Aula 15 - Unifei

UNIFEI
EME005 - Tecnologia
de Fabricação IV
Operação de Furação
Aula 15
Prof. José Hamilton Chaves Gorgulho Júnior
Furadeira Vertical
de Piso (Vertical
Drill machine)
1 - Base;
2 - Coluna;
3 - Mesa;
4 - Sistema motriz;
5 - Avanço da ferramenta;
6 - Árvore de trabalho;
7 - Mandril;
8 - Broca.
Constituição e tipos de
furadeiras
Furadeira Vertical de Bancada
(Bench Drill Machine)
Furadeira Radial (Radial Drill)
Movimentos
motorizados.
Pode possuir mais
de uma mesa.
Pode possuir um
fosso em um dos
lados.
Furadeira Radial (Radial Drill)
Furadeira Gêmea
Furadeiras Múltiplas
(Multiple Spindle Drill Press)
Furadeiras Múltiplas
Fixação de ferramenta de haste
cilíndrica e pequeno diâmetro
Fixação de mandril porta ferramenta e
ferramentas de haste cônica
Fixação de mandril porta ferramenta e
ferramentas de haste cônica
Adaptador para cone Morse (Drill
Sleeves)
Extrator para adaptador/ferramentas
cone Morse (Ejecting Drift)
Dispositivos de fixação
Gabarito de furação
Limitador para broca (Drill Bit Stop)
As brocas
Ferramentas
Brocas
Alargadores
Rebeixadores
Escareadores
Machos
Brocas
Ângulos da broca
Ângulo da
hélice: 10
a 40º
Ângulos da broca tipo J
Ângulos da
broca
Ângulo
da ponta
Aplicação
(σ
σ)
80º
Materiais prensados,
ebonite, náilon, PVC,
mármore, granito.
118º
140º
Ferro fundido duro,
latão, bronze, celeron,
baquelite.
Ângulo de
folga: 9 a
15º
Ângulo da
ponta: 90 a
150º
Ângulos da broca tipo N
Ângulos da
broca
Ângulo
da ponta
(σ
σ)
Aplicação
130º
Aço de alto carbono.
118º
Aço macio, ferro
fundido, latão e níquel.
Aço de alta liga.
Material duro – Cavacos curtos
Materiais de média dureza
Ângulos da broca tipo W
Ângulos da
broca
Ângulo
da ponta
(σ
σ)
130º
Afiadoras de Brocas (Drill
Sharpening)
Aplicação
Alumínio, zinco, cobre,
madeira, plástico.
Material macio – Cavacos longos
Broca de Centro (center drill)
Curta e de diâmetro relativamente grande (alta
rigidez). Impede que ocorra flambagem e que o
furo seja executado fora do local correto.
Inicia o furo de uma peça, tornando
desnecessário o puncionamento.
3.5 à 16 mm
4 à 30 mm
Broca calçada
Broca com dentes postiços
Material de maior dureza (pastilhas) são
soldadas ao corpo.
Broca canhão (gun drill)
Tem um único fio cortante e são indicadas para
execução de furos profundos, entre 10 e 100
vezes o seu diâmetro.
Broca canhão (gun drill)
Broca escalonada (step drill)
Broca escalonada (step drill)
São especialmente afiadas para executar furos
complexos em apenas uma operação
Broca com canais de refrigeração
Broca anular (Hollow drill)
Executa furos de grandes diâmetros com menor
geração de cavaco. Remove apenas um anel de
material e a cápsula resultante pode até ser utilizada
como matéria prima. Operação de trepanação.
Broca anular (Hollow Drill)
Alargadores (Reamers)
Calibra um furo previamente aberto dando-lhe
diâmetro, cilindricidade e rugosidade que não se
consegue com o uso de brocas convencionais
Alargadores
Alargadores (Reamers)
Alargadores Cônicos
Alargadores com pastilhas
intercambiáveis
Alargadores (Reamers)
Erros de forma (cilindricidade e
circularidade)
Em geral as brocas não produzem furos com bom
acabamento (rugosidade superficial), circularidade e
cilindricidade. O furo obtido possui diâmetro maior
que a dimensão da broca (em geral com tolerância
H12).
∅ (mm)
≤3
0 / +0.014 0 / +0.025 0 / +0.040 0 / +0.100
H8
H9
H10
H12
>3≤6
0 / +0.018 0 / +0.030 0 / +0.048 0 / +0.120
> 6 ≤ 10
0 / +0.022 0 / +0.036 0 / +0.058 0 / +0.150
> 10 ≤ 18
0 / +0.027 0 / +0.043 0 / +0.070 0 / +0.180
> 18 ≤ 30
0 / +0.033 0 / +0.052 0 / +0.084 0 / +0.210
Erros de forma circularidade
Alargador com espaçamento
desigual
Erro até 10 µm
Alargador ajustável
Alargador com espaçamento
extremamente desigual
Erro até 2 µm
Alargador ajustável (Adjustable
Reamer)
Escareadores (Counter Sink)
Gera um rebaixo cônico no início de um furo
previamente aberto que receberá a cabeça de
parafuso de cabeça cônica.
Rebaixadores (Counter Bore)
Piloto ou guia
Gera um rebaixo cilíndrico no início de um furo
previamente aberto que receberá a cabeça de
parafuso.
Rebaixadores
Machos (Tap ou Hand Tap)
Jogos de Machos
Desandador (Tap Wrench)
Ferramentas para abertura de roscas. Em
oficinas de manutenção e pequenas produção a
rosca é aberta com auxílio do desandador.
Desandador (Tap Wrench)
Machos
Broca-Macho (Combo Drill-Tap Bit)
Cálculos para rosqueamento
Rotação [rpm] =
Torque [Nm] =
Vc [m / min] × 1000
π × Diâmetro [mm]
kc [N / mm2 ] × (Passo [mm])2 × Diâmetro [mm]
8000
Potência [Kw ] =
Torque [Nm] × rotação [rpm]
9500
Valores válidos para machos de roscar novos.
Ferramentas desgastadas podem triplicar o
torque (e a potência requerida).
Tabela de roscas métricas (grossa e
fina), passos e brocas
Diâmetro
(mm)
M3
Passo MA
(mm)
0,50
Passo MB
(mm)
0,35
Diâmetro da
Broca (mm)
2,5
M4
0,70
0,50
3,3
M5
0,80
0,50
4,2
M6
1,00
0,75
5,0
M8
1,25
1,00
6,8
M10
1,50
1,00
8,5
M12
1,70
1,50
10,2
M14
2,00
1,50
12,0
M16
2,00
1,50
14,0
M18
2,50
1,50
15,5
Cálculo de torque e potência
Material
Aço 1000-1300 N/mm 2
Aço 850-1000 N/mm 2
Aço 600-850 N/mm 2
Aço <600 N/mm 2
Aço Inox
Cobre fundido
Ferro fundido cinzento (HB 170)
Ferro fundido branco temperado
Cobre
Ferro fundido branco
Latão
Liga de Al-Si
Ligas de zinco
Termoplásticos/madeira
Kc [N/mm2]
3600
2600
2500
2300
3200
1900
1600
1250
1100
900
720
680
440
200
Exemplo
Calcule a velocidade de rotação para a abertura de
uma rosca M36 (passo 4 mm) bem como os valores
mínimos de torque e potência que a máquina
ferramenta deve oferecer. Material: aço 900 N/mm2.
Velocidade de corte sugerida: 5.5 m/mim. Rotações
disponíveis em passos de 10 rpm.
Rotação =
Torque =
5,5 × 1000
= 48.63 ⇒ Rotação = 50 [rpm]
π × 36
2600 × 42 × 36
⇒ Torque = 187 [Nm]
8000
Potência =
187,2 × 50
⇒ Potência = 0.9852 [kW ]
9500
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