Lapeado

LAPEADO

En el lapeado, dos superficies se frotan entre sí con un medio abrasivo atrapado entre ellas. El material se elimina por las innumerables partículas sueltas entre la superficie del soporte y la pieza presionada contra ella. Las partículas se enrollan en un grado mayor o menor de acuerdo con la dureza y porosidad de las superficies de soporte, realizando así una especie de amasado y eliminando material en la superficie de la pieza.

El lapeado se ejecuta para dejar un acabado terso sobre las superficies y en esta operación puede intervenir frecuentemente la eliminación de cantidades apreciables de metal para sacar raspones, huellas dejadas por la herramienta, oquedades finas y otros defectos presentes en superficies burdas. El lapeado elimina unas micras de material, normalmente menos de 0,025 mm (entre 0.020 y 0.005 mm) y permite obtener superficies con una rugosidad superficial muy baja (Ra < 0,16 µm ), mejor que la de otras operaciones como el rectificado. La cantidad de metal desprendido y el acabado superficial se regulan por las características del material que se pule y por la velocidad. La aplicación de los abrasivos en esta operación sigue estrechamente los principios que rigen el esmerilado. (Keiser, 1998).

La plancha de lapear suele ser de hierro colado, cobre, cuero o tela. Las partículas abrasivas están embebidas en ella, o pueden ser arrastradas en un lodo. Dependiendo de la dureza de la pieza, las presiones de lapeado van de 7 a 14 KPa.

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El lapeado, aunque es un proceso abrasivo, se diferencia del rectificado o bruñido, ya que utiliza un abrasivo suelto en lugar de abrasivos aglomerados, como muelas abrasivas.

MÁQUINA LAPEADORA

Estas máquinas son equipo que constan de piezas bastante simples y una mesa giratoria, llamada placa de lapeado, y tres o cuatro anillos acondicionado. Las máquinas estándar tienen  placas de 12 pulg a 48 pulg de diámetro. Existen  máquinas grandes de hasta 144 pulg.

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1. Máquina de lapeado plana . (Foto por cortesía de Engis Corp.) 2) Una máquina de lapeado de doble plato. (Foto por cortesía de Engis Corp.)

La placa de lapeado se usa más frecuentemente hecha de hierro fundido suave de alta calidad, aunque algunos están hechos de cobre u otros metales blandos. Esta placa debe mantenerse perfectamente plana. El trabajo se llevó a cabo en los anillos de acondicionamiento. Estos anillos giran. Esta rotación realiza dos trabajos. En primer lugar, "condiciones" de la placa - lo que significa que distribuye el desgaste de modo que la placa de lapeado se mantiene plana por más tiempo. En segundo lugar, sostiene la pieza de trabajo en su lugar. La velocidad a la que gira la placa está determinada por el trabajo que se realiza. Al hacer partes muy críticas, se utiliza de 10 a 15 rpm. Cuando se trata de pulir, se utiliza hasta 150 rpm. Los granos abrasivos deben estar esparcidos de manera uniforme para ser eficaz en lapeado.

Una presión de aproximadamente 3 libras por pulgada cuadrada (psi) se debe aplicar a las piezas de trabajo. A veces su propio peso es suficiente. Si no, una placa de presión redonda, pesada se coloca en el anillo acondicionado. Las máquinas más grandes utilizan ascensores neumáticos o hidráulicos para colocar y retirar las placas de presión.

La pieza de trabajo debe ser al menos tan fuerte como la placa de chapoteo o del abrasivo será cargado en el trabajo. Se llevará de 1 a 20 minutos para completar el ciclo de mecanizado. El tiempo depende de la cantidad de material removido, el abrasivo utilizado y la calidad requerida.

VELOCIDAD DE LAS PLACAS DE TRABAJO

La tasa de eliminación de material es en gran parte proporcional a la velocidad de rotación, o a la distancia recorrida por unidad de tiempo. La velocidad máxima de rotación es limitada debido a la fuerza centrífuga que se produzcan. A altas velocidades, el fluido lapeado se tira hacia el exterior, y las piezas de trabajo pueden someterse a un movimiento de bamboleo relativamente alto que es perjudicial para la planitud y el paralelismo. Las altas velocidades son una desventaja para el proceso de lapeado real, las placas de trabajo requerirían ranuras anulares o en forma de cruz para prevenir que el agente de lapeado de ser arrojado fuera.

Los nuevos diseños de máquinas de lapeado incorporan una instalación de arranque suave o control de velocidad continua de las placas de trabajo, paso controlado de la presión, placas enfriadas de trabajo, la medición del tiempo digital y carga automática, torneado, etc.

FLUIDO PARA LAPEADO

El fluido utilizado en el lapeado debe elegirse con cuidado. Si el fluido (por ejemplo, aceite) es demasiado viscoso, la película formada es muy gruesa, y si las partículas son demasiado pequeñas, no pueden realizar eficientemente la remoción. Si la película es demasiado delgada, puede romperse y permitir el contacto de metal a metal entre la placa de trabajo y la pieza de trabajo. Un medio de exceso de grasa es ineficiente, por tanto, debe ser retirado de la zona de lapeado inmediatamente. (Esto es comparable con el flujo de virutas durante el mecanizado). La rotación inadecuada o irregular de los anillos debido a los agentes que traslapan tiene graves consecuencias para el efecto de lapeado en la placa de trabajo.

POLVO DE LAPEADO

El polvo de lapeado viene en forma de carburo de silicio, óxido de aluminio, carburo de boro, polvo de diamante  o productos similares. Los criterios de calidad son el tamaño de partícula, distribución de tamaño, la dureza, la forma y el número de bordes. El tamaño de partícula se elige de acuerdo con el acabado de la superficie requerida, y, naturalmente, también de acuerdo a la tasa de eliminación de material, considerada necesaria. De los granos clasificados en la Figura 45, los más comunes son los tamaños de 400, 500 y 600. Existen muchos tipos de grano disponibles en el mercado, los más eficaces para dar un buen acabado superficial son los que menos variación tienen en el tamaño de grano.

[pic 4]Granalla de óxido de aluminio                                Carburo de silicio

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Diamante policristalino sintético                                Diamante natural

Para cualquier tamaño de grano la variación máxima no debe exceder de 20% de la nominal. Partículas de gran tamaño causan picazón, y los bajomedida se llevan simplemente junto con la masa, sin hacer ningún trabajo útil.

Un rasguño en la superficie de la pieza puede costar varias veces más que  el ahorro realizado por preferir un producto de mala calidad a uno de mayor calidad. El polvo debe mezclarse fácilmente con el fluido, sin grumos y permaneciendo suspendido por un tiempo considerable antes de establecerse, y no debe contener agua (si se mezcla con bases de petróleo). La sedimentación lenta es importante para evitar la separación antes de que el medio se bombee en la zona de lapeado. Las relaciones de mezcla varían de 1:10 a 1: 5 o de 100 a 200 g del polvo en 1 litro de fluido. Cuando se utiliza agua y aditivos anti-corrosión, la relación puede ser de 1: 3 a 1: 2 o aprox. 300 a 500 g por litro.

Al cambiar de un tamaño de grano a otro, se recomienda enjuagar la zona de trabajo a fondo.

Un  cambio de granos de diamante a granos convencionales se ha hecho popular en el campo de lapeado. El uso de nuevos fluidos se está abriendo cada vez más nuevas posibilidades. Los nuevos tipos de placas de trabajo y su diseño permiten el uso de este método de mecanizado sin significativos costos adicionales por pieza de trabajo. Pero el polvo de diamante, que tiene un valor económico mayor comparado con los otros polvos para lapeado, con frecuencia da lugar a tiempos de mecanizado más cortos y superficies limpias.

Una comparación de consumo para máquinas de tamaño medio (diámetro de 700 a 1000 mm) dio como resultado los siguientes valores sobre la base de lapeado aceite:

Lapeado con polvo de diamante, el consumo es de 224 quilates o 0,4-0,8 g / h

Lapeado convencional con Si-C, el consumo es 200 a 1.000 g / h

Con fluidos a base de agua, se incrementa el consumo a 5 veces esta cantidad, o 1000-5000 g / h. La relación de consumo "diamante: Si-C", por tanto, es de 1: 5000, lo que inicialmente parece increíble. Consideremos ahora brevemente el recuento de granos: 1 quilate, es decir, 0,2 g de polvo de diamante con un tamaño medio de partículas de 15 micras, contiene aproximadamente 3 millones de partículas o 15 millones de partículas / g.  1 g de Si-C 500 con un tamaño medio de partícula de 13 micras contiene 10 - 15 millones de partículas / g o aproximadamente 10-15 mil millones de partículas / 1000 g (10, - 15,000,000,000). Este es un número incomprensiblemente grande en la mayoría de los casos. Esta cantidad se supera x veces con tamaños de partícula más pequeños. Por consiguiente, la utilización de grano convencional (Si-C, A1203 etc.) es relativamente pobre. Se puede concluir de ello que muchas partículas no se utilizan en la placa de trabajo o se rompen tan fácilmente que la rodadura no tiene lugar. Hay mucho trabajo de investigación y desarrollo aquí.  

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