e= Sobremedida de mecanizado.f= Otro parámetro de rugosidad, entre parantesis, como puede ser Rt, Rz, etc

REPRESENTACIÓN DE RUGOSIDADLa orientación o sentido de la rugosidad es la dirección predominante de las huellas de la superficie mecanizada. Es importante determinar la orientación de la rugosidad en determinadas piezas, ya que en los casos que una pieza desliza sobre otra es importante que las estrías tengan el mismo sentido. Mientras que en los casos que deban quedar en reposo y se requiera una máxima adherencia, es conveniente que las estrías tengan direcciones opuestas.

MÉTODOS DE MEDICIÓN

•MÉTODOS CUALITATIVOS

• OBSERVACIÓN TÁCTIL

• OBSERVACIÓN VISUAL

• SIN ÓPTICA

• CON ÓPTICA

MÉTODOS DE MEDICIÓN•MÉTODOS CUANTITATIVOS - RUGOSÍMETRO

El rugosímetro mediante accionamientos mecánicos, eléctricos o electrónicos permiten medir la magnitud de la rugosidad e incluso, representar los resultados gráficamente.

MÉTODOS DE MEDICIÓN•MÉTODOS CUANTITATIVOS - RUGOSÍMETRO

El proceso consiste en recorrer la rugosidad de la superficie con una aguja palpadora que se mueve verticalmente. El movimiento de la aguja es transferido en impulsos eléctricos, que luego se registran en el gráfico. La muestra que recoge el palpador varía entre 0,08 y 25,0 mm. Este procedimiento demora unos pocos segundos. El perfil que se obtiene depende de la dirección en la que se realiza el palpado, ya que dependiendo del proceso por el cual se obtuvo la pieza las rugosidades pueden tener direcciones definidas, por lo tanto el palpado se debe realizar en distintas direcciones. Los parámetros se deben calcular en base a la dirección que se obtiene rugosidad máxima.

VIDEO

MÉTODOS DE MEDICIÓN

•MÉTODOS CUANTITATIVOS - RUGOSÍMETRO•Existen diferentes tipos de rugosímetros, entre los capacitivos, inductivos y piezoeléctricos la principal diferencia es la forma en que generan la señal eléctrica a partir del movimiento mecánico de la aguja. La aguja principalmente es de diamante o carburo de tungsteno, y la forma y radio tiene gran influencia en la toma de resultados.

ANIMACIÓN

•También existen los rugosímetros láser, estos equipos no tienen un palpador físico, se sustituye por un laser que emite un rayo infrarrojo. La medición se basa en la luz reflejada y esparcida por la superficie.

RUGOSIDAD SEGÚN PROCESO DE OBTENCIÓN

Las superficies se pueden clasificar en función del trabajo que realizan en el lugar donde van instaladas o según su proceso de elaboración.•Superficies en bruto (laminación, fundición, oxicorte)•Mecanizados por arranque de viruta (torneado, fresado, cepillado)•Mecanizados especiales (esmerilado, pulido)•Superficies tratadas (procesos de recubrimiento)El método de obtención de la pieza es lo que determina la calidad del acabado superficial.El maquinado es uno de los procesos más utilizados, la rugosidad de una superficie maquinada depende, del tipo de operación (fresado, torneado, perfilado, etc.) de la forma geométrica de la herramienta de corte, del avance de la herramienta. el filo de las herramientas, el daño causado por viruta, las vibraciones entre la máquina y la pieza, la dureza de los materiales, la refrigeración y lubricación entre la pieza y la herramienta.

ANIMACIÓN

RUGOSIDAD SEGÚN PROCESO DE OBTENCIÓN

En la siguiente tabla se puede ver como varia el valor Ra promedio de una pieza según el método de obtención.

GRÁFICOS DE RUGOSIDAD

IMPORTANCIA DE MEDIR RUGOSIDADES

La superficie es lo que determina la separación del cuerpo con el medio, y el contacto con otras piezas, por lo tanto del estado de la superficie puede depender el rendimiento de una máquina y su duración. Los motivos por los que se miden la rugosidad son variados.

FUERZA DE ROZAMIENTO: Esta depende de la rugosidad superficial de las piezas, es uno de los motivos más importantes por los cuales se miden rugosidades. Hay casos que se requiere alto rozamiento, ya que es lo que permite sujetar a un objeto sin que resbale, en los tornillos es lo que permite un mejor agarre con la herramienta, y en los neumáticos la rugosidad favorece la fricción entre estos y el suelo, permitiendo de esta manera el agarre y el avance controlado.Se debe conocer la rugosidad para calcular las pérdidas de cargas en una cañería, al igual que para estimar la resistencia que presenta el aire en las aplicaciones aeronáuticas .

IMPORTANCIA DE MEDIR RUGOSIDADES

LUBRICACIÓN: En las piezas donde hay contacto por roce y es necesario lubricación, como pueden ser ejes o cojinetes, es fundamental medir la rugosidad para calcular la lubricación necesaria, y los esfuerzos que aparecen por rozamiento, ya que la rugosidad influye en la resistencia que presenta la superficie a los lubricantes en fluir. Siempre que una película de lubricante se mantiene entre las partes en movimiento, las irregularidades de la superficie deben ser suficientemente pequeñas, de manera que el aceite no se deposite en ellas bajo condiciones de operación severasLa disminución de la rugosidad mejora la RESISTENCIA A FATIGA, CORROSIÓN Y DESGASTE. Desde el punto de vista ESTETICO mejora el aspecto de la superficie.

IMPORTANCIA DE MEDIR RUGOSIDADES

FACTOR HIGIENICO O BIOLOGICO: a nivel molecular la rugosidad afecta el modo en que las bacterias se adhieren a las superficies. Una superficie sin irregularidades evita que se alberge suciedad, contaminantes y colonias de bacterias, además de facilitar la limpieza. En la industria alimenticia, médica y farmacéutica, a la terminación que requiere el acero inoxidable (que es el material más utilizado) se le conoce como acabado sanitario. El acabado sanitario se obtiene por pulido mecánico o electropulido. En la industria de alimentos los tubos y superficies que están en contacto con alimentos deben tener una rugosidad máxima de Ra=0,8μm,. En la industria de bebidas se permiten rugosidades de Ra=1,6μm,. La industria farmacéutica es la que requiere mejores acabados, la norma ASTM A-270 S2, exige que los materiales tengan rugosidad máxima de Ra=0,5μm.MANTENIMIENTO PREDICTIVO: Determinando periódicamente la rugosidad de ciertos elementos de maquinas se pueden detectar anomalías en los funcionamientos o determinar cuándo es necesario cambiar un elemento que sufrió desgaste por las condiciones propias de operación.