a influência dos erros de paralelismo e planeza em micrômetros externos

A influência dos erros de paralelismo e planeza em micrômetros externos

Rosenilda Rodrigues de Souza e Fabiana Schmitz Toda indústria que ao final de seu processo tem um produto ou objeto palpável como resultado utiliza controle dimensional, por mais básico que seja, porém é indispensável para manter os padrões exigidos, verificar o desenvolvimento conforme projeto e fazer uma inspeção básica no produto. O controle dimensional em chão de fábrica efetua-se com auxílio de instrumentos e, para casos onde estes não são suficientes, utilizam-se as máquinas de medição.Os micrômetros externos, foco deste estudo, são utilizados para medições de peças em geral, permitindo a aferição de geometrias diversas, dentro da faixa de medição do equipamento utilizado. Este estudo está delimitado para faixas de 0 a 75 mm onde são requeridas, por norma, a averiguação e quantificação dos erros de paralelismo e planeza. As normas de referência para este trabalho são a JIS B 7502, 1994 e a DIN 863-1, 1983. A norma JIS estabelece o seguinte como erro admissível para micrômetros externos:

Paralelismo

Faixa de Medição (mm)

Erro (número de franjas)

0-25 e 25-50 450-75 6

Planeza:



0-25 e 25-50 250-75 3

Já a Norma DIN 863-1 estabelece:

Paralelismo:Faixa de

Medição (mm)Erro (número de franjas)

0-25 e 25-50 650-75 10

Planeza:



0-25 e 25-50 250-75 3

Nota-se que a norma JIS é mais criteriosa quanto ao número de franjas admissível para o erro de paralelismo. Já no caso da planeza, as duas normas estabelecem o mesmo critério.

ExperimentaçãoA experimentação prática foi realizada no laboratório de metrologia da Sociesc acreditado ao Inmetro, sendo assim, as condições de medição englobam, por exemplo, temperatura e umidade controladas. Com base nas normas anteriormente citadas foram realizados ensaios visando quantificar os erros de paralelismo e planeza nos instrumentos e verificar a influência destes nas

medidas obtidas conforme as posições de medição da peça em relação ao instrumento. Equipamentos utilizadosOs ensaios e experimentação foram realizados com a utilização dos seguintes equipamentos: jogos de paralelos ópticos – Tesa - para micrômetros com faixas de 0 a

25mm, 25 a 50mm e 50 a 75mm; plano óptico - Mitutoyo; micrômetros das faixas anteriormente citadas, sendo estes instrumentos de

utilização freqüente; base para micrômetro externo; desempeno de granito.

ProcedimentoA primeira etapa do procedimento consiste na escolha e separação dos micrômetros a serem utilizados, de todas as faixas citadas. Posteriormente realizou-se a experimentação com os paralelos e plano ópticos.Posicionou-se o micrômetro a ser analisado sobre a base para micrômetro e limpou-se cuidadosamente as faces tanto do instrumento como dos paralelos e do plano. Zerou-se o micrômetro.Em seguida os paralelos, cada um separadamente, são dispostos entre os batentes do micrômetro e exercida força para remoção da camada de ar existente entre os batentes e as faces do paralelo utilizado. Somou-se então a quantidade de franjas encontradas em cada batente. Este número de franjas deve ser multiplicado por 0,32µm para se obter o valor expresso em micrometro, pois é o valor que corresponde à metade do comprimento de onda de luz (branca) incidente sobre o micrômetro. Se for utilizado outro tipo de luz, deve-se multiplicar pelo fator correspondente. Quantifica-se o número de franjas para todos os paralelos.Com a utilização do plano óptico verificou-se em cada batente separadamente o número de franjas que se formaram. É necessário aplicar uma força para remover a camada de ar formada, definida por norma como sendo de 10N. Multiplicou-se o número de franjas encontrado para cada batente separadamente por 0,32µm, conforme citado anteriormente para o caso dos paralelos ópticos.Esses valores encontrados são os erros que o micrômetro apresenta de paralelismo e de planeza das faces dos batentes do instrumento averiguado. Os dados apresentados no capítulo seguinte visam a verificação da influência destas irregularidades existentes nas faces dos micrômetros nas medições realizadas com utilização destes instrumentos.

Dados coletadosOs ensaios foram realizados conforme procedimento acima descrito com análise de medições nas posições ilustradas na figura 1 em seqüência.

Fig. 1 – Posições de mediçãoFonte: Laboratório de Metrologia Sociesc A posição 5, não apresentada pela ilustração anterior, refere-se à posição correta de utilização do micrômetro ao medir uma peça, que é aquela que contempla toda a face dos batentes. Com a experimentação prática foram obtidos os resultados apresentados nas tabelas dispostas na seqüência.As tabelas apresentam no título a descrição do micrômetro e dos erros encontrados com a utilização do plano e dos paralelos ópticos. O erro de planeza está expresso em número de franjas, descrevendo-se primeiro o valor encontrado para o batente fixo e sendo o segundo valor correspondente ao erro de planeza para o batente móvel. No caso do paralelismo, apresentou-se os valores em número de franjas encontrados utilizando-se os paralelos ópticos da menor para a maior espessura. Os micrômetros de faixa 0 a 25mm apresentam quatro valores, pois foram utilizados quatro paralelos ópticos de diferentes espessuras, já os demais apresentam três valores pelo fato de utilizarem-se apenas três paralelos ópticos.As indicações apresentadas nas tabelas são valores retirados das normas de calibração de micrômetros externos, sendo que foram utilizados cinco valores diferentes, considerando toda a faixa de medição. Os dados apresentados nas colunas das posições são valores dos erros, expressos em mm, em relação à indicação relacionada pela linha, obtidos em cada posição. Tabela 1 - Micrômetro 1, sem erro de planeza, porém com erro de paralelismo de: 10, 10, 9 e 12 franjas

MICRÔMETRO 0 - 25 mm

INDICAÇÃO POSIÇÃO

(mm) 1 2 3 4 5

5,1 -1 -2 -1 -1 012,9 -2 -2 -1 -2 015 -2 -1 -2 -1 -

117,6 -1 -2 -2 -2 0

25 -1 -2 -1 -1 -1

Tabela 2 - Micrômetro 2 apresenta erro de planeza de 3 e 5 franjas, e de paralelismo: 10, 12, 10 e 12 franjas



(mm) 1 2 3 4 5

5,1 -3 -2 -5 -3

-1

12,9 -4 -3 -5 -2 0

15 -4 -2 -5 -1

-1

17,6 -3 -3 -5 -3 -1

25 -3 -2 -6 -2 0

Tabela 3 - Micrômetro 3 apresenta erro de planeza de 4 e 5 franjas, e de paralelismo: 13 15, 14 e 15 franjas



(mm) 1 2 3 4 5

5,1 -6 -5 -6 -3

-1

12,9 -4 -4 -5 -5

-2

15 -4 -3 -4 -5

-1

17,6 -5 -4 -5 -4 -2

25 -5 -5 -6 -5 -1

Tabela 4 - Micrômetro 4 apresenta erro de planeza de 3 e 3 franjas e de paralelismo: 10, 9 e 12 franjas.



(mm) 1 2 3 4 5

30,1 6 6 7 5 337,9 6 5 7 6 240 6 5 6 5 1

42,6 6 6 5 7 2

50 7 5 7 5 3

Tabela 5 - Micrômetro 5 apresenta erro de planeza de 2 e 2 franjas e de paralelismo: 15, 18 e 17 franjas

MICRÔMETRO 25 - 50mm


(mm) 1 2 3 4 5

30,1 -6 -3 -3 -3

-2

37,9 -5 -4 -3 -3

-1

40 -6 -4 -4 -4

-3

42,6 -7 -3 -3 -4

-2

50 -7 -4 -3 -3

-1




(mm) 1 2 3 4 5

30,1 5 3 4 5 237,9 5 3 3 6 340 6 4 4 6 4

42,6 6 4 4 6 3

50 6 4 3 5 4




(mm) 1 2 3 4 5

55,1 5 5 4 4 262,9 5 5 4 4 265 6 5 5 4 3

67,6 5 4 5 5 3

75 5 5 4 5 3




(mm) 1 2 3 4 5

55,1 5 4 4 4 262,9 5 4 4 4 265 4 4 5 3 2

67,6 5 5 4 4 375 5 5 5 4 3




(mm) 1 2 3 4 5

55,1 -3 -3 -3 -3

-1

62,9 -3 -3 -2 -3

-1

65 -3 -2 -3 -3

-1

67,6 -4 -3 -4 -3

-2

75 -4 -4 -4 -3

-3

Conforme a posição de utilização dos micrômetros para medição da peça ocorre variação de medidas obtidas. Porém ao analisar-se a posição 5, que seria a posição ideal conforme norma para realizar medição com utilização de micrômetro conclui-se que os erros de paralelismo e planeza causam pouca interferência, visto que somado à eles ainda existem os erros e defeitos do próprio instrumento, como as folgas e desgaste do fuso, e os erros do operador.Assim, o primeiro cuidado ao elaborar um critério para micrômetro é assegurar a correta forma de utilização bem como as tolerâncias necessárias para aquela etapa do processo. Nos casos de tolerâncias centesimais, por exemplo, realizando-se medição com as faces dos batentes totalmente apoiadas na peça não há necessidade de verificação dos erros de paralelismo e planeza, pois como apresentado nas tabelas de experimentação prática em capítulo anterior, os erros máximos encontrados foram da ordem de 5µm.A necessidade ou não de quantificar os erros de paralelismo e planeza só podem ser definidos pelo processo no qual estes instrumentos são utilizados, pelas tolerâncias exigidas. Cada caso tem suas particularidades, cada processo tem suas exigências. Referências[1] JIS B 7502. Japanese Industrial Standard.1994. [2] DIN 863-1.Deustsches Institut for Normung. 1983.[3] Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia (VIM). Disponível em: http://www.inmetro.gov.br/infotec/vim.asp# - Acesso em: 18.abr. 2007. Rosenilda Rodrigues de Souza e Fabiana Schmitz são da Sociedade Educacional de Santa Catarina - [email protected] - [email protected]

http://www.inmetro.gov.br/infotec/vim.asp

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