A usinagem de superfície de precisão é um pós-tratamento em muitas indústrias de fabricação de peças, como as indústrias automotiva, aeroespacial e médica. Entre eles, o processo de brunimento é frequentemente utilizado, adequado para peças de precisão de diversos formatos e tamanhos. No entanto, os melhores resultados só podem ser alcançados através da compreensão do processo.
Este artigo explica o processo de brunimento, as diferentes máquinas de brunimento disponíveis e sua aplicação na fabricação industrial.
O que é aprimoramento na fabricação?
O brunimento é um processo de usinagem abrasivo que pode ser usado para polimento da geometria do furo, controle dimensional, acabamento superficial final e texturização superficial. É utilizada uma ferramenta de brunimento feita de bastões de cola colados com movimentos oscilantes e rotativos. Esta ferramenta remove lentamente o material da superfície usinada e do diâmetro interno dos furos para obter o formato e o acabamento desejados.
Os fabricantes de peças utilizam o processo de brunimento para superfícies usinadas em operações de retificação, perfuração e mandrilamento. Durante o uso, a qualidade da peça melhora devido ao contato mais prolongado com as pedras de amolar. Além disso, erros de processos de edição anteriores podem ser corrigidos.
Por que você deve usar o brunimento em peças usinadas?
Afiar oferece muitas vantagens. Alguns deles são explicados abaixo.
1. Melhore a precisão
O brunimento permite que as tolerâncias rígidas de muitas peças usinadas sejam mantidas, garantindo que essas peças atendam ao padrão. Além disso, a precisão é a principal diferença entre brunimento e retificação, pois o brunimento é mais preciso. A taxa de remoção de material no brunimento é mais lenta do que na retificação de precisão, resultando em menor geração de calor.
2. Versatilidade e Compatibilidade
A versatilidade do brunimento é incomparável. A ferramenta de brunimento pode processar muitos materiais, incluindo ferro fundido, aço-carbono e compósitos. É importante observar que existem diferentes configurações para diferentes materiais. Para garantir um processo tranquilo, os maquinistas podem precisar ajustar os parâmetros ao brunir metais.
Além disso, o brunimento é compatível com peças de diferentes comprimentos e pesos. Mesmo peças muito pequenas podem ser afiadas sem estresse.
3. Produção mais rápida e eficiente
A máquina de brunimento pode funcionar por vários dias sem interrupção. Operar a máquina ao mais alto nível não afeta a qualidade do resultado final. Isso torna o brunimento uma opção econômica de usinagem para polimento de furos.
4. Preste atenção à segurança
O brunimento garante a segurança do operador e demais funcionários. Isto se deve à automação total, que não deixa espaço para intervenção humana. Além disso, a maioria das máquinas de brunimento estão equipadas com caixas de proteção. Isto evita a ocorrência de riscos ocupacionais causados por partículas voadoras.
Tipos de processos de brunimento
Existem dois tipos principais de operações de brunimento, dependendo do nível de intervenção humana ou automação.
Afiação de máquina
O brunimento por máquina é o processo de brunimento mais comumente usado por muitos fabricantes de peças. Uma máquina CNC controla os movimentos rotativos e alternativos da ferramenta de brunimento sob pressão padrão. Portanto, este processo de brunimento requer pouca ou nenhuma intervenção humana para criar os padrões desejados nos furos. Como o processo é totalmente automático, materiais muito duros podem ser processados com precisão.
Processo de brunimento manual
Pedras de esmeril são usadas para obter o tamanho e o acabamento superficial perfeitos dos furos. Durante este processo de brunimento, o maquinista move a peça com as mãos sobre a roda giratória de brunimento. Isso lhe dá mais autonomia no processo de brunimento.
No entanto, a popularidade do brunimento manual está diminuindo por vários motivos. Um motivo comum é que o brunimento manual é um processo demorado. Outra razão é que o formato do furo pode desviar-se do formato normal se a peça de trabalho não estiver adequadamente apoiada.
Várias máquinas para brunimento de superfícies
Existem dois tipos principais de máquinas de brunimento. Para obter ótimos resultados, é importante entender como funciona cada máquina.
1. Máquinas de brunimento horizontais
Aqui a máquina trabalha paralelamente à ferramenta de brunimento e à peça de trabalho. A máquina possui cabeçote e cabeçote móvel, que funcionam como componentes principais. Além disso, a mesa de trabalho fica entre o cabeçote e o cabeçote móvel, que estão localizados em lados opostos da máquina. O fuso e as ferramentas de brunimento estão localizados diretamente acima da peça de trabalho.
A gravidade puxa os cavacos para a base enquanto a ferramenta molda o buraco. Depois, o operador retira os cavacos para evitar acúmulo. Além disso, esta máquina é adequada para brunir metais longos e cilíndricos, como eixos, barras e tubos.
2. Máquinas de brunimento verticais
As máquinas de brunimento verticais são menos complexas que as horizontais. Na brunidora vertical, o fuso trabalha verticalmente ao solo. O funcionamento desta máquina de brunimento é relativamente simples. A ferramenta de brunimento é fixada em um porta-ferramenta que gira ao longo dos eixos X e Z. O bloco então segura a peça de trabalho e se move em torno do eixo Y.
Esta máquina de brunimento é importante para peças onde são necessárias alta precisão e consistência. Eles são a escolha certa para peças com geometrias complexas nas indústrias aeroespacial e automotiva. Além disso, uma brunidora vertical é adequada para a produção em massa de peças.
Quais ferramentas típicas são usadas no brunimento?
Existem diferentes tipos de ferramentas. Eles têm funções diferentes e trabalham juntos para criar a superfície mais lisa possível.
1. Pedras de amolar
A pedra de amolar é sem dúvida a ferramenta de brunimento mais importante. São ferramentas abrasivas que removem uma pequena quantidade de material da superfície para produzir um acabamento fino. Além disso, as pedras de amolar podem ser feitas de uma única peça de material abrasivo.
Além disso, existem tipos com muitas camadas de material fixadas em uma base metálica. Existem diferentes materiais com os quais você pode fazer pedras de amolar. Diamante e carboneto de silício são os mais comuns.
Pedras de afiar diamante
Uma pedra de amolar de diamante tem uma base de metal com partículas de diamante fixadas nela. Isso o torna muito duro e forte. Está disponível em vários tamanhos e formatos de grão e é ideal para retificar metais resistentes.
Pedras de afiar de carboneto de silício
Uma pedra de brunimento de carboneto de silício corta de forma mais agressiva e fornece um acabamento superficial mais preciso e consistente. Os fabricantes de peças usam pedras de polimento de carboneto de silício para metais mais macios, incluindo alumínio e latão.
observação: É importante considerar o material que está sendo afiado e o tamanho do furo antes de selecionar uma pedra de brunimento para uma peça.
2. Honorário
O mandril de brunimento posiciona as pedras de amolar durante o processo de brunimento. Hondorns estão disponíveis em vários tamanhos e formatos para atender a diferentes furos. Assim como uma pedra de brunimento, o mandril pode ser feito de diversos materiais, sendo óxido de alumínio, diamante e carboneto de silício os mais comuns.
3. Óleo de moagem
O óleo de brunimento serve como lubrificante no processo de brunimento. O lubrificante é semelhante ao utilizado em sistemas de usinagem fina. Este óleo contém aditivos que proporcionam um acabamento mais liso e preciso. Além disso, o óleo de brunimento não serve apenas para lubrificação. Por exemplo, reduz o calor gerado durante o brunimento.
observação: É importante retirar o excesso de óleo para evitar um produto final oleoso.
Aplicações de brunimento em diversas indústrias
Os fabricantes de peças costumam usar brunimento para peças cilíndricas. Abaixo estão apenas alguns aplicativos.
Indústria automobilística
O brunimento é um aspecto importante da fabricação de automóveis. Ajuda a polir furos em vários componentes do carro. O processo de brunimento ocorre imediatamente após a perfuração para acabamento de cilindros de motores de automóveis. Isto garante um ajuste adequado entre os anéis do pistão e as paredes do cilindro.
Além disso, o brunimento da superfície do cilindro também facilita a retenção e lubrificação adequadas do óleo. Os fabricantes de peças automotivas também usam o brunimento para ajustar o tamanho do furo do cilindro.
Indústria aeroespacial
Os fabricantes de aeronaves costumam usar o processo de brunimento na fabricação e manutenção de componentes de motores. Também se pode usar o brunimento para manutenção de rotina dos componentes do motor. Além disso, o brunimento não se limita a motores de aeronaves e sistemas hidráulicos. É uma das etapas finais na produção de rolamentos e fixadores aeroespaciais.
Fabricação de moldes
O brunimento também desempenha um papel na fabricação de moldes. Um molde deve ter alta precisão dimensional e um acabamento superficial fino. Esta propriedade é importante porque uma forma defeituosa significa uma peça final defeituosa. O brunimento cria superfícies precisas nas superfícies do molde. Isso, por sua vez, garante qualidade e consistência adequadas das peças.
Indústria médica
O brunimento é importante na fabricação de dispositivos médicos, incluindo instrumentos cirúrgicos e implantes. Ajuda a melhorar a consistência e a geometria da superfície dos produtos médicos acabados. Além disso, as máquinas de brunimento são compatíveis com materiais de qualidade médica, incluindo aço inoxidável e titânio.
Além disso, variações de tamanho e formato podem afetar a funcionalidade de um implante ortopédico. O brunimento pode atingir as tolerâncias técnicas rigorosas exigidas para muitos dispositivos cirúrgicos.
Diferenças entre brunimento e lapidação
Embora o brunimento e a lapidação sejam processos de retificação, existem diferenças claras entre os dois processos.
1. Como funciona
A lapidação usa partículas abrasivas pré-misturadas com um líquido à base de óleo ou água chamado pasta. Esta pasta ajuda a obter acabamento preciso em superfícies curvas ou planas. O brunimento, por outro lado, utiliza pedras de amolar coladas para obter acabamentos superficiais mais finos em furos cilíndricos.
2. Quantidade de material removido
A lapidação é um processo de retificação mais suave. Comparado ao brunimento, o polimento remove menos material de uma superfície. Isto é importante ao processar metais sensíveis. A lapidação é um processo corretivo para eliminar irregularidades causadas por usinagens anteriores.
3. Precisão
O processo de lapidação é mais preciso, principalmente para peças pequenas. Ao aprimorar, ajustar falhas antigas pode criar novas falhas. A rotação contínua associada ao brunimento pode ser uma limitação. Isso ocorre porque uma pequena mudança na pressão pode resultar em um buraco oval. No entanto, a fabricação pode ser simplificada para evitar deformações e erros humanos.
4. Tecnologia de processo
Operar uma máquina de lapidação exige muito trabalho e exige operadores qualificados, ao contrário das máquinas de brunimento, que são fáceis de configurar e operar. Além disso, diferentemente do processo de brunimento, o polimento não requer um porta-peça especial.
Concluindo
O brunimento é essencial para que as peças funcionem corretamente. Este processo garante uma superfície lisa, evita desgaste e prolonga a vida útil de uma peça.
Perguntas frequentes
Por que o brunimento deve ser preferido a outros processos de usinagem de furos?
O brunimento oferece muitas vantagens em comparação com outros processos de usinagem. Primeiro, as peças afiadas estão sempre dentro dos limites de tolerância desejados. Além disso, há uma melhor qualidade superficial com remoção mínima de material. Este é um aspecto importante com materiais caros.
Qual ferramenta de brunimento é a melhor?
Nenhuma ferramenta de brunimento é considerada a melhor. A escolha da ferramenta certa para o seu projeto depende de vários fatores. É importante considerar o formato e o tamanho do furo. Além disso, o acabamento superficial desejado pode influenciar sua escolha na seleção da ferramenta certa para sua aplicação.
Há alguma restrição ao afiar?
Tal como acontece com outros processos de usinagem, existem algumas deficiências no brunimento. O brunimento é um processo de acabamento demorado. Além disso, qualquer pequeno erro pode resultar em um produto final distorcido.
