12 - brochadeiras

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BROCHADEIRAS

Professora: Maria Adrina Paixão de Souza da Silva, Dra. Eng.

SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁINSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA

FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICADISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS

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BROCHADEIRAS

INTRODUÇÃO




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INTRODUÇÃO

BROCHADEIRA

As brochadeiras consistem basicamente de um mecanismo capaz de produzir o movimento relativo entre a ferramenta (brocha) e a peça, que normalmente é linear. A grande maioria das máquinas são acionadas hidraulicamente devido a grande força necessária.







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INTRODUÇÃO

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1.1. O BROCHAMENTO

Brochamento ou brochagem consiste em remover material da superfície de uma peça, de forma progressiva, pela ação ordenada dos fios de corte, dispostos em série, de ferramentas multicortantes.

Essas ferramentas, que se deslocam segundo uma trajetória retilínea, chamam-se brochas e a máquina que realiza a operação é a brochadeira ou brochadora.




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BROCHADEIRAS

A MÁQUINA




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A MÁQUIN

AAs brochadeiras podem ser, basicamente, de dois tipos:

Verticais - que ocupam menos espaço e que normalmente trabalham com compressão da ferramenta. Algumas máquinas trabalham com compressão e tração simultaneamente.

Horizontais - são muito utilizadas pois torna viável o uso de longas ferramentas, o que traz vantagens em termos de produtividade. Normalmente trabalha apenas com força de tração na ferramenta.




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A MÁQUIN

A




Vertical

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A MÁQUIN

A




Horizontal

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A MÁQUIN

AEm alguns casos faz-se necessário o giro da ferramenta durante o movimento de usinagem para se obter o brochamento helicoidal. Nestes casos a brochadeira horizontal é quase sempre a única opção.




Peça realizada com brochamento helicoidal

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BROCHADEIRAS

MÉTODOS DE

BROCHAMENTO




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MÉTODOS DE BROCHAMENTO

Pode-se classificar a operação de brochamento de várias maneiras. Tem-se:

Tipo de superfícieInterna (mais comum);Externa.

Direção do movimentoVertical;Horizontal.

MovimentoDa ferramenta (mais comum);Da peça.




Aplicação do esforçoPor tração (mais comum);Por compressão.

Brochamento helicoidalNormal.Comandado.

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BROCHADEIRAS

BROCHAS




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BROCHAS

Pode-se As brochas internas de tração, que são as mais utilizadas, possuem três partes principais, que são: haste ou cabo, dentadura e guia posterior (com ou sem suporte).




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BROCHAS

Existem brochas de vários tipos, dependendo do trabalho que se tem a realizar. Todas elas, entretanto, apresentam três partes distintas na região dos dentes para o corte progressivo: desbaste, acabamento e calibração.




Brocha para rasgo de chaveta

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5.1. CLASSIFICAÇÃO DAS BROCHAS

1- Brochas de Compressão: São forçadas através do furo, manualmente ou por prensa. São ferramentas curtas para evitar flambagem. São utilizadas também para brochamento de furos cegos.

2- Brochas de Tração: São puxadas através do furo permitindo um maior comprimento, tendo assim a possibilidade de realizar operações completas de desbaste e acabamento.

3- Brochas Giratórias: Utilizadas na produção de formas helicoidais (ex: ranhuras de armas).

4- Brocha de Sólida: Fabricada em uma só peça em geral de aço rápido incluindo os dentes, são a maioria das brochas internas.

5- Brochas tipo Pote: É uma brocha de superficie, envolve toda a peça. ( ex: eixos ranhurados, engrenagens)




Brocha de compressão

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5.1. CLASSIFICAÇÃO DAS BROCHAS




Brocha tipo pote formada por anéis com

dentes internos a serem

montados num suporte

bipartido

Brocha tipo pote, dentes

internos. Menor desperdício do que a de anéis

Forma dos dentes de brochas internas de desbaste, de corte rotativoa – tipo hexagonal;b – tipo radial;c – tipo de múltiplas ranhuras.

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GEOMETRIA DOS

DENTES




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GEOMETRIA DOS DENTES




Detalhes da geometria dos dentes de uma brocha

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A distância entre um dente e outro é definido como P, ou seja, o passo dos dentes. A altura medida entre o fundo do dente e a ponta de corte é h.

Tem-se os ângulos de saída (γ) e folga (α). A diferença entre as alturas dos gumes cortante (a) é o avanço..

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Geometria dos dentes de desbaste.

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Os raios de concordância R e r devem ser definidos de forma ajudar a formação do cavaco, buscando não o partir. O cavaco bem formado enrola-se e não possui arestas pontiagudas em contato com a ferramenta.

Um cavaco que se parte gera diversas arestas que podem danificar o acabamento da peça que está sendo usinada e também a própria ferramenta.

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A figura mostra o perfil dos dentes com θ=30º e θ=45º. Pode-se observar também a mudança dos raios R e r. Outro detalhe importante é que estes desenhos mostram dentes de calibração, que se nota pela presença da plataforma paralela ao eixo longitudinal da brocha, de comprimento f, que permite o reafiamento sem perda da altura h.

Perfil dos dentes de calibração

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Ângulos que definem o dente e também o avanço a.

Ângulos do gume, de corte e avanço .

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O avanço a é igual para todos os dentes de uma mesma parte da dentadura.

Avanço a.

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BROCHADEIRAS

VELOCIDADE DE CORTE




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VELOCIDADE DE CORTE




A velocidade de corte no brochamento é determinada em função de vários elementos, como o perfil da aresta cortante, os ângulos de incidência de corte, o material da peça, a profundidade de corte etc.

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VELOCIDADE DE CORTE




Relação entre diferentes materiais e a velocidade de corte com uma brocha de aço rápido.

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VELOCIDADE DE CORTE




Para brochas de outros materiais, essas velocidades devem ser multiplicadas pelos fatores da tabela abaixo, em função da dureza do material da peça que será brochada.

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CAVACO




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CAVACO




Durante a usinagem, o cavaco de uma superfície é arrancado em linha reta e progressivamente pela sucessão ordenada das arestas de corte.

Como essas arestas de corte se dispõem em torno do corpo cônico da ferramenta, elas cortam quantidades distintas e definidas de material.

O alojamento correto do cavaco, bem como a afiação da ferramenta é um fator de redução do esforço de corte.

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CAVACO




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FLUIDOS USADOS NO BROCHAME

NTO




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FLUIDOS USADOS NO BROCHAMENTO




Durante a operação de brochar, devem ser empregados fluidos para refrigeração do corte. As funções específicas que eles desempenham são:

lubrificar as cavidades dos dentes da brocha, reduzindo o atrito entre o cavaco e a ferramenta e diminuindo o desgaste;

absorver o calor gerado durante o corte pelo atrito da plataforma dos dentes da brocha sobre a superfície da peça;

remover os cavacos que ficam impregnados nos dentes da brocha.

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FLUIDOS USADOS NO BROCHAMENTO




A importância desses fluidos no processo se relaciona com o aumento da vida útil das ferramentas de corte. O quadro indica os líqüidos ideais para cada tipo de material no processo de brochamento.

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APLICAÇÃO




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APLICAÇÃO

A finalidade do brochamento é usinar superfícies especiais como as mostradas pela Figura seguinte

Pode-se ter brochamento interno, quando executa-se superfícies fechadas, ou brochamento externo, quando executa-se superfícies abertas.




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APLICAÇÃO




Exemplos de peças usinadas pelo brochamento

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3.1. EVOLUÇÃO DO PERFIL

No processo de brochamento, a transformação de um perfil é feita gradativamente porque os elementos de corte da brocha têm tamanhos que aumentam gradativamente ao longo de seu comprimento. A figura a seguir apresenta três exemplos de fases da transformação.

As brochas podem realizar uma operação completa de usinagem, desde o desbaste grosseiro até o acabamento. O brochamento permite obter um bom acabamento nas peças trabalhadas, dispensando, geralmente, usinagens posteriores.




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3.1. EVOLUÇÃO DO PERFIL




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Bibliografias• ABREU FILHO, Carlos. Tornearia Mecânica – Notas de

Aula, Belém, 2007.

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• BRAGA, Paulo Sérgio Teles, CPM - Programa de Certificação de Pessoal de Manutenção – Mecânica - Processos de Fabricação, SENAI/CST, Vitória, ES. 1999.

• COSTA, Éder Silva & SANTOS, Denis Júnio. Processos de Usinagem. CEFET-MG. Divinópolis, MG. março de 2006




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Bibliografias• DINIZ, A. E., Tecnologia da Usinagem dos Materiais. 3 ed.

São Paulo: Artliber Editora, 2003.

• FERRARESI, Dino. Fundamentos da Usinagem dos Metais. Editora Edgard Blücher LTDA. São Paulo, SP, 1977

• INMETRO. SISTEMA Internacional de Unidades – SI (tradução da 7ª edição do original francês “Le Système International d’Unités”, elaborada pelo Bureau International des Poids et Mesures - BIPM). 8ª edição Rio de Janeiro, 2003. 116 p.

• INMETRO. Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia – VIM – Portaria Inmetro 029 de 1995. 3ª edição, Rio de Janeiro, 2003. 75p.

• reimpressão.




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Bibliografias• PALMA, Flávio. Máquinas e Ferramentas. Apostila,

SENAI-SC, Blumenau, 2005.

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• VAN VLACK, L. H., Princípios da Ciência e Tecnologia dos Materiais. Tradução Edson Carneiro. Rio de Janeiro: Elsevier, 1970 – 4ª reimpressão.




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