LAB2 U4 Rugosidade

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Universidade Federal do Rio de Janeiro
Departamento de Engenharia Mecânica
Laboratório de Engenharia Mecânica 2
2017.1
Lucas Fonseca Alexandre de Oliveira
Marion Larreur
Nickolas de Freitas
Pedro Hawk Sepeda Machado
Módulo U4 – Rugosidade
Laboratório de Microusinagem 
Professora Anna Carla
Introdução 
O experimento sobre rugosidade tratou da medição e comparação da rugosidade sobre duas peças fabricadas por processos diferentes: A primeira foi fabricada por fresamento, e a segunda por manufatura aditiva.
Imagens ilustrativas das peças se encontram abaixo:
 Figure 1 - Peça Fabricada por Manufatura Aditiva
Figure 2 - Peça Fabricada por Usinagem
Equipamento
O equipamento utilizado para essa medição foi um rugosímetro da marca Taylor Hobson. Os principais componentes do equipamento sao um apalpador de 2 micrômetros de de raio com uma angulação de 90°, isso significa que o rugosímetro consegue medir vales de até 2 micrômetros e valores abaixo não serão medidos; um sensor que é chamado de cabeçote, e uma base para minimizar as vibrações que é retificada para apresentar o menor nível de variação na sua superfície.
Experimento 
O posicionamento do apalpador sobre a superfície a ser medida é acompanhado por um sensor que manda sinais para o programa, onde é possível visualizar por uma escala o quanto o rugosímetro já adentrou a superfície. O ideal é manter a escala no centro tendo assim uma variação no indicador de +/-0.5mm. 
Para a peça usinada a direção de movimento do rugosímetro deve ser a mesma que a do avanço da fresa para se medir efetivamente a rugosidade da usinagem, caso contrário seria medido os vales entre dois avanços. E para a determinação do comprimento de dados a ser tomado a norma diz que deve ser no mínimo quatros vezes o avanço da fresa, como o avanço da fresa foi de 0.8 mm optou-se por um avanço de 5 mm atendendo a norma.
	A peça fabricada por manufatura aditiva não possui direção de avanço e por tanto a direção do movimento do rugosímetro pode ser arbitrária. O mesmos parâmetros utilizados na peça usinada foram reutilizados para permitir uma posterior comparação nos valores das rugosidades obtidos.
Resultados 
O programa apresentou primeiramente o perfil da superfície com a suavização devido ao raio do rugosímetro. O perfil apresenta uma inclinação e isso se deve a própria inclinação da peça.
	Para o cálculo da rugosidade é necessário aplainar essa curva e depois inserir alguns parâmetros como a cota superior e inferior que foram Lc=0.8mm e Ls=0.0025mm , o filtro a ser utilizado que foi o filtro de Gauss, e os tipos de rugosidade a serem calculados. Optou-se por calcular a rugosidade da média aritmética do perfil e a rugosidade quadrática do perfil. Os resultados sao apresentados abaixo.
Peça fabricada por usinagem:
Figura 3 - Perfil de rugosidade ajustado, criado pelo programa da Taylor Hobson para a peça fabricada por usinagem.
Rampa -0.485°
Ra = 3.1237 μm, Rq = 4.0075 μm, Rt = 23.3960 μm, Rz = 18.1736 μm
Peça fabricada por manufatura aditiva:
Figura 4 - Perfil de rugosidade da peça fabricada por manufatura aditiva.
Rampa 0.165°
Ra = 14.0533 μm, Rq = 18.4230 μm, Rt = 118.1179 μm, Rz = 74.2645 μm
Conclusão
Era de se esperar que a rugosidade da peça fabricada por manufatura aditiva fosse maior que o da peça usinada, o que de fato se constatou sendo quase 4,5 vezes maior. 
Era de se esperar que a rugosidade da peça usinada apresentasse uma periodicidade própria do processo de fretamento. Porém observa-se que entre o primeiro e o segundo pico há um espaçamento de aproximadamente 2 mm e depois entre o segundo e terceiro menos de 1 mm e assim prossegue entre o terceiro e o quarto picos. 
Esse comportamento aparentemente desalinhado com as expectativas pode estar associada qualidade da peça usinada, podendo estar associada a anisotropia do material; outra possível causa pode estar associada a desgastes presentes na ferramenta que afetou a qualidade do processo. O fato de durante o processo não ter sido usado nenhum lubrificante também afetou a qualidade da superfície usinada. A velocidade do fresamento também pode ser a causa da disparidade da rugosidade ao longo da superfície, pois velocidades mais altas tendem a piorar a qualidade da mesma.