O documento descreve o processo de brochamento, que consiste em remover material de uma peça através de uma ferramenta denominada brocha. É descrito o histórico, os diferentes métodos, a geometria das brochas, a progressão e velocidade de corte, e a conclusão de que a brochadeira é uma máquina eficiente para a produção em larga escala.
Projeto Multidisciplinar - Torno Convencional (Torno Mecânico)
Brochamento: processo, máquinas e aplicações
1. Antônio Rodrigues de Freitas
Diego Morais Cavalcanti
Robson Maruyama Rosário
Gilvan Caetano Alves
Nathanael de Souza Silva
2. Brochamento
A operação de brochamento
consiste do arranque de
material da peça por uma
sucessão progressiva e linear
de gumes de corte.
A ferramenta é denominada
brocha.
A máquina que executa esta
operação é denominada
brochadeira.
É uma operação voltada para
a produção de grandes lotes,
pois cada operação exige o
projeto e a execução de uma
ferramenta própria, complexa
e de alto custo.
4. Histórico
Ferreiro Forma e tamanho de furos punção sem
dentes Golpes de marreta Forjamento ;
1873 Patente E.U.A. Brochadeira ;
1882 1ª Máquina de brochear externamente ;
1914 Máquinas de duplo cabeçote ( vel. 2,5 m/min) ;
1921 Brochadeiras de alta velocidades ( vel. 5,5
m/min) brochadeiras verticais de tração ou
compressão ;
1923 Brochadeira horizontal hidráulica (7 m/min) ;
1925 Produção seriada ;
1926 Brochadeira vertical de superfície ;
Hoje Brochadeiras de 100 ton. ( 15 m/min ) ;
5. Métodos de Brochear
Os métodos de operação são
classificados de acordo com :
tipo de superfície gerada :
interno e externo ;
direção do movimento da
ferramenta ou da peça:
horizontal e vertical ;
modo de transmitir o esforço
de corte à ferramenta : por
tração ou compressão ;
situação de trabalho da
ferramenta: ferramenta móvel
ou estacionária ;
ciclo de operação : intermitente
ou contínuo ;
espécie do movimento da
ferramenta : retilíneo ou
circular
6. Brocheamento interno superfícies fechadas ;
Brocheamento externo superfícies abertas ;
Brocheamento horizontal peças de grandes
dimensões e fabricação de pequenas séries ;
Brocheamento por tração brocha puxada através
da peça ;
Brocheamento por compressão brocha empurrada
através da peça ;
7. Brocheamento intermitente
movimento retilíneo alternativo da
ferramenta :
Brocheamento contínuo
movimento relativo entre peça e a
ferramenta pode ser retilíneo ou
circular ;
8. Brocheamento
retilíneo: só pode
produzir orifícios,
rasgos ou ranhuras
retas e superfícies
planas;
Brocheamento
circular: é feito pelo
movimento da peça
sobre a ferramenta
estacionária ou pelo
movimento da
ferramenta sobre a
peça estacionária
9. Geometria dos dentes
São dispostos em
série e apresentam
altura crescente.
Os primeiros dentes
são de desbaste com
dimensões
aproximadas das
medidas finais das
peças.
Os dentes de
acabamento se
aproximam
progressivamente da
forma final desejada.
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12. Progressão de corte
A progressão de corte depende de alguns
fatores:
Dureza e tenacidade do material a brochear;
Tipo de operação de brochamento;
Grau de acabamento superficial desejado;
Tolerância especificada para cada peça;
Quantidade total do material a ser removido;
Do comprimento da superfície a usinar;
Rigidez da peça;
Dimensões da brocha.
13. O comprimento
da superfície a
usinar constitui
fator que obriga
a adoção de
menores
profundidades de
corte, para
permitir que todo
o material a ser
removido por
cada dente possa
ser acomodado
na cavidade de
cavacos.
15. Velocidade de corte
Fatores que influem na velocidade de corte:
Ângulos de incidência, de saída, da cunha e
do corte;
Perfil da aresta cortante;
Acabamento das faces dos dentes;
Natureza do material da ferramenta;
Profundidade de corte;
Uso ou não de refrigeração;
Material a ser brocheado;
Dureza e resistência do material da peça;
Abrasividade.
17. Afiação das brochas
As brochas podem ter
uma longa vida útil se
tiverem um bom
processo de
reafiação. Geralmente
emprega-se rebolo
em forma de pires,
com cantos
arredondados, para
afiar o ângulo de
saída de brochas
redondas.
18. As brochas requerem afiação quando:
A operação de brochamento começa a requerer mais
força da máquina;
Acabamento insatisfatório começa a ser evidente no
produto;
A seção de corte da brocha apresenta sinais de
desgaste;
Vibrações ou chiados surgem durante o processo.
Uma brocha afiada corretamente:
Assegura uma usinagem precisa e de qualidade;
Tem menos tendência a desvios;
Assegura uma forma ou perfil preciso;
Aumenta a vida útil da brocha(em vários anos);
Corta custos.
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20. Força Total de Brocheamento
F1= resistência ao
corte=força cortante
principal ;
F2= reação da peça
absorvida pela brocha
e pela própria peça ;
F3= resistência do
atrito entre a
ferramenta e a peça ;
F = F1 + F3
21. S = seção de corte em mm²;
re = resistência específica do corte em kg/mm²;
p= profundidade de corte , em mm (diferença entre 2
dentes)
b= largura de corte, em mm
n = nº máximo de dentes em corte , simultaneamente
c = coeficiente relativo ao refrigerante de corte , onde
c= 1,0 para óleos solúveis em água ou para corte a seco
c= 0,9 para óleos minerais
c= 0,8 para óleos vegetais
F= S . re. n. c = p. b. re. n. c [kg]
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24. Conclusão
A brochadeira é uma máquina operatriz que satisfaz as carências das
outras em operações específicas que muitas vezes se tornariam
improdutivas se fossem realizadas por máquinas mais versáteis
existentes atualmente na indústria.
Seu alto custo e complexidade de implementação e operação, seja
devido ao fato de trabalharem com ferramentas caras e específicas, de
grande tamanho e peso, ou seu alto consumo de recursos como
lubrificação, refrigeração e energia, é justificado pelo seu alto
rendimento por peça e sua alta velocidade em criar os perfis e
geometrias determinados, ou seja, sua excelente produtividade.
São máquinas de fácil operação, não exigindo mão de obra altamente
qualificada para sua correta utilização, com exceção de seu processo
de afiação, que muitas vezes gera a necessidade do apelo a trabalhos
mais minuciosos. Via de regra, seu conceito simples e durabilidade faz
com que a brochadeira se mantenha como uma máquina de larga
utilização fabril, possibilitando uma boa faixa de acabamento e a
facilidade de se obter geometrias complexas com um menor número
de operações em produção de larga escala.
25. Referências Bibliográficas
Brochamento.
http://www.ebah.com.br/parte-3-
brochamento-pdf-a77863.html.
Telecurso 2000. Brochamento.
http://www.essel.com.br/cursos/material/01
/ProcessosFabricacao/67proc.pdf.
Lauro Sales Cunha. Manual Pr´atico do
Mecˆanico. Hemus, S˜ao Paulo, 8 edition,
1990.
Caspar Erich Stemmer. Ferramentas de
Corte II. Ed. Da UFSC, Florian´opolis, 2
edition,1995.