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7/24/2019 VILAA DENNIS Consulta 8.pdf
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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
Fuente: http://www.ehu.eus/manufacturing/docencia/745_ca.pdf
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:
Fuente: http://www.ehu.eus/manufacturing/docencia/745_ca.pdf
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.
Fuente: http://www.ehu.eus/manufacturing/docencia/745_ca.pdf
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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Fuente: http://www.ehu.eus/manufacturing/docencia/745_ca.pdf
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.
Fuente: http://metrologiaito.blogspot.com/p/imagenes.html
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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.
Fuente: http://metrologiaito.blogspot.com/p/imagenes.html
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.
Fuente: http://metrologiaito.blogspot.com/p/imagenes.html
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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Fuente: http://metrologiaito.blogspot.com/p/imagenes.html
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
Fuente: http://www.ehu.eus/manufacturing/docencia/745_ca.pdf
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Valores de lc aconsejados para la medicin de rugosidad en funcin del
proceso de fabricacin.
Fuente: http://www.ehu.eus/manufacturing/docencia/745_ca.pdf
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.
Fuente: http://metrologiaito.blogspot.com/p/imagenes.html
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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