DEPARTAMENTO DE INGENIERA MECNICA

DISEO MECNICO

INGENIERA INDUSTRIALIMPERFECCIONES SUPERFICIALES

! Las imperfecciones superficiales se clasifican en:

Rugosidades, producto de las huellas de la herramienta empleada para fabricar la pieza

Ondulaciones, causadas por los desajustes de las mquinas-herramienta utilizadas en el mecanizado

Imperfecciones mixtas, ambos defectos superficiales aparecen conjuntamente

RUGOSIDADES ONDULACIONES RUGOSIDADES Y ONDULACIONES2RUGOSIDADES SUPERFICIALES

! Una tolerancia pierde todo su valor si las irregularidades de la superficie(estado superficial o rugosidades) son mayores que la tolerancia

! Las rugosidades superficiales son el conjunto de irregularidades de la superficie real, definidas convencionalmente en una seccin donde los errores de forma y las ondulaciones han sido eliminados

El aspecto de la superficie de una pieza depende, principalmente, del material con el cual se fabrica la pieza y de su proceso de conformado

! En el proceso de fabricacin existe una implicacin econmica, por lo que en el proceso de fabricacin debe cumplir dos condiciones:

Calidad mnima: La calidad de la superficie debe ser suficiente para que la pieza cumpla su funcin (poco coste)

Calidad mxima: La calidad de las piezas debe ser compatible con el costo de la pieza y, por tanto, no debe ser mayor del necesario (mucho coste)

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! Hay muchos parmetros que nos sirven para medir la rugosidad, y todos ellos se pueden clasificar en 3 tipos fundamentales:Respecto a la direccin de las alturas! Desviacin media aritmtica del perfil, altura de las irregularidades en diez puntos, altura de una cresta del perfil, profundidad de un valle del perfil, altura de una irregularidad del perfil, profundidad de un valle del perfil, etc.)Respecto a la direccin transversalRespecto a la forma de las irregularidades

! Nos centraremos en la medida respecto a la direccin de las alturas, porque son estos tipos de parmetros los que tienen relacin directa con las tolerancias dimensionales y, por tanto, tambin con ajustes

! El parmetro de medida de la rugosidad ms utilizado es la rugosidad media Ra (desviacin media aritmtica del perfil).

4RUGOSIDADES DEL MECANIZADO

! En muchos casos, las superficies sin mecanizar presentan rugosidades sin ninguna direccin preferente. El tamao de estas rugosidades depende del proceso de fabricacin de la pieza en bruto.

! El proceso de mecanizado, adems de reducir la rugosidad inicial, introduce estras en la superficie de la pieza, segn la direccin en la cual se produce el arranque de material.

! En la siguiente figura se muestra una pieza torneada (donde se aprecia la direccin de las estras). Se genera una orientacin de la rugosidad, adoptando la superficie la forma de una sucesin de valles y crestas.

5ESTIMACIN DE LA RUGOSIDAD

! Se denomina rugosidad Ra a la media aritmtica de las desviaciones de la curva del perfil con respecto a la lnea media de la longitud bsica

! Longitud bsica longitud de la lnea de referencia donde se medir la rugosidad superficial, donde actuar el rugosmetro. La longitud de evaluacin consistir en una o ms longitudes bsicas.

! La lnea media se obtiene por procedimientos matemticos (como el mtodo de los mnimos cuadrados).

! Para la curva de la figura, siendo an las alturas de las crestas o las profundidades de los valles, la rugosidad Ra se estimara como:

Ra+a+...+aa n= 1 2 n

6MEDIDA DE LA RUGOSIDAD

! RUGOSMETRO Instrumento de medida de la rugosidad superficial

! El rugosmetro determina electrnicamente el perfil de la pieza en una seccin transversal con respecto a la direccin de las estras

! Se mide la profundidad de la rugosidad media en diez puntos Rz , y el valor de la rugosidad media Ra , expresada en micras 1 micra = 1 m = 0,000001 m = 0,001 mm

! Las normas de rugosidad son las siguientes:DIN 4762, DIN 4768, DIN 4771, DIN 4775El alcance de la rugosidad de superficies se encuentra en la normaDIN 4766-17CLASES DE RUGOSIDAD

! Los valores de rugosidad Ra se clasifican en una serie de intervalos Nx (siendo x un nmero del 1 al 12) segn se indica en laTabla de clases de rugosidad

! Las clases de rugosidad se pueden agrupar, segn la apreciacin visual o tctil, en los siguientes grados:

N1-N4 La superficie es especular.

N5-N6 Las marcas de mecanizado no se aprecian ni con el tacto ni con la vista (pero si con lupa).

N7-N8 Las marcas de mecanizado se aprecian con la vista pero no con el tacto.

N9-N12 Las marcas de mecanizado se aprecian con la vista y con el tacto.

RugosidadRa (m)Clase de rugosidad50N1225N1112,5N106,3N93,2N81,6N70,8N60,4N50,2N40,1N30,05N20,025N18CLASE DE RUGOSIDAD-APLICACIN

RugosidadAplicacin

N1Espejos. Bloques patrn

N2Planos de apoyo de relojes comparadores

N3Herramientas de precisin. Cojinetes superacabados. Acoplamientos estancos de alta presin en movimiento alternativo. Superficies bruidas de retencin sin retn.

N4Soportes de cigeales y rboles de levas. Pies de vlvulas. Superficies de cilindros de bombas hidrulicas. Cojinetes lapeados. Pernos de rboles para rotores de turbina, reductores

N5rboles acanalados. Superficie exterior de pistones. Acoplamientos efectuados a presin. Asientos de vlvulas

N6Tambores de freno. Agujeros brochados. Cojinetes de bronce. Dientes de engranaje. Superficies de piezas deslizantes, como patines y sus guas.

N7Caras de engranajes. rboles y orificios de engranajes. Cara de mbolo.

N8Pernos y cojinetes para transmisin (montaje a mano). Superficies de acoplamiento de partes fijas desmontables.

N9Superficies laterales de retencin con retenes normales.9

CLASE DE RUGOSIDAD-PROCESO DE FABRICACIN

! La clase de rugosidad se consigue segn el proceso de fabricacin de la pieza

10INDICACIN DE LOS ESTADOS SUPERFICIALES

! Para indicar las caractersticas superficiales en los planos, se parte del smbolo bsico (a), representado por dos trazos desiguales, inclinados 60 respecto a la superficie donde se apoyan.

! Si el mecanizado se realiza por arranque de viruta (taladrado, torneado, fresado, cepillado, etc.) se utiliza el smbolo (b).

! Si el mecanizado se efecta con un proceso de conformacin, sin arranque de viruta, (laminado, estirado, estampado, forjado, etc.) se emplea el smbolo (c).

! Para indicar caractersticas especiales de la superficie, se usa el smbolo (d).

(a) (b) (c) (d)

11SIMBOLOGA

a = Valor de la rugosidad, en micrmetros, o ndice de rugosidad (de N1 a N12).

b = Proceso de fabricacin, tratamiento o recubrimientoc = Longitud bsica

d = Direccin de las estras de mecanizado(ver tabla)

e = Sobremedida para mecanizadof = Otros valores de rugosidad (entre parntesis)

12SIMBOLOGA

! EJEMPLO

! 1, 6 valor Ra de la rugosidad en m (mejor sustituirlo por la clase).

! 2 valor de la altura de la ondulacin (no necesario).

! = orientacin de la rugosidad (en este caso paralela a la lnea).

! 0, 13 paso de la rugosidad en m (no necesario)

! 6 valor del paso de la ondulacin en mm (no necesario).

13INDICACIN DE LA RUGOSIDAD. Ejemplos

! Cuando sea necesario indicar el estado de la superficie antes y despus del tratamiento se har como se muestra en la siguiente figura

! Si es necesario indicar la direccin de las huellas producidas por las herramientas se indicarn los smbolos de las tablas de las siguientes dos trasparencias.

14DIRECCIN DE LAS ESTRAS

SMBOLOINTERPRETACININDICACIN

=

Huellas paralelas al plano de proyeccin de la vista sobre la que se aplica el smbolo

Huellas perpendiculares al plano de proyeccin de la vista sobre la que se aplica el smbolo

X

Huellas que se cruzan en dos direcciones oblicuas respecto al plano de proyeccin de la vista sobre la que se aplica el smbolo

15DIRECCIN DE LAS ESTRAS

SMBOLOINTERPRETACININDICACIN

M

Huellas sin orientacin definida. Huellas multidireccionales

C

Huellas de forma aproximadamente circular respecto al centro de la superficie a la que se aplica el smbolo

R

Huellas de direccin aproximadamente radial respecto al centro de la superficie a la que se aplica el smbolo

16CALIDADES DE PROCESOS

! Las clases de rugosidad tambin pueden representarse (segn la norma DIN 140) como una sucesin de tringulos invertidos

17INDICACIONES DE LOS SMBOLOS

! Los smbolos se colocan directamente sobre las superficies a las que se refiere o en su prolongacin. Tambin se puede colocar sobre una flecha directriz que apunte a la superficie a especificar

18INDICACIONES DE LOS SMBOLOS

! Para evitar redundancias, los smbolos se representan una sola vez por cada superficie y, si es posible, en la vista que lleve su cota correspondiente

19INDICACIONES DE LOS SMBOLOS

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