UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN

COORDENAO DE FABRICAO MECNICA

CURSO DE TECNOLOGIA EM FABRICAO MECNICA

MARCELO ADRIANO FOGIATTO

MICHAEL PAULS

AVALIAO DO DESGASTE DE BROCAS HELICOIDAIS DE AO-RPIDO COM

DIFERENTES AFIAES NA USINAGEM DE AO ABNT 1045 COM MQUINAS

E CONDIES DE REFRIGERAO/LUBRIFICAO DISTINTAS

TRABALHO DE CONCLUSO DE CURSO

PONTA GROSSA

2011

MARCELO ADRIANO FOGIATTO

MICHAEL PAULS

AVALIAO DO DESGASTE DE BROCAS HELICOIDAIS DE AO-RPIDO

COM DIFERENTES AFIAES NA USINAGEM DE AO ABNT 1045 COM

MQUINAS E CONDIES DE REFRIGERAO/LUBRIFICAO DISTINTAS

Trabalho de concluso de curso de graduao apresentado disciplina de mesmo nome, do curso de Tecnologia em Fabricao Mecnica da Coordenao de Fabricao Mecnica COFAM da Universidade Tecnolgica Federal do Paran - UTFPR - Campus Ponta Grossa, como requisito parcial para obteno do ttulo de Tecnlogo. Orientador: Prof. Dr. Davi Fuso

PONTA GROSSA

2011

TERMO DE APROVAO

AVALIAO DA VIDA DE BROCAS DE AO-RPIDO COM DIFERENTES

AFIAES NA USINAGEM COM MQUINAS E CONDIES DE REFRIGERAO/LUBRIFICAO DISTINTAS

por

MARCELO ADRIANO FOGIATTO e MICHAEL PAULS

Este Trabalho de Concluso de Curso (TCC) foi apresentado em 08 de julho de

2011 como requisito parcial para a obteno do ttulo de Tecnlogo em Fabricao

Mecnica. Os candidatos foram arguidos pela Banca Examinadora composta pelos

professores abaixo assinados. Aps deliberao, a Banca Examinadora considerou

o trabalho aprovado.

_______________________________ ________________________________ Davi Fuso Jos Roberto Okida Prof. Orientador Membro titular ________________________________ Gilberto Zammar Membro titular _______________________________ ________________________________ Prof. Laercio Javarez Junior Irapuan Santos Responsvel pelos Trabalhos Coordenador do Curso de Concluso de Curso UTFPR Campus Ponta Grossa

A Folha de Aprovao assinada encontra-se na Coordenao do Curso.

Ministrio da Educao

Universidade Tecnolgica Federal do Paran Campus Ponta Grossa

Diretoria de Graduao e Educao Profissional

Dedico este trabalho, e o que ele representa a realizao de um curso superior minha famlia, e a Deus, que tornou tudo possvel.

Marcelo

Ich widme diese Arbeit an Gott, der mir Gesundheit, Glaube und Beharrlichkeit gegeben hat und meine Eltern, die ich zu ihrer Anstrengung ehre.

Michael

AGRADECIMENTOS

Como de costume neste tipo de situao, avisamos que provavelmente

esquecemos algum nesta lista.

Agradecemos ao Prof. Aldo Braghini Junior, idealizador do trabalho; ao Prof. Davi

Fuso, que aceitou a tarefa de orientar o trabalho na etapa final; ao Prof. Anderson

Pukasiewicz, pela realizao da micrografia, e ao Prof. Pricles Secco Cancian, por

um suporte tcnico importante para a execuo dos ensaios.

Agradecemos tambm s turmas de execuo de usinagem do Prof. Aldo, do

segundo semestre de 2009 e primeiro semestre de 2010, pelo auxlio na fabricao

dos corpos de prova. Tambm ao pessoal da Coordenao de Mecnica, pela

colaborao voluntariosa sempre demonstrada.

Agradecemos aos professores de um modo geral, pelo seu esforo muitas

vezes no percebido na manuteno dos laboratrios, e pelo compromisso de, na

maioria das vezes, nos darem a melhor educao possvel.

Agradecemos tambm aos nossos colegas de curso, pela ajuda mtua nos

momentos de dificuldade, e pelos bons anos de convivncia e amizades formadas.

RESUMO

FOGIATTO, Marcelo Adriano; PAULS, Michael. Avaliao do desgaste de brocas helicoidais de ao-rpido com diferentes afiaes na usinagem de ao ABNT 1045 com mquinas e condies de refrigerao/lubrificao distintas. 2011. 175 f. Trabalho de Concluso de Curso (Tecnologia em Fabricao Mecnica) Coordenao de Fabricao Mecnica, Universidade Tecnolgica Federal do Paran, Ponta Grossa, 2011. A furao considerada como o processo mais comum de usinagem. A broca helicoidal apresenta-se como a ferramenta de maior utilizao para a usinagem de furos. Essa ferramenta, quando fabricada em ao rpido e sem revestimento, apresenta custo baixo e uma boa tenacidade, o que proporciona uma grande versatilidade de condies de usinagem. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desgaste da broca e a preciso dimensional dos furos usinados. Este trabalho tomou por base as variveis: mquina-ferramenta, podendo ser com ferramenta em rotao ou pea em rotao; meio lubri-refrigerante, com presena ou ausncia de fluido de corte; e geometria da ferramenta, sendo afiao cruzada ou convencional. Foram usinados corpos de prova cilndricos de ao ABNT 1045. Em relao ao desgaste da ferramenta, os resultados apresentaram vantagens com pea em rotao, utilizao de fluido de corte e afiao cruzada. Para a preciso dimensional, pea em rotao e uso de fluido de corte proporcionaram melhores resultados. Palavras-chave: Desgaste de broca helicoidal. Torno convencional. Mandriladora. Fluido de corte. Afiao de broca helicoidal.

ZUSAMMENFASSUNG

FOGIATTO, Marcelo Adriano; PAULS, Michael. Verschlei von Hochleistungsschnellschnittstahlbohrer mit verschiedenen Schrfen bei Zerspanverfahren von ABNT 1045 Stahl mit verschiedenen Maschinen und Khlschmierung verwndet. 2011. 175 f. Kursabschlussarbeit ( Technologie in Fertigungsverfahren) - Koordination von Fertigungsverfahren, Universidade Tecnolgica Federal do Paran, Ponta Grossa, 2011. Die Bohrung wird als die hufigste Bearbeitung angesehen. Der zylindrische Bohrer mit schraubenfrmige Nuten oder einfach Spiralbohrer, prsentiert sich als grte Verwendung fr Bohrungsbearbeitungen. Dieses Werkzeug, wenn es in Schnellarbeitsstahl und ohne Beschichtung gefertigt wird, zeigt sich kostengnstig und hat eine gute Zhigkeit, die eine groe Vielseitigkeit der Bearbeitung Bedingungen bietet. Verschiedene Bearbeitung Bedingungen knnen in der Interaktion zwischen verschiedenen Variablen erstellt werden. In dieser Arbeit wurden folgende Variablen als Grundlagen genommen: Werkzeugmaschine, kann das Werkzeug rotiert werden oder das Teil rotiert werden; Khlschmierstoff, mit oder ohne Khlmittel; und die Geometrie des Werkzeugs, kreuz oder konventionelle Schrfung. Die Bohrungen wurden in zylindrische ABNT 1045 Stahl geschnitten. Das Ziel dieser Studie war die Standzeit der Bohrer und die Mahaltigkeit der bearbeiteten Bohrungen zu beurteilen. In Bezug auf die Standzeit, die Ergebnisse zeigten Vorteile als das Teil rotiert wurde, mit Khlschmierstoff und Kreuzschrfung. Fr die Mahaltigkeit, waren die Resultate auch mit rotierte Teile und Khlschmiermittel besser. Schlsselwrter: Verschlei der Spiralbohrer. Drehmaschine. Ausdreher. Khlschmierstoff. Spiralbohrer Schrfung.

LISTA DE ILUSTRAES

Figura 2.1 Broca helicoidal com haste cilndrica.....................................................32

Figura 2.2 Broca helicoidal com haste cnica.........................................................32

Figura 2.3 Broca helicoidal com furo para refrigerao.........................................33

Figura 2.4 Partes ativas principais de uma broca helicoidal...................................33

Figura 2.5 Geometria da cunha de uma broca helicoidal.......................................35

Figura 2.6 Afinao do gume transversal...............................................................36

Figura 2.7 Correo do ngulo de sada com afinao do gume transversal.......36

Figura 2.8 Dois casos de afiao cruzada..............................................................36

Figura 2.9 Direo dos principais movimentos na furao.....................................37

Figura 2.10 Furao em um torno...........................................................................38

Figura 2.11 Furadeira de coluna com avano manual............................................39

Figura 2.12 Faixas de atuao dos mecanismos de desgaste...............................43

Figura 2.13 Formas de desgaste em uma broca helicoidal....................................45

Figura 2.14 Tipos de desgaste em brocas..............................................................46

Figura 2.15 a) Desgaste do gume transversal; b) arredondamento do gume

transversal..................................................................................................................47

Figura 2.16 Desgaste mdio VB e desgaste mximo VBmax no flanco de uma

broca..........................................................................................................................49

Figura 2.17 Erros geomtricos mais comuns em furao.......................................54

Figura 2.18 Rugosidade mdia (Ra) de uma superfcie..........................................55

Figura 2.19 Rugosidade total (Rt) de uma superfcie..............................................56

Figura 2.20 Rugosidade mdia (Rz) de uma superfcie..........................................56

Figura 3.1 Corpos de prova.....................................................................................57

Figura 3.2 Micrografia das cinco barras com as respectivas ampliaes...............59

Figura 3.3 Ensaio realizado com a mandriladora....................................................61

Figura 3.4 Ensaio realizado com o torno.................................................................62

Figura 3.5 Broca com afiao convencional (a) e com afiao cruzada (b)...........63

Figura 3.6 Broca com afiao convencional e com afiao cruzada, da esquerda

para a direita...............................................................................................................63

Figura 3.7 Broca com afiao cruzada....................................................................64

Figura 3.8 Broca com afiao convencional............................................................64

Figura 3.9 Aplicao do fluido de corte...................................................................66

Figura 3.10 Medio do dimetro do furo................................................................67

Figura 3.11 Pontos de medio do dimetro...........................................................67

Figura 4.1 Condio 1: gume da aresta 1 da ferramenta nova...............................68

Figura 4.2 Condio 1: gume da aresta 2 da ferramenta nova...............................68

Figura 4.3 Condio 1: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta pea....69

Figura 4.4 Condio 1: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta pea....69

Figura 4.5 Condio 1: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima segunda

pea............................................................................................................................69

Figura 4.6 Condio 1: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima segunda

pea............................................................................................................................69

Figura 4.7 Condio 1: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................70

Figura 4.8 Condio 1: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................70

Figura 4.9 Condio 1: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea............................................................................................................................70

Figura 4.10 Condio 1: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima

quarta pea.................................................................................................................70

Figura 4.11 Condio 1: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................71

Figura 4.12 Condio 1: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................71

Figura 4.13 Condio 1: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................71

Figura 4.14 Condio 1: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................71

Figura 4.15 Condio 2: gume da aresta 1 da ferramenta nova.............................72

Figura 4.16 Condio 2: gume da aresta 2 da ferramenta nova.............................72

Figura 4.17 Condio 2: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................72

Figura 4.18 Condio 2: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................72

Figura 4.19 Condio 2: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................73

Figura 4.20 Condio 2: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................73

Figura 4.21 Condio 2: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................73

Figura 4.22 Condio 2: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................73

Figura 4.23 Condio 2: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima

quarta pea.................................................................................................................74

Figura 4.24 Condio 2: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima

quarta pea.................................................................................................................74

Figura 4.25 Condio 2: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................74

Figura 4.26 Condio 2: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................74

Figura 4.27 Condio 2: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................75

Figura 4.28 Condio 2: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................75

Figura 4.29 Condio 3: gume da aresta 1 da ferramenta nova.............................75

Figura 4.30 Condio 3: gume da aresta 2 da ferramenta nova.............................75

Figura 4.31 Condio 3: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................76

Figura 4.32 Condio 3: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................76

Figura 4.33 Condio 3: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................76

Figura 4.34 Condio 3: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................76

Figura 4.35 Condio 3: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................77

Figura 4.36 Condio 3: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................77

Figura 4.37 Condio 3: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima

quarta pea.................................................................................................................77

Figura 4.38 Condio 3: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima

quarta pea.................................................................................................................77

Figura 4.39 Condio 3: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................78

Figura 4.40 Condio 3: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................78

Figura 4.41 Condio 3: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................78

Figura 4.42 Condio 3: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................78

Figura 4.43 Condio 4: gume da aresta 1 da ferramenta nova.............................79

Figura 4.44 Condio 4: gume da aresta 2 da ferramenta nova.............................79

Figura 4.45 Condio 4: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................79

Figura 4.46 Condio 4: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................79

Figura 4.47 Condio 4: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................80

Figura 4.48 Condio 4: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................80

Figura 4.49 Condio 4: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................80

Figura 4.50 Condio 4: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................80

Figura 4.51 Condio 4: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima

quarta pea.................................................................................................................81

Figura 4.52 Condio 4: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima

quarta pea.................................................................................................................81

Figura 4.53 Condio 4: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................81

Figura 4.54 Condio 4: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................81

Figura 4.55 Condio 4: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................82

Figura 4.56 Condio 4: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................82

Figura 4.57 Condio 5: gume da aresta 1 da ferramenta nova.............................82

Figura 4.58 Condio 5: gume da aresta 2 da ferramenta nova.............................82

Figura 4.59 Condio 5: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................83

Figura 4.60 Condio 5: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................83

Figura 4.61 Condio 5: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................83

Figura 4.62 Condio 5: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................83

Figura 4.63 Condio 5: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................84

Figura 4.64 Condio 5: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................84

Figura 4.65 Condio 5: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima

quarta pea.................................................................................................................84

Figura 4.66 Condio 5: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima

quarta pea.................................................................................................................84

Figura 4.67 Condio 5: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................85

Figura 4.68 Condio 5: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................85

Figura 4.69 Condio 5: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................85

Figura 4.70 Condio 5: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................85

Figura 4.71 Condio 6: gume da aresta 1 da ferramenta nova.............................86

Figura 4.72 Condio 6: gume da aresta 2 da ferramenta nova.............................86

Figura 4.73 Condio 6: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................86

Figura 4.74 Condio 6: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................86

Figura 4.75 Condio 6: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................87

Figura 4.76 Condio 6: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................87

Figura 4.77 Condio 6: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................87

Figura 4.78 Condio 6: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................87

Figura 4.79 Condio 6: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima

quarta pea.................................................................................................................88

Figura 4.80 Condio 6: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima

quarta pea.................................................................................................................88

Figura 4.81 Condio 6: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................88

Figura 4.82 Condio 6: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................88

Figura 4.83 Condio 6: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................89

Figura 4.84 Condio 6: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................89

Figura 4.85 Condio 7: gume da aresta 1 da ferramenta nova.............................89

Figura 4.86 Condio 7: gume da aresta 2 da ferramenta nova.............................89

Figura 4.87 Condio 7: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................90

Figura 4.88 Condio 7: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................90

Figura 4.89 Condio 7: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................90

Figura 4.90 Condio 7: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................90

Figura 4.91 Condio 7: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................91

Figura 4.92 Condio 7: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................91

Figura 4.93 Condio 7: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima

quarta pea.................................................................................................................91

Figura 4.94 Condio 7: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima

quarta pea.................................................................................................................91

Figura 4.95 Condio 7: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................92

Figura 4.96 Condio 7: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................92

Figura 4.97 Condio 7: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................92

Figura 4.98 Condio 7: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................92

Figura 4.99 Condio 8: gume da aresta 1 da ferramenta nova.............................93

Figura 4.100 Condio 8: gume da aresta 2 da ferramenta nova...........................93

Figura 4.101 Condio 8: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................93

Figura 4.102 Condio 8: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................93

Figura 4.103 Condio 8: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................94

Figura 4.104 Condio 8: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................94

Figura 4.105 Condio 8: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................94

Figura 4.106 Condio 8: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................94

Figura 4.107 Condio 8: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima

quarta pea.................................................................................................................95

Figura 4.108 Condio 8: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima

quarta pea.................................................................................................................95

Figura 4.109 Condio 8: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................95

Figura 4.110 Condio 8: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................95

Figura 4.111 Condio 8: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................96

Figura 4.112 Condio 8: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

quinta pea.................................................................................................................96

Figura 4.113 Rplica 1: gume da aresta 1 da ferramenta nova..............................96

Figura 4.114 Rplica 1: gume da aresta 2 da ferramenta nova..............................96

Figura 4.115 Rplica 1: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................97

Figura 4.116 Rplica 1: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta

pea............................................................................................................................97

Figura 4.117 Rplica 1: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................97

Figura 4.118 Rplica 1: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima

segunda pea.............................................................................................................97

Figura 4.119 Rplica 1: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea...........................................................................................................................98

Figura 4.120 Rplica 1: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea............................................................................................................................98

Figura 4.121 Rplica 1: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea............................................................................................................................98

Figura 4.122 Rplica 1: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea............................................................................................................................98

Figura 4.123 Rplica 1: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................99

Figura 4.124 Rplica 1: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea............................................................................................................................99

Figura 4.125 Rplica 1: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima quinta

pea............................................................................................................................99

Figura 4.126 Rplica 1: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima quinta

pea............................................................................................................................99

Figura 4.127 Rplica 2: gume da aresta 1 da ferramenta nova............................100

Figura 4.128 Rplica 2: gume da aresta 2 da ferramenta nova............................100

Figura 4.129 Rplica 2: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta

pea..........................................................................................................................100

Figura 4.130 Rplica 2: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta

pea..........................................................................................................................100

Figura 4.131 Rplica 2: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima

segunda pea...........................................................................................................101

Figura 4.132 Rplica 2: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima

segunda pea...........................................................................................................101

Figura 4.133 Rplica 2: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea..........................................................................................................................101

Figura 4.134 Rplica 2: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea..........................................................................................................................101

Figura 4.135 Rplica 2: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea..........................................................................................................................102

Figura 4.136 Rplica 2: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea..........................................................................................................................102

Figura 4.137 Rplica 2: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea..........................................................................................................................102

Figura 4.138 Rplica 2: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea..........................................................................................................................102

Figura 4.139 Rplica 2: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima quinta

pea..........................................................................................................................103

Figura 4.140 Rplica 2: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima quinta

pea..........................................................................................................................103

Figura 4.141 Rplica 3: gume da aresta 1 da ferramenta nova............................103

Figura 4.142 Rplica 3: gume da aresta 2 da ferramenta nova............................103

Figura 4.143 Rplica 3: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta

pea..........................................................................................................................104

Figura 4.144 Rplica 3: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta

pea..........................................................................................................................104

Figura 4.145 Rplica 3: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima

segunda pea...........................................................................................................104

Figura 4.146 Rplica 3: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima

segunda pea...........................................................................................................104

Figura 4.147 Rplica 3: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea..........................................................................................................................105

Figura 4.148 Rplica 3: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea..........................................................................................................................105

Figura 4.149 Rplica 3: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea..........................................................................................................................105

Figura 4.150 Rplica 3: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea..........................................................................................................................105

Figura 4.151 Rplica 3: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea..........................................................................................................................106

Figura 4.152 Rplica 3: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea..........................................................................................................................106

Figura 4.153 Rplica 3: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima quinta

pea..........................................................................................................................106

Figura 4.154 Rplica 3: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima quinta

pea..........................................................................................................................106

Figura 4.155 Rplica 4: gume da aresta 1 da ferramenta nova............................107

Figura 4.156 Rplica 4: gume da aresta 2 da ferramenta nova............................107

Figura 4.157 Rplica 4: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta

pea..........................................................................................................................107

Figura 4.158 Rplica 4: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta

pea..........................................................................................................................107

Figura 4.159 Rplica 4: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima

segunda pea...........................................................................................................108

Figura 4.160 Rplica 4: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima

segunda pea...........................................................................................................108

Figura 4.161 Rplica 4: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea..........................................................................................................................108

Figura 4.162 Rplica 4: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea..........................................................................................................................108

Figura 4.163 Rplica 4: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea..........................................................................................................................109

Figura 4.164 Rplica 4: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea..........................................................................................................................109

Figura 4.165 Rplica 4: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea..........................................................................................................................109

Figura 4.166 Rplica 4: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea..........................................................................................................................109

Figura 4.167 Rplica 4: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima quinta

pea..........................................................................................................................110

Figura 4.168 Rplica 4: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima quinta

pea..........................................................................................................................110

Figura 4.169 Rplica 5: gume da aresta 1 da ferramenta nova............................110

Figura 4.170 Rplica 5: gume da aresta 2 da ferramenta nova............................110

Figura 4.171 Rplica 5: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta

pea..........................................................................................................................111

Figura 4.172 Rplica 5: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta

pea..........................................................................................................................111

Figura 4.173 Rplica 5: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima

segunda pea...........................................................................................................111

Figura 4.174 Rplica 5: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima

segunda pea...........................................................................................................111

Figura 4.175 Rplica 5: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea..........................................................................................................................112

Figura 4.176 Rplica 5: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea..........................................................................................................................112

Figura 4.177 Rplica 5: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea..........................................................................................................................112

Figura 4.178 Rplica 5: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea..........................................................................................................................112

Figura 4.179 Rplica 5: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea..........................................................................................................................113

Figura 4.180 Rplica 5: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea..........................................................................................................................113

Figura 4.181 Rplica 5: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima quinta

pea..........................................................................................................................113

Figura 4.182 Rplica 5: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima quinta

pea..........................................................................................................................113

Figura 4.183 Rplica 6: gume da aresta 1 da ferramenta nova............................114

Figura 4.184 Rplica 6: gume da aresta 2 da ferramenta nova............................114

Figura 4.185 Rplica 6: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta

pea..........................................................................................................................114

Figura 4.186 Rplica 6: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta

pea..........................................................................................................................114

Figura 4.187 Rplica 6: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima

segunda pea...........................................................................................................115

Figura 4.188 Rplica 6: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima

segunda pea...........................................................................................................115

Figura 4.189 Rplica 6: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea..........................................................................................................................115

Figura 4.190 Rplica 6: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea..........................................................................................................................115

Figura 4.191 Rplica 6: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea..........................................................................................................................116

Figura 4.192 Rplica 6: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea..........................................................................................................................116

Figura 4.193 Rplica 6: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea..........................................................................................................................116

Figura 4.194 Rplica 6: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea..........................................................................................................................116

Figura 4.195 Rplica 6: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima quinta

pea..........................................................................................................................117

Figura 4.196 Rplica 6: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima quinta

pea..........................................................................................................................117

Figura 4.197 Rplica 7: gume da aresta 1 da ferramenta nova............................117

Figura 4.198 Rplica 7: gume da aresta 2 da ferramenta nova............................117

Figura 4.199 Rplica 7: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta

pea..........................................................................................................................118

Figura 4.200 Rplica 7: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta

pea..........................................................................................................................118

Figura 4.201 Rplica 7: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima

segunda pea...........................................................................................................118

Figura 4.202 Rplica 7: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima

segunda pea...........................................................................................................118

Figura 4.203 Rplica 7: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea..........................................................................................................................119

Figura 4.204 Rplica 7: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea..........................................................................................................................119

Figura 4.205 Rplica 7: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea..........................................................................................................................119

Figura 4.206 Rplica 7: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea..........................................................................................................................119

Figura 4.207 Rplica 7: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea..........................................................................................................................120

Figura 4.208 Rplica 7: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea..........................................................................................................................120

Figura 4.209 Rplica 7: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima quinta

pea..........................................................................................................................120

Figura 4.210 Rplica 7: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima quinta

pea..........................................................................................................................120

Figura 4.211 Rplica 8: gume da aresta 1 da ferramenta nova............................121

Figura 4.212 Rplica 8: gume da aresta 2 da ferramenta nova............................121

Figura 4.213 Rplica 8: gume da aresta 1 da ferramenta depois da sexta

pea..........................................................................................................................121

Figura 4.214 Rplica 8: gume da aresta 2 da ferramenta depois da sexta

pea..........................................................................................................................121

Figura 4.215 Rplica 8: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima

segunda pea...........................................................................................................122

Figura 4.216 Rplica 8: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima

segunda pea...........................................................................................................122

Figura 4.217 Rplica 8: gume da aresta 1 da ferramenta depois da dcima oitava

pea..........................................................................................................................122

Figura 4.218 Rplica 8: gume da aresta 2 da ferramenta depois da dcima oitava

pea..........................................................................................................................122

Figura 4.219 Rplica 8: gume da aresta 1 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea..........................................................................................................................123

Figura 4.220 Rplica 8: gume da aresta 2 da ferramenta depois da vigsima quarta

pea..........................................................................................................................123

Figura 4.221 Rplica 8: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima

pea..........................................................................................................................123

Figura 4.222 Rplica 8: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima

pea..........................................................................................................................123

Figura 4.223 Rplica 8: gume da aresta 1 da ferramenta depois da trigsima quinta

pea..........................................................................................................................124

Figura 4.224 Rplica 8: gume da aresta 2 da ferramenta depois da trigsima quinta pea..........................................................................................................................124 Quadro 2.1 Tipos de desgaste com possveis causas e aes corretivas..............44 Quadro 3.1 Projeto Experimental............................................................................60

LISTA DE GRFICOS

Grfico 5.1 Comparao de desgaste da ferramenta em diferentes mquinas-ferramenta sem fluido de corte e com afiao convencional...................................126 Grfico 5.2 Comparao de desgaste da ferramenta em diferentes mquinas-ferramenta sem fluido de corte e com afiao cruzada............................................127 Grfico 5.3 Comparao de desgaste da ferramenta em diferentes mquinas-ferramenta com fluido de corte e com afiao convencional...................................128 Grfico 5.4 Comparao de desgaste da ferramenta em diferentes mquinas-ferramenta com fluido de corte e com afiao cruzada............................................129 Grfico 5.5 Comparao de desgaste da ferramenta em presena ou ausncia de fluido de corte na mandriladora e com afiao convencional..................................131

Grfico 5.6 Comparao de desgaste da ferramenta em presena ou ausncia de fluido de corte na mandriladora e com afiao cruzada...........................................132 Grfico 5.7 Comparao de desgaste da ferramenta em presena ou ausncia de fluido de corte no torno e com afiao convencional...............................................133 Grfico 5.8 Comparao de desgaste da ferramenta em presena ou ausncia de fluido de corte no torno e com afiao cruzada........................................................134 Grfico 5.9 Comparao de desgaste da ferramenta em diferentes afiaes da broca na mandriladora e sem fluido de corte...........................................................135 Grfico 5.10 Comparao de desgaste da ferramenta em diferentes afiaes da broca na mandriladora e com fluido de corte...........................................................136 Grfico 5.11 Comparao de desgaste da ferramenta em diferentes afiaes da broca no torno e sem fluido de corte........................................................................137 Grfico 5.12 Comparao de desgaste da ferramenta em diferentes afiaes da broca no torno e com fluido de corte........................................................................139 Grfico 5.13 Comparao entre o dimetro dos furos realizados em diferentes mquinas com afiao convencional da ferramenta e sem fluido de corte.............140 Grfico 5.14 Comparao entre o dimetro dos furos realizados em diferentes mquinas com afiao cruzada da ferramenta e sem fluido de corte......................142 Grfico 5.15 Comparao entre o dimetro dos furos realizados em diferentes mquinas com afiao convencional da ferramenta e com fluido de corte..............145 Grfico 5.16 Comparao entre o dimetro dos furos realizados em diferentes mquinas com afiao cruzada da ferramenta e com fluido de corte......................149

Grfico 5.17 Comparao entre o dimetro dos furos realizados em presena ou ausncia de fluido de corte na mandriladora e com afiao convencional da ferramenta................................................................................................................150 Grfico 5.18 Comparao entre o dimetro dos furos realizados em presena ou ausncia de fluido de corte na mandriladora e com afiao cruzada da ferramenta................................................................................................................152 Grfico 5.19 Comparao entre o dimetro dos furos realizados em presena ou ausncia de fluido de corte no torno e com afiao convencional da ferramenta................................................................................................................155 Grfico 5.20 Comparao entre o dimetro dos furos realizados em presena ou ausncia de fluido de corte no torno e com afiao cruzada da ferramenta................................................................................................................157 Grfico 5.21 Comparao entre o dimetro dos furos realizados com diferentes afiaes da ferramenta sem fluido de corte e na mandriladora...............................160 Grfico 5.22 Comparao entre o dimetro dos furos realizados com diferentes afiaes da ferramenta com fluido de corte e na mandriladora...............................164 Grfico 5.23 Comparao entre o dimetro dos furos realizados com diferentes afiaes da ferramenta sem fluido de corte e no torno............................................165 Grfico 5.24 Comparao entre o dimetro dos furos realizados com diferentes afiaes da ferramenta com fluido de corte e no torno............................................167

LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1 Dureza da matria-prima.......................................................................58

Tabela 5.1 Dados do Grfico 5.1...........................................................................126

Tabela 5.2 Dados do Grfico 5.2...........................................................................127

Tabela 5.3 Dados do Grfico 5.3...........................................................................128

Tabela 5.4 Dados do Grfico 5.4...........................................................................129

Tabela 5.5 Dados do Grfico 5.5...........................................................................130

Tabela 5.6 Dados do Grfico 5.6...........................................................................132

Tabela 5.7 Dados do Grfico 5.7...........................................................................133

Tabela 5.8 Dados do Grfico 5.8...........................................................................134

Tabela 5.9 Dados do Grfico 5.9...........................................................................135

Tabela 5.10 Dados do Grfico 5.10.......................................................................137

Tabela 5.11 Dados do Grfico 5.11.......................................................................138

Tabela 5.12 Dados do Grfico 5.12.......................................................................138

Tabela 5.13 Dados do Grfico 5.13.......................................................................141

Tabela 5.14 Dados do Grfico 5.14.......................................................................143

Tabela 5.15 Dados do Grfico 5.15.......................................................................146

Tabela 5.16 Dados do Grfico 5.16.......................................................................148

Tabela 5.17 Dados do Grfico 5.17.......................................................................151

Tabela 5.18 Dados do Grfico 5.18.......................................................................153

Tabela 5.19 Dados do Grfico 5.19.......................................................................156

Tabela 5.20 Dados do Grfico 5.20.......................................................................158

Tabela 5.21 Dados do Grfico 5.21.......................................................................161

Tabela 5.22 Dados do Grfico 5.22.......................................................................163

Tabela 5.23 Dados do Grfico 5.23.......................................................................166

Tabela 5.24 Dados do Grfico 5.24.......................................................................168

SUMRIO 1 INTRODUO........................................................................................................27 1.1 OBJETIVOS.........................................................................................................28 1.1.1 Objetivo Geral...................................................................................................28 1.1.2 Objetios Especficos..........................................................................................28 1.2 JUSTIFICATIVA...................................................................................................29 2 O PROCESSO DE FURAO...............................................................................30 2.1 FURAO COM FERRAMENTAS DE GEOMETRIA DEFINIDA........................30 2.1.1 Brocas Helicoidais.............................................................................................31 2.1.1.1 Geometria das brocas helicoidais..................................................................33 2.1.1.2 Afiao das brocas helicoidais.......................................................................35 2.1.2 Mquinas para Furao com Brocas................................................................37 2.1.2.1 Pea em rotao............................................................................................38 2.1.2.2 Ferramenta em rotao..................................................................................38 2.1.2.3 Pea e ferramenta em rotao.......................................................................39 2.2 FURAO POR PROCESSOS ESPECIAIS.......................................................40 2.2.1 Furao a LASER.............................................................................................40 2.2.2 Eletroeroso......................................................................................................40 2.3 VIDA DA FERRAMENTA.....................................................................................41 2.3.1 Mecanismos de Desgaste.................................................................................41 2.3.2 Formas de Desgaste em Brocas Helicoidais....................................................44 2.3.3 Determinao do Fim de Vida da Ferramenta..................................................47 2.4 MEIOS LUBRI-REFRIGERANTES EM USINAGEM...........................................49 2.4.1 Tipos de Lubri-Refrigerante......50 2.4.1.1 Slidos............................................................................................................51 2.4.1.2 Lquidos..........................................................................................................51 2.4.1.3 Gasosos.........................................................................................................52 2.5 QUALIDADE DO PROCESSO DE FURAO....................................................52 2.5.1 Tolerncias Dimensionais.................................................................................53 2.5.2 Tolerncias Geomtricas..................................................................................53 2.5.3 Acabamento Superficial....................................................................................54 3 MATERIAIS E MTODOS......................................................................................57 3.1 CORPOS DE PROVA..........................................................................................57 3.1.1 Anlise da Matria-Prima..................................................................................57 3.1.1.1 Ensaio de dureza...........................................................................................58 3.1.1.2 Micrografia.....................................................................................................58 3.1.2 Preparao dos Corpos de Prova....................................................................60 3.2 PROJETO EXPERIMENTAL...............................................................................60 3.3 MQUINA-FERRAMENTA..................................................................................61 3.3.1 Mandriladora.....................................................................................................61 3.3.2 Torno................................................................................................................62 3.4 FERRAMENTAS DE CORTE..............................................................................62 3.5 PARMETROS DE CORTE UTILIZADOS..........................................................65 3.6 MEIO LUBRI-REFRIGERANTE..........................................................................65 3.7 MEDIO DO DESGASTE.................................................................................65 3.8 MEDIO DO DIMETRO DO FURO................................................................66

4 EXECUO DOS ENSAIOS..................................................................................68 4.1 ENSAIOS.............................................................................................................68 4.1.1 Condio 1........................................................................................................68 4.1.2 Condio 2........................................................................................................71 4.1.3 Condio 3........................................................................................................75 4.1.4 Condio 4........................................................................................................78 4.1.5 Condio 5........................................................................................................82 4.1.6 Condio 6........................................................................................................85 4.1.7 Condio 7........................................................................................................89 4.1.8 Condio 8........................................................................................................92 4.2 RPLICAS............................................................................................................96 4.2.1 Rplica 1............................................................................................................96 4.2.2 Rplica 2............................................................................................................99 4.2.3 Rplica 3..........................................................................................................103 4.2.4 Rplica 4..........................................................................................................106 4.2.5 Rplica 5..........................................................................................................110 4.2.6 Rplica 6..........................................................................................................113 4.2.7 Rplica 7..........................................................................................................117 4.2.8 Rplica 8..........................................................................................................120 5 ANLISE E DISCUSSO DOS RESULTADOS..................................................125 5.1 ANLISE DO DESGASTE DA FERRAMENTA.................................................125 5.1.1 Anlise Comparativa do Desgaste da Ferramenta em Relao Mquina-Ferramenta..............................................................................................................125 5.1.1.1 Mandriladora e torno: sem fluido de corte e com afiao convencional......125 5.1.1.2 Mandriladora e torno: sem fluido de corte e com afiao cruzada..............126 5.1.1.3 Mandriladora e torno: com fluido de corte e com afiao convencional......127 5.1.1.4 Mandriladora e torno: com fluido de corte e com afiao cruzada..............128 5.1.2 Anlise Comparativa do Desgaste da Ferramenta em Relao ao Fluido de Corte.......................................................................................................................130 5.1.2.1 Sem fluido de corte e com fluido de corte: com afiao convencional e na mandriladora............................................................................................................130 5.1.2.2 Sem fluido de corte e com fluido de corte: com afiao cruzada e na mandriladora............................................................................................................131 5.1.2.3 Sem fluido de corte e com fluido de corte: com afiao convencional e no torno........................................................................................................................132 5.1.2.4 Sem fluido de corte e com fluido de corte: com afiao cruzada e no torno........................................................................................................................133 5.1.3 Anlise Comparativa do Desgaste da Ferramenta em Relao Afiao da Ferramenta..............................................................................................................134 5.1.3.1 Afiao convencional e afiao cruzada: sem fluido de corte e na mandriladora............................................................................................................135 5.1.3.2 Afiao convencional e afiao cruzada: Com fluido de corte e na mandriladora............................................................................................................136 5.1.3.3 Afiao convencional e afiao cruzada: Sem fluido de corte e no torno...137 5.1.3.4 Afiao convencional e afiao cruzada: Com fluido de corte e no torno...138 5.2 ANLISE DO DIMETRO DO FURO USINADO...............................................139 5.2.1 Anlise Comparativa da Variao Dimensional dos Furos em Relao Mquina-Ferramenta................................................................................................139 5.2.1.1 Mandriladora e torno: sem fluido de corte e com afiao convencional......139

5.2.1.2 Mandriladora e torno: sem fluido de corte e com afiao cruzada...............142 5.2.1.3 Mandriladora e torno: com fluido de corte e com afiao convencional......144 5.2.1.4 Mandriladora e torno: com fluido de corte e com afiao cruzada...............147 5.2.2 Anlise Comparativa da Variao Dimensional dos Furos em Relao ao Fluido de Corte........................................................................................................149 5.2.2.1 Sem fluido de corte e com fluido de corte: com afiao convencional e na mandriladora.............................................................................................................149 5.2.2.2 Sem fluido de corte e com fluido de corte: com afiao cruzada e na mandriladora.............................................................................................................152 5.2.2.3 Sem fluido de corte e com fluido de corte: com afiao convencional e no torno.........................................................................................................................154 5.2.2.4 Sem fluido de corte e com fluido de corte: com afiao cruzada e no torno.........................................................................................................................157 5.2.3 Anlise Comparativa da Variao Dimensional dos Furos em Relao Afiao da Ferramenta.............................................................................................159 5.2.3.1 Afiao convencional e afiao cruzada: sem fluido de corte e na mandriladora.............................................................................................................159 5.2.3.2 Afiao convencional e afiao cruzada: com fluido de corte e na mandriladora.............................................................................................................162 5.2.3.3 Afiao convencional e afiao cruzada: sem fluido de corte e no torno....164 5.2.3.4 Afiao convencional e afiao cruzada: com fluido de corte e no torno....167 6 CONSIDERAES FINAIS..................................................................................170 6.1 SOBRE O DESGASTE DA FERRAMENTA.......................................................170 6.1.1 Mquina-Ferramenta.......................................................................................170 6.1.2 Fluido de Corte...............................................................................................170 6.1.3 Afiao da Ferramenta....................................................................................170 6.2 SOBRE A PRECISO DIMENSIONAL..............................................................171 6.2.1 Mquina-Ferramenta.......................................................................................171 6.2.2 Fluido de Corte...............................................................................................171 6.2.3 Afiao da Ferramenta....................................................................................171 6.3 SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS.................................................171 REFERNCIAS........................................................................................................173

27

1 INTRODUO

A necessidade de se atender s demandas da humanidade ao longo dos tempos

norteou o curso da histria. Essas demandas, cada vez mais guiadas pelo querer

do que pelo necessitar, exigem um grau cada vez mais alto de desenvolvimento

em todas as reas do mercado, do setor de servios indstria.

No que diz respeito indstria metal-mecnica, um produto pode ser feito por um

ou mais processos de fabricao (por exemplo: fundio, conformao, usinagem,

soldagem, metalurgia do p, etc.). Estes processos devem ser capazes de produzir

uma pea levando-se em considerao as principais exigncias do mercado, que

podem ser resumidas a alta qualidade e preo baixo.

Cada processo de fabricao tem caractersticas tcnicas peculiares que so

usadas em funo das exigncias de projeto de cada pea. A usinagem um

processo flexvel que consegue fabricar desde lotes unitrios a lotes grandes, tpicos

da produo seriada. As peas podem ter alguns gramas (como um implante

dentrio) ou at mesmo vrias toneladas (como um eixo ou p de turbina

hidreltrica, por exemplo). Os processos de usinagem so capazes de produzir

peas de geometrias simples ou complexas. Outra caracterstica importante deste

processo a alta preciso dimensional, de forma e de posio conferida s peas.

De acordo com Shaw (2005, p. 3), os processos de usinagem podem ser

divididos em trs categorias: com ferramentas de geometria definida, com

ferramentas de geometria no definida ou processos especiais. Muitas vezes faz-se

uso de mais de uma categoria para se obter o produto com as especificaes

exigidas. A usinagem com ferramenta de geometria definida a que tem maior

participao nos processos de usinagem. Dentre esses processos pode-se citar

torneamento, faceamento, fresagem e furao, por exemplo.

Dependendo das especificaes de determinado produto, pode ser encontrado

maneiras diferentes de obt-lo. Uma vez que elas so identificadas, observa-se o

custo de fabricao e a produtividade, e escolhida a mais vantajosa, prestando

ateno nesses aspectos.

Dentro do custo de fabricao, pode-se citar o custo de mo-de-obra e o

custo do ferramental, por exemplo. Devido alta competitividade do mercado atual,

as empresas tm buscado meios de baixar o preo de seus produtos. E uma forma

de se fazer isso reduzindo os custos referentes fabricao.

28

Para se reduzir o custo de ferramental, h de se observar um fator importante:

o tempo de vida til da ferramenta, ou seja, a vida da ferramenta. Ela determina os

gastos com ferramental em um determinado tempo ou um determinado nmero de

peas. Ela pode ser aumentada, quando possvel, com o uso de fluido de corte, por

exemplo.

No cotidiano de uma empresa de mdio ou pequeno porte, convive-se

geralmente com limitaes de recursos, o que exige que mquinas e ferramentas

sejam usadas da forma mais verstil possvel, evitando a compra de material de

pequena utilizao. Alm de serem usadas de forma verstil, ainda podem receber

pequenas modificaes, para torn-las mais eficientes ou mais adequadas para o

que se necessita.

No caso especfico do processo de furao, o movimento relativo entre pea e

ferramenta pode acontecer de trs formas distintas: com pea em rotao, com

ferramenta em rotao ou com ambas girando em sentidos contrrios. O processo

de usinagem o mesmo, porm, esse movimento relativo apresenta-se como uma

varivel que pode interferir na vida da ferramenta e na qualidade do furo.

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 Objetivo Geral

Este trabalho tem por objetivo geral buscar a melhor condio de usinagem na

furao de ao ABNT 1045 por brocas helicoidais de ao rpido com 13 mm de

dimetro, levando em conta o desgaste da ferramenta e a preciso dimensional dos

furos.

1.1.2 Objetivos Especficos

Os objetivos especficos deste trabalho so:

a) Comparar furos usinados com pea em rotao (torneamento) e ferramenta

em rotao (mandrilamento), avaliando vida da ferramenta e variao dimensional.

b) Avaliar a influncia da presena ou ausncia de fluido de corte na vida da

ferramenta e variao dimensional do furo realizado.

29

c) Verificar a influncia do tipo de afiao da broca na vida da ferramenta e

variao dimensional do furo usinado.

1.2 JUSTIFICATIVA

A broca helicoidal de ao rpido sem revestimento est entre as ferramentas

mais baratas e mais utilizadas na indstria para o processo de furao. importante

saber em quais condies essa ferramenta apresenta melhor desempenho, levando

em conta a durao da vida e a preciso dimensional dos furos usinados.

Este trabalho levou em considerao e tentou reproduzir a rotina e a forma de

trabalho das fbricas e oficinas de pequeno porte, realizando tudo da forma menos

onerosa possvel. Dessa forma, os resultados desta pesquisa podem ser utilizados

por um grande percentual da indstria metal-mecnica.

30

2 O PROCESSO DE FURAO

O processo de furao usado nas mais variadas reas do conhecimento. A

indstria aeronutica, por exemplo, sempre foi dependente desse processo. A

indstria petrolfera depende totalmente da furao para encontrar e extrair o seu

produto, assim como em alguns casos da indstria de minerao. A construo civil

faz uso da furao em diversas situaes. O setor de servios, com a medicina e a

odontologia, usa esse processo de forma sutil em alguns procedimentos.

A furao um processo amplamente utilizado na indstria metal-mecnica.

Segundo Stephenson e Agapiou (2006, p. 21), a furao o processo mais comum

de usinagem. Grande parte das peas solicitadas por clientes requer operaes que

possibilitem a execuo de furos das mais diversas caractersticas. Os furos podem

ser executados por usinagem, conformao ou j no processo de fundio, embora

o acabamento dado pelo processo de fundio geralmente exija operaes

posteriores de usinagem.

A furao por meio de conformao ocorre no processo chamado estampagem.

Um puno (ferramenta) forado contra o material de pea em uma matriz. Ocorre

cisalhamento do material da pea e o resultado um furo com o formato e

dimenses aproximadas do puno. um processo apropriado para grandes lotes

de pea, desde que as caractersticas requeridas para a pea no tornem o

processo tecnicamente invivel.

O processo de furao por usinagem pode ser feito com ferramentas de

geometria definida ou por processos especiais. Eles sero vistos detalhados a

seguir.

2.1 FURAO COM FERRAMENTAS DE GEOMETRIA DEFINIDA

As ferramentas de geometria definida utilizadas na usinagem de furos so

denominadas brocas. A furao com brocas o processo mais comum para a

usinagem de furos.

Dentre os tipos mais tradicionais de brocas, pode-se citar as brocas chatas, as

brocas helicoidais, as brocas canho e as brocas ocas para trepanao.

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Diferentes materiais e geometrias das brocas tornam essa operao possvel

para uma grande variedade de condies de usinagem, levando em conta o

dimetro e a profundidade do furo.

Stephenson e Agapiou (2006, p. 192) identificam como principais fatores para a

seleo da broca mais apropriada para a usinagem de uma determinada pea os

seguintes: material a ser usinado, dimenses do furo, existncia ou no de um pr-

furo, o fato de o furo ser cego ou passante, caractersticas de entrada e sada da

ferramenta na pea, qualidade superficial requerida para o furo, caractersticas de

mquina-ferramenta e fixao, e as condies de corte.

A ferramenta de maior utilizao a broca de ao rpido com canais helicoidais

(ou simplesmente broca helicoidal), devido sua grande aplicabilidade e custo

relativamente baixo. Ela ser tratada mais detalhadamente a seguir. De acordo com

Diniz, Marcondes e Coppini (2001, p. 177-178), outras ferramentas foram

desenvolvidas mais recentemente:

a) broca de ao rpido revestida com nitreto de titnio possibilitou um substancial aumento da velocidade de corte e/ou da vida da ferramenta em relao broca de ao rpido sem revestimento;

b) broca inteiria de metal duro quando o furo pequeno (menor que 20 mm) e a mquina possui rotao, rigidez e potncia suficientes, essa broca uma boa alternativa;

c) broca com pastilhas intercambiveis de metal duro brocas deste tipo so inviveis quando seu dimetro pequeno, devido dificuldade de fixao dos insertos. Porm, para brocas de dimetros mdios, essa uma boa opo, desde que, novamente, a mquina propicie sua utilizao;

Tambm vem sendo utilizadas brocas de ao rpido sinterizado. As ferramentas

feitas por esse processo tendem a ter uma maior resistncia ao desgaste.

Essas novas ferramentas tm o seu melhor uso em mquinas de grande

potncia e alta rotao. E apropriado que seja dessa forma, visando o rendimento

mximo de usinagem.

2.1.1 Brocas Helicoidais

Segundo Diniz, Marcondes e Coppini (2001, p. 178), Atualmente no Brasil, mais

da metade das operaes de furao ainda so realizadas com brocas helicoidais

de ao rpido com ou sem camada de cobertura.

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Stemmer (1995 B, p. 1) destaca que A furao com brocas uma operao de

desbaste. Para se obter melhor qualidade superficial e preciso dimensional so

executadas operaes de acabamento, tais como alargamento, brochamento,

mandrilamento, torneamento interno, retificao interna, etc. (DINIZ; MARCONDES;

COPPINI, 2001, p. 178).

Segundo Stemmer (1995 B, p. 1), deve-se levar em conta as condies severas

da operao, uma vez que a velocidade de corte varia de um valor nulo no centro

at um valor mximo na periferia do furo; e o fluido de corte que, alm da sua funo

lubri-refrigerante, desempenha a de transportar os cavacos, chega com muita

dificuldade ao local onde est sendo realizado o corte. Essas consideraes ilustram

a situao severa a que a ferramenta est constantemente submetida.

A Associao Brasileira de Normas Tcnicas (1978, p. 1) estabelece trs tipos de

brocas helicoidais: a broca helicoidal com haste cilndrica (Figura 2.1), a broca

helicoidal com haste cnica (Figura 2.2) e a broca helicoidal com furo para

refrigerao (Figura 2.3). Embora a norma seja relativamente antiga, os trs tipos

apresentam caractersticas muito teis realidade atual.

Figura 2.1 Broca helicoidal com haste cilndrica

Fonte: Associao Brasileira de Normas Tcnicas (1978, p. 1)

Figura 2.2 Broca helicoidal com haste cnica

Fonte: Knig; Klocke (19971 apud CASTILLO, 2005, p. 24)

1KNIG, W.; KLOCKE, F. Fertigungsverfahren: drehen, frsen, bohren. 5. ed. Berlin: Springer,

1997, 471 p.

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Figura 2.3 Broca helicoidal com furo para refrigerao Fonte: Associao Brasileira de Normas Tcnicas (1978, p. 1)

2.1.1.1 Geometria das brocas helicoidais

De forma geral, as partes da broca que se envolvem diretamente no processo de

furao so o gume principal, a superfcie de incidncia, ou flanco, e a superfcie de

sada, ou face, como mostrado na Figura 2.4. Existem dois de cada elemento

citado.

Figura 2.4 Partes ativas principais de uma broca helicoidal Fonte: Adaptado de Associao Brasileira de Normas Tcnicas (1978, p. 2)

De forma detalhada, os elementos que caracterizam uma broca helicoidal so,

segundo Diniz, Marcondes e Coppini (2001, p. 179-189):

a) haste destina-se fixao da broca na mquina. Em brocas de dimetro pequeno (at 15 mm), em geral usa-se brocas de haste cilndrica e a fixao mquina se d por intermdio de mandris. Em brocas de dimetros maiores, prefere-se prender a broca a um cone morse, que por sua vez preso mquina, o que possibilita maior fora de fixao;

b) dimetro medido entre as duas guias da broca. Normalmente tem tolerncia dimensional h8;

c) ncleo parte interior da broca de dimetro igual a 0,16 D. Serve para conferir rigidez broca;

d) guias a superfcie externa de uma broca helicoidal apresenta duas regies (uma em cada aresta de corte) que tm dimetro maior que o dimetro das paredes da broca. Tais regies so denominadas guias.

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Tm duas funes bsicas a primeira, como o prprio nome diz, a de guiar a broca dentro do furo; a segunda a de evitar que toda a parede externa da broca atrite com as paredes do furo, diminuindo assim os esforos necessrios para a furao.

e) canais helicoidais so as superfcies de sada da ferramenta. O ngulo de hlice de brocas normais, que na periferia da broc