1. FABRICAÇÃO MECÂNICA I
(FURAÇÃO)
Professor: Manoel Tadeu Alves dos Santos
INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO - IFES
São Mateus, ES - 2010
2. 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.
3. FURAÇÃO
Os trabalhos realizados por furação consistem em
usinar cavidades cilíndricas internas.
4. 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.
5. FURAÇÃO
Quanto a sua finalidade, os furos podem ser dos
mais variados tipos:
Passante;
Cego;
Escareado;
Com Rebaixo;
Cônico;
Escalonado.
6. 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.
7. FURAÇÃO
BROCAS
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.
8. FURAÇÃO
BROCAS
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
10. FURAÇÃO
Tipos de Brocas
De acordo com a natureza e características do
trabalho de furação a ser desenvolvido, as brocas
se apresentam em diversos tipos. Os principais
são:
Helicoidal (de Haste Cilíndrica ou de Haste Cônica);
Com Orifícios para Fluído de Corte;
Escalonada ou Múltipla;
De Centrar;
De Canais Retos;
Broca Canhão
11. FURAÇÃO
Tipos de Brocas
Helicoidais de Haste Cilíndrica
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.
12. FURAÇÃO
Tipos de Brocas
Helicoidais de Haste Cônica
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.
14. FURAÇÃO
Tipos de Brocas
Com Orifícios para Fluido de Corte
São usadas em processos de produção
contínua e em altas velocidades, que exige
permanente e abundante lubrificação,
principalmente em furos profundos.
15. FURAÇÃO
Tipos de Brocas
Escalonadas ou Múltiplas
São empregadas em trabalhos de grande
volume de produção industrial seriada. Servem
para executar, numa mesma operação, os furos
e respectivos rebaixos.
16. FURAÇÃO
Tipos de Brocas
Brocas de Centrar
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.
Corte longitudinal de cilindro perfurado
Broca de Centrar Simples
17. FURAÇÃO
Tipos de Brocas
Broca de Centrar com Chanfro de Proteção
Corte longitudinal de cilindro perfurado
Broca de Centrar
com Chanfro de Proteção
18. FURAÇÃO
Tipos de Brocas
Brocas de Canais Retos
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.
Broca com dois canais retos Broca com quatro canais retos
19. FURAÇÃO
Tipos de Brocas
Brocas Canhão
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.
20. FURAÇÃO
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.
21. FURAÇÃO
Partes da Broca (Funções e Características)
Ângulos da broca helicoidal:
s → Ângulo de Saída ou de Ataque
c → Ângulo de Cunha
f → Ângulo de Folga ou de Incidência
22. FURAÇÃO
Partes 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.
OBS.: As arestas cortantes devem apresentar,
comprimentos rigorosamente iguais. Ou seja,
A = A’.
23. FURAÇÃO
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.
24. FURAÇÃO
Partes 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.
25. FURAÇÃO
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.
26. 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;
27. 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.
28. 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.
29. 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].
30. FURAÇÃO
Rotação:
Rotação por minuto (rpm) Para broca de aço carbono
Diâ. Pol. Diâ. mm Bronze e Fofo/duro Aço Baixo Aço
latão Teor de C. Ferramenta
1/16” 1,6 9170 1833 2139 1539
¼” 6,3 2287 458 535 382
2” 50,8 286 57 67 48
Rotação por minuto (rpm) Para broca de aço rápido
1/16” 1,6 -- 4278 -- 3056
¼” 6,3 4585 1070 1375 764
2” 50,8 571 134 172 95
31. 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.
32. FURAÇÃO
FURADEIRAS
Principais Tipos
As furadeiras são classificadas em:
Furadeira de Bancada;
Furadeira de Coluna;
Furadeira Radial;
Furadeira Elétrica Portátil;
Furadeira Pneumática Portátil
33. FURAÇÃO
Tipos de Furadeiras
Furadeira de Bancada
São montadas sobre
bancadas de madeira ou
aço. Normalmente, a
capacidade de furação
desse tipo de furadeira é de
até 12mm.
35. FURAÇÃO
Tipos de Furadeiras
Furadeira de Coluna
Tem como características
o maior comprimento da
coluna (altura) e sua
maior capacidade de
furação (diâmetros).
36. FURAÇÃO
Tipos de Furadeiras
Furadeira Radial
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.
38. FURAÇÃO
Tipos de Furadeiras
Furadeira Elétrica Portátil
Pode ser transportada
com facilidade e permite a
operação em qualquer
posição.
39. FURAÇÃO
Tipos de Furadeiras
Furadeira Pneumática Portátil
São acionadas a ar comprimido
e, apesar de compactas,
oferecem grandes torques.
40. 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.
41. FURAÇÃO
OPERAÇÕES 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.
42. FURAÇÃO
OPERAÇÕES 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.
43. FURAÇÃO
ALARGADORES
Ferramentas de corte de uso manual ou em
máquinas-ferramentas, em formato cilíndrico de
eixos e pinos.
Tipos
Cilíndrico com Dentes Retos;
Cilíndrico com Dentes Helicoidais;
Cônico com Dentes Retos;
Cônico com Dentes Helicoidais;
Expansível.
44. FURAÇÃO
Tipos de Alargadores
Cilíndricos com Dentes Retos e Haste Cilíndrica
Utilizado manualmente ou à máquina, na calibração de
furos cilíndricos.
Cilíndricos com Dentes Helicoidais e Haste Cônica
Utilizado à máquina, na calibração de furos cilíndricos.
45. FURAÇÃO
Tipos de Alargadores
Cônicos com Dentes Retos e Haste Cônica
Para a calibração de furos cônicos à máquina.
Cônicos com Dentes Helicoidais e Haste Cilíndrica
Utilizado manualmente ou à máquina na calibração de
furos cônicos.
46. FURAÇÃO
Tipos de Alargadores
Expansível (De Pequena Expansividade)
Utilizado no acabamento de furos cilíndricos onde não
há necessidade de grande variação no diâmetro do
alargador.
47. FURAÇÃO
Tipos de Alargadores
Expansível (De Grande Expansividade com
Lâminas Removíveis)
Usado manualmente na calibração de furos cilíndricos.
48. 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.
