Furação, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

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Furação

Furação

Brocas helicoidais

Nesta seção...

Corpo

a) É um cilindro no qual foram usinados dois sulcos helicoidais. Esses sulcos servem para pro-

porcionar as saídas dos cavacos.

O passo da hélice é igual a aproximadamente seis vezes o diâmetro da ferramenta, em

brocas normais.

Para evitar o excesso de atrito, somente as margens ou guias ficam paralelas às hélices. São

faixas estreitas e salientes usinadas no corpo da broca, ao longo do lado da entrada de cada sul-

co. São destinadas a servir de guias e à raspagem do material.

As guias determinam o diâmetro da broca e diminuem ligeiramente à medida que elas se

aproximam da haste.

b) O núcleo ou alma é a coluna central da broca – compreendida entre os furos dos sulcos –,

que se estende da ponta à haste e cuja espessura aumenta daquela para esta.

A

D 1

E 1

Seção AA

B

D

E

Seção BB

E 1 > E

c) A extremidade da broca.

Ponta

É formada pelo núcleo, que é a primeira superfície que entra em contato com o material,

comprimindo-o e assim o empurrando em direção às arestas cortantes.

Arestas cortantes

São determinadas pelos sulcos helicoidais e pela boa afiação da broca.

A fim de facilitar a penetração da ponta da broca, é possível aguçar o núcleo na ponta.

Quando, na execução de furos de grandes diâmetros, o núcleo aguçado não é suficiente, deve-se

executar um furo de guia quatro vezes menor do que o diâmetro final a ser executado.

O aguçamento do núcleo feito num esmeril deve ser

cuidadosamente executado, devendo-se retirar rigorosamente a mesma

espessura dos dois canais ou sulcos.

Núcleo adelgaçadoNúcleo adelgaçadoNúcleo adelgaçadoNúcleo adelgaçadoNúcleo adelgaçado

MargensMargensMargensMargensMargens ou guiasou guiasou guiasou guiasou guias

A afiação correta de uma broca

É uma operação delicada, que só pode ser feita de maneira satisfatória em máquinas apro-

priadas. Porém, com a prática podemos obter bons resultados afiando uma broca no esmeril.

Devemos ter alguns cuidados, que serão enumerados a seguir.

Ângulo de saída

É formado pela face de saída e por um plano paralelo ao eixo da broca. Na periferia, con-

funde-se com o ângulo da hélice. O ângulo de saída é uma função da hélice.

Causas freqüentes da má furação

Afiação da broca

As causas mais freqüentes da má furação provêm de uma broca mal-afiada.

Uma só face que corta

Ambas as faces de corte não têm a mesma inclinação

A broca não corta no seu eixo

Aresta cortante não-centralizada

Flexão da broca em todas as direções

Ambas as faces de corte não têm a mesma inclinação e a aresta cortante não é centralizada

Conseqüências da má furação

1. Arestas cortantes cegas: a broca não corta bem, o furo tem mau aspecto e o diâmetro do furo

é maior que o normal.

2. Alma demasiadamente delgada: penetração fora de alinhamento, a broca corta mal e pode

quebrar.

Diferentes tipos de broca

Hélice normal

Usada para cortar materiais tais como ferro fundido e aços.

Ângulo da ponta: 120°
Ângulo de saída: 28°

Broca curta com haste cilíndrica

Broca com haste cilíndrica série média

Broca com haste cilíndrica série extralonga

Broca com haste cilíndrica série longa

Broca com haste cônica série extralonga

Brocas com haste cônica

Sempre que se fixarem brocas num mandril, devem ser tomados os seguintes cuidados:

A ferramenta deve ter espiga de arrasto.

A ferramenta deve ser perfeitamente centrada.

A extração da ferramenta deve ser fácil.

Fixação de brocas

Brocas com haste cilíndrica

Mandril com três castanhas

De aperto rápido

Mandril com três castanhas

Apertado por

uma chave

Nº do cone morse
das brocas

1 4 até 14

2 14 até 23

3 23 até 32

4 32 até 50

5 50 até 75

6 75 até 100

Haste cônica Morse Nº 1

Antes de se usar uma furadeira manual, é preciso tomar os seguintes

cuidados:

• Verificar se os fios estão desencapados.
• Conectar o fio de terra, se necessário.
• Com uma alimentação de 110V ou 220V, usar equipamento para

isolar-se do chão (sapatos de segurança, pranchas etc).

• Certificar-se de que os condutores de alimentação não sejam

cortados nem danificados por veículos passantes. Para isso devem-se:

a) Pendurar ou suspender os condutores.

b) Colocar os condutores entre pranchas para protegê-los.

• Enrolar o comprimento do fio desnecessário.
• Não colocar os fios sobre superfícies quentes ou aguçadas.

Bucha cônica de redução

Quando uma broca tiver haste cônica morse cujo número seja inferior ao do eixo porta-

ferramenta, há necessidade de se usar uma bucha cônica de redução que seja retificada interna

e externamente, a fim de se obter uma concentricidade perfeita.

As buchas de redução identificam-se pela numeração que corresponde a elas, ao cone ex-

terior (macho) e ao cone interior (fêmea), formando jogos de cones de redução cuja numeração

completa é: 2-1, 3-2, 4-2, 4-3, 5-3, 5-4, 6-4, 6-5.

Cunha para

extrair broca

Extensões para buchas

cônicas de redução

É o número de rotações

por minuto efetuadas

em um ponto qualquer da

circunferência da broca.

RPM da broca (N)

3. Sempre que estiver furando numa posição vertical, use óculos protetores para que cavacos

não caiam nos seus olhos. Nesse caso também é necessária a utilização de luvas para proteger

as mãos contra queimaduras.

4. Evite que sua cabeça esteja à mesma al-

tura que a broca (acidentes envolvendo os

olhos muitas vezes acontecem devido a

brocas quebradas).

5. Quando o trabalho durar muito tempo,

utilize uma montagem de andaimes. Você

estará melhor assentado e poderá trabalhar

com maior segurança.

Velocidade de corte

É a distância percorrida pela ferramenta em um período de um minuto, e é usada para se

definir a rotação da broca.

• Em furadeiras radiais,

de bancada, de torno,

fresadoras ou plainas não é

permitido usar luvas com a

máquina em operação.

• Não faça esforço

desnecessário, pois músculos

fatigados exercem mau controle.

Metais para serem furados

Aço macio

Aço médio

Aço duro

Aço fundido

Ferro fundido

Ferramentas de aço rápido

24 a 30

18 a 24

12 a 18

8 a 6

10 a 22

Dados usuais

28

22

16

9

22

Para furar no

torno ou na

fresadora,

devemos

empregar as

mesmas

velocidades de

corte que estão

contidas na

tabela ao lado.

Bronze 12 a 24 22

Latão 40 a 60 44

50 a 70 66

Velocidade de corte em metros por minuto

Alumínio

N = Número de rotações por minuto Vc = Velocidade de corte especificada em m/min.

= Diâmetro da broca em milímetros

1000 = Constante para passar de m para mm  = 3,

Vc x 318

N =

Vc x 1000



N =

Avanço

É a distância percorrida pela árvore da furadeira andando para baixo, cada vez que a broca

faz uma rotação (aproximadamente 1/100 do diâmetro da broca).

É especificada em mm/rotação e o seu símbolo é a.

Exemplo

Qual é o número de RPM de

uma broca de
10mm

trabalhando em aço macio?

Vc x 318

NNN NN^ =====

Solução

A velocidade de corte para aço macio é

28m/min. Aplicando a fórmula, temos:

28 x 318

N =

= ~ 890 RPM

L ===== Espessura a ser furada mais a ponta da broca (em mm)

a (^) ===== Avanço (em mm / rot)

N ===== Número de rotações por minuto

L

a x N

T =

Como ilustração,

podemos destacar a

fórmula para

calcular o tempo

gasto na furação.

Lubrificação

O uso de lubrificantes ou fluido de corte aumenta a duração da ferramenta e possibilita maior

velocidade de corte.

Metais para

serem furados

Aço

Ferro fundido

Bronze-latãoBronze-latãoBronze-latãoBronze-latãoBronze-latão

Duralumínio

Lubrificantes para

serem usados

Óleo solúvel

A seco

A seco ou a óleo

Querosene ou óleo solúvel

Quando se utilizar uma

broca de carboneto de

tungstênio, o trabalho poderá

ser feito sem lubrificação.

Alargadores

São ferramentas empregadas na execução de furos calibrados. A diferença entre o furo alar-

gado e o do alargador não deve exceder 0,25mm (sobremetal).

Diâmetro do furo alargado

Diâmetro da broca

6

5,

8

7,

10

9,

12

11,

16

15,

20

19,

Relação dos diâmetros do furo alargado e o da broca em mm

Aspectos práticos de alargadores de máquina

Velocidade de corte

Entre um terço, e a mesma velocidade que a de furação (1/3N).

Avanço

Duas vezes a velocidade de furação, isto é, 2/100 do diâmetro do alargador.

Lubrificação

Fluido de corte apropriado ao metal que será usinado.

Diâmetro de furação

Expresso pela fórmula

Para alargar um furo à

dimensão máxima

• Aumente o número de

rotações por minuto.

• Reduza o avanço de corte.

Para alargar à

dimensão mínima

• Reduza o número de

rotações por minuto.

• Aumente o avanço de corte.

nominal = Diâmetro do alargador

Furação =
nominal – 0,25 mm

Fixação de peças

Diferentes dispositivos de fixação

Num torno de bancada.

Na mesa de uma máquina.

Sobre suportes.

Sobre placas magnéticas.

Fixação de uma peça no torno de bancada

Mordentes com

rasgos retos

F M

F M

Mordentes com

rasgos em “V”

Faces usinadasFaces usinadasFaces usinadasFaces usinadasFaces usinadas

F M

F= Mandíbula fixa M= Mandíbula móvel

Métodos diferentes

F M F M

Paralelos idênticosParalelos idênticosParalelos idênticosParalelos idênticosParalelos idênticos Pedaço de barra redondaPedaço de barra redondaPedaço de barra redondaPedaço de barra redondaPedaço de barra redonda

Cubos de traçagem

Fixação de peças em cubos e cantoneiras

(sobre suportes)

As cantoneiras e os cubos de traçagem são utilizados para a fixação de peças a serem traça-

das ou usinadas em planos diferentes, sem remover a obra do seu suporte.

Nesses casos, os dispositivos seguintes podem ser utilizados.

Cubos de traçagem.

Cantoneiras em ângulo reto, ou cantoneiras graduadas.

Fixação através de gabaritos

Quando for necessário usinar peças em série, é preferível fazer um gabarito para tal fim.

O objetivo desse acessório é ganhar tempo na usinagem.

5 filetes

Macho nº 1 Conicidade

Desbastador

Exemplo

Furação de várias cantoneiras.

Machos

Essas ferramentas servem para cortar ranhuras helicoidais, de formas e dimensões padro-

nizadas, no interior de um furo cilíndrico que tenha um diâmetro exato.

Essa operação pode ser executada manualmente, quando a quantidade de peças for pe-

quena, e também na recuperação de peças defeituosas. Pode também ser executada numa má-

quina para trabalhos de produção em série, com machos apropriados para máquinas.

Machos manuais

Jogo com três machos feitos normalmente de aço rápido. Com esse jogo passa a existir a

facilidade de guiamento e centragem.

As diferenças de diâmetro, o comprimento da conicidade e as variações de espessura

dos dentes devem ser levados em consideração para que o torque exercido em cada macho

seja idêntico.

Como a superfície cortante varia de acordo com o macho