Processo de Brunimento (Honing): Definição, Construção, Princípios, Benefícios e Aplicações Industriais

Olá, bem-vindo ao nosso blog. Esperamos que esteja bem. Neste novo artigo, estudaremos em detalhes a Definição, Partes ou Construção, Princípio de Funcionamento, Vantagens, Desvantagens e Aplicações do Processo de Brunimento.

História do Processo de Brunimento

Foi no século XVI quando Leonardo da Vinci primeiro usou uma ferramenta para suavizar as paredes internas de um tubo de madeira com a ajuda de uma vara com papel abrasivo anexado. Esta vara podia mover-se em direções linear e radial.

Ferramentas de brunimento foram desenvolvidas no início do século XX para brunir componentes internos de motores de combustão interna.

Em 1924, a primeira ferramenta de brunimento de cinco lâminas com vara e mola foi projetada e patenteada. Após alguns anos, o processo de brunimento foi usado para fins de produção nas indústrias.

Sem mais delongas, vamos ao nosso tema principal.

O que é Processo de Brunimento?

Brunimento é um processo de usinagem abrasiva que combina processos de retificação e furação. Um processo de brunimento usa uma ferramenta de retificação abrasiva para usinar com precisão a peça de trabalho dada. Um processo de brunimento melhora a qualidade superficial da peça de trabalho e também fornece precisão dimensional à peça sendo usinada.

Uma pedra abrasiva em movimento é colocada em contato com a peça a ser usinada, produzindo assim um trabalho acabado com precisão.

Brunimento é usado em indústrias onde precisão e estética são consideradas importantes. Geralmente, um processo de brunimento usa CNC para direcionar a ferramenta na peça de trabalho. Um processo de brunimento é usado principalmente para acabamento de furo em uma peça de trabalho.

Características do Processo de Brunimento

As seguintes características do Processo de Brunimento são:

• É um processo de baixa velocidade e alta precisão.
• O processo de brunimento gera uma superfície com marcas cruzadas na peça de trabalho. Esta peça é usada para reter lubrificantes.
• Pode ser usado para corrigir a redondeza do furo.
• Alta tolerância de 2 a 3 mícrons pode ser alcançada.
• Materiais duros e macios podem ser brunidos.
• A faixa de velocidade de corte varia de 0,25 a 1 m/s.
• O ângulo de corte varia de 60 a 90°.
• A pressão aplicada na área lateral da peça durante o processo de brunimento varia de 1000 kPa a 2500 kPa.

Princípio de Funcionamento do Processo de Brunimento

O princípio básico envolvido no processo de brunimento é a ação de corte realizada pelas partículas abrasivas quando uma força linear, bem como tangencial, é aplicada. O atrito gerado pelo contato das pedras abrasivas e a peça resulta na remoção de material da peça.

Os seguintes passos mostram como o Processo de Brunimento é realizado:

A peça a ser brunida é montada na mesa de trabalho e fixada com a ajuda de fixadores. Uma ferramenta de brunimento requerida é acoplada ao fuso e a estabilidade da ferramenta é verificada.

O operador seleciona diferentes parâmetros como avanço e velocidade da ferramenta. Quando a ferramenta entra no furo, ela se expande devido à seção transversal cônica do cone dentro da ferramenta.

Forças atuam perpendicular e paralela à área lateral do furo. Estas forças resultam na ação de corte devido às pedras abrasivas e fornecem um excelente acabamento superficial.

Refrigerante é adicionado se necessário durante o processo para evitar superaquecimento da superfície. Uma vez finalizado o processo de brunimento, a ferramenta é removida do furo e as pedras são puxadas para dentro devido à força de retorno da mola.

O trabalho é então deixado esfriar e depois removido afrouxando os fixadores.

Tipos de Máquinas de Brunimento

Existem dois tipos de máquinas de brunimento:

• Máquina de Brunimento Vertical
• Máquina de Brunimento Horizontal

A construção da máquina de brunimento é muito similar a máquinas de furação. Além disso, uma ferramenta de brunimento também pode ser montada em um torno ou máquina de furação. O único requisito do processo de brunimento é que a ferramenta deve rotacionar e mover-se paralelamente ao eixo do furo.

#1. Construção ou Partes da Máquina de Brunimento Vertical

A coluna e o fuso elevado são fixados na base de ferro fundido. A coluna conecta o CNC ao motor e também contém elementos de suporte.

O fuso elevado é conectado à mesa de trabalho e os fixadores são presos à mesa de trabalho.

Uma extremidade do fuso é conectada ao motor e a outra extremidade é conectada à ferramenta através de um elemento de suporte. A construção é muito similar a uma máquina de furação.

Base: A base é o elemento de suporte usado para manter rigidamente toda a configuração do equipamento de brunimento. A base é feita de ferro fundido para absorver vibrações máximas e fornecer estabilidade ao equipamento.

Coluna: A coluna é o principal elemento de suporte usado na configuração. Uma coluna vertical é usada para segurar motores, fuso, ferramenta e a peça de trabalho. Também atua como elemento de conexão para várias partes de trabalho.

Guias: As guias são usadas para o movimento vertical da peça de trabalho.

Mesa de trabalho: Uma mesa de trabalho é usada para segurar fixadores. Pode ser móvel ou rígida.

Fixadores: Fixadores são dispositivos de fixação usados para prender a peça de trabalho. No caso do processo de brunimento, os fixadores devem ser fortes e rígidos para atender aos requisitos de precisão do processo.

Fuso: Um fuso é um dispositivo de conexão usado para conectar a ferramenta com o motor para fornecer movimento rotacional à ferramenta.

Suporte: Um elemento de suporte é usado para apoiar o fuso e prevenir sua quebra.

Fuso elevado: O fuso elevado é fornecido para aumentar a altura da mesa de trabalho.

CNC: Um controlador numérico computadorizado é usado para controlar o movimento da ferramenta em relação à peça de trabalho ou para controlar o movimento da peça em relação à ferramenta.

Fonte de alimentação: Uma fonte de alimentação CC é usada no caso do processo de brunimento.

Ferramenta de brunimento: A ferramenta é a parte mais importante do processo de brunimento. Uma ferramenta de brunimento torna o processo diferente de retificação e furação. As ferramentas usadas em máquinas de brunimento vertical e horizontal são similares e descritas a seguir.

#2. Construção ou Partes da Máquina de Brunimento Horizontal

A construção de uma máquina de brunimento horizontal é muito simples. A base atua como plataforma para todos os elementos ou componentes serem montados.

O contraponto é montado em uma extremidade e o cabeçote na outra extremidade. A mesa de trabalho é fixada entre o Contraponto e o Cabeçote.

A mesa de trabalho é permitida mover-se no plano horizontal. O fuso é acoplado ao cabeçote e à ferramenta. É usado para transferir o movimento do motor para a ferramenta. Fixadores estão localizados na mesa de trabalho para prender a peça de trabalho.

Cabeçote: Um cabeçote contém um arranjo de engrenagens do motor para variar a velocidade de rotação da ferramenta.

Leito: Um leito é similar à base em uma máquina de brunimento vertical. É feito de ferro fundido e funciona como amortecedor.

Fuso: O fuso é o elemento de conexão que conecta o motor e a ferramenta.

Coluna: A coluna é um elemento de suporte usado para apoiar o cabeçote.

Fixadores: Fixadores são usados para prender a peça de trabalho e restringir os graus de liberdade. Os fixadores no caso de brunimento horizontal devem ser muito precisos, pois uma grande quantidade de força é exercida sobre a peça.

CNC: Um controlador numérico computadorizado deve ser instalado no caso de brunimento horizontal para garantir melhor precisão. Isso pode eliminar erros humanos máximos.

Ferramenta de brunimento: A ferramenta de brunimento é o elemento mais importante, explicado abaixo.

Contraponto: O contraponto é aquele elemento situado na outra extremidade da base. É usado para dar suporte à peça de trabalho.

Ferramenta de Brunimento

Existem variedades de ferramentas de brunimento disponíveis no mercado que podem ser usadas para diferentes propósitos. O diagrama dado mostra uma ferramenta de brunimento de cone duplo.

Esta consiste em uma pedra abrasiva no diâmetro externo da ferramenta. A pedra é a parte que entra em contato com a peça de trabalho.

Existem dois cones situados dentro do porta-pedras. Assim que uma força linear é aplicada ao eixo, as pedras são empurradas para fora.

Isso acontece devido à seção transversal cônica do cone. As pedras são puxadas de volta pela ação reversa das molas.

Partículas Abrasivas Utilizadas

Pedras abrasivas são partículas abrasivas ligadas para formar uma estrutura sólida que pode produzir atrito ao esfregar contra outro material. Existem diversas partículas abrasivas disponíveis baseadas no tamanho de grão, acabamento superficial desejado e vários outros fatores. As partículas abrasivas mais comumente usadas são óxido de alumínio, carbeto de silício e carbeto de tungstênio.

Parâmetro Importante do Processo de Brunimento

#1. Seleção do Abrasivo

A operação de brunimento depende altamente das partículas abrasivas usadas. A escolha do abrasivo depende da dureza da peça de trabalho e do acabamento superficial desejado. Para peças muito duras, diamante é usado como ferramenta.

#2. Velocidade do Fuso

Velocidade do fuso ou RPM da ferramenta é um parâmetro importante que decide diferentes características da peça. Por exemplo, se alta remoção de material for a preocupação principal, a velocidade deve ser mínima. Se acabamento superficial for a preocupação principal, a velocidade deve ser alta.

#3. Velocidade de Reciprocidade

A velocidade de reciprocidade da ferramenta em relação à peça afeta o acabamento superficial do trabalho. Velocidades de reciprocidade mais altas resultam em acabamento superficial ruim.

#4. Pressão de Brunimento

Como mencionado acima, a pressão de brunimento varia de 1000 kPa a 2500 kPa. Pressão de brunimento mais baixa resulta em baixa remoção de material e pressão mais alta resulta em acabamento superficial ruim.

Vantagens do Processo de Brunimento

Precisão: O processo de brunimento é altamente preciso e exato. Em indústrias onde diâmetro de furo ou furação deve ser preciso, o processo de brunimento é de grande vantagem.

Dureza da peça: Outra vantagem do processo de brunimento é que pode usinar qualquer material independentemente de sua dureza e estrutura molecular.

Mantém a linha central: Processo de brunimento mantém a linha central do furo ou furação. Outros processos de acabamento podem perturbar a linha central do furo.

Remoção de material: Menos material é removido e acabamento é obtido com a ajuda do processo de brunimento. Isso se deve ao uso de ferramenta abrasiva.

Padrão gerado: Processo de brunimento gera um padrão de marcas cruzadas na superfície da peça. Isso fornece grande vantagem para a peça reter lubrificantes.

Desvantagens do Processo de Brunimento

Alto custo inicial: O custo inicial do equipamento é alto. Esta é uma desvantagem econômica da máquina de brunimento.

Alto desgaste da ferramenta: Pedras abrasivas são usadas como aresta de corte principal. A rugosidade das pedras abrasivas diminui facilmente no caso do processo de brunimento.

Retidão do furo: O processo de brunimento apenas melhora a qualidade da superfície interna de um furo ou furação. Não melhora a retidão do furo.

Tipos de materiais: Processo de brunimento é adequado apenas para materiais ferrosos, não é muito eficaz em materiais não ferrosos.

Aplicações do Processo de Brunimento

• Pode ser usado para acabamento de virabrequins de automóveis
• Processo de brunimento é usado para acabamento de engrenagens na indústria automobilística.
• Também é usado para fins de produção onde furos cilíndricos ocos devem ser acabados com precisão.
• Também é usado para acabamento do diâmetro interno de motores de combustão interna.
• Pode ser usado para melhorar a redondeza do furo.