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INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO: PAQUÍMETROS E MICRÔMETROS Profª Dra. Marilia da Silva Bertolini AULA 10 – Metrologia Industrial CAMPUS DE ITAPEVA CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL MADEIREIRA Novembro de 2018 METROLOGIA – CONTROLE DIMENSIONAL A metrologia industrial aplica-se à todas as grandezas determinadas e, em particular, às dimensões e geometria das peças mecânicas. FINALIDADE DO CONTROLE DIMENSIONAL O controle não tem por fim somente reter ou rejeitar os produtos fabricados fora das normas; destina-se, antes, a orientar a fabricação, evitando erros. TODAS AS OPERAÇÕES DE CONTROLE DIMENSIONAL SÃO REALIZADAS POR MEIO DE APARELHOS E INSTRUMENTOS. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros METROLOGIA X QUALIDADE A Metrologia é uma das funções básicas necessárias a todo Sistema de Garantia da Qualidade. Para isso deve-se quantificar as características do produto e do processo por meio de: definição das unidades padronizadas (unidade de medida); instrumentos que são calibrados em termos destas unidades de medidas padronizadas; uso destes instrumentos para quantificar ou medir as "dimensões" do produto ou processo de análise. OPERADOR Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros METROLOGIA X QUALIDADE OPERADOR Deve conhecer o instrumento; Deve saber aplicar nas situações adequadas; Deve saber interpretar os resultados encontrados. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros ?? MEDIÇÃO MEDIDA → valor correspondente ao valor momentâneo da grandeza a medir, no instante da leitura. A leitura é obtida é expressa por um número acompanhado da unidade da grandeza a medir. “ Medir” é comparar uma dada grandeza com outra da mesma espécie, tomada como unidade . Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros MÉTODOS DE MEDIÇÃO 1. MEDIÇÃO DIRETA Consiste em AVALIAR A GRANDEZA POR MEDIR, por comparação direta com instrumentos, aparelhos e máquinas de medir. EXEMPLO: Medição da distância entre dois traços utilizando-se uma régua graduada. Compara-se o objeto com uma escala conveniente, obtendo-se um resultado absoluto e unidade coerente. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros MÉTODOS DE MEDIÇÃO 2. MEDIÇÃO INDIRETA POR COMPARAÇÃO Determinar a GRANDEZA DE UMA PEÇA COM RELAÇÃO A OUTRA, de padrão ou dimensão apropriada. Compara-se o objeto da medida com um padrão de mesma natureza ou propriedade, concluindo-se sobre as características medidas/verificadas. EXEMPLO: Medições/controle de peças com calibradores passa-não-passa. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros ESCOLHA DO MÉTODO DE MEDIÇÃO A escolha da medição direta ou indireta pode ser associada a dois fatos: Tempo necessário para executar a medição; Necessidade de resolução ou precisão incompatíveis com a dimensão a ser medida (com instrumentos de medição direta). Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros INSTRUMENTAÇÃO Conjunto de técnicas e instrumentos usados para observar, medir e registrar fenômenos físicos. A instrumentação preocupa-se com o ESTUDO, o DESENVOLVIMENTO, a APLICAÇÃO e a OPERAÇÃO dos instrumentos. São elementos fundamentais para: monitoramento de processos e de operação; pesquisa experimental; ensaio de produtos e sistemas (ex: ensaio de recepção de peças e componentes adquiridos de terceiros); controle de qualidade (ex: uso dos calibradores, máquinas de medir por coordenadas etc.). Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros TIPOS DE INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO PAQUÍMETROS MICRÔMETROS Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETROS Instrumentos usados para medir as dimensões lineares internas, externas e de profundidade de uma peça. Consiste em uma régua graduada, com encosto fixo, sobre a qual desliza um cursor. O paquímetro é usado quando a quantidade de peças que se quer medir é pequena. Os instrumentos mais utilizados apresentam uma resolução de: 0,05 mm; 0,02 mm; ou 0.001”."128 1 Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETROS - CARACTERÍSTICAS Metal duro – para medições de peças em materiais com elevada dureza (ex: cerâmicos). Superfícies planas e polidas, com mínima folga; Feito geralmente em aço inoxidável; Graduações são calibradas a 20°C. Escala graduada → em milímetro e polegadas (polegada fracionária ou milesimal). Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETROS COMPONENTES DE UM PAQUÍMETRO UNIVERSAL Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETROS MEDIÇÕES REALIZADAS COM UM PAQUÍMETRO UNIVERSAL Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETRO – TÉCNICAS DE UTILIZAÇÃO 1) Para medição com o paquímetro utilize a mão direita. 2) Deslocar o cursor, até que o encosto apresente uma abertura maior que a primeira medida por fazer no padrão. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros “CANHOTOS” PAQUÍMETRO – TÉCNICAS DE UTILIZAÇÃO 3) Encostar o centro do encosto fixo em uma das extremidades do diâmetro por medir. 4) Fechar o paquímetro suavemente, até que o encosto móvel toque a outra extremidade do diâmetro. Exercer uma pressão suficiente para que a peça fique presa. FAZER A LEITURA Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETRO – TÉCNICAS DE UTILIZAÇÃO OUTROS CUIDADOS DE UTILIZAÇÃO Medidas Externas Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETRO – TÉCNICAS DE UTILIZAÇÃO OUTROS CUIDADOS DE UTILIZAÇÃO Medidas Internas Superfícies de medição das orelhas devem coincidir com a linha de centro do furo. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETRO – TÉCNICAS DE UTILIZAÇÃO OUTROS CUIDADOS DE UTILIZAÇÃO Medidas de Profundidade Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETRO – ERROS DE LEITURA Além da falta de habilidade do operador, outros fatores podem provocar erros de leitura no paquímetro. ERRO POR PARALAXE Os traços do nônio (TN) são mais elevados que os da escala fixa (TM) e dependendo do ângulo de visão do operador pode levar a erros de leitura. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETRO – ERROS DE LEITURA PRESSÃO DE MEDIÇÃO Solução: regulagem da mola, adaptando o instrumento à mão do operador. Jogo do cursor, controlado por uma mola. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros TIPOS DE PAQUÍMETRO PAQUÍMETRO DIGITAL PAQUÍMETRO UNIVERSAL COM RELÓGIO PAQUÍMETRO UNIVERSAL Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros TIPOS DE PAQUÍMETRO PAQUÍMETRO COM BICO MÓVEL (BASCULANTE) Medição de: Peças cônicas; Peças com rebaixos de Ø diferentes. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros TIPOS DE PAQUÍMETRO PAQUÍMETRO DE PROFUNDIDADE Medição de: profundidade de furos não vazados; rasgos; rebaixos; etc. haste com gancho Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros TIPOS DE PAQUÍMETRO PAQUÍMETRO DUPLO Medir dentes de engrenagem (espessura e altura). Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETRO – Princípio do Nônio A escala do cursor é chamada de NÔNIO ou VERNIER, em homenagem ao seus inventores Pedro Nunes e Pierre Vernier. O NÔNIO possui dez divisões equivalentes a nove milímetros (9 mm). Há, portanto, uma diferença de 0,1 mm entre o primeiro traço da escala fixa e o primeiro traço da escala móvel. Considerando-se um paquímetro que o nônio possui dez divisões: O nônio possui uma divisão a mais que a unidade usada na escala fixa. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETRO – Princípio do Nônio Portanto, se fizermos coincidir: • o 1º traço do nônio com o da escala fixa - o paquímetroestará aberto em 0,1mm (A); • coincidindo o 2º traço – estará aberto com 0,2mm (B); • coincidindo 3º traço – estará aberto com 0,3mm (C)...sucessivamente. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETRO – Cálculo de Resolução Diferenças entre a escala fixa e a escala móvel de um paquímetro podem ser calculadas pela sua resolução. A resolução é a menor medida que o instrumento oferece. nôniododivisõesdeNúmero FixaEscalaUnidade Resolução mm05,0 20 1 R mm02,0 50 1 R Na escala móvel (nônio) este valor será a sua unidade. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETRO – Leitura Sistema Métrico 1) Escala Fixa (Principal) - a leitura feita antes do zero do nônio corresponde à leitura em milímetro . 2) Traço coincidente do nônio – verificar o valor que coincide com a escala fixa. 3) Leitura Final - Somar os valores obtidos em 1 e 2. EXEMPLOS: Leitura Leitura Escala fixa = 1,0 mm Traço coincidente nônio = 3º →0,3 mm Medida = 1,3 mm Nônio com 10 divisões (Resolução 0,1 mm) Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETRO – Leitura Sistema Métrico Leitura Leitura Escala fixa = 73,0 mm Nônio = 0,65 mm Medida = 73,65 mm Nônio com 20 divisões (Resolução de 0,05 mm) Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros PAQUÍMETRO –Sistema Inglês 1. POLEGADA FRACIONÁRIA ESCALA FIXA Cada traço corresponde à: 16 "1 Como o NÔNIO tem 8 divisões, a resolução desse paquímetro é: 128 "1 8 16 "1 R Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros Pois 1” é dividida em 16 partes iguais. PAQUÍMETRO – Leitura Sistema Inglês 1. POLEGADA FRACIONÁRIA Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros 1) Escala Fixa (Principal) - leitura feita antes do zero do nônio . 2) Traço coincidente do nônio – verificar o valor que coincide com a escala fixa. 3) Leitura Final - Somar os valores obtidos em 1 e 2. 64 "11 128 "22 128 "6 16 "2 Leitura 1) 2) 3) Leitura final: 16 "1 2 128 "1 6 PAQUÍMETRO – Sistema Inglês 2. POLEGADA MILESIMAL ESCALA FIXA - cada polegada divide-se em 40 partes iguais. "025.0 40 "1 NÔNIO tem 25 divisões "001.0 25 "025.0 R Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros Cada divisão da escala fixa vale: Portanto a Resolução desse paquímetro é: PAQUÍMETRO – Sistema Inglês Exemplo de Leitura (R = 0.001”) 2. POLEGADA MILESIMAL Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros Leitura Leitura Escala fixa = 0.050” Nônio = 0.014” Medida = 0.064” MICRÔMETRO Desenvolvido por Jean Louis Palmer, na França, o micrômetro foi aperfeiçoado com o tempo e possibilitou medições mais rigorosas e exatas do que o paquímetro. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO - assemelha-se ao do sistema parafuso –porca. A porca é fixa e o parafuso móvel. A volta completa do parafuso provocará um descolamento igual ao seu passo. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros MICRÔMETRO COMPONENTES DE UM MICRÔMETRO Evita sua dilatação – isola do calor das mãos. Aço especial/fundido tratado termicamente para eliminar as tensões internas. Permite o ajuste da folga do fuso micrométrico, quando necessário. Onde localiza-se a escala centesimal. Ele gira ligado ao fuso micrométrico – seu deslocamento é igual ao passo do fuso. Pressão de medição constante Imobiliza o fuso numa medida pré-determinada. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros Escala em mm CARACTERÍSTICAS DOS MICRÔMETROS Os micrômetros caracterizam-se pela: 1. CAPACIDADE DE MEDIÇÃO Geralmente é de 25 mm (1”), variando o tamanho do arco de 25 em 25 mm (1 em 1"). Podem chegar a 2000 mm (80"). 2. RESOLUÇÃO A resolução nos micrômetros pode ser de 0,01 mm; 0,001 mm; 0.001". Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros CARACTERÍSTICAS DOS MICRÔMETROS Micrômetro de 0 a 25 mm Quando as faces dos contatos estão juntas: • A borda do tambor coincide com o traço zero (0) da bainha. • A linha longitudinal, gravada na bainha, coincide com o zero (0) da escala do tambor. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros Bainha Tambor CARACTERÍSTICAS DOS MICRÔMETROS APLICAÇÃO – TIPOS DE MICRÔMETROS MICRÔMETRO DE PROFUNDIDADE Hastes de extensão - conforme a profundidade a ser medida. MICRÔMETRO COM ARCO PROFUNDO Medições de espessuras de bordas ou de partes salientes das peças. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros CARACTERÍSTICAS DOS MICRÔMETROS APLICAÇÃO – TIPOS DE MICRÔMETROS MICRÔMETRO COM DISCO NAS HASTES Maior a área de contato - medição de papel,tecidos. Também usado para medir dentes de engrenagens. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros CARACTERÍSTICAS DOS MICRÔMETROS APLICAÇÃO – TIPOS DE MICRÔMETROS MICRÔMETRO PARA MEDIÇÃO DE ROSCAS Para medir roscas triangulares. Encaixa-se as pontas intercambiáveis, conforme o passo para o tipo da rosca a medir. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros CARACTERÍSTICAS DOS MICRÔMETROS APLICAÇÃO – TIPOS DE MICRÔMETROS MICRÔMETRO COM CONTATO EM FORMA DE “V” Medição de ferramentas de corte com número ímpar de cortes (fresas de topo, macho, alargadores etc.). Ângulos em V DEPENDE do número de cortes (ímpar) da ferramenta: 3 arestas de corte - 60° 5 arestas de corte -108° Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros CARACTERÍSTICAS DOS MICRÔMETROS APLICAÇÃO – TIPOS DE MICRÔMETROS MICRÔMETRO PARA MEDIR PAREDE DE TUBOS Permite a introdução do contato fixo no furo do tubo. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros CARACTERÍSTICAS DOS MICRÔMETROS APLICAÇÃO – TIPOS DE MICRÔMETROS MICRÔMETRO COM CONTADOR MECÂNICO MICRÔMETRO DIGITAL Permite a leitura no tambor e no contador. Leitura rápida, livre de erros de paralaxe. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros MICRÔMETROS – TÉCNICAS DE UTILIZAÇÃO 1) Gire o tambor até que as faces de contato apresentem uma abertura maior que a primeira medida. 2) Apoiar o micrômetro na palma da mão esquerda e pressionado pelo polegar. 3) Prender a peça entre os dedos indicador e médio. 4) Encostar o contator fixo em uma das extremidades da peça a ser medida. 5) Fechar o micrômetro através da catraca, até que se faça ouvir o funcionamento da mesma. 6) Fazer a leitura da medida. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros MICRÔMETRO – Sistema Métrico Micrômetro com resolução de 0,01 mm A cada volta do tambor, o fuso micrométrico avança uma distância chamada passo. RESOLUÇÃO - A resolução de uma medida tomada em um micrômetro corresponde ao menor deslocamento do seu fuso (menor valor medido). mm01,0 50 mm5,0 RResolução tambordodivisõesdenúmero comicrométrifusodoroscadapasso Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros MICRÔMETRO – LEITURA Sistema Métrico 1) Escala da bainha - leitura dos milímetros inteiros. 2 Escala da bainha – leitura dos meios milímetros, também na escala da bainha. 3) Escala do tambor - leitura dos centésimos de milímetro. EXEMPLO: Leitura Leitura dos mm Escala bainha (1) = 17,00 mm Leitura dos meios mm Escala bainha (2) = 0,50 mm Leitura Escala centesimal do tambor (3) = 0,32 mm Leitura total= 17,82 mm Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros Micrômetro com resolução de 0,01 mm MICRÔMETRO – Sistema Métrico Micrômetro com resolução de 0,001 mm QUANDO NO MICRÔMETRO HOUVER NÔNIO, ele indica o valor a ser acrescentado à leitura obtida na bainha e no tambor. mm001,0 10 mm01,0 nônio indicada Medida R nôniododivisõesdenúmero tambordoleitura EXEMPLO DE LEITURA: Leitura 1. Leitura dos mm Escala bainha = 6,00 mm 2. Leitura Escala centesimal do tambor = 0,04 mm 3. Leitura Escala nônio (traçodo nônio que coincide com o tambor) = 3, então 0,003mm Leitura total = 6,043 mm Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros MICRÔMETRO – Sistema Inglês tambordodivisõesdenúmero comicrométrifusodoroscadapasso Resolução Micrômetro com resolução de 0.001” Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros MICRÔMETRO – Sistema Inglês Micrômetro com resolução de 0.001” EXEMPLO DE LEITURA: Leitura Total = 0.694” Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros Cada divisão da BAINHA é de 0.025” Leitura: 1) Bainha = 0.675” 2) Tambor (traço que coincide com a bainha) = (19), portanto 0.019” Cada divisão do TAMBOR é de 0.001” MICRÔMETRO INTERNO Micrômetros Internos de Três Contatos Para medição de partes internas. MICRÔMETRO INTERNO DE TRÊS CONTATOS Característica principal é a de ser auto- centrante (pontas de contato formam entre si um ângulo de 120°). Exclusivamente para realizar medidas em superfícies cilíndricas internas. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros MICRÔMETRO INTERNO Mede, canais e furos sem saída → pontas de contato podem ser trocadas de acordo com a peça que será medida. MICRÔMETRO INTERNO DE TRÊS CONTATOS com pontas intercambiáveis Micrômetros Internos de Três Contatos Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros MICRÔMETRO INTERNO MICRÔMETRO INTERNO DE DOIS CONTATOS -Tubular Medições internas acima de 30 mm, atende principalmente as grandes dimensões. Utiliza hastes de extensão com dimensões de 25 a 2.000 mm, que podem ser acopladas umas às outras. Micrômetros Internos de Dois Contatos Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros MICRÔMETRO INTERNO MICRÔMETRO INTERNO DE DOIS CONTATOS – Tipo Paquímetro A leitura em micrômetro tubular e micrômetro tipo paquímetro é igual à leitura em micrômetro externo. Micrômetros Internos de Dois Contatos Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros MICRÔMETRO – LEITURA Sistema Métrico EXERCÍCIO EM AULA – Fazer a leitura do micrômetro de resolução 0,01mm. Aula Instrumentos de Metrologia: Paquímetros e Micrômetros Leitura Leitura dos mm Escala bainha (1) = 42,50 mm Leitura Escala centesimal do tambor (3) = 0,47 mm Leitura total= 42,97 mm
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