BR102022021390A2

BR102022021390A2 - Processo para polimento de matrizes de elementos de fixação com pontas diamantadas em retíficas e pontas diamantadas

Info

Publication number: BR102022021390A2
Application number: BR102022021390-9A
Authority: BR
Inventors: Matheus Vicentin De Alcantara; Antonio Baldim; Reinaldo Jaquetto Da Silva; Robinson Natal De Alcantra
Original assignee: Mv Ferramentaria Ltda; Antonio Baldim; Matheus Vicentin De Alcantara; Reinaldo Jaquetto Da Silva; Robinson Natal De Alcantra
Filing date: 2022-10-21
Publication date: 2024-05-07

Abstract

Tem como destaque as etapas de fabricação de ponteiras diamantadas de desbaste (2) e de acabamento (3) conforme o delineamento interno do molde (1) em metal duro de determinado elemento de fixação e o uso das mesmas por meio de retificas (5) universais, mecanizando o polimento destas ferramentas.

Description

Introdução

[0001] Refere-se o presente pedido de patente de Invenção de um inédito “PROCESSO PARA POLIMENTO DE MATRIZES DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO COM PONTAS DIAMANTADAS EM RETÍFICAS E PONTAS DIAMANTADAS”, consiste na utilização de pontas diamantadas, de desbaste e acabamento, com geometrias definidas pelo projeto das matrizes, propiciando ao acabamento final um melhor resultado dimensional, repetibilidade e economia de insumos.

Campo de aplicação

[0002] O campo de aplicação é o da indústria mecânica, mais especificamente o de fabricação de matrizes para elementos de fixação como, por exemplo, parafusos, porcas e rebites.

Convencimento

[0003] É sabido pelos técnico no assunto que o polimento em um processo de alisamento manual ou mecanizado de uma superfície com o auxílio de tecidos, pastas abrasivas ou micro-esferas a fim de atingir um nível específico de rugosidade superficial. Em linhas gerais, o material das arestas da rugosidade primeiro preenche as cavidades próximas e, em seguida, flui para onde for possível. Em uma camada superficial de alguns milímetros de espessura, fortes pressões se desenvolvem localmente entre os materiais abrasivos e o metal, de modo que junto com o calor gerado pela fricção, elas levam à deformação plástica e a uma variação micro estrutural.

[0004] O tratamento térmico e a dureza do metal afetam diretamente o polimento do material. Matrizes em metal duro como as utilizadas na fabricação de elementos de fixação exigem várias etapas tanto na preparação dos insumos quanto na preparação das peças, assim como mão de obra super qualificada para alcançar as tolerâncias dimensionais na casa dos milésimos.

[0005] Neste contexto, novas tecnologias capazes de reduzir o número de etapas para realização de polimento em matrizes de metal duro e, consequentemente, aumentar a produtividade com maior qualidade e repetibilidade sem depender de mão de obra super qualificada são bem-vindas no segmento em questão.

Estado da técnica

[0006] Atualmente, o processo de polimento das matrizes em metal duro para elementos de fixação tem início com a análise do projeto mecânico das mesmas, a partir da qual são preparados os insumos, ferramentas e equipamentos necessários. O processo é personalizado, ou seja, para cada projeto de matriz é preciso fazer as escolha dos insumos adequados, assim como a fabricação das ferramentas próprias, o que gera o acúmulo de componentes e passivo ambiental.

[0007] Desse modo, analisado determinado projeto na fase de preparação de insumos e ferramentas são fabricados os pinos em aço de acordo com o desenho técnico, escolhidas a composição de pastas diamantadas para desbaste, semiacabamento e acabamento, o algodão de polimento, o líquido solvente (auxiliar do polimento) e as brocas, de metal duro, de acordo com o delineamento interno da matriz. Por sua vez, na preparação dos equipamentos a matriz é trabalhada em um torno mecânico ou CNC, no qual o contorno interno toma forma por meio da broca supracitada, até o ponto de permanecer um sobremetal de 0,05mm destinado ao acabamento final / polimento. Após a pré-forma no torno a matriz é encaminhada para o acabamento final em uma furadeira de bancada, no próprio torno ou uma máquina apropriada para essa tarefa. Importante frisar que a etapa de acabamento final é executada de maneira 100% manual, tendo início com a medição para saber quanto de material será necessário para a obtenção da medida de projeto, geralmente 0,05mm deixado na pré- forma. O acabamento final se dá por meio de movimentos, chamados de golpes, com os insumos e ferramentas preparados anteriormente pinos, pastas diamantadas, algodão, solventes etc. Para tanto, os pinos são posicionados em mandril apropriado e a matriz a ser polida presa e acondicionada em um suporte apropriado, para então iniciar a aplicação das pastas diamantadas na devida sequência. Como comentado, o acabamento final é 100% manual em que são feitos vários golpes no sentido de introduzir e retirar o pino em intervalos regulares com frequente medição da matriz. Após a aproximação da medida com a pasta de desbaste inicia a operação de polimento final com as pastas, semiacabamento e por último a pasta diamantada de acabamento. Há um limitante de 86 HRA na dureza das matrizes a serem polidas, pois número maior que este pinos e equipamentos não suportarão as exigências mecânicas.

[0008] O atual estado da técnica antecipa alguns documentos de patentes US5384986 A intitulado “POLISHING APPARATUS” - uma mesa giratória com um pano abrasivo montado nela e um anel superior posicionado acima da mesa giratória são fornecidos de forma independente rotativa. O anel superior segura uma peça de trabalho a ser polida e pressiona a peça de trabalho contra o pano abrasivo. A mesa giratória e o anel superior são girados para polir a superfície da peça de trabalho para um acabamento espelhado plano no pano abrasivo. Uma escova rotativa pressionada contra o pano abrasivo é girada em torno de um eixo substancialmente perpendicular ao plano do pano abrasivo e oscila substancialmente radialmente entre as posições radialmente interna e externa sobre o pano abrasivo. Uma solução de limpeza é pulverizada de um bico no pano abrasivo.

[0009] O aparato antecipado no documento acima trata de uma combinação de uma mesa giratória que recebe a peça a ser polida por meio de fluido pulverizado, portanto limitado a superfícies planas.

[0010] O documento US 6494985 BA intitulado “METHOD AND APPARATUS FOR POLISHING A SUBSTRATE” -uma seção de polimento com pelo menos uma unidade de polimento para realizar o polimento primário e o polimento secundário do substrato pressionando o substrato contra uma superfície de polimento. Uma seção de limpeza limpa o substrato que foi polido para remover partículas presas ao substrato por meio de uma limpeza por esfrega..

[0011] No documento acima é utilizada uma ferramenta para polimento de um substrato plano no campo de semicondutores.

Objetivos da invenção

[0012] É objetivo da presente invenção propor um processo para polimento de matrizes de elementos de fixação com pontas diamantadas em retíficas e pontas diamantadas capaz de fazer o acabamento (polimento) final da matriz de forma mecânica com tolerância dimensional mais estreitas, repetibilidade e em tempo reduzido (o processo manual consome cerca de 5 horas e o inovado 5 minutos).

[0013] É objetivo da presente invenção propor um processo para polimento de matrizes de elementos de fixação com pontas diamantadas em retíficas e pontas diamantadas sustentável e ecologicamente correto, uma vez que não utiliza insumos químicos e não gera passivo ambiental.

[0014] É objetivo da presente invenção propor um processo para polimento de matrizes de elementos de fixação com pontas diamantadas em retíficas e pontas diamantadas que torna possível trabalhar com matrizes com durezas acima de 86 HRA, podendo alcançar 91,5 HRA uma vez que não há impactos mecânicos (golpes) durante o polimento.

[0015] É objetivo da presente invenção propor um processo para polimento de matrizes de elementos de fixação com pontas diamantadas em retíficas e pontas diamantadas capaz de aumentar a vida útil da ferramenta.

[0016] É objetivo da presente propor um processo para polimento de matrizes de elementos de fixação com pontas diamantadas em retíficas e pontas diamantadas de ótima relação custo x benefício.

Sumário da invenção

[0017] O “PROCESSO PARA POLIMENTO DE MATRIZES DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO COM PONTAS DIAMANTADAS EM RETÍFICAS E PONTAS DIAMANTADAS” - trata da preparação de pontas diamantadas, uma de desbaste e uma de acabamento, conformadas de acordo com o molde em metal duro no qual farão o polimento com a utilização de retíficas.

Figuras da invenção

[0018] Na sequência são apresentadas as figuras para melhor explicar o pedido de patente de forma ilustrativa e não limitativa: Figura 1: Fluxograma do processo para polimento de matrizes de elementos de fixação com pontas diamantadas em retíficas e pontas diamantadas; Figura 2: Vista em perspectiva de uma ponta diamantada de desbaste utilizada no processo para polimento de matrizes de elementos de fixação com pontas diamantadas em retíficas e pontas diamantadas; Figura 3: Vista em perspectiva de uma ponta diamantada de acabamento utilizada no processo para polimento de matrizes de elementos de fixação com pontas diamantadas em retíficas e pontas diamantadas; Figura 4: Vista em corte do molde da matriz no qual as pontas de acabamentos das figuras 2 e 3 do processo para polimento de matrizes de elementos de fixação com pontas diamantadas em retíficas e pontas diamantadas, serão utilizadas; Figura 5: Vista lateral em corte esquemático da ponta de desbaste do processo para polimento de matrizes de elementos de fixação com pontas diamantadas em retíficas e pontas diamantadas, em uso; Figura 6: Vista lateral em corte esquemático da ponta de acabamento do processo para polimento de matrizes de elementos de fixação com pontas diamantadas em retíficas e pontas diamantadas, em uso.

Descrição detalhada da invenção

[0019] O “PROCESSO PARA POLIMENTO DE MATRIZES DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO COM PONTAS DIAMANTADAS EM RETÍFICAS E PONTAS DIAMANTADAS”, objeto desta solicitação de patente de Invenção tem como destaque as etapas de fabricação de ponteiras diamantadas de desbaste (2) e de acabamento (3) conforme o delineamento interno do molde (1) em metal duro de determinado elemento de fixação e o uso das mesmas por meio de retificas (5) universais, mecanizando o polimento destas ferramentas.

[0020] Mais particularmente, a invenção consiste em um processo para polimento de matrizes (1) fabricadas em metal duro de elementos de fixação, como parafusos, porcas e rebites por meio de pontas diamantadas para o desbaste (2) e o acabamento (3) interno das referidas matrizes (1) em metal duro até o grau de polimento, pontas diamantadas (2, 3) essas montadas em hastes (4) cilíndricas apropriadas para utilização em retíficas (5) universais contrapostas aos lúmens das matrizes (1) em metal duro propriamente ditas cujas aproximações se dão de acordo com o conceito de atuação destes equipamentos, e o desbaste e o acabamento do lúmen conforme as características das pontas diamantadas (2, 3). Em uma primeira etapa (E1) o processo para polimento inventado tem início com a análise do projeto mecânico da matriz (1) em metal duro a ser polida, a partir da qual são tomadas as medidas para fabricação da ponta diamantada de desbaste (2) e ponta diamantada de acabamento (3). Em uma segunda etapa (E2) são fabricadas a ponta diamantada de desbaste (3) e a ponta diamantada de acabamento (3) de acordo com contorno do projeto e tolerâncias dimensionais. Em uma terceira etapa (E3), anterior, paralela ou subsequente a segunda etapa (E2), a matriz em metal duro é trabalhada em um torno mecânico ou CNC, no qual o contorno interno toma forma por meio de broca, igualmente de metal duro, até o ponto de permanecer um sobremetal de 0,05mm destinado ao acabamento final / polimento. Após a pré-forma no torno, em uma quarta etapa (E4) a matriz (1) metal dura é encaminhada para a retífica universal onde é posicionada. Em uma quinta etapa (E5) a ponta diamantada de desbaste (2) é fixada por meio de sua haste (4) cilíndrica ao cabeçote da retífica (5) universal. Em uma sexta etapa (E6) o operador introduz a ponta diamantada de desbaste (2) no lúmen da matriz (1) em metal duro até o limite da tolerância dimensional da mesma. Em uma sétima etapa (E7) a ponta diamantada de acabamento (3) é fixada por meio de sua haste (4) cilíndrica ao cabeçote da retífica (5) universal e em uma nona etapa o operador introduz a ponta diamantada de acabamento (3) no lúmen da matriz (1) em metal duro até o limite da tolerância dimensional da mesma. Desse modo, o acabamento final se dá por meio de movimento rotativo continuo mecânico sem nenhum impacto e insumo químico, podendo polir matrizes com até 91,5 HRA de dureza, obtendo-se rugosidade 10 vezes menor que o processo manual.

[0021] A ponta diamantada de desbaste (2) montada em haste (4) cilíndrica tem o contorno externo concordante com delineamento interno da matriz (1) metal duro a ser polida e uma composição mais dura, ao passo a ponta diamantada de acabamento (3) montada em haste (4) cilíndrica tem o contorno externo concordante com delineamento interno da matriz (1) em metal duro a ser polida e uma composição mais macia.

Claims

1) “PROCESSO PARA POLIMENTO DE MATRIZES DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO COM PONTAS DIAMANTADAS EM RETÍFICAS E PONTAS DIAMANTADAS”, aplicado em matrizes (1) fabricadas em metal duro de elementos de fixação, como parafusos, porcas e rebites; em uma primeira etapa (E1) o processo para polimento inventado tem início com a análise do projeto mecânico da matriz (1) em metal duro a ser polida, a partir da qual são tomadas as medidas para fabricação da ponta diamantada de desbaste (2) e ponta diamantada de acabamento (3); em uma terceira etapa (E3), anterior, paralela ou subsequente a segunda etapa (E2), a matriz em metal duro é trabalhada em um torno mecânico ou CNC, no qual o contorno interno toma forma por meio de broca, igualmente de metal duro, até o ponto de permanecer um sobremetal de 0,05mm destinado ao acabamento final / polimento caracterizado por utilizar pontas diamantadas para o desbaste (2) e o acabamento (3) interno fabricadas conforme o delineamento interno das matrizes (1) em metal duro; as hastes (4) cilíndricas das pontas diamantadas (2, 3) possibilitam a utilização em retíficas (5) universais contrapostas aos lúmens das matrizes (1) em metal duro cujas aproximações se dão de acordo com o conceito de atuação destes equipamentos, e o desbaste e o acabamento do lúmen conforme as características das pontas diamantadas (2, 3).

2) “PROCESSO PARA POLIMENTO DE MATRIZES DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO COM PONTAS DIAMANTADAS EM RETÍFICAS”, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por em uma segunda etapa (E2) serem fabricadas a ponta diamantada de desbaste (3) e a ponta diamantada de acabamento (3) de acordo com contorno do projeto e tolerâncias dimensionais; após a pré-forma no torno, em uma quarta etapa (E4) a matriz (1) metal dura é encaminhada para a retífica universal onde é posicionada; em uma quinta etapa (E5) a ponta diamantada de desbaste (2) é fixada por meio de sua haste (4) cilíndrica ao cabeçote da retífica (5) universal; em uma sexta etapa (E6) o operador introduz a ponta diamantada de desbaste (2) no lúmen da matriz (1) em metal duro até o limite da tolerância dimensional da mesma; em uma sétima etapa (E7) a ponta diamantada de acabamento (3) é fixada por meio de sua haste (4) cilíndrica ao cabeçote da retífica (5) universal e em uma nona etapa o operador introduz a ponta diamantada de acabamento (3) no lúmen da matriz (1) em metal duro até o limite da tolerância dimensional da mesma.

3) “PONTAS DIAMANTADAS”, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pela ponta diamantada de desbaste (2) montada em haste (4) cilíndrica ter o contorno externo concordante com delineamento interno da matriz (1) metal duro a ser polida e uma composição mais dura.

4) “PONTAS DIAMANTADAS” de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pela ponta diamantada de acabamento (3) montada em haste (4) cilíndrica ter o contorno externo concordante com delineamento interno da matriz (1) metal duro a ser polida e uma composição mais macia.