El bruñido es un proceso de mecanizado abrasivo que produce una superficie de precisión en una pieza de trabajo de metal frotando una piedra abrasiva o una muela abrasiva a lo largo de una trayectoria controlada. El bruñido se utiliza principalmente para mejorar la forma geométrica de una superficie, pero también puede mejorar el acabado de la superficie .
Las aplicaciones típicas son el acabado de cilindros para motores de combustión interna , husillos con cojinetes neumáticos y engranajes . Hay muchos tipos de bruñidores, pero todos consisten en una o más piedras abrasivas que se mantienen bajo presión contra la superficie sobre la que se trabaja.
Otros procesos similares son el lapeado y el superacabado .
El bruñido utiliza una herramienta especial, llamada piedra de bruñir o afilador , para lograr una superficie de precisión. El bruñidor se compone de granos abrasivos unidos con un adhesivo. Generalmente, los granos de bruñido tienen una forma irregular y un diámetro de aproximadamente 10 a 50 micrómetros (grano de malla de 300 a 1500). Los tamaños de grano más pequeños producen una superficie más lisa en la pieza de trabajo.
Una piedra de pulir es similar a una muela en muchos aspectos, pero las piedras de pulir suelen ser más friables , por lo que se adaptan a la forma de la pieza de trabajo a medida que se desgastan. Para contrarrestar su friabilidad, las piedras de pulir se pueden tratar con cera o azufre. mejorar la vida; Generalmente se prefiere la cera por razones medioambientales. [1]
Se puede utilizar cualquier material abrasivo para crear una piedra de afilar, pero los más utilizados son el corindón , el carburo de silicio , el nitruro de boro cúbico y el diamante . La elección del material abrasivo suele depender de las características del material de la pieza de trabajo. En la mayoría de los casos, se aceptan corindón o carburo de silicio, pero las piezas de trabajo extremadamente duras deben pulirse con superabrasivos. [1]
Por lo general, el afilador se gira en el orificio mientras se mueve hacia adentro y hacia afuera. Se utilizan fluidos de corte especiales para lograr una acción de corte suave y eliminar el material desgastado. Las máquinas pueden ser portátiles, manuales simples o completamente automáticas con medición, según la aplicación.
Los avances modernos en abrasivos han hecho posible eliminar una cantidad de material mucho mayor que antes. Esto ha desplazado al rectificado en muchas aplicaciones donde es posible el "mecanizado continuo". Los bruñidores externos realizan la misma función en los ejes.
Dado que las piedras de bruñir se parecen a las muelas abrasivas, resulta tentador pensar en el bruñido como una forma de rectificado de baja eliminación de material . En cambio, es mejor pensar en ello como un proceso de rectificado automático. [2]
Al rectificar, la muela sigue un camino sencillo. Por ejemplo, al rectificar por inmersión un eje, la muela se mueve hacia el eje de la pieza, la rectifica y luego regresa hacia afuera. Dado que cada rebanada de la muela entra en contacto repetidamente con la misma rebanada de la pieza de trabajo, cualquier imprecisión en la forma geométrica de la muela se transferirá a la pieza. Por lo tanto, la precisión de la geometría de la pieza de trabajo terminada está limitada a la precisión de la rectificadora. La precisión empeora a medida que la muela se desgasta, por lo que se debe realizar un rectificado periódicamente para remodelarla.
La limitación de la precisión geométrica se supera en el bruñido porque la piedra de bruñir sigue un camino complejo. En el bruñido, por ejemplo, la piedra se mueve simultáneamente por dos caminos. Las piedras se presionan radialmente hacia afuera para agrandar el agujero mientras simultáneamente oscilan axialmente. Debido a la oscilación, cada rodaja de las piedras de afilar toca una gran superficie de la pieza de trabajo. Por lo tanto, las imperfecciones en el perfil de la piedra de bruñir no pueden transferirse al orificio. En cambio, tanto el orificio como las piedras de bruñir se ajustan a la forma promedio del movimiento de las piedras de bruñir, que en el caso del bruñido de orificio es un cilindro. Este efecto de promediación ocurre en todos los procesos de bruñido; tanto la pieza de trabajo como las piedras se erosionan hasta que se ajustan a la forma promedio de la superficie de corte de las piedras. Dado que las piedras de afilar tienden a erosionarse hacia la forma geométrica deseada, no es necesario rectificarlas. Como resultado del efecto promedio, la precisión de un componente pulido a menudo excede la precisión de la máquina herramienta que lo creó.
La trayectoria de la piedra no es la única diferencia entre las máquinas rectificadoras y bruñidoras, sino que también se diferencian en la rigidez de su construcción. Las máquinas bruñidoras son mucho más dóciles que las amoladoras. El propósito del rectificado es lograr una tolerancia de tamaño ajustada. Para ello, es necesario mover la muela a una posición exacta con respecto a la pieza de trabajo. Por tanto, una rectificadora debe ser muy rígida y sus ejes deben moverse con altísima precisión.
Una máquina bruñidora es relativamente inexacta e imperfecta. En lugar de depender de la precisión de la máquina herramienta, se basa en el efecto promedio entre la piedra y la pieza de trabajo. El cumplimiento es un requisito de una máquina bruñidora que es necesario para que se produzca el efecto de promediado. Esto lleva a una diferencia obvia entre las dos máquinas: en una amoladora la piedra está fijada rígidamente a una corredera, mientras que en el bruñido la piedra se acciona mediante presión neumática o hidráulica.
Las piezas de trabajo de alta precisión suelen rectificarse y luego pulirse. El pulido determina el tamaño y el bruñido mejora la forma.
La diferencia entre bruñir y rectificar no siempre es la misma. Algunas rectificadoras tienen movimientos complejos y se autoajustan, y algunas máquinas bruñidoras están equipadas con calibrado durante el proceso para controlar el tamaño. Muchas operaciones de rectificado continuo dependen del mismo efecto de promediado que el bruñido.
Dado que el bruñido es un proceso de alta precisión, también es relativamente caro. Por tanto, sólo se utiliza en componentes que exigen el máximo nivel de precisión. Generalmente es la última operación de fabricación antes de enviar la pieza al cliente. El tamaño dimensional del objeto se establece mediante operaciones anteriores, la última de las cuales suele ser el rectificado. Luego, la pieza se pule para mejorar una característica de la forma, como el acabado superficial, la redondez, la planitud, la cilindricidad o la esfericidad. [3]
Dado que el bruñido es un proceso de fabricación relativamente caro, sólo puede justificarse económicamente en aplicaciones que requieren una muy buena precisión de forma. La forma mejorada después del bruñido puede dar como resultado un funcionamiento más silencioso o un componente de mayor precisión. [3]
La herramienta de bruñido flexible proporciona un proceso de bruñido relativamente económico. Esta herramienta produce una condición de superficie controlada que no se puede obtener mediante ningún otro método. Implica acabado, geometría y estructura metalúrgica. Se produce una meseta en un alto porcentaje libre de metal cortado, rasgado y doblado. El bruñidor flexible es una herramienta de bruñido flexible y resistente con una acción de corte suave. Cada uno de los glóbulos abrasivos tiene una suspensión independiente que asegura que la herramienta sea autocentrada, autoalineada con el orificio y autocompensante del desgaste. [ cita necesaria ]
Se utiliza un patrón de "rayado cruzado" para retener aceite o grasa para garantizar una lubricación adecuada y un sello de anillo de los pistones en los cilindros. Una pared de cilindro lisa y vidriada puede provocar raspaduras en los anillos del pistón y en el cilindro. El patrón "cruzado" se utiliza en rotores de freno y volantes. [ cita necesaria ]
El acabado de meseta se caracteriza por la eliminación de "picos" en el metal mientras se deja el rayado intacto para la retención de aceite. [ cita necesaria ] El acabado en meseta aumenta el área de soporte del acabado y no requiere que el pistón o el anillo "se rompan" en las paredes del cilindro.
Especificación de bruñido de meseta: [ cita necesaria ]
Un perfilómetro proporciona descripciones modernas y definidas del acabado del diámetro interior del cilindro que incluyen “RPK” (altura de pico reducida), “RVK” (profundidad de valle reducida) y “RK” (profundidad de rugosidad del núcleo), que se basa tanto en “RPK” como en Medidas “RVK”.
