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Metrología 

RUGOSIDAD

abril 22, 2020

Aunque la medición de la rugosidad no ha sido considerada durante mucho tiempo por la industria de la metrología, es ahora un requisito importante debido al creciente reconocimiento de la importancia y necesidad de tales mediciones.

Una superficie ideal es una abstracción matemática porque cualquier superficie real, por muy perfecta que parezca, tendrá irregularidades en el proceso de producción.

RUGOSIDAD

Las principales irregularidades (macrogeom√©tricas) son los errores de forma asociados a los cambios en el tama√Īo de las piezas, el paralelismo de las superficies y la planitud o conicidad de la superficie, la redondez y la cilindricidad que pueden medirse con instrumentos convencionales.

Las irregularidades menores (microgeométricas) son la ondulación y la rugosidad.

Las primeras pueden ser causadas por la flexión de la pieza durante el mecanizado, la falta de homogeneidad del material, la liberación de tensiones residuales, las deformaciones causadas por el tratamiento térmico, las vibraciones, etc.,

mientras que las segundas pueden ser causadas por un elemento utilizado para el mecanizado, como una herramienta de corte o una piedra de amolar.

Los errores de superficie mencionados se producen simultáneamente en una sola superficie, lo que dificulta su medición individual.

Que es la Rugosidad

La rugosidad (que es la impresión de la pieza) es la rugosidad causada por una herramienta de corte o un elemento utilizado en el proceso de producción, corte, eliminación y fatiga.

La superficie de un cuerpo puede tener errores de forma tanto macro como microgeométricos.

  • La rugosidad de la superficie es un conjunto de irregularidades superficiales reales definidas convencionalmente en la secci√≥n en la que se eliminan los errores de forma y las ondulaciones.

Superficie real: La superficie que limita el cuerpo y lo separa del entorno que lo separa.

Superficie geométrica: Una superficie ideal cuya forma se define en un dibujo y/o en cualquier documento técnico.

Superficie de referencia: La superficie a partir de la cual se definen los parámetros de rugosidad. Tiene la forma de una superficie geométrica. Puede ser calculada usando el método de los mínimos cuadrados.

Perfil real: Es la intersección de la superficie real con un plano normal.
La rugosidad de la superficie se determina teniendo en cuenta la longitud de onda del radar y el √°ngulo de incidencia.

La superficie se verá lisa si su fluctuación de altura es menor que 1/8 de la longitud de onda del radar.

En términos de usar una longitud de onda dada, la superficie se verá más lisa con el aumento de la longitud de onda y el ángulo de incidencia.

En las im√°genes de radar, las superficies rugosas se ver√°n m√°s brillantes que las superficies m√°s lisas hechas del mismo material.

La rugosidad de la superficie afecta a la reflectividad de la energía de las microondas.

Las superficies horizontales lisas que reflejan casi toda la energía incidente del radar se denominan reflectores de espejo, ejemplos de ello son las aguas tranquilas o las carreteras asfaltadas que se ven oscuras en las imágenes de radar. Por el contrario, las superficies rugosas disipan la energía de las microondas incidentes en muchas direcciones, esto se llama reflexión difusa.

Las superficies vegetales causan la reflexión difusa y crean imágenes con un tono más brillante.

Características de la rugosidad

Promedio de rugosidad: El valor medio de la rugosidad en ¬Ķm es la media aritm√©tica de las distancias absolutas del perfil de rugosidad desde la l√≠nea de longitud de medici√≥n intermedia.

El valor medio de la rugosidad es idéntico a la altura de un rectángulo, donde su longitud es igual a la longitud total de lm, y ésta a su vez es idéntica a la superficie de la suma que existe entre el perfil de rugosidad y la línea intermedia.

Rz: profundidad media de la rugosidad en ¬Ķm (media aritm√©tica de cinco profundidades individuales consecutivas en longitud medida).

Los medidores de rugosidad se utilizan para determinar r√°pidamente la profundidad de la rugosidad en la superficie del material. Los rugos√≠metros muestran en ¬Ķm la profundidad de la rugosidad Rz y el valor medio de la rugosidad Ra.

Se dispone de equipos con un máximo de trece parámetros de medición. Para comprobar la rugosidad de la superficie de las piezas se aplican las siguientes normas: DIN 4762, DIN 4768, DIN 4771, DIN 4775.

La rugosidad superficial alcanzable se especifica en la norma DIN 4766¬Ī1. Los comprobadores de rugosidad superficial se suministran calibrados (pero no certificados). Opcionalmente, se puede obtener una calibraci√≥n de laboratorio de los instrumentos de medici√≥n de la rugosidad, incluyendo un certificado ISO.

Esto le permite integrar sus rugosímetros en el sistema de control de calidad ISO y realizar su calibración anual (a través del PCE o de cualquier laboratorio acreditado).

La rugosidad obtenida: El costo de una superficie tratada aumenta cuando se requiere una mejor rugosidad superficial, por lo que el dise√Īador debe especificar claramente el valor de rugosidad superficial deseado, ya que una buena rugosidad superficial no siempre resulta en un mejor rendimiento de la pieza, como ocurre cuando se requiere una lubricaci√≥n efectiva, y por lo tanto una capa de aceite debe permanecer en la superficie.

En el pasado, la comparación visual y el contacto de las muestras con diferentes superficies era el mejor método práctico para determinar si una superficie cumple los requisitos.

Tipos de medición de la rugosidad

Los sistemas m√°s utilizados son Roughness Ra, Roughness Rx, Ry y Rz. Los m√°s comunes son el Ra. Rz, Rz. Ra

Valores absolutos de las distancias del perfil desde la línea media.

La altura de un rectángulo de longitud lm, cuya superficie es igual a la suma de las áreas limitadas por el perfil de rugosidad y la línea central Rz.

Las alturas medias desde la cima hasta el valle. La diferencia entre la altura media de los cinco picos m√°s altos y la altura media de los cinco valles m√°s profundos Ry.

La altura máxima del perfil. La distancia entre las líneas de perfil de los picos y los valles.

Medición de la rugosidad:

Comparadores Whiscotáctiles. Elementos de evaluación de la rugosidad superficial de las piezas por comparación visual y táctil con superficies de diferente rugosidad obtenidas del mismo proceso de producción.

Rugosímetro de palpador mecánico:

Instrumento para medir la calidad de la superficie de una se√Īal generada por una sonda que transmite las irregularidades del perfil de la secci√≥n transversal de una pieza. Sus principales componentes son el palpador, el mecanismo de apoyo y arrastre, el amplificador electr√≥nico, la calculadora y la grabadora.

Palpador inductivo.

El desplazamiento de la aguja al describir las irregularidades del perfil cambia la longitud de la brecha de aire del circuito magn√©tico, y con ella el flujo del campo magn√©tico que la atraviesa, generando una se√Īal el√©ctrica.

Palpador capacitivo.

El desplazamiento vertical de la sonda acerca las dos hojas de condensadores cambiando su capacitancia y con ello la se√Īal el√©ctrica.

Palpador piezoeléctrico:

El desplazamiento de la aguja del palpador forma el√°sticamente un material piezoel√©ctrico que reacciona a esta deformaci√≥n generando una se√Īal el√©ctrica.

Patín mecánico:

Dispositivo mecánico de patinaje de velocidad Así es como mecánicamente se separan las ondulaciones y la rugosidad, que son simplemente desviaciones de la superficie geométrica con diferentes longitudes de onda.

Filtrado eléctrico:

La se√Īal el√©ctrica de la sonda puede ser transmitida al filtro para eliminar la ondulaci√≥n, es decir, para reducir la amplitud de sus componentes de la longitud de onda”, (longitud de onda de corte).

Hoy en día, las sondas de rugosidad pueden calcular y procesar numerosos parámetros de rugosidad, compensando la forma de la pieza o programando la medición.

Todo lo que necesitas saber

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