A menudo, debe controlarse acabado de superficie con el fin de
aumentar la fuerza de
fatiga de miembros muy estresadas que está sometido a
cargar retrocesos. Una superficie lisa elimina las
irregularidades agudas que son la mayor fuente potencial de
grietas de fatiga.
Para partes como engranajes, control de
acabado de superficie puede ser necesario Asegúrese de
operaciones
tranquilas. En otros casos, sin embargo, cuando una
lubricación de límite existe la condición o
donde superficies no sea compatibles, como en dos extremadamente
superficies difíciles ejecución junta, una
superficie ligeramente roughened será generalmente prestar
asistencia en lubricación.
También es necesario a fin de un grado
específico de la rugosidad superficial acomodar desgaste
en de ciertas partes. No alcanzar mayoría piezas
móviles de nuevos una condición de
lubricación completa como resultado de geometría imperfecto, ejecutando la
certificación y las distorsiones térmicas. Por lo
tanto, deben las superficies usar en un proceso de
eliminación real de metal. El acabado de superficie debe
ser un compromiso entre la rugosidad suficiente para desgaste
adecuada y suficiente suavidad de vida de servicio
esperado.
La consecuencia inmediata de la
fabricación de una pieza es que esta sea apta en dos
aspectos fundamentales que afectan a toda pieza, aislada o como
parte de un conjunto.
Su funcionamiento
Su intercambiabilidad
Como consecuencia de ello la pieza deberá tener sus
dimensiones entre límites,
tolerancias dimensionales, formas, tolerancias
geométricas. Además, para que su funcionamiento sea
correcto debe tener definido el acabado superficial o el estado
final de las distintas superficies de ella.
Estado de las superficies
Al fabricar una pieza utilizando diferentes maquinas y
útiles, por muy sofisticadas que estas sean no se puede
conseguir la perfección teórica. Como consecuencia
de ello se producen imperfecciones en las diferentes superficies
de la pieza, las que se pueden clasificar en dos tipos.
RUGOSIDAD: su origen son las huellas que dejan las
herramientas empleadas para mecanizar o trabajar su
superficie. Ver figura 1.
ONDULACION: Se produce como efecto de las holguras y
desajustes que existen en las maquinas y herramientas que se
emplean para trabajar su superficie. Ver figura 2.
Se tiene que tener en cuenta que este tipo de imperfecciones o
irregularidades no son incompatibles y generalmente se presentan
simultáneamente, como se puede ver en la figura 3.
REPRESENTACION Y
MEDIDAS DE LAS IRREGULARIDADES
Símbolos utilizados en
planos
A las irregularidades mencionadas anteriormente se les
denomina en general rugosidad, la cual se pude medir con ayuda de
sofisticados aparatos electrónicos provistos de palpadores
que nos indican en µm los valores de
R o Ra, que son los índices empleados para medirla.
Especificaciones ISO
De acuerdo con la norma ISO 1302-1978,
las especificaciones del acabado superficial deberán
colocarse en relación con el símbolo básico
como se muestra a
continuación:
a: Valor Ra de
rugosidad en micrones o micro pulgadas o número de grados
de rugosidad N1 a N12
b: Método de
producción, tratamiento o recubrimiento
c: Longitud de muestreo
d: Dirección de marcado
e: Cantidad que se removerá mediante
maquinado
f: Otros parámetros de rugosidad (entre
paréntesis)
La mejor manera de hacer una representación es como se
muestra en la figura de la izquierda, Sin embargo es muy
común encontrar sólo una indicación como la
figura de la derecha.
A continuación se dan recomendaciones prácticas
de cómo proceder en esos casos:
1. Determinar si la medición será en µm o en
µpulgadas.
2. si no se menciona ningún parámetro en
especial, se entenderá que la medición será
con el parámetro Ra.
3. El valor numérico mostrado indicará el valor
máximo admisible y cualquier valor menor será
aceptable.
4. La longitud de muestreo que deberá utilizarse, si no
se especifica ninguna, será 0,8 mm o .030 pulgadas.
5. La longitud de evaluación
deberá fijarse igual a 5 veces la longitud de
muestreo.
6. La medición se hará perpendicular a las
marcas del
maquinado, sino hay una dirección preferencial,
será necesario realizar tres mediciones en posiciones
angulares diferentes y reportar el mayor valor.
7. Los parámetros más utilizados son Ra, Rz, y
Ry, por lo que pueden encontrarse en cualquier
rugosímetro. Sin embargo los dos últimos
están definidos en forma diferente en las normas DIN y en
las normas JIS e ISO, por lo tanto, habrán de
seleccionarse de acuerdo con los valores que se
requieran.
8. Cuando este indicado un parámetro de rugosidad
diferente a los anteriores, debe contarse con un
rugosímetro capaz de medirlo. No existen factores para
realizar conversiones de un parámetro a otro.
Simbología ISO en proceso de maquinado
La Tabla siguiente muestra los símbolos de la norma ISO 1302-1978 que se
utilizan para indicar en los dibujos las
direcciones de las marcas producidas por el proceso de
maquinado.
Representación en dibujo (ANSI)
El símbolo siempre se coloca en el
estándar posición vertical, como se muestra en la
figura a continuación, nunca en un ángulo o
ventajas hacia abajo. El símbolo generalmente se omite en
vistas de piezas cuando la línea de llegada calidad de una
superficie no es importante.
PARAMETROS
[ edit ] RoughnessParámetros de
rugosidad
Cada uno de los parámetros de rugosidad se
calcula utilizando una fórmula para describir la
superficie.
Existen diferentes parámetros de rugosidad
en uso, pero es una R, con mucho, el más
común. Otros parámetros comunes incluyen z R, R
q, y R s k. Algunos parámetros se utilizan
sólo en algunos sectores o en determinados países.
Por ejemplo, el R k familia de parámetros se
utiliza principalmente para el cilindro tenía forros, y el
Motif parámetros se utilizan principalmente en Francia.
Desde estos parámetros reducir toda la
información en un perfil a un solo
número, debe tenerse mucho cuidado en la aplicación
e interpretación de ellos. Pequeños
cambios en la forma en que el crudo se filtra datos sobre el
perfil, la forma en que la línea media se calcula, y la
física de
la medición puede afectar enormemente el cálculo de
parámetros.
Por convenio, todos los parámetros de
rugosidad en 2D es una sociedad de
capital R
seguida de caracteres adicionales en el subíndice. El
subíndice identifica la fórmula que se
utilizó, y la R significa que la fórmula se
aplicó a un perfil de rugosidad en 2D. Diferentes letras
mayúsculas implica que la fórmula se aplicó
a un perfil diferente. Por ejemplo, Ra es la media
aritmética del perfil de rugosidad, Pa es la media
aritmética de las materias primas sin filtrar perfil, y Sa
es la media aritmética de la rugosidad 3D.
Cada una de las fórmulas que figuran en
los cuadros del supuesto de que el perfil de rugosidad se ha
excluido de la materia prima
el perfil de datos y la línea media se ha calculado. El
perfil de rugosidad n ordenó contiene, igualmente
espaciadas a lo largo de la traza, y y i es la distancia
vertical de la línea media a la i t h punto de
datos. Altura se supone que es positivo en la dirección
arriba, lejos de los materiales a
granel.
Formula y descripción de
parámetros (tabla)
Los parámetros anteriores se basan en la
relación con la curva (también conocida como la
curva de Abbott-Fireston.), la cual se muestra enseguida.
Ra
El Ra es uno de los parámetros más
utilizados para medir los perfiles irregulares de una superficie,
al tomar las lecturas Ra, da como resultado un porcentaje de
irregularidades, redistribuye material de los excesivos picos que
presenta una superficie rugosa. El Ra se puede medir con
instrumentos especiales que registren zonas irregulares en
superficies de piezas, en la grafica de Ra, se muestra un
conjunto de picos, estas zonas demuestran las regiones de la
superficie medida que presentan variaciones a lo largo de una
longitud determinada, como se muestra en la figura.
Valores de rugosidad Ra y su equivalente en
grados.
Rugosidad R
Son las irregularidades más
pequeñas, hay desviaciones micro geométricas a lo
largo de toda la pieza, por la que la grafica de rugosidad
plasmara picos y valles donde la superficie sea irregular.
Ondulación
Son irregularidades más grandes, el
espacio entre valles y picos es mucho mayor del que se presenta
en una superficie rugosa, tanto para la rugosidad como para la
ondulación, existen elementos en cuanto a la textura
superficial y los más importantes son:
Superficie de estudio: Por designación
en ingles (L), es la orientación de la superficie, que
describe la orientación del dominio de
medición.Defectos: Por designación en ingles
(f), son inclusiones en el material, son hoyos o
deformaciones en la superficie.
Lo anterior se ejemplifica en la figura
siguiente.
METODOS DE
MEDICION
Explicacion
Puede ser medida mediante contacto o sin contacto. En
contacto, los métodos de
medición consisten en arrastrar un lápiz
óptico a través de la superficie; estos
instrumentos incluyen Rugosímetros. Sin contacto son los
métodos de interferometría, la microscopía
confocal, capacitancia eléctrica y microscopía
electrónica.
2D para las mediciones, por lo general las huellas de la sonda
a lo largo de una línea recta en una superficie plana o en
forma de arco circular alrededor de una superficie
cilíndrica. La longitud del camino que traza se llama la
medición de longitud. La longitud de onda de la
frecuencia más baja de filtro que se utilizará para
analizar los datos se define generalmente como la longitud de
muestreo. La mayoría de las normas recomiendan que la
longitud de medición debe ser de al menos siete veces
más largo que la longitud de muestreo, y de acuerdo con el
muestreo de Nyquist-Shannon teorema debería ser al menos
diez veces más largo que la longitud de onda de
características interesantes. La evaluación de
la longitud o duración de evaluación
es la longitud de los datos que se utilizarán para el
análisis. Comúnmente una longitud de
muestreo se descarta de cada extremo de la medición de
longitud.
Para las mediciones en 3D, está al mando de la sonda de
exploración a lo largo de un área 2D en la
superficie. El espaciado entre puntos de datos puede no ser la
misma en ambas direcciones.
En algunos casos, la física del instrumento de medida
puede tener un gran efecto en los datos. Esto es especialmente
cierto cuando la medición de superficies muy lisas. Para
contactar con las mediciones, más evidente problema es que
el lápiz pueden rayar la superficie medida. Otro problema
es que el lápiz puede ser demasiado contundente para
alcanzar el fondo de profundos valles y podrán redondear
las puntas de afilados picos. En este caso, la sonda es un filtro
físico que limita la precisión del instrumento.
También hay limitaciones para los instrumentos sin
contacto. Por ejemplo, los instrumentos que se basan en la
interferencia óptica
no puede resolver las características que están a
menos de una fracción de la frecuencia de funcionamiento
de su longitud de onda. Esta limitación puede hacer
difícil medir con exactitud rugosidad común incluso
en los objetos, ya que las características más
interesantes pueden ser muy por debajo de la longitud de onda de
la luz. La longitud
de onda de la luz roja es de aproximadamente 650 nm , mientras
que el Ra de un pozo de tierra
podría ser 2000 nm.
Existen tres métodos generales por el cual
la textura de superficie y la geometría
superficie puede explorarse y evaluado: electrónica,
óptica, y Visual o tactual.
Electrónico
Existen dos tipos de instrumentos
electrónicos que medir la superficie real textura:
promedio (o tipo de velocidad) y
generación de perfiles (o tipo de
desplazamiento).Instrumentos promedio o rastreo-tipo emplean un
lápiz que se extrae a través de la superficie a
medirse. El movimiento
vertical del rastreo es amplificado eléctricamente y es
impresionado en una grabadora para dibujar el perfil de la
superficie. Perfiles de equipo se utilizan principalmente en los
laboratorios para la
investigación y desarrollo de
aplicaciones. Considerable habilidad es necesaria para operar el
equipo y analizar e interpretar el los datos.
Óptico
Sistemas de gestión
o área utilizan métodos ópticas para
evaluación de superficie. Este método de
exploración de la superficie se lleva a cabo con
microscopios simples o tridimensionales altamente
sofisticados.
Táctil
Es el más sencillo de los métodos pero
también es el menos preciso. En la actualidad el
método de medición de la rugosidad más
popular es el que se basa en un palpado de diamante con un
radio de la
punta de 2,5 ó 10 µm, que recorre una pequeña
longitud denominada longitud de muestra (le), sobre la superficie
analizada. Los valores normalizados para esta longitud de
muestreo son: 0.08, 0.25, 0.8; 2.5; 8 y 25 mm.
METODOS PARA DAR
ACABADOS SUPERFICIALES
La siguiente tabla, muestra los rangos
típicos de valores de rugosidad superficial que pueden
obtenerse mediante métodos de fabricación
Para Añadir y modificar
Escaldado
Blanqueado de metal, por varios medios, tales
como remojo en ácido o por el recubrimiento con estaño.
Este término se usa comúnmente en monedas, en el
que piezas reciben un lustre y brillo antes de que se destruyera
imágenes en la superficie.
Caso de endurecimiento
Endurecimiento del caso o el endurecimiento de la superficie
es el proceso de consolidación de la seguridad de la
superficie de un metal.
Revestimiento
Es la cubierta de un material con otro.
Tratamiento de la Corona
Es un proceso tratamiento superficial que mejora las
características de vinculación de la mayoría
de materiales tales como: papel , películas , frustra y
polímeros levantando la superficie de la energía
(nivel DINA).
Los procesos de difusión
Carbonizado
Se Trata de un proceso de tratamiento de calor en el
que el hierro o
acero se calienta
en presencia de otro material (pero por debajo punto de fusión
del metal en el) que se libera de carbono como
que se descompone. La superficie externa tendrá mayor
contenido de carbono que material original. Cuando el hierro o
acero se enfría rápidamente por Temple, el mayor
contenido de carbono en la superficie exterior se vuelve
difícil, mientras que el núcleo permanece suave y
fuerte.
Nitritado
Es un proceso que se introduce el
nitrógeno en la superficie de un material. Se utiliza en
metalurgia ,
por ejemplo, para el tratamiento de endurecimiento del caso de
predominantemente acero sino para la titanio , aluminio y
molibdeno .
Doraduras
Es la técnica de aplicar una capa delgada de oro a una
superficie.
Moleteado
Es un proceso de fabricación, por lo general, se
realizó en un torno, mediante
el cual un patrón (aproveche-Cruz) visualmente-atractivo
con forma de rombo es cortar o laminado en metal.
Recubrimiento de polvo
Es un tipo de revestimiento que se aplica como un polvo seco
libre-fluyendo. La principal diferencia entre una pintura de
líquido convencional y un recubrimiento de polvo es que el
recubrimiento de polvo no es necesario un disolvente.
Pintura
Es cualquier líquido o composición que, tras la
aplicación a un substrato en una capa delgada, se
convierte en una película opaco sólidos.
Pasivación / recubrimiento de conversión
Son revestimientos para metales donde la
superficie de la parte se convierte en el recubrimiento con un
proceso químico o electro-químico
Anodización
Utilizado para aumentar el grosor de la capa de óxido
de natural en la superficie de piezas metálicas.
Bluing
Es un proceso de Pasivación en el que el acero
parcialmente está protegido contra la roya y se llama una
vez terminado el aspecto blue-black de la protección
resultante.
Recubrimiento de conversión de Cromo
Es un tipo de revestimiento de conversión que se aplica
a aluminio, zinc, cadmio, cobre, plata,
magnesio, estaño y sus aleaciones
para disminuir la corrosión.
Recubrimiento de conversión de fosfato
Se utilizan en partes de acero para la resistencia a la
corrosión, lubricación, o como una base para
posteriores revestimientos o pintura.
Oxidación electrolítica de plasma
Genera el óxido de revestimientos de metales. Es
similar a Anodización.
Fumigación de plasma
Un método de fumigación térmica, es una
técnica para producir revestimientos y partes de
independiente con un chorro de plasma de procesamiento de
materiales.
La deposición de película
delgada
Finas capas que van desde fracciones de un nanómetro a
varios micrómetros de grosor
Deposición de vapor químico
(CVD):
Es un proceso químico que se utiliza para producir
materiales sólidos de alta pureza, alto rendimiento. El
proceso es a menudo utilizado en la industria de
semiconductores para producir películas
finas.
Galvanizado
Implica recubrimiento una pieza por Compactando
partículas finas de metales en la superficie por el
impacto de la cerámicas.
La deposición de sputter
Es un método deposición de vapor de
física (EVP) depositar delgadas películas por
sputtering , es decir, sacando material de un "objetivo," es
decir, la fuente, que, a continuación, depósitos en
un sustrato, por ejemplo, una oblea de silicio.
la deposición de vapor de física (PVD):
Es una gran variedad de deposición de vacío y se
utiliza un término general para describir a cualquiera de
una variedad de métodos para películas finas de
depósito por la condensación de un formulario
vaporizado del material diversas superficies.
Recubrimiento al vacio
Recubrimiento al vacío es una familia de los
procesos que
solía depositar capas átomo-por-átomo o
molécula-por-molécula en sub- presión
atmosférica ( vacío) sobre una superficie
sólida.
Vulcanización:
Se refiere a un proceso de curación específico
de goma alto calor y la adición de azufre o de otros
equivalentes.
Para Suprimir e inovación
Chorreados abrasivos
Es la operación de limpieza o preparando una superficie
por propulsando por la fuerza de un flujo de materiales abrasivos
contra él.
Sandblasting
Proceso de suavizado, conformación y limpieza de una
superficie dura obligando a partículas sólidas a
través de esa superficie a altas velocidades.
Burnishing:
Es la deformación plástica de una superficie
debido a que el deslizamiento de contacto con otro objeto.
química-mecánica de planarizacion (CMP)
es una técnica utilizada en fabricación de
semiconductores para planarizacion de una oblea de
semiconductores o de otro subestrato.
Electro pulido
También se conoce como pulido electroquímico,
proceso que quita el material de una pieza metálica. Se
utiliza para alisado de piezas metálicas. A menudo se
describe como el reverso de electro grabado.
Llama pulido
Es un método de pulido un material, generalmente
termoplásticos o vidrio pues lo
expone a una llama o calor.
Haz de iones de gas
Es una nueva tecnología para
modificación de nano-escala de las
superficies. Puede suavizar una amplia variedad de materiales
tipos de superficies para dentro de un angstrom de rugosidad sin
daños subsuperficie. También se utiliza para
alterar químicamente superficies a través de
infusión o la deposición.
Rectificadora:
Una superficie de grinder es una máquina herramienta
que se utiliza para proporcionar las superficies de
precisión.
Procesos de masa de acabado
Es un grupo de
procesos de producción que permiten grandes cantidades
de partes que simultáneamente.
Secadoras acabado
Es una técnica para alisamiento y una superficie
aproximada de relativamente pequeñas partes de pulido.
vibratorio
Es un tipo de proceso de producción masiva de acabado
alisado, radio, descale, limpia y aclarar un gran número
de piezas relativamente pequeñas.
Decapado
Es un tratamiento de superficies metálicas para
eliminar las impurezas, manchas, roya o escala con una
solución llamada adobo , que contiene ácidos
fuertes de minerales.
Pulido
Es el proceso de creación de una superficie suave y
brillante realizando un o mediante una acción
química,
dejando una superficie importante reflexión especular y
mínima difusa de reflexión.
Buffing
Proceso de acabado de alisamiento de la superficie de una
pieza utilizando un abrasivo y una rueda de trabajo.
Peening
Es el proceso de trabajo de un metal de superficie para
mejorar sus propiedades de los materiales, generalmente por
medios mecánicos como el martillo sopla o por chorreado
con un disparo.
Superfinishing
Es un proceso de metalworking que mejora la geometría
de acabado de superficie y la pieza. Esto se logra eliminando
sólo la delgada amorfa capa superficial dejada por el
último proceso con una piedra abrasivos; esta capa es
generalmente sobre 1 µm en magnitud.
Acabado mecánico
Procesos de acabado mecánicos
Chorreado abrasivos
Sandblasting
Burnishing
Rectificadora
Masiva de los procesos de acabado
Secadoras acabado
Vibratory acabado
Pulido
Buffing
La utilización de abrasivos en metal pulido da
resultados en lo que se considera un "acabado
mecánico".
Denominaciones de acabado
mecánico
Acabado # 3
También conocido como rectificadora, desbaste o
rectificadora áspero. Estos acabados son gruesos en la
naturaleza y
generalmente un acabado preliminar aplicado antes de
producción. Un ejemplo podría ser rectificado
puertas fuera de la fundición, rebabado o eliminar el
exceso de soldadura
material. Es aplicada y grueso en apariencia utilizando
36–100 lija abrasivo.
Cuando se especifica el acabado como # 3, el material es
pulido a una lija 60–80 uniforme.
Acabado arquitectónico # 4
También conocido como cepillados, direccional o
satinado termina. Un acabado de arquitectura # 4
se caracteriza por pulido lija líneas finas que son el
uniforme y direccional en apariencia. Es producida por pulido el
metal con un acabado de cinturón o la rueda de lija
120–180 y, a continuación, remojada con un compuesto
de lija 80–120 o un medio no tejida cinturón
abrasivo o notas.
# 4 Lácteos o acabado sanitaria
Este fin es comúnmente utilizado para la industria
médica y alimentos y casi
exclusivamente para acero inoxidable. Este fin es mucho
más fino de terminar un # 4 arquitectónico.
Debería adoptarse mucho cuidado para eliminar los defectos
superficiales en el metal, como los fosos, lo que podría
permitir las bacterias a
crecer. Un 4 # fin sanitaria o productos
lácteo es producida por pulido con un cinturón de
lija 180–240 o rueda terminar transparencia con un
compuesto de lija de 120–240 o una multa no tejida
cinturón abrasivo o notas.
Acabado # 6
También conocido como un bien satinado. Este fin es
producido por pulido con un cinturón de lija 220–280
o rueda ablandada con un 220–230 muy fino o compuesto no
tejida abrasivos cinturón o notas. Líneas de
pulido, debe ser suave y menos reflectoras de terminar un # 4
arquitectónico.
Acabado # 7
Un acabado # 7 es producido por pulido con un cinturón
280–320 o rueda y sisal buffing con un corte y color compuesto.
Se trata de un acabado semi-bright que todavía
tendrá algunas líneas de pulido, pero deben ser muy
aburridas. Acero al carbono y hierro son comúnmente
pulidos para un # 7 acabado antes de vanisado de cromo. Puede
hacer un acabado # 7 brillante por buffing de color con color
compuesto y un algodón. Esto es una buena manera para
mantener pulido costos abajo
cuando una parte debe ser brillante pero no impecable.
Acabado # 8
También conocido como un espejo terminar. Este fin es
producida por pulido con al menos un acabado de cinturón o
la rueda de 320 lija. Debe tener cuidado para asegurar que se
eliminan todos los defectos superficiales. La parte es sisal
Pinto y, a continuación, el color de Pinto para lograr un
acabado espejo. La calidad de este fin es dependiente de la
calidad del metal se pulido. Algunas aleaciones de acero y
aluminio no pueden ser llevados ante un acabado espejo.
Fundición que escorias o fosos también será
difícil, si no imposible pulir a un # 8.
REFERENCIAS
http://www.mfg.mtu.edu/cyberman/quality/sfinish/index.html
http://www.unizar.es/euitiz/areas/areingpf/21206/desc/medrug.pdf
http://books.google.com.mx/books?id=RfSyadgRa0C&pg=PA73&dq=acumulacion+de+tolerancias#PPA169,M1
http://www.talleriscj.com.ar/material/Metrologia/Rugosidad.pdf
http://isa.umh.es/asignaturas/tf/tema3.pdf
http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?mkt=es-es&Ref=WLButton&br=ro&a=http://en.wikipedia.org/wiki/Surface_finishing
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/avila_h_re/capitulo5.pdf
BIBLIOGRAFIA
Degarmo, Kohser, Ronald A. (2003), materiales y
procesos de producción, Paul e.; Ceratogymna, T.
J (ed. 9), Wile.^ Whitehouse, DJ. (1994). Manual de superficie
Metrología, Bristol: Editorial Instituto de
Física.
Autor:
Raúl Aguirre Ontiveros
Ing. Pedro Zambrano
Instituto Tecnológico de Chihuahua
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