Brunimento

1. INTRODUÇÃO
O brunimento é caracterizado como: “usinagem com ferramenta
abrasiva formada por grãos combinados sob contato constante entre ferramenta
e peça deforma a melhorar a dimensão, forma e superfície de peças pré-
usinadas”. Entre a ferramenta e a peça ocorre uma mudança de direção do
movimento de translação no sentido do comprimento da peça. As superfícies
obtidas exibem sulcos cruzantes. Em outras palavras, há um movimento
simultâneo alternado (de avanço) erotacional (de corte) da ferramenta abrasiva,
produzindo na peça uma superfície cruzada. A operação ocorre normalmente a
rotações baixas.
Em função disso, o material é removido devido à ação cisalhante dos
grãos aglomerados da pedra de brunimento com um baixo aumento da
temperatura da peça.

2. CARACTERÍSTICAS DO BRUNIMENTO
A finalidade do brunimento é obter peças com boa exatidão dimensional
e geométrica, e também boa qualidade superficial (rugosidade, integridade e
forma). É possível a obtenção de superfícies pouco rugosas com características
deslizante e impermeabilizante, além de alcançar apertas tolerâncias de
fabricação, o processo também abrange a correção de erros provenientes de
operações de usinagem anteriores. Erros comuns encontrados em peças
cilíndricas que são, via de regra, causados por usinagem ou tratamento térmico,
podem ser corrigidas por meio do brunimento, sem que haja necessidade de
retirada de muito material.
O brunimento é empregado para corrigir diversos tipos de erros, tais
como, ovalização, ondulação, abaulado, conicidade, marcas e vibrado,
geralmente erros de geometria interna da peça, como mostrado na figura abaixo.

3. TIPOS BRUNIMENTOS DE CURSO CURTO
3.1. BRUNIMENTO DE MERGULHO
O brunimento de mergulho, a peça fica entre dois rolos e a pedra
abrasiva é pressionada contra a peça, porém os rolos não promovem o avanço;
aplicado para eixos em geral.
3.2. BRUNIMENTO DE PASSAGEM
O brunimento de passagem a peça passa entre dois rolos, os quais
promovem avanço e rotação da peça, as pedras abrasivas utilizadas possuem
diferentes tamanhos de grão e pressionam a peça, é aplicado na usinagem de
eixos, pinos, guias, desde que em grande escala.

3.3. BRUNIMENTO DE PERFIS
O brunimento de perfis é empregado para superfícies internas e externas
de peças com geometrias especiais, como os rolamentos; neste caso, a
ferramenta possui a forma a ser produzida na peça usinada.

3.4. BRUNIMENTO DE SUPERFICIES PLANAS
Brunimento de superfícies planas, como guias de máquinas-ferramentas
e superfícies de vedação.

3.5. BRUNIMENTO ENTRE PONTAS
No entre pontas a peça é fixada e a pedra de brunir é pressionada contra
a peça, deslocando-se em seu sentido longitudinal, com movimentos
oscilatórios; é aplicada no super acabamento de cames e peças com diâmetros
variados.

4. BRUNIMENTO DE CURSO LONGO
Apresenta-se basicamente sob duas formas: Brunimento convencional
com movimentos alternantes e Brunimento de ciclo único. O convencional é
normalmente empregado em operações de acabamento em componentes que
exigem pequenos erros de forma (circularidade e cilindricidade), elevada
tolerância dimensional e características especiais de textura. O processo é
tipicamente empregado na usinagem de acabamento de cilindros, blocos de
motor, tambores de freio e cilindros de freio, entre outros. Neste processo, a
ferramenta executa três movimentos ao mesmo tempo: rotação, avanço
oscilante e expansão. Já no brunimento de ciclo único, a ferramenta é ajustada
para retirar certa quantidade de material e passa pela peça somente uma vez,
essas ferramentas utilizam como abrasivo nitreto de boro cúbico ou diamante.
4.1. APLICAÇOES
O processo de brunimento é aplicado a diversos componentes de
máquinas que necessitam tolerâncias menorese/ou características superficiais
especiais sendo utilizado em diversas áreas industriais, como por exemplo:
- Indústrias automotivas: cilindros de freio, camisas de motor,
engrenagens, bielas, tambores de freio, eixos em geral, etc.
-Indústrias de equipamentos hidráulicos: cilindros hidráulicos,
válvulas direcionais, pinos, guias, etc.
-Indústrias de rolamentos: pistas de rolamentos.
-Indústrias de equipamentos de refrigeração: blocos de
compressores, etc.

(Exemplo de peças aonde é aplicado o brunimento.)

Embora o ferro fundido e o aço sejam os materiais mais comumente
brunidos, quase todos os materiais utilizados em engenharia podem ser
atualmente brunidos, tais como:
•Ferro fundido (cinzento, nodular);
•Metais leves, revestimentos térmicos por injeção, ligas de Al-Si;
•Revestimentos à base de Níquel (LOKASIL);
•Aços endurecidos (componentes do ABS e de bombas injetoras);
•Aços moles, nitretados ou endurecidos por substituição;
•Plástico;
•Vidro e grafite;
•Cerâmicos.
5. BRUNIDORAS
Embora o brunimento seja uma operação de usinagem que englobe
complexidades, o mesmo pode ser executado com auxílio de uma máquina ou
manualmente. Quando se fala em brunimento manual refere-se à operação de
translação que é necessariamente feita de forma manual. A peça pode ser fixada
em uma banca de forma que a mesma flutue. O cabeçote brunidor é montado
em furadoras ou prensas verticais que sobem e descem
manualmente.Obviamente para produção em massa, o brunimento manual não
é interessante, pois consome tempo e é muito limitado no que concerne à
capacidade de brunimento. As brunidoras estão disponíveis em uma variedade
de tamanhos e arranjos, tanto no tipo vertical quanto horizontal. As máquinas
horizontais são preferíveis para brunir peças grandes com diâmetros de até 990
mm por 25 m de comprimento.

6. PEDRAS DE BRUNIMENTO
Os abrasivos ou pedras de brunimento consistem em grãos de óxido de
alumínio, silício, carbetos ou diamante, ligados junto com barro, resinoide,
carbono,ou metal. Essas partículas são muito duras para resistir à pressão de
contato requerida para remoção de material.O tamanho de grão pode variar de
36 a 600, porém 120 a 320 é a faixa mais utilizada .A dureza e o tipo de ligação
são indicados por letras que variam de acordo com o fabricante.A seleção da
pedra depende principalmente do material a brunir (tipo, dureza,tratamentos
superficiais), da condição da peça (ovalização, conicidade, rugosidade),das
características do furo (relação diâmetro/comprimento, descontinuidades
geométricas), da taxa de remoção de material requerida e do acabamento
desejado.Abrasivos mais grossos removem material mais rápido, mas resultam
em uma superfície mais rugosa. Para acabamento são indicadas as pedras de
granulação com número maior.

6.1. PEDRAS DE BRUNIMENTO CONVENCIONAIS
O óxido de alumínio (Al2O3) e o carbeto de silício (SiC) são abrasivos
convencionais e de menor custo utilizados para brunimento. O primeiro, que
apresenta a menor dureza perante os outros, é utilizado principalmente para
operações de rebarbagem de aços.O carbeto de silício, por sua vez, é mais
utilizado para materiais frágeis ou materiais de baixa resistência ao
cisalhamento. É amplamente aplicado em ferro fundido .Uma de suas principais
limitações é o rápido desgaste. Dependendo do tamanho de grão e dureza do
bloco de cilindros, um jogo de pedras cerâmicas pode brunir três blocos de
cilindros cada um com oito cilindros antes de precisar ser trocado. Para continuar
usando o mesmo jogo, o desgaste precisa ser compensado,para evitar furos
cônicos .
6.2. DIAMANTE E CBN
O diamante e o nitreto cúbico de boro (C.B.N.) são abrasivos muito mais
caros que os convencionais, desgastam muito menos (mais duros), exibem uma
taxa de remoção mais elevada e vem sendo aplicados atualmente em algumas
brunidoras mais modernas.O C.B.N. é utilizado para brunir principalmente aços
endurecidos, aços-ferramenta, stellites, ligas de níquel e cobalto, e superligas.Ao
passo que um jogo de SiC pode brunir três blocos V8, um jogo de diamante é
capaz de brunir 300 blocos antes de necessitarem substituição , ou seja,o uso
de abrasivos de diamante pode ser uma alternativa mais econômica no caso de
brunimento de produção, pois embora o custo inicial de um jogo do abrasivo seja
maior, a durabilidade do mesmo compensa esse fato. Por este motivo, muitas
brunidoras para produção estão sendo vendidas com pedras de diamante. No
entanto, outros fabricantes ainda hesitam, pois alegam que o diamante não
produz resultados satisfatórios em algumas aplicações

7. FLUIDOS PARA BRUNIMENTO
O uso de um fluido durante o brunimento é de suma importância, pois é
responsável pela limpeza, controle da temperatura e lubrificação da região de
contato entre a ferramenta e a superfície a ser usinada. Em geral, o efeito mais
importante do fluido no brunimento é a desobstrução dos poros da pedra de
brunir, em vista que no processo as temperaturas atingidas não são altas. Esta
lubrificação diminui o coeficiente de atrito, melhorando a micro e macroestrutura
do abrasivo
Limpeza - consiste na remoção do cavaco garantindo a limpeza de todo
o mecanismo e evitando possíveis erros. Além disso, a limpeza desempenha um
importante papel de desobstrução dos póros das pedras de brunir, devendo para
isso a ferramenta receber grandes quantidades de fluido independente do
diâmetroa ser brunido (entre 10 e 150l/min)
Controle da temperatura – o processo de brunimento não é caracterizado
por um aumento grande de temperatura durante a usinagem. No entanto vale
ressaltar que o fluido também acumula a função de estabilizador de temperatura
evitando assim a ocorrência de erros dimensionais.
Lubrificação – a função de lubrificação tem por resultado uma diminuição
do coeficiente de atrito e consequente melhora na macro e microestrutura além
de melhora no rendimento do processo.
A lubrificação é mais crítica no brunimento do que nas outras operações
de usinagem. Nenhum fluido exibe todas as propriedades necessárias ao
cumprimento

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