Bruñido

Superficie de una pieza bruñida.

El bruñido es un proceso de superacabado con arranquede viruta y con abrasivo duro que se realiza a una piezarectificada previamente, con el objetivo de elevar la pre-cisión y calidad superficial además de mejorar la macro-geometría (cilindridad, planicidad, redondez,…). Gene-ralmente es utilizado en la mayoría de los casos para recti-ficar diámetros interiores, este tipo de trabajo consiste enalisar y mejorar la superficie con relieves y/o surcos uni-direccionales por medio de piedras bruñidoras. Es muyutilizado en la fabricación de camisas de motores, bielas,diámetros interiores de engranajes, etc. El Bruñido es unaoperación de acabado de la superficie, no una operaciónde modificación de la geometría en bruto.Las herramientas que se utilizan en el bruñido se denomi-nan piedras o barretas abrasivas. El bruñido es un procesomuy utilizado en el acabado de cilindros para motores decombustión interna, bielas, diámetros interiores de engra-najes, etc.Otros procesos similares son el superbruñido y el lapeado.

1 Piedras o barretas abrasivas

En el bruñido se utiliza una herramienta especial, llama-da piedra o barreta abrasiva, para obtener una superfi-cie de precisión y eliminar cualquier marca de rectifica-do. La piedra o barreta abrasiva va montada en un cabe-zal expansible con una rotación de izquierda a derecha yun avance con carrera vertical ascendente y descenden-te igual al largo del material a bruñir. Está compuesta degranos abrasivos y aglomerante.

Herramienta para el bruñido de cilindros.

El tamaño del grano se obtiene por el número demallas dela criba por pulgada. En el bruñido se utiliza abrasivo finopor tanto, el tamaño de grano está entre 80 y 600. Cuan-to mayor sea este número, más fino es el grano abrasivo.Además pequeños tamaños de grano producen superficiesmás lisas en la pieza que estemos trabajando.La elección del material abrasivo depende de las carac-terísticas del material de la pieza. Los materiales abrasi-vos más utilizados son el Corindón o Alundum (Al2O3),Carburo de silicio o Carborundum (CSi), Nitruro de borocúbico y el diamante natural o sinterizado. Para aumentarla rentabilidad y alargar la vida de la herramienta puedenser tratadas con cera o azufre, preferiblemente cera porrazones medioambientales.El aglomerante es el encargado de retener el grano deabrasivo en la piedra o barreta hasta que se haya despunta-do por el proceso de corte. El aglomerante se desprenderáde estos granos gastados haciendo que aparezcan granosnuevos que están por debajo de los desparecidos, esto sedenomina auto-afilado.A las barretas bruñidoras se las identifica como forma:HON3, donde las medidas están indicadas por las cotas.B= Ancho x C=alto x L=largo.En el bruñido se utilizan aceites para dar una acción decorte más suave y eliminar el material que se haya des-prendido, además hay que tener cuidado con el filtrado deeste aceite ya que si no se realiza adecuadamente las par-tículas no filtradas pueden producir rayas profundas en lasuperficie.

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2 2 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

2 Descripción del proceso

Durante el premecanizado de piezas aparecen fallos quesolo se pueden eliminar a través del bruñido. Este procesode bruñido consiste en nivelar los desniveles (montes yvalles) mediante una fricción continua ente las superficiesde la pieza de contacto y la piedra de bruñir. Para queel tratamiento de bruñido se realice correctamente debecumplir las siguientes condiciones:

• Debe existir un buen acabado superficial en la su-perficie premaquinada de la pieza a tratar (en tornoa 3,2-6,3 µm) y no debe tener desgarraduras, ni es-trías, ni presencia de viruta.

• La superficie premaquinada debe estar bien dimen-sionada. Al bruñir el diámetro se reduce y se debecontrolar este factor para obtener la pieza dentro dela tolerancia dimensional. También se debe tener encuenta el espesor de la pieza a bruñir ya que la piezatiene que soportar la fuerza compresiva del bruñido.En el caso de piezas cilíndricas huecas el espesorserá superior al 20% del diámetro interior.

• Por último es necesario utilizar fluidos que actúencomo refrigerante, para permitir la transferencia decalor generado, y como lubricantes para disminuir lafricción entre herramienta y pieza. Uno de los fac-tores más importantes para conseguir un buen aca-bado, junto con la remoción del material durante elproceso de perfeccionar la mano es el lavado, lubri-cación y refrigeración suministrada por el aceite debruñido. Un flujo continuo de aceite elimina el abra-sivo gastado y los materiales. Si este material no serecoge, acaba causando un desgaste excesivo de lasbarretas. Esto afectará también al acabado del mate-rial. Un buen acabado solo puede ser alcanzado conaceite limpio y la lubricidad adecuada.

El mayor campo de aplicación del bruñido se encuentraen el de las superficies cilíndricas interiores y exteriores,dando lugar al bruñido de interiores y al bruñido de exte-riores.

2.1 Bruñido de interiores

La herramienta consiste en una especie de escariador dediámetro graduable y provisto de piedras abrasivas de-nominado bruñidor. Este bruñidor se fija al husillo de labruñidora. Es necesario colocarlo de forma coaxial pormedio de un cabezal pendular. Al bruñir se producen dosmovimientos que se solapan:

1. Movimiento giratorio de la herramienta bruñidora[Vu]. Velocidad: 15-90m/min.

2. Movimiento lineal (de sube y baja) de la herramientabruñidora[Va] .

Con estos dos movimientos se evita que un mismo granorepita la misma trayectoria sobre la superficie. Al pro-ducirse el cambio de sentido de la carrera se obtienen lasmarcas típicas en estrías cruzadas con el ángulo de estríascruzadas [α].

Vs =√

V 2u + V 2

a

Donde Vu es la velocidad periférica, Va es la Velocidadaxial y Vs es la Velocidad de corte.

α

2= arctan

Va

Vu

Donde α es el ángulo de estrías cruzadas.Se suele utilizar líquido de corte como me-dio lubricante (80% de petróleo y 20% deaceite universal) enviado con chorro fuerte.

2.2 Bruñido de exteriores

En este caso la pieza se sujeta entre puntos y se la hacegirar mientras la herramienta realiza un movimiento lon-gitudinal oscilatorio variable. Con estos dos movimientosvolvemos a evitar que un mismo grano repita la mismatrayectoria sobre la superficie como en el caso del bruñi-do interior.

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3 Ventajas del proceso

Las ventajas que podemos obtener del proceso de bruñidoson las siguientes:

• Buen acabado superficial (0,63-0,04 µm).• Se produce un endurecimiento superficial debido alas dislocaciones generadas por la deformación.

• Se pueden obtener tolerancias estrechas y precisio-nes de IT1-IT0.

• Mejora las propiedades mecánicas de la pieza lo-grando alargar la vida útil de la pieza. Aumenta laresistencia al desgaste ya que en el bruñido se igua-lan las crestas y los valles.

• Corrige los defectos que se hayan podido produciren las operaciones previas de maquinado, como pue-den ser cilindridad, redondez, planicidad, etc.

• Las piezas de las herramientas son intercambiables,además, el mantenimiento resulta sencillo y fácil, encuanto al cambio de herramienta se realiza de for-ma rápida, dando lugar a un ahorro de tiempo y unaumento de productividad.

• Reducir la rugosidad, eliminando las crestas dejadaspor operaciones de mecanizado previo, eliminandolos puntos donde se inician las grietas de fatiga y lacorrosión

• Inducir un estado de tensiones fuertemente compre-sivo en las capas más externas del material, dificul-tando la propagación de las grietas de la fatiga quedeberían superar el campo de tensiones compresivaspara poder crecer.

• Permitir una superficie que favorezca la formaciónde la película lubricante de aceite durante funciona-miento del motor.

4 Materiales

Los materiales utilizados en el proceso de bruñido son:

• Materiales no ferrosos:

Aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre, aleacionesde titanio, aleaciones de magnesio.

• Materiales ferrosos:

Aceros al carbono, aceros aleados, aceros inoxidables,aceros de herramientas, aleaciones de níquel, aleacionesde tungsteno.

5 Costes económicos

El bruñido es un proceso de fabricación relativamente ca-ro, solo puede justificarse para aplicaciones que requierande una alta precisión. Los costes del proceso de bruñidose dividen en el 90% coste de operario por pieza y el 10%pertenece al desgaste del abrasivo por pieza. El coste to-tal se calcula utilizando el ciclo de tiempo, porcentaje dedesgaste de abrasivo, coste del operario y coste del abra-sivo.

6 Bibliografía1. Tecnología mecánica: Procesos de conformado con

arranque de viruta y soldadura de metales. J.SerranoMira, F.Romero Subiron, G.M.Bruscas Bellido,C.Vila Pastor. Colección “Materials” de la Univer-sidad Jaume I, nº 234.

2. Alrededor de las máquinas-herramientas. HeinrichGerling. ISBN 84-291-60-16-3

7 Enlaces externos• Bruñido de cilindros

4 8 TEXTO E IMÁGENES DE ORIGEN, COLABORADORES Y LICENCIAS

8 Texto e imágenes de origen, colaboradores y licencias

8.1 Texto• Bruñido Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Bru%C3%B1ido?oldid=70452817 Colaboradores: LMLM, Technopat, HUB, KRLS, Ou-tisnn, Ortisa, Savh, ZéroBot, Vilal, Sammyna, KLBot2, EduLeo y Anónimos: 3

8.2 Imágenes• Archivo:Bruñido_exteriores.png Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Bru%C3%B1ido_exteriores.png Licen-cia: CC BY 3.0 Colaboradores: Trabajo propio Artista original: Vilal

• Archivo:Bruñido_interiores.png Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ac/Bru%C3%B1ido_interiores.png Licen-cia: CC BY 3.0 Colaboradores: Trabajo propio Artista original: Vilal

• Archivo:Honed_surface.jpg Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/89/Honed_surface.jpg Licencia: GFDL Cola-boradores: Trabajo propio Artista original: Emok

• Archivo:WVN_Diam.png Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/WVN_Diam.png Licencia: CC-BY-SA-3.0Colaboradores: Photographed by Britton Harper of Winona Van Norman Artista original: Britton Harper

8.3 Licencia de contenido• Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0