2 princ de eng ¬ fab - metrologia industrial - aulas uema

UEMA – CCT – DEMECP
Princípios de Engª de Fabricação
Introdução à Metrologia Industrial

 Metrologia, Inspeção e Controle de
Qualidade
 Definições
 Metrologia: ciência das medidas
 Qualidade: Q, C, A, M, S

 Controle de Qualidade:

 natureza do material, estado físico e características
mecânicas;
 forma geométrica e dimensões;
 acabamento superficial.

Profa. M. Sc. Maria Amália
Trindade de Castro 1


 Dificuldadesna obtenção das
dimensões ideais:
 defeitos de precisão provocados pela própria
máquina-ferramenta;
 deformações elásticas nos órgãos das

máquinas e ou da peça;
 fixação defeituosa da peça;

 desgaste das ferramentas;

 dilatação térmica;

 vibrações;

 heterogeneidade do material da peça.


 Padrões e unidades de medidas
 Histórico
 Unidades de comprimento
 Sistema Métrico (1960, XI Conferência Geral
de Pesos e Medidas)
 Metro: “corresponde à transição entre os níveis 2p10
– 5d5 do átomo de criptônio 86 e igual, por
convenção, a 1.650.763,73 vezes o comprimento de
onda desta radiação no vácuo.”
 Sistema Inglês (assumido em 1959, por EUA,
Grã-Bretanha, Canadá, Austrália, África do Sul)
 Jarda (nova jarda industrial) = 0,914400 m

 Múltiplos e Submúltiplos
 Unidades de ângulo: rad, grado e graus
 Outras unidades:
 temperatura;
 volume;

 massa;

 força;

 velocidade;

 pressão;

 etc.


 Medição: medir uma grandeza física significa
compará-la com a unidade de medida
 Tipos de medição:
 medição direta;
 medição indireta ou comparativa.



 Sensibilidade: capacidade do instrumento
de medida de acusar uma variação dinâmica
da grandeza medida.
 Acuracidade: máxima quantia que o
resultado da medida difere do real.
 Exatidão: quanto a graduação do
instrumento se aproxima do padrão real.
 Precisão: há precisão quando as medidas
obtidas pelo instrumento têm pequena
variação (pequeno desvio padrão).


 Precisão: A precisão é proporcional a
diferença entre si dos valores observados
para obter-se uma medida. Assim, quanto
maior a concordância entre os valores
individuais de um conjunto de medidas maior
é a precisão.



 Erro: diferença entre medida real e o valor medido
 Tipos de erros
 Erros de acurácia
 Falhas (ou erros grosseiros): São erros cometidos
por desconhecimento do assunto tratado,
inabilidade, distração, etc., e, portanto, desqualificam
o experimentalista.
 Erros Sistemáticos: Podem ser causados por
falhas do aparelho de medida, calibração incorreta e
aproximações teóricas incorretas (por exemplo,
desprezar a resistência do ar, pode levar a um erro
sistemático nos resultados.).


 Tipos de erros
 Erros de precisão
 Erro Instrumental (ou Erro de Escala): Está
embutido em todo aparelho de medida, não há como
eliminá-lo. Quando a medida corresponde a uma
fração da menor divisão da escala do instrumento,
há certa imprecisão na medida. Considera-se que o
erro instrumental de um aparelho analógico seja
igual a metade da menor divisão da escala do
aparelho; e de um aparelho digital como sendo a
menor divisão da escala do aparelho. O erro
instrumental (instrumental) representa a limitação
do instrumento.


 Tipos de erros
 Erros de precisão
 Erro aleatório (aleatório): As vezes, as
condições sob as quais um experimento é
realizado podem não ser exatamente as
mesmas a cada vez que se realiza o
experimento, como por exemplo situações em
se mede o tempo com um cronômetro (há o
tempo de reflexo do operador). Há então uma
flutuação aleatória em torno de um valor,
chamado de valor mais provável



 Melhor estimativa do erro:
 "O valor mais provável que uma série de
medidas de igual confiança nos permite atribuir
a uma grandeza é a média aritmética dos
valores individuais da série".
 Erro absoluto ou desvio absoluto:
 O erro absoluto ou desvio absoluto (dA) de
uma medida é calculado como sendo a
diferença entre valor experimental ou medido e
o valor adotado que no caso é o valor médio:
 dA = | valor adotado - valor experimental |


 Desvio Médio:
 O desvio médio é dado pela média aritmética
dos desvios
 Valor Médio Mais Provável:
 Média das medidas +- desvio médio
 Quando é realizada uma única medida,

considera-se o desvio como sendo igual à
metade da menor divisão do aparelho de
medida.



 Algarismos Significativos:
 Consideramos algarismos significativos de uma
medida os algarismos corretos mais o primeiro
duvidoso.
 Ex: Quando se mede o valor de um espaço S =

5,81 cm com a régua milimetrada, tem-se
certeza sobre os algarismos 5 e 8, que são os
algarismos corretos (divisões inteiras da
régua), sendo o algarismo 1 avaliado
denominado duvidoso.



 Algarismos Significativos:
 Sempre que apresentamos o resultado de uma
medida, este será representado pelos
algarismos significativos.
 Veja que duas medidas 5,81cm e 5,83cm,

ambas feitas com a mesma régua milimetrada,
não são fundamentalmente diferentes, porque
diferem apenas no algarismo duvidoso.
 Os zeros à esquerda não são considerados

algarismos significativos. Assim, o número
0,000123 contém apenas três algarismos
significativos.


 Operações com Algarismos Significativos:
 O número de algarismos significativos no resultado
da multiplicação, ou da divisão de vários números
não pode ser maior que o menor número de
algarismos significativos de qualquer dos fatores,
ou divisores.
 O resultado da adição ou da subtração de dois

números, não tem algarismos significativos além da
última casa decimal na qual os números originais
têm algarismos significativos.
 “O resultado de um cálculo não pode ser mais
preciso que o termo menos preciso envolvido no
cálculo.” Profa. M. Sc. Maria Amália


 Instrumentos comuns de
medidas
 Escalas: apresentam graduações que
podem ser maiores ou menores que as
medidas reais indicadas.
 Réguas: quando graduadas, indicam a
medida real.
 Tipos e aplicações: comum, de encosto,
de profundidade etc.


medidas
 Trenas: fitas graduadas feitas de aço ou
lona.
 Paquímetros: instrumento de medidas
lineares que utilizam o princípio do nônio
(vernier), sendo bastante utilizados em
oficinas mecânicas.



medidas
 Micrômetros: são instrumentos de
medida que permitem medir, por leitura
direta, dimensões reais de uma peça com
acuracidade de 1 a 10 µ m.



medidas
 Tipos de micrômetros:
 para roscas;
 de profundidade;

 para medidas internas;

 de arco profundo;

 para medidas internas, com três contatos.



 Instrumentos comuns de medidas
 Características de um micrômetro:
 possuir graduação uniforme;
 apresentar traços finos, profundos e salientes;

 apresentar a reta longitudinal da bainha bem
definida;
 possuir as faces de encosto e da haste
rigorosamente planas e paralelas;
 ter medida bem calibrada;

 possuir dispositivo de fricção em bom
funcionamento, para assegurar pressão suave.


 Instrumentos comuns de medidas
 Características de um micrômetro:
 Adicionalmente, em um micrômetro de alta
precisão devemos encontrar:
 arco de aço especial e tratado termicamente afim de
se eliminar tensões e munido de placas isolantes:
 parafuso micrométrico de aço temperado e dureza
de 65 Rc;
 rosca retificada em máquinas especiais, com uma
precisão aproximada de 0,001 mm no passo.



 Tiposde Aplicação de Instrumentos
de medidas
 Monitoria de Processos de Operações
 ex: termômetro, barômetro etc.
 Controle de Processos e Operações
 ex: termostato de geladeira
 Análise Experimental de Engenharia
 ex: teoria e prática (medições) aplicadas
conjuntamente na solução de problemas de
engenharia


 Blocos Padrão
 Generalidades

 Material usados: aço liga temperado, ou em
casos específicos, carboneto de tungstênio ou
cromo.
 Processos de Fabricação:
 Retificação inicial, alívio de tensões, retificação
de acabamento, lapidação e controle
dimensional com a aparelhos especiais por
meios interferométricos.


 Blocos Padrão
 Classes de Blocos Padrão
 Oficina: aqueles com tolerâncias mais abertas e de
uso geral em oficinas e ferramentarias.
 Inspeção: usados para controlar os instrumentos

do setor de oficina.
 Calibração: usados para calibrar comparadores ou

máquinas que irão controlar blocos das classes
“Inspeção” e “Oficina”.
 Referência: usados como referência para calibrar
comparadores na aferição de blocos “calibração”.


 Blocos Padrão
 Cuidados no uso:
 usar em ambiente controlado;
 evitar desgaste, oxidação e riscos;

 evitar rebarbas, quedas e batidas;

 manter os blocos limpos durante o uso e
protegidos com vaselina quando
estocados.



 Blocos Padrão
 Aplicações:
 medidas diretas;
 como referências.



 Blocos Padrão
 Jogos de blocos. Ex:
 1 bloco de 1,0005 mm
 9 blocos de 1,001 a 1,009 mm (Δ = 0,001 mm)
 49 blocos de 1,01 a 1,49 mm (Δ = 0,01 mm)

 4 blocos de 1,6 a 1,9 (Δ = 0,1 mm)
 46 blocos de 2,5 a 24,5 mm (Δ = 0,5 mm)
 8 blocos de 30,000 a 100,000 mm (Δ = 10 mm)




 Blocos Padrão
 Jogos de blocos. Ex:
 9 blocos de 1,001 a 1,009 mm (Δ = 0,001 mm)
 49 blocos de 1,01 a 1,49 mm (Δ = 0,01 mm)
 49 blocos de 0,5 a 24,5 mm (Δ = 0,5 mm)
 4 blocos de 25 a 100 mm (Δ = 25 mm)



 Blocos Padrão
 Exemplo de construção de medidas
 30,325 mm



___________
= 30,325 mm



 Bibliografia
 LIRANI, JOÃO. Introdução à Metrologia
Industrial. Apostila publicada pela
USP/EESC. São Carlos: 1979, 79 p.
 Site acessado em 28 de julho de 2005
 http://geocities.yahoo.com.br/prcoliveira2000/m
etrologia.html
 Sites acessados em 11 de agosto de 2005
 http://www.ucb.br/fisica/downloads/normasgera
is.doc
 http://educar.sc.usp.br/fisica/erro.html


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