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1 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE METROLOGIA DIMENSIONAL BLOCOS PADRÃO BLOCOS PADRÃO Antes do invento dos instrumentos de medição, as medidas eram feitas a partir de referências que pudessem ser verificadas por qualquer pessoa. As referências primitivas eram baseadas no tamanho de partes do corpo humano, a exemplo da polegada, do pé e da jarda. Como essas dimensões variam em cada pessoa, adotavam- se as medidas relativas ao corpo do rei como padrão. Inconvenientemente, esses padrões precisavam ser modificados quando um novo rei assumia a posição do anterior. Embora algumas dessas unidades de medidas ainda sejam utilizadas, as demandas e recursos provenientes da evolução científica e tecnológica conduziram à adoção abrangente do sistema métrico decimal e de padrões bem definidos com maior precisão e estabilidade. A primeira patente para os blocos padrão foi solicitada pelo sueco Carl Edvard Johansson no final do século XIX. Os primeiros blocos foram fabricados em formato retangular com dimensões de 30 ou 35 x 9 mm e espessura variável. Essas características geométricas se mantiveram até a atualidade. Hoje em dia, blocos padrão em milímetro e em polegada são utilizados na indústria e nos laboratórios para a calibração de instrumentos de medição, bem como na inspeção de peças e equipamentos. Seria ideal que os sistemas de medição pudessem realizar medidas sempre com o seu nível máximo de qualidade, independentemente do tempo de uso e dos fatores externos. Entretanto, percebemos que há uma tendência dos instrumentos e sistemas de medição a perderem seu desempenho metrológico, o que torna suas indicações pouco confiáveis. Uma forma de avaliar e corrigir os erros do sistema de medição é justamente fazer uma calibração sob condições bem estabelecidas utilizando, por exemplo, os blocos-padrão como referência para uma calibração direta. mailto:contato@algetec.com.br 2 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE METROLOGIA DIMENSIONAL BLOCOS PADRÃO Figura 1 – Calibração de micrômetro com auxílio de bloco padrão. Os erros associados às dimensões do bloco padrão são extremamente pequenos, geralmente de décimos ou até centésimos de micrometros. As tolerâncias impostas aos blocos exigem que as faces possuam elevada planicidade e acabamento superficial com baixíssima rugosidade, alcançados através de uma lapidação fina dessas superfícies. Os blocos mais comumente empregados são fabricados em aço, metais duros e cerâmica com o objetivo de assegurar alta dureza e resistência ao desgaste. A fim de obter melhores propriedades, em geral os blocos de aço são temperados e envelhecidos artificialmente em conformidade à composição do material. As características dimensionais e de qualidade dos blocos padrão estão especificadas na norma internacional ISO 3650. Entre outras, ressalta-se também as normas alemã DIN 861 e a brasileira NBR NM 215:2000, que abordam o mesmo conteúdo. Esses documentos dividem os blocos padrão em cinco classes com relação à finalidade de trabalho descritas a seguir: • Classe 00: destinados para aplicação científica e calibração de blocos padrão de classe 0, 1, 2. • Classe K: apresentam desvio dimensional dos blocos-padrão classe 0 com desvio de paralelismo entre as faces correspondente aos do blocos-padrão 00. A grande mailto:contato@algetec.com.br 3 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE METROLOGIA DIMENSIONAL BLOCOS PADRÃO vantagem dessa classe é possuir qualidades metrológicas similares às da classe 00, mas com preço inferior. • Classe 0: usados na calibração de instrumentos de medição e como referência na calibração de blocos-padrão de classe 1 e 2. • Classe 1: destinados à inspeção e ajuste de instrumentos de medição e controle de qualidade de fábrica. • Classe 2: para uso geral em situações nas quais os níveis de tolerância não são tão elevados. A tabela abaixo apresenta os erros aceitáveis em função da dimensão e da classe dos blocos padrão segundo as normas DIN e ISO. Tabela 1 – Erros aceitáveis em função da dimensão e da classe dos blocos padrão segundo as normas DIN e ISO. Os blocos padrão são comercializados individualmente ou em conjuntos fornecidos geralmente em maletas. A vantagem desses conjuntos está na variedade de dimensões e, consequentemente, de combinações que podem ser feitas. mailto:contato@algetec.com.br 4 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE METROLOGIA DIMENSIONAL BLOCOS PADRÃO O conjunto com 114 peças costuma incluir: dois blocos padrão protetores; um bloco com dimensão 1,0005 mm; nove blocos com dimensões de 1,001 a 1,009 mm em incrementos de 0,001 mm; quarenta e nove blocos com dimensões de 1,01 a 1,49 mm em incrementos de 0,01 mm; quatro blocos com dimensões de 1,6 a 1,9 mm em incrementos de 0,1 mm; quarenta e nove blocos com dimensões de 0,5 a 24,5 mm em incrementos de 0,5 mm; oito blocos de 30 a 100 mm em incrementos de 10 mm; um bloco de 25mm; e um bloco de 75 mm. Figura 2 – Conjunto de blocos padrão comercializado em maleta. Os blocos protetores são fabricados em material altamente resistente e têm a finalidade de proteger os blocos padrão contra o desgaste situando-se entre a superfície do bloco padrão e a superfície do objeto a ser inspecionado. Dessa forma, os protetores prolongam a vida útil do bloco padrão já que as dimensões destes permanecerão dentro dos limites aceitáveis por maior tempo. A utilização dos blocos protetores não aumenta o erro de modo significativo, uma vez que eles obedecem às mesmas normas dos blocos padrão. A espessura dessas peças costuma ser de 1, 2 ou 2,5 mm, a depender do fabricante. mailto:contato@algetec.com.br 5 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE METROLOGIA DIMENSIONAL BLOCOS PADRÃO Os blocos protetores são unidos aos blocos padrão através de uma técnica denominada de empilhamento. Esse procedimento também é utilizado para se realizar a combinação de blocos de diferentes tamanhos com a finalidade de se obter uma dimensão que não está disponível em um único bloco. Antes de iniciar a montagem, deve-se executar uma limpeza com um pano ou algodão umedecido com éter, benzina ou outro solvente. Em seguida, é necessário secar e retirar quaisquer impurezas ou sujeiras superficiais, o que ser realizado com auxílio de um pedaço de camurça, papel ou outro material similar que não se desfaça deixando pedaços ou fiapos. Após a preparação das superfícies, apoia-se um bloco perpendicularmente sobre o outro, em formato de cruz. Desliza-se, então, um bloco sobre o outro mantendo uma pressão moderada entre eles e, por fim, giram-se os blocos, sustentando a pressão, até que as faces estejam alinhadas. Esse processo tem a finalidade de expulsar qualquer camada de ar ou de umidade que possa prejudicar a união entre as peças e, assim, comprometer a confiabilidade dimensional do conjunto. Os blocos seguintes são montados da mesma maneira até atingir a dimensão pretendida. Figura 3 – Técnica de empilhamento de blocos padrão. A escolha dos blocos para as combinações deve ser feita buscando utilizar a menor quantidade de peças possível a fim de diminuir o desgaste e reduzir erro derivado dessa associação. Além disso, quando uma dimensão puder ser obtidaa partir de diferentes combinações, recomenda-se optar por aquela cujos blocos tenham sido menos utilizados e, assim, evitar que uma peça se deteriore prematuramente. mailto:contato@algetec.com.br 6 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE METROLOGIA DIMENSIONAL BLOCOS PADRÃO Um método para selecionar adequadamente os blocos que, unidos, resultam em uma determinada dimensão consiste em determinar primeiramente qual peça é necessária para compor as últimas casas decimais, subtrair o valor dela da medida e então prosseguir de maneira análoga até completar o comprimento planejado. Esse procedimento está elucidado no exemplo a seguir. Dimensão desejada 19.881 Bloco protetor - 4.000 2 blocos Dimensão restante 15.881 Bloco padrão - 1.001 1 bloco Dimensão restante 14.880 Bloco padrão - 1.380 1 bloco Dimensão restante 13.500 Bloco padrão - 1.500 1 bloco Dimensão restante 12.000 Bloco padrão - 12.000 + 1 bloco Dimensão restante 0.000 6 blocos Tabela 2 – Exemplo da técnica para seleção de blocos que devem compor uma dimensão desejada. Para conservar apropriadamente os blocos, recomenda-se: utilizar luvas sempre que possível com o intuito de evitar marcas de dedos e oxidação por umidade; evitar impactos sobre os blocos decorrentes, por exemplo, de quedas de objetos sobre eles ou de choques com outras superfícies; proteger os padrões com os blocos protetores, prevenindo, inclusive, o contato deles com a mesa de desempeno; e, antes de armazenar, executar uma nova limpeza dos blocos padrão e untá-los com vaselina neutra ou óleo equivalente. mailto:contato@algetec.com.br 7 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE METROLOGIA DIMENSIONAL BLOCOS PADRÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 14724: Blocos-padrão. Rio de Janeiro: ABNT, 2000. CEARÁ. Secretaria da Educação. Metrologia. Fortaleza: Secretaria da Educação. GONÇALVES JÚNIOR, Armando Albertazzi; SOUSA, André Roberto de. Fundamentos de metrologia científica e industrial. 2. ed. Barueri: Manole, 2017. SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL. Metrologia Básica: Mecânica. Vitória: SENAI, 1996. SILVA NETO, João Cirilo da. Metrologia e controle dimensional: conceitos normas e aplicações. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012. mailto:contato@algetec.com.br
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