Rebolos: Fabricação, Classificação e Aplicações Industriais

Neste artigo, discutiremos sobre: 1. Fabricação de Rebolos 2. Processos de Rebolos 3. Grau 4. Estrutura 5. Área de Contato.

Fabricação de Rebolos:

(i) As partículas abrasivas são primeiro trituradas na forma de pó e passadas por separadores magnéticos para remover impurezas de ferro.

(ii) Estas são então lavadas com água para remover elementos estranhos como poeira ou impureza e depois com composto químico para remover graxa.

(iii) As partículas são então classificadas de acordo com seu tamanho de grão passando por peneiras adequadas.

(iv) Partículas abrasivas são então misturadas com materiais de ligação adequados (o material de ligação é baseado no abrasivo e no processo usado) e moldadas na forma adequada e então secas.

(v) Após a secagem, é assado (aquecimento depende do processo usado). Após a queima, o material de ligação se fixa e mantém as partículas unidas.

(vi) É então cortado e dada a forma final.

(vii) Por fim, é testado para trincas, vazamento e balanceamento. Como a roda tem que girar em velocidades muito altas, trincas não podem ser toleradas. Para vazamento etc., é testado hidraulicamente ou como for possível. Finalmente, é balanceado estaticamente e dinamicamente. Geralmente, balanceamento estático é feito antes de usar, montando em um mandril.

Controle rigoroso durante a fabricação em termos de controle de densidade, fluxo de mistura e precisão geométrica resulta em roda mais uniforme e consistente. Estas metas são alcançadas pela automação de prensas de rodas, misturas de fluxo livre, melhor controle de tamanho durante moldagem, controle por microprocessador de fornos e instalações de apreciação CNC.

Processos de Rebolos:

1. Processo de Ligação:

Uma ligação é um material que mantém os grãos abrasivos juntos permitindo que a mistura seja mantida na forma desejada na forma de roda.

As ligações mais comumente usadas durante a fabricação de rebolos são:

(i) Ligação Vitrificada (denotada por V)

(ii) Ligação de Silicato (denotada por S)

(iii) Ligação de Goma-laca (denotada por E)

(iv) Ligação de Borracha (denotada por R)

(v) Ligação de Baquelite ou Resinóide (denotada por B).

Nestas, ligações vitrificada, silicato, borracha e baquelite são denotadas pelo processo e ligação de goma-laca é denotada por sua propriedade, ou seja, elasticidade (E) para evitar confusão com ligação de silicato.

Para obter o máximo do abrasivo, é importante que o sistema de ligação seja forte, versátil e tenha propriedades superiores de retenção de aresta. O sistema de ligação ideal deve facilitar uma liberação uniforme de grãos, resultando na roda permanecendo de corte livre por um período mais longo.

Sistemas de ligação extremamente resistentes à carga e de corte livre com capacidade aumentada de retenção de forma resultam em redução da frequência de apreciação. Isso resulta em aumento significativo na vida da roda. Isso também melhora as peças produzidas por hora devido à economia no tempo de apreciação e aumento da vida da roda.

2. Processo de Moldagem:

(i) Processo Vitrificado (para Ligação Vitrificada):

Este processo é usado para fazer a maioria das rodas. Neste processo, após a fabricação dos abrasivos, todos os tipos de grãos são misturados com porcelana cerâmica, moldados em moldes, secos, fixados adequadamente e queimados a 715°C por 12 a 14 dias.

Vantagens:

(a) Os rebolos produzidos por este processo são muito fortes e porosos. Devido à porosidade, a taxa de remoção de metal é muito alta.

(b) As rodas não são afetadas por ácidos, alcalinos e são quimicamente inertes.

Desvantagens:

(a) Devido à alta temperatura de fusão, há maiores chances de distorção térmica incluindo trincas. Assim, as rodas produzidas por este processo estão disponíveis em diferentes graus dependendo do grau de distorção.

(b) Devido à dificuldade na fabricação, o diâmetro da roda não pode ser muito grande e é limitado a 90 cm.

(c) A roda não pode ser trabalhada sob condições severas de trabalho, porque devido a flutuações forçadas e auto-vibrações na máquina, a roda sendo frágil tende a quebrar.

(d) Fabricação da roda leva um longo tempo da ordem de 30 dias.

(e) Não pode ser usada a mais de 2000 m/min para fins de corte. (Operação de corte por roda abrasiva é operação muito rápida e dá acabamento muito bom).

(ii) Processo de Silicato (para Ligação de Silicato):

Neste processo, silicato de sódio é misturado com grãos abrasivos; a mistura é moldada em um molde, seca por várias horas e finalmente assada a temperatura de 270°C por cerca de 20-80 horas.

Vantagens:

(a) Como é processado a baixa temperatura, portanto ação de corte livre é possível.

(b) Processo é rápido, levando apenas alguns dias.

(c) Rodas maiores, ou seja, maiores que 90 cm também podem ser feitas.

(d) As rodas preparadas por este processo são muito eficientes. Isso é porque a força de ligação não é tão forte quanto no processo vitrificado, e assim as partículas abrasivas caem rapidamente, não deixando chances de qualquer partícula ficar embotada. É por esta razão que o atrito na ação de retífica será menor, e haverá menor geração de calor.

Devido à menor geração de calor, estas rodas são mais adequadas para retificar fresas, lâminas, facas, etc., pois não perderão sua propriedade adquirida após o processo de tratamento térmico. Outras rodas geram muito calor e, portanto, não são muito adequadas para este propósito.

Desvantagens:

Este não pode ser usado para processo de retífica comum devido ao desgaste rápido da roda, para o qual a ligação vitrificada é mais adequada.

(iii) Processo de Goma-laca (para Ligação de Goma-laca):

Neste processo, as partículas abrasivas são revestidas com goma-laca e a mistura aquecida para dar mistura uniforme e então a mistura é laminada. A mistura resultante é muito pegajosa e, portanto, não pode ser moldada. A mistura é então prensada para dar o conjunto desejado e finalmente assada a cerca de 300°C de temperatura por menos de algumas horas.

Vantagens:

Este processo dá elasticidade considerável à roda e assim pode ser usado para retífica sob condições severas de trabalho.

Desvantagem:

Rodas de diâmetro maior não podem ser produzidas.

Aplicações:

(a) Rodas produzidas por este processo são usadas como rodas de corte ou fenda (> 0,80 mm de espessura).

(b) Rodas produzidas por este processo são usadas para retífica de acabamento fino como retífica de virabrequim, retífica de pista de esferas, etc.

(c) Acabamento polido muito bom pode ser obtido por estas rodas.

(iv) Processo de Borracha (para Ligação de Borracha):

Neste caso, o material de ligação é borracha pura com alguma quantidade de enxofre que atua como agente de vulcanização. Os grãos abrasivos são espalhados entre folhas de borracha e então são laminados à espessura desejada e finalmente vulcanizados. Pela vulcanização, toda a massa se une e age como uma roda sólida, a borracha atuando como ligação.

Vantagens:

(a) As rodas produzidas por este processo são muito duras e tenazes.

(b) Rodas com espessura de 0,1 mm podem ser feitas por este processo e são, portanto, mais adequadas para operação de corte fino. As rodas podem ser operadas em velocidades variando de 3000 a 5000 m/min.

(c) Estas também são usadas como rodas de rebarbação, ou seja, para remoção de carepa externa, canais de alimentação, rebarbas, escórias, etc.

(d) Estas são usadas para rodas de controle de retífica sem centro.

(v) Processo de Baquelite e Resinóide (para Ligação B):

Neste processo, as partículas abrasivas são pulverizadas e misturadas com resina sintética e um solvente líquido que dissolve a resina. A mistura é laminada ou prensada na forma desejada e assada por algumas horas a temperatura de 205 a 260°C.

Vantagem:

Esta ligação é muito dura e forte. Velocidade de operação de 3000 a 5000 m/min pode ser alcançada. As rodas produzidas por este processo são usadas como rodas de rebarbação (ou seja, para retífica grosseira para remoção de inclusões de areia, carepas, etc.). Dá uma taxa de remoção de material muito rápida.

Grau de um Rebolo:

O grau de uma roda indica a resistência dos grãos e o poder de retenção da ligação. Geralmente é referido como dureza da roda. A espessura da camada de ligação mantendo os abrasivos controla o grau do rebolo.

Uma roda dura desgasta-se lentamente e uma roda mole desgasta-se prontamente. Roda dura é usada para retífica de precisão e para materiais mais moles e também quando a área de contato da roda com a peça é pequena.

A dureza do rebolo é classificada como muito mole (A a G), mole (H a K), média (L a O), dura (P a S) e muito dura (T a Z).

Estrutura do Rebolo:

A estrutura de uma roda refere-se aos vazios entre as partículas abrasivas. Para um dado material de ligação, o tamanho do vazio é controlado pelo espaçamento dos grãos e esta estrutura pode ser densa ou aberta.

Roda de estrutura aberta (tendo grãos mais finos por unidade de volume) são usadas para alta remoção de material e roda de estrutura densa para manter formas e perfis de precisão. A estrutura é representada por números variando de 0 a 15, os números menores indicando estrutura densa e números maiores representam estrutura aberta.

Área de Contato:

Se a área de contato entre a roda e a peça é maior, como em operação de retífica interna, então a tensão será menor e a roda tenderá a agir mais dura, e assim roda mais mole deve ser usada. Este aspecto torna-se importante na seleção de uma roda para uma operação específica.

Se a área de contato é grande, a remoção de cavacos deve ser maior e estrutura tipo aberta. Se a área de contato é pequena, muitos pontos de corte finos são requeridos e os grãos devem ser de tamanho fino.