Polimento de rolo de brunimento versus desbaste: qual processo ganha para tubos de cilindro?

Imagine um planejador de produção entre duas linhas de acabamento para tubos de cilindros hidráulicos. Uma linha usa brunimento; o outro raspa o furo e depois o polia com rolo. Ambos podem fornecer um diâmetro preciso e suave, mas diferem no tempo de ciclo, na textura da superfície e no estado físico do metal logo abaixo do furo. Para a maioria dos tubos de aço dúctil, o desbaste e o polimento com rolo proporcionam maior rendimento e uma superfície compressiva e endurecida, enquanto o brunimento continua sendo a opção mais flexível para peças endurecidas e remoção de material mais pesado. Este artigo compara os dois processos de uma perspectiva prática de usinagem e aquisição.

O que o brunimento faz com o furo do cilindro

O brunimento é um método de acabamento abrasivo. Um conjunto de pedras coladas, montadas em um mandril giratório, alterna dentro do furo enquanto pressiona para fora. A combinação de movimento rotativo e linear corta uma fina camada controlada, produzindo o padrão hachurado característico que você vê nos cilindros do motor e nos furos dos tubos hidráulicos.

Os principais pontos fortes do brunimento são a correção da geometria e a versatilidade do material. Ele pode reduzir a conicidade, a ovalidade e a ondulação deixadas pela operação anterior de mandrilamento ou desenho. Também funciona em aços endurecidos, o que o torna útil para peças já tratadas termicamente.

Suas desvantagens são a velocidade e a variabilidade relacionada ao desgaste. O brunimento de um furo para H8 ou H9 exige múltiplas passagens e as pedras abrasivas desgastam-se progressivamente, portanto o operador deve ajustar o avanço ou o dressamento para manter o tamanho. O processo também pode gerar calor suficiente para alterar a camada superficial se o refrigerante e os parâmetros não forem controlados.

O que o desbaste e o polimento com rolo fazem de diferente

Skiving é uma operação de corte de ponto único. Uma cabeça de corte que carrega uma ou mais pastilhas de corte gira dentro do tubo e remove uma fina camada helicoidal do furo. Ele limpa cordões de solda, incrustações e inconsistências dimensionais deixadas por trefilação a frio ou soldagem. Imediatamente após, ou na mesma passagem da máquina, segue-se o brunimento do rolo. Um conjunto de rolos endurecidos é pressionado contra a superfície usinada sob força controlada, deformando plasticamente os micropicos em vales.

Como os rolos trabalham o material a frio em vez de cortá-lo, o furo acabado possui diversas características incomuns. Torna-se semelhante a um espelho, muitas vezes atingindo Ra 0,4 ou melhor. A camada superficial ganha tensão residual compressiva, o que melhora a resistência à fadiga. A deformação plástica também endurece o metal, aumentando a resistência ao desgaste sem um tratamento térmico separado.

O processo é consideravelmente mais rápido que o brunimento. Fontes da indústria normalmente citam um aumento de produtividade de 60 a 80 por cento, razão pela qual o desbaste e o polimento de rolos são preferidos na produção de cilindros hidráulicos em alto volume. No entanto, necessita de um pré-furo razoavelmente bom e o material do tubo deve ter ductilidade suficiente para fluir sob pressão de laminação. Materiais endurecidos acima de aproximadamente HRC 40 a 45 não são adequados para a etapa de polimento.

Afiação vs Desbaste Polimento do Rolo: Principais Diferenças

A tabela abaixo resume as diferenças técnicas mais importantes para o acabamento dos tubos dos cilindros.

Tenha em mente que a meta de acabamento real também depende da qualidade do tubo inicial. Um tubo com um furo apertado estirado a frio proporciona a ambos os processos um caminho mais curto até o tamanho final.

Como escolher entre brunir e desbastar o polimento do rolo

Comece com seu volume de produção e estado do material. Se você executar longas séries de tubos de cilindro em aços SAE 1026, ST52, E355 ou aços de médio carbono semelhantes, o desbaste e o polimento com rolo reduzem o tempo do ciclo e proporcionam uma superfície brilhante e densa que veda bem. Se você tiver tiragens curtas, mudanças frequentes de diâmetro ou tubos de liga endurecida, o brunimento oferece mais flexibilidade para corrigir a geometria e tolerar superfícies mais duras.

A geometria é um segundo filtro. O brunimento pode remover mais material e corrigir um perfil de furo ondulado. Skiving também remove uma camada uniforme, mas sua capacidade de correção é limitada; o pré-furo deve ser razoavelmente verdadeiro. É por isso que muitos fabricantes começam com um tubo de cilindro hidráulico trefilado a frio que já possui parede e furo consistentes e depois finalizam com desbaste e polimento com rolo.

Neste ponto, podemos ver como um fornecedor de tubos se enquadra na decisão. Em vez de adquirir o tubo bruto e depois enviá-lo para um finalizador separado, você pode solicitar um tubo que já foi processado com o acabamento desejado. Nosso tubo SRB afiado com diâmetro interno espelhado é um exemplo de produto desbastado e polido a rolo com tolerância H8 e acabamento Ra0,4, pronto para usinagem de barril ou montagem final em diversas aplicações hidráulicas.

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Se você precisar de um componente em vez de um tubo semiacabado, a mesma lógica do processo se aplica ao barris de cilindro hidráulico acabados . Eles são usinados sob medida, afiados ou desbastados/polidos e fornecidos prontos para montagem, portanto, você não precisa manter a capacidade de usinagem de acabamento em sua própria fábrica.

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Considerações práticas de compra para tubos de cilindro acabados

Quando você compra um tubo cilíndrico acabado, as diferenças entre os dois processos afetam mais do que a rugosidade da superfície. O acabamento do furo influencia diretamente a vida útil da vedação e a resistência ao desgaste. Um furo afiado com uma hachura muito agressiva pode aumentar o atrito da vedação, enquanto uma superfície polida pode ser muito lisa para que alguns projetos de vedação possam reter óleo. Confirme com seu fornecedor de vedação qual textura de superfície eles recomendam.

Também vale a pena perguntar ao fornecedor sobre o processo utilizado para chegar ao acabamento. Se eles usarem polimento com rolo, solicite o aumento de dureza e os dados de tensão de compressão para confirmar o benefício. Caso utilize brunimento, pergunte sobre a granulação do abrasivo e se as pedras são lapidadas em processo, para não receber um furo com abrasivo embutido ou tamanho inconsistente. O artigo sobre por que as vedações do cilindro hidráulico continuam falhando devido ao acabamento do diâmetro interno explica por que esses detalhes são importantes no serviço.

O material de partida também merece atenção. Um tubo de cilindro hidráulico estirado a frio em ASTM A519 ou EN 10305 fornece uma superfície de furo consistente que minimiza o tempo de usinagem, independentemente de você optar por brunimento ou desbaste e polimento com rolo.

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Conclusão

O brunimento e o polimento do rolo de desbaste têm um lugar na fabricação de tubos de cilindro. O brunimento vence quando você precisa corrigir erros geométricos maiores ou processar materiais endurecidos. O desbaste e o polimento com rolo ganham em velocidade, acabamento superficial e integridade superficial para os aços de médio carbono e microligas comumente usados ​​em cilindros hidráulicos. Combine o processo com o tamanho do lote, a dureza do material e os requisitos de tolerância, e trabalhe com um fornecedor que possa oferecer tanto o tubo bruto quanto a opção final.