Bruñido versus bruñido con rodillo biselado: ¿qué proceso gana para los tubos cilíndricos?

Imagine a un planificador de producción entre dos líneas de acabado para tubos de cilindros hidráulicos. Una línea utiliza bruñido; el otro raspa el orificio y luego lo pule con un rodillo. Ambos pueden ofrecer un diámetro suave y preciso, pero difieren en el tiempo del ciclo, la textura de la superficie y el estado físico del metal justo debajo del orificio. Para la mayoría de los tubos de acero dúctil, el biselado más el bruñido con rodillo le brindan un mayor rendimiento y una superficie compresiva y endurecida, mientras que el bruñido sigue siendo la opción más flexible para piezas de trabajo endurecidas y eliminación de material más pesado. Este artículo compara los dos procesos desde una perspectiva práctica de mecanizado y adquisición.

¿Qué le hace el bruñido al diámetro interior de un cilindro?

El bruñido es un método de acabado abrasivo. Un conjunto de piedras unidas, montadas sobre un mandril giratorio, oscilan dentro del orificio mientras presionan hacia afuera. La combinación de movimiento giratorio y lineal corta una fina capa controlada, produciendo el característico patrón de trama cruzada que se ve en los cilindros del motor y en los orificios de los tubos hidráulicos.

Los principales puntos fuertes del bruñido son la corrección de la geometría y la versatilidad del material. Puede reducir la forma cónica, la ovalidad y las ondulaciones dejadas por la operación anterior de taladrado o embutición. También funciona con aceros endurecidos, lo que lo hace útil para piezas que ya han sido tratadas térmicamente.

Sus desventajas son la velocidad y la variabilidad relacionada con el desgaste. Para bruñir un orificio a H8 o H9 se necesitan varias pasadas y las piedras abrasivas se desgastan progresivamente, por lo que el operador debe ajustar el avance o el rectificado para mantener el tamaño. El proceso también puede generar suficiente calor para alterar la capa superficial si no se controlan el refrigerante y los parámetros.

Qué hacen diferente el biselado y el bruñido con rodillo

El biselado es una operación de corte de un solo punto. Un cabezal cortador que lleva uno o más insertos de corte gira dentro del tubo y retira una fina capa helicoidal del orificio. Limpia costuras de soldadura, incrustaciones e inconsistencias dimensionales dejadas por estirado en frío o soldadura. Inmediatamente después, o en la misma pasada de la máquina, sigue el bruñido con rodillo. Un conjunto de rodillos endurecidos se presiona contra la superficie mecanizada bajo una fuerza controlada, deformando plásticamente los micropicos en los valles.

Debido a que los rodillos trabajan el material en frío en lugar de cortarlo, el orificio terminado tiene varias características inusuales. Se vuelve similar a un espejo y a menudo alcanza Ra 0,4 o mejor. La capa superficial gana tensión residual de compresión, lo que mejora la resistencia a la fatiga. La deformación plástica también endurece el metal, aumentando la resistencia al desgaste sin un tratamiento térmico separado.

El proceso es considerablemente más rápido que el pulido. Las fuentes de la industria suelen citar un aumento de la productividad del 60 al 80 por ciento, razón por la cual se prefiere el raspado y el bruñido con rodillos en la producción de cilindros hidráulicos de gran volumen. Sin embargo, necesita un orificio previo razonablemente bueno y el material del tubo debe tener suficiente ductilidad para fluir bajo presión de laminación. Los materiales endurecidos por encima de HRC 40 a 45 aproximadamente no son adecuados para el paso de bruñido.

Bruñido y bruñido con rodillo biselado: diferencias clave

La siguiente tabla resume las diferencias técnicas más importantes para el acabado de tubos de cilindros.

Tenga en cuenta que el objetivo final real también depende de la calidad del tubo inicial. Un tubo con un orificio estrecho estirado en frío ofrece a ambos procesos un camino más corto hasta el tamaño final.

Cómo elegir entre bruñido y bruñido con rodillos biselados

Comience con su volumen de producción y estado del material. Si realiza tiradas largas de producción de tubos de cilindro en SAE 1026, ST52, E355 o aceros de medio carbono similares, el pulido y el pulido con rodillo reducen el tiempo del ciclo y le brindan una superficie densa y brillante que sella bien. Si tiene tiradas cortas, cambios frecuentes de diámetro o tubos de aleación endurecidos, el bruñido le brinda más flexibilidad para corregir la geometría y tolerar superficies más duras.

La geometría es un segundo filtro. El bruñido puede eliminar más material y corregir un perfil de orificio ondulado. El raspado también elimina una capa uniforme, pero su capacidad de corrección es limitada; el orificio previo debe ser razonablemente cierto. Es por eso que muchos fabricantes comienzan con un tubo de cilindro hidráulico estirado en frío que ya tiene una pared y un diámetro interior consistentes, y luego terminan con un biselado y un pulido con rodillo.

En este punto, podemos ver cómo encaja un proveedor de tubos en la decisión. En lugar de adquirir un tubo en bruto y luego enviarlo a una acabadora independiente, puede pedir un tubo que ya haya sido procesado con el acabado deseado. Nuestro tubo SRB pulido con diámetro interior de espejo es un ejemplo de producto raspado y bruñido con rodillo con tolerancia H8 y acabado Ra0.4, listo para mecanizado de barril o ensamblaje final en muchas aplicaciones hidráulicas.

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Si necesita un componente en lugar de un tubo semiacabado, se aplica la misma lógica de proceso a barriles de cilindros hidráulicos terminados . Estos están mecanizados a medida, pulidos o biselados/bruñidos y se suministran listos para ensamblar, por lo que no necesita mantener la capacidad de mecanizado de acabado en su propia planta.

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Consideraciones prácticas de compra de tubos cilíndricos terminados

Cuando compra un tubo cilíndrico terminado, las diferencias entre los dos procesos afectan más que la rugosidad de la superficie. El acabado del orificio influye directamente en la vida útil del sello y la resistencia al desgaste. Un orificio pulido con un rayado demasiado agresivo puede aumentar la fricción del sello, mientras que una superficie bruñida puede ser demasiado lisa para que algunos diseños de sellos retengan aceite. Confirme con su proveedor de sellos qué textura de superficie recomienda.

También vale la pena preguntar al proveedor sobre el proceso utilizado para lograr el acabado. Si utilizan bruñido con rodillo, solicite el aumento de dureza y los datos de tensión de compresión para confirmar el beneficio. Si usan bruñido, pregunte sobre el grano abrasivo y si las piedras se rectifican durante el proceso, para que no reciba un orificio con abrasivo incrustado o de tamaño inconsistente. El artículo sobre ¿Por qué los sellos del cilindro hidráulico siguen fallando debido al acabado del diámetro interior? explica por qué estos detalles son importantes en el servicio.

El material de partida también merece atención. un tubo de cilindro hidráulico estirado en frío en ASTM A519 o EN 10305 proporciona una superficie de orificio consistente que minimiza el tiempo de mecanizado, ya sea que elija bruñir o raspar y bruñir con rodillo.

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Conclusión

Tanto el bruñido como el bruñido con rodillo biselado tienen cabida en la fabricación de tubos cilíndricos. El bruñido gana cuando es necesario corregir errores geométricos importantes o procesar materiales endurecidos. El raspado más el bruñido con rodillo ganan en velocidad, acabado superficial e integridad de la superficie para los aceros de microaleación y de medio carbono que se usan comúnmente en los cilindros hidráulicos. Haga coincidir el proceso con el tamaño de su lote, la dureza del material y los requisitos de tolerancia, y trabaje con un proveedor que pueda ofrecer tanto el tubo en bruto como la opción en estado terminado.