Fabricação mecânica i furação 1

Professor: Manoel Tadeu Alves dos SantosINSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO - IFES

São Mateus, ES - 2010

FABRICAÇÃO MECÂNICA I(FURAÇÃO)

De maneira geral, os conjuntos mecânicos, quer sejam

de máquinas operatrizes, automóveis, caldeiras,

motores, equipamentos diversos, etc., são formados

por uniões de várias peças em separado.

A abertura de furos convenientemente dispostos

nessas peças, permite armá-las ou montá-las por meio

de parafusos ou rebites.

Para a abertura desses furos, e necessária a utilização

de uma ferramenta especial chamada “BROCA”, que

com o auxílio de uma máquina acionadora produz a

furação cilíndrica pelo arranque de aparas com os seus

gumes cortantes no material.

FURAÇÃO

Os trabalhos realizados por furação consistem em

usinar cavidades cilíndricas internas.

FURAÇÃO

As operações de furação se destinam a:

Passagem de parafusos, rebites;

Abertura de rosca;

Passagem de alargador;

Permitir o recorte de peças;

Rebaixamento destinado a alojar cabeça de

parafusos.

FURAÇÃO

Quanto a sua finalidade, os furos podem ser dos

mais variados tipos:

Passante;

Cego;

Escareado;

Com Rebaixo;

Cônico;

Escalonado.

FURAÇÃO

FURAÇÃO

BROCAS

As brocas são ferramentas

de corte de formato

cilíndrico, com canais retos

ou helicoidais; possuem em

uma de suas extremidades

uma ponta cônica, afiada

em um determinado ângulo.

FURAÇÃO

As brocas são caracterizadas pela medida do seu

diâmetro nominal, pelo formato da haste e pelo seu

material de fabricação; geralmente, são fabricadas em

aço carbono ou em aço rápido (HSS – High Speed Steel).

As brocas de aço rápido são utilizadas em trabalhos

que exijam maiores velocidades de corte, oferecendo

maior resistência ao desgaste e ao calor do que as

brocas de aço carbono.

A Broca Helicoidal é o tipo mais comum, e apresenta a

vantagem de conservar o seu diâmetro, mesmo que se

efetue a “reafiação” dos gumes várias vezes.

BROCAS

FURAÇÃO

A broca helicoidal, e construída a partir de uma barra

cilíndrica usinada, obtendo sua forma característica,

com ranhuras em forma de hélice.

A seção maciça do material que fica entre as ranhuras

para saída dos cavacos chama-se núcleo ou alma da

broca.

Principais requisitos para materiais de brocas:

. Tenacidade

. Resistência a compressão

. Resistência a abrasão

. Resistência térmica

. Resistência ao choque e a fadiga

BROCAS

FURAÇÃO

Formas construtivas em função do material

Broca Integral

Broca com Inserto

Broca com Ponta Soldada

De acordo com a natureza e características do

trabalho de furação a ser desenvolvido, as brocas

se apresentam em diversos tipos. Os principais

são:

FURAÇÃO

Tipos de Brocas

Helicoidal (de Haste Cilíndrica ou de Haste Cônica); Com Orifícios para Fluído de Corte; Escalonada ou Múltipla; De Centrar; De Canais Retos; Broca Canhão

As brocas helicoidais se diferenciam apenas

pela construção das hastes.

As brocas de haste cilíndrica mais usuais têm,

em geral, diâmetros de ½”, no máximo.

São fixadas por meio de mandris.

FURAÇÃOTipos de Brocas

Helicoidais de Haste Cilíndrica

As brocas de haste cônica possuem, quase

sempre, diâmetros acima de ½”.

São fixas através de adaptação em furo cônico

do próprio eixo, ou por meio de buchas de

redução de furos cônicos.

FURAÇÃOTipos de Brocas

Helicoidais de Haste Cônica

FURAÇÃOTipos de Brocas

Brocas Helicoidais

São usadas em processos de produção

contínua e em altas velocidades, que exige

permanente e abundante lubrificação,

principalmente em furos profundos.

FURAÇÃOTipos de Brocas

Com Orifícios para Fluido de Corte

São empregadas em trabalhos de grande

volume de produção industrial seriada. Servem

para executar, numa mesma operação, os furos

e respectivos rebaixos.

FURAÇÃOTipos de Brocas

Escalonadas ou Múltiplas

Esse tipo de broca é próprio para a abertura

furos de centro em peças serão posteriormente

torneadas, fresadas ou retificadas entre pontas.

A Broca de Centrar é uma broca especial

fabricada de aço rápido e dispensa o uso do

punção.

FURAÇÃOTipos de Brocas

Brocas de Centrar

Broca de Centrar SimplesCorte longitudinal de cilindro perfurado

FURAÇÃOTipos de Brocas

Broca de Centrar com Chanfro de Proteção

Broca de Centrar com Chanfro de Proteção

Corte longitudinal de cilindro perfurado

Apresentam dois ou quatro canais retos e são

usadas especialmente para furar metais de

média dureza como o bronze e o latão. O ângulo

de ataque de sua ponta é igual a zero.

FURAÇÃOTipos de Brocas

Brocas de Canais Retos

Broca com dois canais retos Broca com quatro canais retos

A broca apresenta um corpo semi-cilíndrico com

apenas uma aresta de corte. É própria para

furos profundos e de pequenos diâmetros, pois

além de serem mais robustas do que as brocas

helicoidais utilizam o próprio furo como guia.

FURAÇÃOTipos de Brocas

Brocas Canhão

Partes da Broca (Funções e Características)

Ponta – É constituída por duas superfícies

cônicas que, no seu encontro, formam a aresta

da ponta. O ângulo entre essas superfícies

cônicas é denominado ângulo da ponta.

OBS.: A aresta atua calcando o material, mediante a

grande pressão causada pelo movimento de avanço. A

aresta da ponta não corta o material, o esmaga, o

posicionando à frente das arestas cortantes.

FURAÇÃO

Ângulos da broca helicoidal:

s → Ângulo de Saída ou de Ataque

c → Ângulo de Cunha

f → Ângulo de Folga ou de Incidência

FURAÇÃOPartes da Broca (Funções e Características)

Ângulo da ponta (Recomendações de uso):

118º → para trabalhos mais comuns;

150º → para aços duros;

125º → para aços tratados ou forjados;

100º → para o cobre e o alumínio;

90º → para o ferro macio e ligas leves;

60º → para baquelite, fibra e madeira.

FURAÇÃO

OBS.: As arestas cortantes devem apresentar, comprimentos rigorosamente iguais. Ou seja, A = A’.

Partes da Broca (Funções e Características)

Corpo da broca – Atua de modo complementar

durante a ação de abertura do furo, realizada

pela ponta da broca. É formado por:

1. Guias - São estreitas superfícies que mantêm a broca na

posição correta de furo, sem produzir corte.

2. Canais – São as ranhuras helicoidais. Devido ao seu

formato e ao giro, os canais facilitam a saída dos

cavacos para fora do furo.

3. Alma ou núcleo - É a parte central da broca, entre os

canais.

FURAÇÃOPartes da Broca (Funções e Características)

Haste da broca - É a parte da broca própria

para sua fixação na máquina, podendo possuir

o formato cilíndrico ou cônico.

As hastes cônicas são utilizadas para maiores

diâmetros, os quais produzem normalmente

maior esforço no corte.

Os mais empregados são os do tipo cone morse

(utilizados em tornos), sendo designados

segundo o seu tamanho.

FURAÇÃOPartes da Broca (Funções e Características)

Ação e movimento da broca

Durante a furação as brocas executam

dois movimentos consecutivos:

Movimento de rotação, em torno do seu eixo

longitudinal;

Movimento retilíneo na direção da peça;

O movimento de rotação é chamado de

movimento ou velocidade de corte;

O movimento retilíneo que progride ou

avança na direção do furo é chamado de

movimento ou velocidade de avanço.

FURAÇÃO

Recomendações gerais:1. O centro do furo deve estar na interseção de dois eixos,

traçados de acordo com as superfícies de referência da

peça;

2. A orientação da broca é assegurada pela sua ponta: a

marca do punção, situada na interseção dos dois eixos,

deve ter o diâmetro igual ou superior à bitola da alma da

broca;

3. A peça precisa ser fixada diretamente na mesa/bancada

com o auxílio de grampos e/ou morsa, devendo sempre

ser previsto o “transpassamento” da broca;

4. A broca (a mais curta possível) fixada no mandril, deve

girar de modo regular, e com o eixo perfeitamente

aprumado;

FURAÇÃO

Recomendações gerais:

5. A velocidade de corte deve ser definida de acordo com as

características do material e dos objetivos finais do

trabalho; Nos casos em que a profundidade do furo é 3

vezes superior ao seu diâmetro, a velocidade de corte

deve ser reduzida a fim de facilitar a saída dos cavacos;

6. Nos casos de execução de furo(s) cego(s) ou rebaixos, o

dispositivo de profundidade deve ser ajustado a fim de

evitar o transpassando e/ou atingir a mesa da máquina ou

a morsa;

7. Ao se utilizar furadeiras sensitivas, os cavacos tendem a

sair mais facilmente. Entretanto, a pressão do avanço não

deve ser excessiva, para que não ocasione a flambagem

ou mesmo a quebra da ferramenta (broca), principalmente

as de pequenos diâmetros.

FURAÇÃO

Cuidados adicionais com as brocas:

1. As brocas em uso devem estar sempre bem

afiadas, com a haste em boas condições e

bem fixadas no mandril.

2. As arestas de corte devem ter rigorosamente o

mesmo comprimento.

3. O ângulo de folga ou incidência deve ter de 9º a

15º.

4. Deve-se evitar quedas e choques com as

brocas e, após o uso, precisam ser limpas e

guardadas em lugar apropriado.

FURAÇÃO

Rotação:

A velocidade de corte das brocas vai depender

do diâmetro da broca e do material. Para isso

as máquinas furadeiras, possuem um conjunto

de polias, ou um trem de engrenagens que

possibilitam o ajuste dessa velocidade.

Sabendo-se a rotação do motor, o diâmetro das

polias ou o nº de dentes das engrenagens é

possível calcular esta velocidade.

[n1d1 = n2d2] ou [n1z1 = n2z2].

FURAÇÃO

Rotação:

FURAÇÃO

9517213457150,82”

7641375107045856,3¼”

3056--4278--1,61/16”

Rotação por minuto (rpm) Para broca de aço rápido

48675728650,82”

38253545822876,3¼”

15392139183391701,61/16”

Aço

Ferramenta

Aço Baixo

Teor de C.

Fofo/duroBronze e

latão

Diâ. mmDiâ. Pol.

Rotação por minuto (rpm) Para broca de aço carbono

FURAÇÃO

FURADEIRAS

São máquinas-ferramentas destinadas à

execução de operações de furar, escarear,

alargar, rebaixar e rosquear.

Princípio de Funcionamento

O movimento da ferramenta montada no mandril é

recebido do motor através de polias escalonadas e

correias ou de um conjunto de engrenagens,

possibilitando a operação em várias rotações.

O avanço da ferramenta pode ser manual ou

automático.

As furadeiras são classificadas em:

FURAÇÃO

Principais Tipos

Furadeira de Bancada; Furadeira de Coluna; Furadeira Radial; Furadeira Elétrica Portátil; Furadeira Pneumática Portátil

FURADEIRAS

São montadas sobre

bancadas de madeira ou

aço. Normalmente, a

capacidade de furação

desse tipo de furadeira é de

até 12mm.

FURAÇÃOTipos de Furadeiras

Furadeira de Bancada

FURAÇÃO

Furadeira de Bancada

Tem como características

o maior comprimento da

coluna (altura) e sua

maior capacidade de

furação (diâmetros).

FURAÇÃOTipos de Furadeiras

Furadeira de Coluna

É destinada à furação em

peças de grande porte e em

vários pontos.

Possui o recurso de

deslocamento do cabeçote

no sentido radial.

Possui avanços automáticos

e sistema de bombeamento

do fluido de refrigeração

para a ferramenta.

FURAÇÃOTipos de Furadeiras

Furadeira Radial

FURAÇÃO

Furadeira Radial

Pode ser transportada

com facilidade e permite a

operação em qualquer

posição.

FURAÇÃOTipos de Furadeiras

Furadeira Elétrica Portátil

São acionadas a ar comprimido

e, apesar de compactas,

oferecem grandes torques.

FURAÇÃOTipos de Furadeiras

Furadeira Pneumática Portátil

FURAÇÃO

OPERAÇÕES COMPLEMENTARES

Escareamento e Rebaixo

São processos destinados a fazer um alargamento,

geralmente cônico, na entrada de um furo, para

permitir a adaptação da cabeça de um parafuso

durante sua montagem.

Quando esse alargamento tem forma cilíndrica é

chamado de rebaixo.

FURAÇÃOOPERAÇÕES COMPLEMENTARES

Abertura de Roscas Internas

Em certos casos é necessário o preparo do furo para a

fixação direta de parafusos. Ou seja, dotar o respectivo

furo com o tipo de rosca adequado.

Tal procedimento é realizado com o uso de machos, que

podem ser movidos manualmente ou à máquina.

Para se efetuar a abertura de roscas à mão, devemos

utilizar machos montados em desandadores ou vira-

machos.

Na sua haste (parte superior) o macho tem gravadas

informações como a dimensão do diâmetro externo da

rosca e o número de fios e a abreviatura do tipo de

rosca.

FURAÇÃOOPERAÇÕES COMPLEMENTARES

Mandrilagem

Os furos abertos com brocas helicoidais, apenas

com a operação de furação normalmente não

adquirem uma superfície polida e nem tampouco

alta precisão dimensional.

A fim de se obter resultados de maior precisão,

tanto no diâmetro como no acabamento da sua

superfície, os furos podem ser submetidos a uma

operação complementar denominada mandrilagem

ou alargamento.

FURAÇÃO

ALARGADORES

Ferramentas de corte de uso manual ou em

máquinas-ferramentas, em formato cilíndrico de

eixos e pinos.

Cilíndrico com Dentes Retos; Cilíndrico com Dentes Helicoidais; Cônico com Dentes Retos; Cônico com Dentes Helicoidais; Expansível.

Tipos

Utilizado manualmente ou à máquina, na calibração de

furos cilíndricos.

FURAÇÃOTipos de Alargadores

Cilíndricos com Dentes Retos e Haste Cilíndrica

Utilizado à máquina, na calibração de furos cilíndricos.

Cilíndricos com Dentes Helicoidais e Haste Cônica

Para a calibração de furos cônicos à máquina.

FURAÇÃOTipos de Alargadores

Cônicos com Dentes Retos e Haste Cônica

Utilizado manualmente ou à máquina na calibração de

furos cônicos.

Cônicos com Dentes Helicoidais e Haste Cilíndrica

Utilizado no acabamento de furos cilíndricos onde não

há necessidade de grande variação no diâmetro do

alargador.

FURAÇÃOTipos de Alargadores

Expansível (De Pequena Expansividade)

Usado manualmente na calibração de furos cilíndricos.

FURAÇÃOTipos de Alargadores

Expansível (De Grande Expansividade com

Lâminas Removíveis)

FURAÇÃO

DESANDADORES

São ferramentas próprias para o manuseio de machos e

alargadores.

Possuem um braço fixo, com ponta recartilhada,

castanhas de fixação temperadas, sendo uma delas

regulável através do parafuso de ajuste.

OBRIGADO !