Processo de lapidação:Definição, Princípio de funcionamento, Tipos, Material, Vantagens, Aplicação [Notas com PDF]

Olá leitor, espero que esteja bem! Neste artigo, vamos aprender o processo de lapidação e seu subtópico como Definição, Princípio de Funcionamento, Tipos, Material, Vantagens, Desvantagens e Aplicação em detalhes.

E PDF você pode baixar no final de cada artigo.

Então vamos começar,

O que é um processo de lapidação?

A lapidação é um processo de usinagem de baixa pressão usado para aumentar a precisão dimensional e o acabamento superficial da peça de trabalho. O processo de lapidação utiliza partículas abrasivas finas para realizar a ação de corte na superfície da peça.

A peça de trabalho é esfregada contra a placa de lapidação com a ajuda de uma máquina ou manualmente, com partículas abrasivas em pó ou pasta abrasiva entre elas.

O processo de lapidação suaviza a superfície da peça de trabalho, o que aumenta a funcionalidade e a estética da peça de trabalho. Também é usado para garantir o encaixe correto entre duas peças de trabalho e corrigir pequenas imperfeições.

Princípio do processo de lapidação:

O funcionamento simples de um processo de lapidação envolve três elementos. Uma peça de trabalho, uma placa de lapidação e partículas abrasivas.

Partículas abrasivas são derramadas sobre a placa de lapidação e a peça de trabalho é esfregada sobre ela.

As partículas abrasivas removem o material microscópico da peça de trabalho quando uma força é aplicada durante o movimento relativo entre a placa e a peça de trabalho.

As partículas abrasivas tendem a reduzir ou aplanar os picos e vales microscópicos presentes na superfície da peça.

Características do processo de lapidação:

As seguintes características do processo de lapidação são:

• O tamanho do grão abrasivo usado no processo de lapidação varia de 120 a 1200 mesh, dependendo da lisura da superfície desejada.
• O Abrasivo utilizado pode ser em forma de pó ou pode ser misturado com alguns óleos ou graxas adequados chamados veículos.
• Uma quantidade muito pequena de material é removida no processo de lapidação, cerca de 0,025 mm.
• O processo de lapidação pode ser feito manualmente ou com auxílio de máquinas.
• Os materiais comumente lapidados são materiais duros como o aço.
• A pressão aplicada durante o processo de lapidação é baixa quando comparada a outros processos de acabamento superficial.

Tipos de processos de lapidação:

Existem dois tipos de processos de lapidação que são divididos em seus respectivos domínios:

1. Lapping manual e
2. Processo de lapidação da máquina

Processo de lapidação manual:

Como o nome sugere, o processo de lapidação em que todas as forças são aplicadas manualmente é chamado de lapidação manual. Existem dois tipos de sistemas de lapidação manual envolvidos na melhoria da qualidade da superfície da peça de trabalho.

#1. Polimento de superfície plana:

A placa de lapidação aqui é feita de ferro fundido cinzento. Este contém alguns sulcos que são usados ​​para coletar os cavacos metálicos e resíduos de partículas abrasivas nele.

Grãos abrasivos do tamanho desejado são polvilhados sobre o colo. Em seguida, a peça de trabalho é esfregada cuidadosamente no colo.

Mais quantidades de partículas abrasivas da mesma malha são adicionadas quando necessário. O uso de fluido adequado pode ser feito se necessário. O processo deve ser realizado por um operador especializado.

Uma vez que a lapidação é feita, a volta deve ser limpa para o próximo uso.

Observação: O uso de partículas abrasivas em excesso pode danificar o colo. Isso pode resultar em acabamento inadequado do trabalho e falha na volta.

#2. Lapidação cilíndrica:

As lapidações usadas para lapidação de superfícies internas e externas de peças cilíndricas são feitas de ferro fundido suave, cobre ou latão.

Para lapidação da superfície interna de um cilindro, as lapidações são feitas para se ajustarem perfeitamente ao diâmetro interno. As voltas se movem em movimento axial aleatório com a peça de trabalho. Isso aumenta o acabamento da superfície da peça de trabalho, bem como as voltas.

As partículas abrasivas são misturadas com óleo ou graxa no processo. As voltas utilizadas para a lapidação da superfície externa de um cilindro são chamadas de lapidação em anel. É fornecido com um parafuso para ajustar com diferentes diâmetros.

A peça de trabalho a ser lapidada é mantida em um torno para fornecer movimento rotacional. A volta do anel é então alternada na peça de trabalho rotativa. Partículas abrasivas misturadas com certos óleos e graxas podem ser usadas.

Processo de lapidação da máquina:

Quando a operação de lapidação é feita usando máquinas, ela é chamada de lapidação de máquina. Abaixo estão listados vários processos de lapidação de máquina usados ​​para diferentes tipos de peças de trabalho.

#1. Máquina de lapidação vertical:

Uma configuração de lapidação vertical consiste em uma volta inferior, uma volta superior e um dispositivo de retenção de trabalho. A peça de trabalho é mantida no colo inferior e posicionada em um suporte de trabalho. A volta superior é usada para carregar e descarregar a peça de trabalho.

Partículas abrasivas misturadas com veículos tipo pasta são aplicadas nas voltas antes do início da operação. No caso de lapidação de uma superfície plana, a dobra inferior é mantida estacionária, enquanto no caso de lapidação cilíndrica a camada inferior pode se mover.

Vários trabalhos são lapidados usando máquinas de lapidação vertical, por exemplo, blocos de medição de precisão, rolos de rolamento de rolos e esferas de rolamento.

Outro tipo de configuração de lapidação vertical consiste em um pano abrasivo fixado na dobra inferior. Peças de trabalho idênticas podem ser lapidadas movendo-se aleatoriamente sobre o suporte de trabalho. Isso se chama transposição.

Observação: A volta inferior deve ser fixada durante a usinagem de uma superfície plana, pois pode tombar.

#2. Máquina de lapidação sem centro:

Um rolo de lapidação sem centro consiste em um rolo regulador, um rolo de lapidação, uma peça de trabalho e um bastão de fibra com entalhe em V. O rolo regulador é alimentado por um motor para fornecer movimento rotacional à configuração.

Um rolo de lapidação é usado para polir a peça de trabalho na outra direção. O diâmetro do rolo de lapidação é duas vezes o diâmetro da regulagem do rolo. Ambos os rolos são fabricados em ferro fundido, devido à sua estabilidade e baixo custo.

Os rolos são colados com partículas abrasivas. O bastão de fibra entalhada em V é usado para segurar a peça de trabalho a ser alimentada entre os rolos. A peça de trabalho é alimentada no rolo a uma taxa muito lenta com um movimento alternativo.

A remoção do material ocorre devido à ação das partículas abrasivas da peça. Um acabamento muito fino de 0,05 mícrons pode ser obtido com a ajuda de lapidação sem centro.

A remoção do material é muito lenta no caso de lapidação sem centro.

#3. Máquina de lapidação esférica:

A máquina de lapidação usada para lapidar objetos esféricos tem uma construção diferente. Dois fusos são usados ​​no caso de lapidação esférica.

A peça de trabalho a ser lapidada é fixada ao primeiro fuso que dá um movimento de rotação à peça de trabalho. O outro fuso é usado para manter a ferramenta em um determinado ângulo em relação à peça de trabalho.

A pressão também é aplicada na peça de trabalho pelo fuso da ferramenta. Assim que o movimento de rotação é dado à peça de trabalho ocorre a remoção de material devido ao contato entre a ferramenta abrasiva e a peça de trabalho.

#4. lapidação de cinto:

A lapidação de cinta usa uma cinta feita de roupas abrasivas usadas para o processo de lapidação. A correia é acionada com a ajuda de um motor. Existem duas rodas usadas para acionar o cinto.

A peça de trabalho é tocada manualmente na correia sobre a roda. A remoção do material ocorre após o contato da peça de trabalho com a correia móvel.

Este é um método conveniente de lapidação para trabalhos de baixa precisão. Não há requisitos para fixação da peça de trabalho.

Abrasivo usado para o processo de lapidação:

• Diferentes tipos de abrasivos são usados ​​para polir diferentes durezas de materiais.
• Os abrasivos usados ​​para polir materiais duros geralmente são carboneto de sílica e alumina fundida.
• Os abrasivos usados ​​para polir materiais macios são óxido de cromo, alumina não fundida e granada.

Veículos usados ​​para o processo de lapidação 

Os veículos usados ​​para processos de lapidação são geralmente óleos solúveis em água, óleos vegetais, óleos minerais, vaselina ou graxas. Os veículos devem ter as seguintes propriedades.

• As partículas devem ser distribuídas uniformemente quando misturadas com o veículo. Não deve conter grumos.
• A viscosidade dos veículos não deve ser afetada por mudanças de temperatura.
• Um veículo não deve evaporar em altas temperaturas.
• Não deve promover corrosão para superfícies metálicas.
• Deve ser de natureza não tóxica.
• Não deve grudar na peça de trabalho e pode ser facilmente removido com uma simples limpeza.

Materiais que podem passar pelo processo de lapidação:

Existem vários elementos originalmente compostos que podem sofrer um processo de lapidação. Alguns deles são ferro fundido, cerâmica, tungstênio, plásticos, compostos de carbono, aço inoxidável, bronze, borracha e silício.

Parâmetros do processo de lapidação:

O seguinte parâmetro é:

• Velocidade de lapidação: A velocidade de lapidação para uma operação de lapidação ideal deve variar de 1,5 a 4m/s
• Pressão de lapidação: A pressão de lapidação depende da dureza do material e das partículas abrasivas utilizadas. A pressão de lapidação varia de 10 a 30kPa para materiais macios e até 70kPa para materiais duros.
• Subsídio de lapidação: A tolerância de lapidação é diretamente proporcional ao tempo de lapidação. À medida que a tolerância de lapidação aumenta, o tempo de lapidação também aumenta. A tolerância de lapidação também depende do material que está sendo lapidado.
• Ferro fundido - 0,2 mm
• Liga de alumínio - 0,1 mm
• Aço macio - 0,05 a 0,1 mm
• Aço endurecido - 0,005 a 0,02 mm

Vantagens do processo de lapidação:

Aumenta o acabamento superficial da peça de trabalho reduzindo picos e vales na superfície do material. Também proporciona um toque estético à peça de trabalho.

O processo de lapidação também aumenta a vida útil das peças de acoplamento, reduzindo o atrito entre as peças de acoplamento.

Aumenta a geometria e as dimensões da peça. Também garante um encaixe perfeito entre as peças de trabalho.

Nenhuma tensão térmica é desenvolvida dentro da superfície da peça devido ao mínimo calor envolvido no processo.

O processo também pode ser realizado por mão de obra não qualificada. Isso se deve à simplicidade envolvida e à ausência de controles informatizados.

Aumenta o paralelismo entre duas peças mantidas paralelas entre si para várias operações de união.

Desvantagens do processo de lapidação:

A lapidação é um processo caro, pois a perda de abrasivos é maior. Esse resultado é o aumento do uso de partículas abrasivas para operações de polimento, o que, por sua vez, aumenta o custo de produção.

Outra desvantagem do processo de lapidação é que o processo é muito lento. A taxa de remoção de metal no caso do processo de lapidação é muito menor. Isso torna o processamento demorado, o que resulta em diminuição da taxa de produção.

A gestão de resíduos torna-se um problema no caso de um processo de lapidação. Uma grande quantidade de resíduos abrasivos é produzida no caso de um processo de lapidação. Isso dificulta o descarte do lixo.

Alguns dos compostos abrasivos podem ficar embutidos na superfície da peça de trabalho, o que resulta em danos posteriores da peça.

O processo geralmente não é automatizado; estes resultados aumentam a mão-de-obra intensiva e aumentam o custo de produção.

Aplicações do processo de lapidação: 

O processo de lapidação é usado para polir metais duros e quebradiços que são difíceis de serem polidos por outros métodos.

Também é usado para usinagem de materiais como vidro devido às suas baixas taxas de remoção de material.

O processo de lapidação é amplamente utilizado na confecção de corpos de prova para ensaios metalúrgicos.

O processo de lapidação é usado para fabricação de válvulas devido ao seu recurso de remoção de material uniforme e preciso.

As indústrias automotivas também usam processos de lapidação para várias operações de polimento.