Fabricação mecânica i furação 1

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Fabricação mecânica i furação 1

  1. 1. FABRICAÇÃO MECÂNICA I (FURAÇÃO) Professor: Manoel Tadeu Alves dos Santos INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO - IFES São Mateus, ES - 2010
  2. 2. FURAÇÃODe maneira geral, os conjuntos mecânicos, quer sejamde máquinas operatrizes, automóveis, caldeiras,motores, equipamentos diversos, etc., são formadospor uniões de várias peças em separado.A abertura de furos convenientemente dispostosnessas peças, permite armá-las ou montá-las por meiode parafusos ou rebites.Para a abertura desses furos, e necessária a utilizaçãode uma ferramenta especial chamada “BROCA”, quecom o auxílio de uma máquina acionadora produz afuração cilíndrica pelo arranque de aparas com os seusgumes cortantes no material.
  3. 3. FURAÇÃO Os trabalhos realizados por furação consistem em usinar cavidades cilíndricas internas.
  4. 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. 5. FURAÇÃO Quanto a sua finalidade, os furos podem ser dos mais variados tipos:  Passante;  Cego;  Escareado;  Com Rebaixo;  Cônico;  Escalonado.
  6. 6. FURAÇÃOBROCASAs brocas são ferramentasde corte de formatocilíndrico, com canais retosou helicoidais; possuem emuma de suas extremidadesuma ponta cônica, afiadaem um determinado ângulo.
  7. 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. 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
  9. 9. FURAÇÃOFormas construtivas em função do material Broca Integral Broca com Ponta Soldada Broca com Inserto
  10. 10. FURAÇÃOTipos de Brocas De acordo com a natureza e características dotrabalho de furação a ser desenvolvido, as brocasse apresentam em diversos tipos. Os principaissão: 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. 11. FURAÇÃO Tipos de BrocasHelicoidais 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. 12. FURAÇÃO Tipos de BrocasHelicoidais 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.
  13. 13. FURAÇÃO Tipos de BrocasBrocas Helicoidais
  14. 14. FURAÇÃO Tipos de BrocasCom 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. 15. FURAÇÃO Tipos de BrocasEscalonadas 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. 16. FURAÇÃO Tipos de BrocasBrocas 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. 17. FURAÇÃO Tipos de Brocas Broca de Centrar com Chanfro de Proteção Corte longitudinal de cilindro perfurado Broca de Centrarcom Chanfro de Proteção
  18. 18. FURAÇÃO Tipos de BrocasBrocas 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. 19. FURAÇÃO Tipos de BrocasBrocas 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. 20. FURAÇÃOPartes 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. 21. FURAÇÃO Partes da Broca (Funções e Características)Ângulos da broca helicoidal:s → Ângulo de Saída ou de Ataquec → Ângulo de Cunhaf → Ângulo de Folga ou de Incidência
  22. 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. 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. 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. 25. FURAÇÃOAção 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. 26. FURAÇÃORecomendações 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. 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. 28. FURAÇÃOCuidados 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. 29. FURAÇÃORotação: 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. 30. FURAÇÃO Rotação: Rotação por minuto (rpm) Para broca de aço carbonoDiâ. 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. 31. FURAÇÃOFURADEIRASSão máquinas-ferramentas destinadas àexecução de operações de furar, escarear,alargar, rebaixar e rosquear.Princípio de FuncionamentoO movimento da ferramenta montada no mandril érecebido do motor através de polias escalonadas ecorreias ou de um conjunto de engrenagens,possibilitando a operação em várias rotações.O avanço da ferramenta pode ser manual ouautomático.
  32. 32. FURAÇÃO FURADEIRASPrincipais TiposAs furadeiras são classificadas em:  Furadeira de Bancada;  Furadeira de Coluna;  Furadeira Radial;  Furadeira Elétrica Portátil;  Furadeira Pneumática Portátil
  33. 33. FURAÇÃO Tipos de FuradeirasFuradeira de BancadaSão montadas sobre bancadas de madeira ou aço. Normalmente, a capacidade de furação desse tipo de furadeira é de até 12mm.
  34. 34. FURAÇÃOFuradeira de Bancada
  35. 35. FURAÇÃO Tipos de FuradeirasFuradeira de ColunaTem como características o maior comprimento da coluna (altura) e sua maior capacidade de furação (diâmetros).
  36. 36. FURAÇÃO Tipos de FuradeirasFuradeira 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.
  37. 37. FURAÇÃOFuradeira Radial
  38. 38. FURAÇÃO Tipos de FuradeirasFuradeira Elétrica PortátilPode ser transportada com facilidade e permite a operação em qualquer posição.
  39. 39. FURAÇÃO Tipos de FuradeirasFuradeira Pneumática PortátilSão acionadas a ar comprimido e, apesar de compactas, oferecem grandes torques.
  40. 40. FURAÇÃOOPERAÇÕES COMPLEMENTARESEscareamento e RebaixoSão processos destinados a fazer um alargamento,geralmente cônico, na entrada de um furo, parapermitir a adaptação da cabeça de um parafusodurante sua montagem.Quando esse alargamento tem forma cilíndrica échamado de rebaixo.
  41. 41. FURAÇÃO OPERAÇÕES COMPLEMENTARESAbertura de Roscas InternasEm certos casos é necessário o preparo do furo para afixação direta de parafusos. Ou seja, dotar o respectivofuro com o tipo de rosca adequado.Tal procedimento é realizado com o uso de machos, quepodem ser movidos manualmente ou à máquina.Para se efetuar a abertura de roscas à mão, devemosutilizar machos montados em desandadores ou vira-machos.Na sua haste (parte superior) o macho tem gravadasinformações como a dimensão do diâmetro externo darosca e o número de fios e a abreviatura do tipo derosca.
  42. 42. FURAÇÃO OPERAÇÕES COMPLEMENTARESMandrilagemOs furos abertos com brocas helicoidais, apenascom a operação de furação normalmente nãoadquirem uma superfície polida e nem tampoucoalta precisão dimensional.A fim de se obter resultados de maior precisão,tanto no diâmetro como no acabamento da suasuperfície, os furos podem ser submetidos a umaoperação complementar denominada mandrilagemou alargamento.
  43. 43. FURAÇÃOALARGADORESFerramentas de corte de uso manual ou emmáquinas-ferramentas, em formato cilíndrico deeixos e pinos.Tipos  Cilíndrico com Dentes Retos;  Cilíndrico com Dentes Helicoidais;  Cônico com Dentes Retos;  Cônico com Dentes Helicoidais;  Expansível.
  44. 44. FURAÇÃO Tipos de AlargadoresCilíndricos 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. 45. FURAÇÃO Tipos de AlargadoresCônicos 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. 46. FURAÇÃO Tipos de AlargadoresExpansível (De Pequena Expansividade) Utilizado no acabamento de furos cilíndricos onde não há necessidade de grande variação no diâmetro do alargador.
  47. 47. FURAÇÃO Tipos de AlargadoresExpansível (De Grande Expansividade comLâminas Removíveis) Usado manualmente na calibração de furos cilíndricos.
  48. 48. FURAÇÃODESANDADORESSão ferramentas próprias para o manuseio de machos ealargadores.Possuem um braço fixo, com ponta recartilhada,castanhas de fixação temperadas, sendo uma delasregulável através do parafuso de ajuste.
  49. 49. OBRIGADO !

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