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ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

FACULTAD DE ING. MECNICA

METROLOGA

Consulta N 8

Acabados superficiales. Rugosidad. Smbolosnormalizados.

Nombre: Dennis Fabin Vilaa

Fecha: 22/07/2015


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1. Acabados superficiales.

El tema del acabado superficial incluye las irregularidades

microgeomtricas conocidas como ondulacin y rugosidad. Ambas se

generan durante el proceso de fabricacin; la ondulacin resulta de la

flexin de la pieza durante el maquinado, la falta de homogeneidad del

material, liberacin de esfuerzos residuales, deformaciones por

tratamientos trmicos, vibraciones, entre otros. La rugosidad (que es la

huella digital de una pieza) son irregularidades provocadas por la

herramienta de corte o elemento utilizado en su proceso de produccin,

corte, arranque y fatiga superficial. Una pieza perfecta es una abstraccin

matemtica la cual adicionalmente a las irregularidades microgeomtricas

contiene irregularidades macrogeomtricas que son errores de forma

asociados con la variacin de tamao de la pieza, paralelismo entre

superficies, planitud, conicidad, redondez y cilindricidad. No basta con

saber que existen irregularidades en una superficie sino que tales

irregularidades se le debe poner un nmero y con esta finalidad se han

definido diferentes parmetros que caracterizan una superficie, los

parmetros

F imperfecciones del material.

Las desviaciones de acabado superficial influyen en aspectos tales como:

Lubricacin: superficies de pistones, rodamientos.

Desgaste: guas, apoyos.

Estanqueidad: piezas de depsitos de alta presin

Comportamiento a Fatiga: ejes, acoplamientos.

Aspecto Esttico: superficies de moldes y matrices.


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Otros: brillo, adherencia de recubrimientos, corrosin.

Para poder evaluar el acabado superficial de una pieza, es necesario

distinguir entre rugosidad y defecto de forma.

Fuente: http://www.ehu.eus/manufacturing/docencia/745_ca.pdf

1.1. Defecto de forma.

Inclinacin del perfil, falta de planitud o de redondez, etc.

Afectan al funcionamiento: Excentricidad, falta de ajuste, holguras,

ruidos/vibraciones.

1.2. Rugosidad.

La rugosidad en los materiales est determinado por la cantidad y lasalturas de las crestas de las rayas que conforman la superficie

(microscpica) de dichos materiales. Si colocamos por ejemplo un sector de

barra de acero bajo un microscopio adecuado, notamos las diferentes

texturas y formas microscpicas de su superficie. Los niveles de rugosidad

se miden en micrones o micromch (si es en pulgadas), y se toman con

instrumentos llamados rugosimetros. Estos pueden ser manuales o con

grficos. Los primeros son ms prcticos pero menos precisos; los

rugosimetros con grficos actan con palpadores muy sensibles queproyectan los desniveles microscpicos en un grfico.

Las mediciones se realizan en unidades Ra o Rz (micrones).

Ra = valor de rugosidad media aritmtica. Ra es el parmetro de rugosidad

reconocido y utilizado internacionalmente. Es el valor medio aritmtico de

los valores absolutos de las variaciones del perfil dentro del tramo de

medicin. El valor numrico medido es siempre menor al valor Rz obtenido

en el mismo perfil de rugosidad.


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Rz = profundidad de rugosidad media: La profundidad de la rugosidad

media Rz es la media aritmtica de las mayores profundidades de rugosidad

por separado de diferentes tramos de medicin colindantes.

Fuente: http://metrologiaito.blogspot.com/p/imagenes.html

Para medir la rugosidad se realizan los siguientes pasos:

1. Medir un perfil completo con una longitud de evaluacin

normalizada ln > lc(generalmente, 5lc)

2. Filtrar la seal para eliminar la ondulacin.

3. Establecer la lnea media: Lnea que separa reas iguales en los picos

y en los valles


Rugosidad Media (Ra): El parmetro ms utilizado.

Es la media aritmtica del perfil:


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Es el resultado de realizar la operacin:

Puede darse el caso de que dos perfiles muy diferentes tengan la misma

rugosidad media Ra:


Se complementa la Ra con ms parmetros:

Rp: Altura mxima de pico.

Rv: Prof. mxima de valle.

Rti: Altura mxima pico-valle.

Rp, Rv y Rti se calculan para cada longitud de corte, lc.


Otros parmetros de medida de rugosidad se basan en estadsticos de las

alturas de picos y valles a lo largo de una longitud de corte:

Rti: Altura mxima pico- valle en una longitud de corte

Rz: Media aritmtica de los valores de Rti.

Rmax: Altura mxima pico-valle (max {Rti}).


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2. Sistemas para evaluar el estado superficial.

La medicin del acabado superficial se puede realizar por procedimientos

pticos, neumticos y electromecnicos. El palpador sigue el perfil real y el

transductor convierte sus desplazamientos en seales elctricas que tras

ser procesadas proporcionan el perfil efectivo y otros parmetros de

acabado superficial.



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El movimiento del palpador se recoge en el eje X, mientras que el

movimiento del palpador en direccin perpendicular registra las

desviaciones existentes en el perfil efectivo.


En el sistema M, adoptado por UNE e ISO, se considera como lnea de

referencia la lnea media o promedio.

La lnea media se define sobre una cierta longitud l de la proyeccin

horizontal del perfil y se calcula de manera que la suma de los cuadrados

de las distancias de los puntos del perfil efectivo a dicha lnea sea mnimo.


La lnea central (LC) se define sobre una cierta longitud l de la proyeccin

horizontal del perfil y se calcula de manera que la suma de las reasencerradas por arriba de la lnea central y por debajo del perfil efectivo sea

igual a la suma de las reas encerradas por encima del perfil efectivo y por

debajo de la lnea central. Adems, la lnea central debe ser paralela a la

direccin general del perfil.


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Las desviaciones intermedias entre los defectos de forma y la rugosidad se

denominan "ondulacin".

2.1. Longitud de Corte (lc) o Cutoff.

Distancia que se utiliza para diferenciar ondulacin y rugosidad.

Si el espaciado de la desviacin lc ONDULACIN

Si el espaciado de la desviacin < lc RUGOSIDAD

Distancia que se utiliza para diferenciar rugosidad de desviaciones de

ondulacin

Si el espaciado de la desviacin lc ONDULACIN

Si el espaciado de la desviacin < lc RUGOSIDAD



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Valores de lc aconsejados para la medicin de rugosidad en funcin del

proceso de fabricacin.


3. Elementos de smbolo de superficie.

La calidad de un producto est directamente relacionada a las desviaciones

de ste con respecto al diseo original debido a fallas en los procesos de

manufactura. Esto influye directamente en la funcionalidad de la pieza. Bajo

ese punto de vista, la falla est definida por la incapacidad del tren de

produccin de funcionar de una manera esperada y, en la mayora de los

casos, se manifiesta en el producto en trminos de calidad.

En los procesos de maquinado, las caractersticas superficiales del producto

influyen en su funcionalidad. La figura dominante en una superficie est

influenciada por el mtodo de maquinado, ya que cada tipo de herramienta

de corte deja marcas distintivas en la superficie. Se pueden distinguir tresaspectos que influyen en la calidad de la superficie de los productos

maquinados:

Condiciones y caractersticas de la herramienta, condiciones de operacin

de la mquina-herramienta, propiedades mecnicas de la pieza de trabajo.

El identificar la influencia que estos aspectos tienen en las superficies

maquinadas permite mejorar los parmetros de corte, detectar eventuales

fallas de maquinado (tales como vibraciones, malas sujeciones, etc.) y


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encontrar situaciones de trabajo que den como resultado una mayor

calidad en el producto. En la comprensin de los procesos que generan

superficies es crucial la relacin entre la calidad de la superficie y su

comportamiento funcional. Esta comprensin puede lograrse a travs deuna tcnica adecuada de caracterizacin y sntesis de las superficies. Los

mtodos para analizar superficies se basan en su caracterizacin por medio

de medidas convencionales (altura promedio, distancia de pico a pico

mxima, etc.), por medio de transformaciones matemticas (onduletas o

wavelets, anlisis de frecuencia, etc.) y mtodos nuevos como la

geometra de fractales, entre otros.



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Elementos del signo del estado de la superficie

Fuente: http://www.tesoem.edu.mx/alumnos/cuadernillos/2010.022.pdf

3. Resumen.El acabado superficial es un proceso de fabricacin empleado en la

manufactura cuya finalidad es obtener una superficie con caractersticas

adecuadas para la aplicacin particular del producto que se est

manufacturando; esto incluye mas no es limitado a la cosmtica de

producto. En algunos casos el proceso de acabado puede tener la finalidad

adicional de lograr que el producto entre en especificaciones

dimensionales.

El tema del acabado superficial incluye las irregularidades

microgeomtricas conocidas como ondulacin y rugosidad. Ambas se

generan durante el proceso de fabricacin; la ondulacin resulta de la

flexin de la pieza durante el maquinado, la falta de homogeneidad del

material, liberacin de esfuerzos residuales, deformaciones por

tratamientos trmicos, vibraciones, entre otros.


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La rugosidad (que es la huella digital de una pieza) son irregularidades

provocadas por la herramienta de corte o elemento utilizado en su proceso

de produccin, corte, arranque y fatiga superficial.

La rugosidad superficial. Es el conjunto de irregularidades de la superficie

real, definidas convencionalmente en una seccin donde los errores de

forma y las ondulaciones han sido eliminados.

4. Conclusiones.

El conocer los estados superficiales y su normatividad nos permite crear

piezas bajo norma que podrn desempear un buen funcionamiento, yaque como estas piezas por lo general van acopladas a otras y la mayora de

las veces estn en constantes esfuerzos, cualquier deformidad o error en su

creacin provocar una falla en el sistema al que se acopl.

Como hemos visto los acabados superficiales son de vital importancia para

cualquier pieza o diseo a realizar, ya sea pensando individualmente o

como conjunto.

De acuerdo en los diferentes tipos de acabados, nosotros como ingenierostendremos la capacidad de saber elegir el acabado final que ms se adecue

a la pieza o a la necesidad del trabajo que tendr que desempear la pieza

basndonos en tablas o en manuales para un buen acabado y rendimiento

de la pieza.

Siendo conscientes de la importancia de un buen acabado superficial,

caemos en la conclusin de que no solo al diseador debe importar el

acabado final de las piezas para el buen funcionamiento de estas, sino

tambin al ingeniero de manufactura, al de calidad y todo aquel queintervenga en la lnea de produccin, adems no solo en la industria

manufacturera es importante el acabado superficial, sino tambin en otras

reas de la ingeniera. Por tanto un ingeniero que no conoce los procesos

de manufactura y los procesos de acabado superficial tiene perdida la

batalla en el campo del diseo y manufactura en cualquier rama de la

ingeniera


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5. Fuentes de Consulta

MILLN GMEZ, S.; Metrologa y Ensayos; Paraninfo;2012.

http://www.ehu.eus/manufacturing/docencia/745_ca.pdf

http://metrologiaito.blogspot.com/p/imagenes.html

http://www.tesoem.edu.mx/alumnos/cuadernillos/2010.022.pdf

https://mantenim.files.wordpress.com/2007/11/toleranciascim2.pdf

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