Superacabado , también conocido como micromecanizado , microacabado , [1] y bruñido de carrera corta , es un trabajo de los metales proceso que mejora el acabado superficial y la geometría de la pieza. Esto se logra quitando solo la fina capa superficial amorfa que dejó el último proceso con una piedra o cinta abrasiva ; esta capa suele tener una magnitud de aproximadamente 1 µm. El superacabado, a diferencia del pulido que produce un acabado de espejo, crea un patrón de trama cruzada en la pieza de trabajo. [2]
El proceso de superacabado fue desarrollado por Chrysler Corporation en 1934. [2]
Proceso
Después de que una pieza de metal se muele hasta obtener un acabado inicial, se sobreacaba con un abrasivo sólido de grano más fino . El abrasivo se hace oscilar o rotar mientras que la pieza de trabajo se gira en la dirección opuesta; estos movimientos son los que provocan la trama cruzada. La geometría del abrasivo depende de la geometría de la superficie de la pieza de trabajo; una piedra (forma rectangular) es para superficies cilíndricas y tazas y ruedas se utilizan para superficies planas y esféricas. [2] Se utiliza un lubricante para minimizar la producción de calor, que puede alterar las propiedades metalúrgicas y arrastrar las virutas ; El queroseno es un lubricante común. [3] [4]
El abrasivo corta la superficie de la pieza de trabajo en tres fases. La primera fase es cuando el abrasivo entra en contacto por primera vez con la superficie de la pieza de trabajo: los granos opacos del abrasivo se fracturan y se caen dejando una nueva superficie de corte afilada. En la segunda fase, el abrasivo se "autoabastece" mientras se retira la mayor parte del material. Finalmente, los granos abrasivos se vuelven opacos a medida que trabajan, lo que mejora la geometría de la superficie. [2]
La velocidad de rotación media de la muela abrasiva y / o la pieza de trabajo es de 1 a 15 m / min de superficie, prefiriéndose de 6 a 14 m / min; esto es mucho más lento en comparación con las velocidades de molienda de alrededor de 1800 a 3500 m / min. La presión aplicada al abrasivo es muy ligera, normalmente entre 0,02 y 0,07 MPa (3 a 10 psi), pero puede llegar a 2,06 MPa (299 psi). El bruñido suele ser de 3,4 a 6,9 MPa (490 a 1000 psi) y el rectificado es de 13,7 a 137,3 MPa (1,990 a 19,910 psi). Cuando se usa una piedra, se hace oscilar de 200 a 1000 ciclos con una amplitud de 1 a 5 mm (0.039 a 0.197 in). [4]
El sobreacabado puede dar un acabado superficial de 0,01 μm. [2] [4]
Tipos
Hay tres tipos de superacabado: avance, inmersión y ruedas.
- A través de la alimentación
- Este tipo de superacabado se utiliza para piezas cilíndricas. La pieza de trabajo gira entre dos rodillos impulsores, que también mueven la máquina. Se utilizan de cuatro a ocho piedras abrasivas progresivamente más finas para superfinar la pieza de trabajo. Las piedras entran en contacto con la pieza de trabajo en un ángulo de 90 ° y oscilan axialmente. Ejemplos de piezas que se producirían mediante el proceso incluyen rodillos cónicos, pasadores de pistón , varillas de amortiguadores , ejes y agujas . [2]
- Inmersión
- Este tipo se utiliza para terminar superficies de formas irregulares. La pieza de trabajo se gira mientras el abrasivo se sumerge en la superficie deseada. [2]
- Ruedas
- Las copas o ruedas abrasivas se utilizan para superfinar superficies planas y esféricas. La rueda y la pieza de trabajo se giran en direcciones opuestas, lo que crea el rayado cruzado. Si los dos son paralelos, el resultado será un acabado plano, pero si la rueda se inclina ligeramente, se formará una superficie cóncava o convexa. [2]
Abrasivos
Los abrasivos habituales que se utilizan para el superacabado incluyen el óxido de aluminio , el carburo de silicio , el nitruro de boro cúbico (CBN) y el diamante .
El óxido de aluminio se utiliza para operaciones de "desbaste". El carburo de silicio, que es más duro que el óxido de aluminio, se utiliza para operaciones de "acabado". El CBN y el diamante no se utilizan con tanta frecuencia, pero se utilizan con materiales especializados como la cerámica y el acero para herramientas M50. Tenga en cuenta que el grafito se puede mezclar con otros abrasivos para agregar lubricidad y mejorar la apariencia del acabado. [2]
Los granos abrasivos deben ser muy finos para su uso con superacabado; generalmente 5-8 μm. [4]
Ventajas y desventajas
Las ventajas del superacabado incluyen: aumento de la vida útil de la pieza, disminución del desgaste , tolerancias más estrechas, superficies de carga más altas, mejores capacidades de sellado y eliminación de un período de rodaje. [2]
La principal desventaja es que el superacabado requiere un rectificado o una operación de torneado duro de antemano, lo que aumenta el costo. [5] El superacabado tiene una menor eficiencia de corte debido a virutas más pequeñas y menor tasa de remoción de material . Las piedras de superacabado son más suaves y se desgastan más rápidamente, sin embargo, no necesitan ser reparadas . [6]
Aplicaciones
Las aplicaciones comunes incluyen: componentes de cremallera de dirección, componentes de transmisión , componentes de inyectores de combustible , lóbulos del árbol de levas , varillas de cilindros hidráulicos , pistas de rodamientos , rodillos de agujas y piedras y ruedas de afilar. [2] [7]
Se ha demostrado que el superacabado de determinadas piezas las hace más duraderas. Por ejemplo, si los dientes de un engranaje están superfinados, durarán hasta cuatro veces más. [8]
Ver también
- Mecanizado abrasivo
- Afilado
- Lapeado
Referencias
Notas
- ^ "¿Qué es el microacabado?" . Neuteq .
- ^ a b c d e f g h yo j k Darmann Abrasive Products, The Art of Superfinishing (PDF) , consultado el 1 de febrero de 2017.
- ^ Todd, Allen y Alting 1994 , págs. 135-136.
- ↑ a b c d Murty , 1996 , p. 187.
- ^ Schwarz, Jeff; Productos abrasivos de Darmann (1998-12-15), "Para la excelencia en el superecabado , comience con el acabado correcto" , Modern Machine Shop.
- ^ Swigert Jr., Arthur M. (1940), The story of superfinish , Ann Arbor, MI: The Ann Arbor Press, págs. 575–594, OCLC 568009
- ^ "Soluciones de microacabado" . Neuteq .
- ^ Krantz, Timothy L. (1 de marzo de 2000). Se muestra que la durabilidad de los engranajes mejora con el superacabado (informe técnico). NASA .
Bibliografía
- Murty, RL (1996), Ingeniería de precisión en la fabricación , New Age International, ISBN 978-81-224-0750-1.
- Todd, Robert H .; Allen, Dell K .; Alting, Leo (1994), Guía de referencia de procesos de fabricación , Industrial Press Inc., ISBN 0-8311-3049-0.