Proceso de Honing (Brunido) Desmitificado: Definición, Construcción, Principios, Beneficios y Aplicaciones Industriales

Hola, bienvenidos a nuestro blog. Esperamos que estén bien. En este nuevo artículo, estudiaremos en detalle la Definición, Partes o Construcción, Principio de Funcionamiento, Ventajas, Desventajas y Aplicaciones del Proceso de Honing.

Historia del Proceso de Honing

Fue en el siglo XVI cuando Leonardo da Vinci utilizó por primera vez una herramienta para suavizar las paredes internas de una tubería de madera con la ayuda de una varilla con papel abrasivo adherido. Esta varilla podía moverse en direcciones lineales y radiales.

Las herramientas de honing se desarrollaron a principios del siglo XX para brunir los componentes internos de motores de combustión interna.

En 1924 se diseñó y patentó la primera herramienta de honing de cinco cuchillas con varilla y muelle. Pocos años después, el proceso de honing se utilizó para fines de producción en la industria.

Sin más demora, pasemos a nuestro tema principal.

¿Qué es el Proceso de Honing?

El honing es un proceso de mecanizado abrasivo que combina los procesos de rectificado y taladrado. Un proceso de honing utiliza una herramienta de rectificado abrasivo para mecanizar con precisión la pieza de trabajo dada. Un proceso de honing mejora la calidad superficial de la pieza de trabajo y proporciona precisión dimensional a la pieza que se está mecanizando.

Una piedra abrasiva en movimiento se pone en contacto con la pieza a mecanizar, produciendo así un trabajo terminado preciso.

El honing se utiliza en industrias donde tanto la precisión como la estética son importantes. Generalmente, un proceso de honing utiliza CNC para dirigir la herramienta sobre la pieza de trabajo. Un proceso de honing se utiliza principalmente para terminar taladros en una pieza de trabajo.

Características del Proceso de Honing

Las siguientes son las características del Proceso de Honing:

• Es un proceso de baja velocidad y alta precisión.
• El proceso de honing genera una superficie con marcas cruzadas en la pieza de trabajo. Esta pieza se utiliza para retener lubricantes.
• Puede utilizarse para corregir la redondez del taladro.
• Se puede alcanzar una alta tolerancia de 2 a 3 micras.
• Tanto materiales duros como blandos pueden ser brunidos.
• El rango de velocidad de corte varía de 0,25 a 1 m/s.
• El ángulo de corte varía de 60 a 90°.
• La presión aplicada sobre la superficie lateral de la pieza durante el proceso de honing varía de 1000 kPa a 2500 kPa.

Principio de Funcionamiento del Proceso de Honing

El principio básico involucrado en el proceso de honing es la acción de corte realizada por las partículas abrasivas cuando se aplica una fuerza lineal y tangencial. La fricción generada por el contacto de las piedras abrasivas y la pieza de trabajo resulta en la eliminación de material de la pieza.

Los siguientes pasos muestran cómo se realiza el Proceso de Honing:

La pieza a brunir se monta en la mesa de trabajo y se sujeta con la ayuda de fijaciones. Se acopla una herramienta de honing requerida al husillo y se verifica la estabilidad de la herramienta.

El operador selecciona diferentes parámetros como el avance y la velocidad de la herramienta. Cuando la herramienta entra en el taladro, se expande debido a la sección transversal cónica del cono dentro de la herramienta.

Fuerzas actúan perpendicular y paralela a la superficie lateral del taladro. Estas fuerzas resultan en la acción de corte debido a las piedras abrasivas y proporcionan un excelente acabado superficial.

Se añade refrigerante si es necesario durante el proceso para evitar el sobrecalentamiento de la superficie. Una vez finalizado el proceso de honing, la herramienta se retira del taladro y las piedras se retraen hacia adentro debido a la fuerza de retorno del muelle.

El trabajo se deja enfriar y luego se retira aflojando las fijaciones.

Tipos de Máquinas de Honing

Existen dos tipos de máquinas de honing:

• Máquina de Honing Vertical
• Máquina de Honing Horizontal

La construcción de la máquina de honing es muy similar a las taladradoras. Además, una herramienta de honing también puede montarse en un torno o una taladradora. El único requisito del proceso de honing es que la herramienta debe girar y moverse paralela al eje del taladro.

#1. Construcción o Partes de la Máquina de Honing Vertical

La columna y el tornillo elevador están montados sobre la base de hierro fundido. La columna conecta el CNC al motor y también contiene elementos de soporte.

El tornillo elevador está conectado a la mesa de trabajo y las fijaciones están adheridas a la mesa de trabajo.

Un extremo del husillo está conectado al motor y el otro extremo a la herramienta a través de un elemento de soporte. La construcción es muy similar a una taladradora.

• Base: Es el elemento de soporte que sostiene rígidamente todo el conjunto del equipo de honing. La base es de hierro fundido para absorber las vibraciones máximas y proporcionar estabilidad al equipo.
• Columna: Es el elemento de soporte principal utilizado en el conjunto. Una columna vertical sostiene motores, husillo, herramienta y la pieza de trabajo. También actúa como elemento de conexión para varias partes de trabajo.
• Guías: Se utilizan para el movimiento vertical de la pieza de trabajo.
• Mesa de trabajo: Se utiliza para sostener las fijaciones. Puede ser móvil o rígida.
• Fijaciones: Son dispositivos de sujeción para clamp la pieza de trabajo. En el caso del proceso de honing, las fijaciones deben ser fuertes y rígidas para cumplir los requisitos de precisión del proceso.
• Husillo: Dispositivo de conexión que une la herramienta con el motor para proporcionar movimiento rotacional a la herramienta.
• Soporte: Elemento de soporte para sostener el husillo y evitar que se rompa.
• Tornillo elevador: Se proporciona para aumentar la altura de la mesa de trabajo.
• CNC: Control numérico computarizado para controlar el movimiento de la herramienta respecto a la pieza o el movimiento de la pieza respecto a la herramienta.
• Fuente de alimentación: Se usa una fuente de alimentación DC en el proceso de honing.
• Herramienta de Honing: La parte más importante del proceso de honing. Una herramienta de honing diferencia este proceso del rectificado y taladrado. Las herramientas usadas en máquinas verticales y horizontales son similares y se describen a continuación.

#2. Construcción o Partes de la Máquina de Honing Horizontal

La construcción de una máquina de honing horizontal es muy simple. La base actúa como plataforma para todos los elementos o componentes a montar.

El contrapunto se monta en un extremo y el cabezal en el otro. La mesa de trabajo se adjunta entre el contrapunto y el cabezal.

La mesa de trabajo puede moverse en el plano horizontal. El husillo está unido al cabezal y a la herramienta. Se usa para transferir el movimiento del motor a la herramienta. Las fijaciones se ubican en la mesa de trabajo para sujetar la pieza de trabajo.

• Cabezal: Contiene un arreglo de engranajes del motor para variar la velocidad de rotación de la herramienta.
• Bancada: Similar a la base en una máquina de honing vertical. Es de hierro fundido y funciona como amortiguador.
• Husillo: Elemento de conexión que une el motor y la herramienta.
• Columna: Elemento de soporte para sostener el cabezal.
• Fijaciones: Sujetan la pieza y restringen los grados de libertad. Las fijaciones en el honing horizontal deben ser muy precisas ya que se ejerce una gran cantidad de fuerza sobre la pieza.
• CNC: Debe instalarse en el honing horizontal para asegurar mejor precisión. Esto puede eliminar la mayoría de errores humanos.
• Herramienta de Honing: El elemento más importante, explicado a continuación.
• Contrapunto: Elemento situado en el otro extremo de la base. Se usa para dar soporte a la pieza de trabajo.

Herramienta de Honing

Existen variedades de herramientas de honing disponibles en el mercado para diferentes propósitos. El diagrama muestra una herramienta de honing de doble cono.

Consiste en una piedra abrasiva en el diámetro exterior de la herramienta. La piedra es la parte que contacta con la pieza de trabajo.

Hay dos conos situados dentro del portapiedras. Tan pronto como se aplica una fuerza lineal al eje, las piedras son empujadas hacia afuera.

Esto ocurre debido a la sección transversal cónica del cono. Las piedras son retraídas por la acción inversa de los muelles.

Partículas Abrasivas Utilizadas

Las piedras abrasivas son partículas abrasivas unidas para formar una estructura sólida que puede producir fricción al frotar contra otro material. Hay una variedad de partículas abrasivas disponibles según el tamaño de grano, acabado superficial deseado y varios otros factores. Las partículas abrasivas más comúnmente usadas son óxido de aluminio, carburo de silicio y carburo de tungsteno.

Parámetros Importantes del Proceso de Honing

#1. Selección del abrasivo

La operación de honing depende altamente de las partículas abrasivas usadas. La elección del abrasivo depende de la dureza de la pieza y el acabado superficial deseado. Para piezas muy duras se usa diamante como herramienta.

#2. Velocidad del husillo

La velocidad del husillo o RPM de la herramienta es un parámetro importante que decide diferentes características de la pieza. Por ejemplo, si la remoción de material alta es la clave, la velocidad debe ser mínima. Si el acabado superficial es la clave, la velocidad debe ser alta.

#3. Velocidad de reciprocación

La velocidad de reciprocación de la herramienta respecto a la pieza afecta el acabado superficial del trabajo. Velocidades de reciprocación más altas resultan en un mal acabado superficial.

#4. Presión de honing

Como se mencionó, la presión de honing varía de 1000 kPa a 2500 kPa. Una presión menor resulta en baja remoción de material y una presión mayor resulta en mal acabado superficial.

Ventajas del Proceso de Honing

• Precisión: El proceso de honing es altamente preciso y exacto. En industrias donde el diámetro de un taladro o cilindro debe ser preciso, el honing es de gran ventaja.
• Dureza de la pieza: Otra ventaja es que puede mecanizar cualquier material independientemente de su dureza y estructura molecular.
• Mantiene la línea central: El honing mantiene la línea central del cilindro o taladro. Otros procesos de acabado pueden alterar la línea central.
• Remoción de material: Se remueve menos material y se obtiene el acabado con la ayuda de una herramienta abrasiva.
• Patrón generado: El honing genera un patrón de marcas cruzadas en la superficie de la pieza. Esto proporciona gran ventaja para que la pieza retenga lubricantes.

Desventajas del Proceso de Honing

• Alto costo inicial: El costo inicial del equipo es alto. Es un inconveniente económico de la máquina de honing.
• Alto desgaste de herramienta: Las piedras abrasivas son el filo de corte principal. La rugosidad de las piedras abrasivas disminuye fácilmente en el honing.
• Rectitud del taladro: El honing solo mejora la calidad superficial interna de un taladro o cilindro. No mejora la rectitud del taladro.
• Tipos de materiales: El honing es adecuado solo para materiales ferrosos, no es muy efectivo en materiales no ferrosos.

Aplicaciones del Proceso de Honing

• Se puede usar para terminar cigüeñales de automóviles.
• El proceso de honing se usa para terminar engranajes en la industria automotriz.
• También se usa para fines de producción donde taladros cilíndricos huecos deben terminarse con precisión.
• También se usa para terminar el diámetro interno de motores de combustión interna.
• Se puede usar para mejorar la redondez del taladro.