fura��o.ppt

Processo de Furaccedilatildeo

Escrito por Eng Willian Faria de Souza

Processo mecacircnico destinado agrave

obtenccedilatildeo de um furo geralmente

ciliacutendrico com auxiacutelio

de uma ferramenta multicortante

Furaccedilatildeo representa 40 de todas as

operaccedilotildees de usinagem

O que eacute Furaccedilatildeo

O processo de furaccedilatildeo eacute usado fim de prover meios de elementos de fixaccedilatildeo muitas vezes de importacircncia secundaacuteria ou preacute-furos para acabamento atraveacutes de outros processos (alargamento brochamento)Na furaccedilatildeo devemos observar os seguintesfatores-Diacircmetro do furo-Profundidade do furo-Toleracircncias de forma e de medidas- Volume de produccedilatildeo

Finalidade da Furaccedilatildeo

Operaccedilotildees de Furaccedilatildeo

Variaccedilotildees do processo de furaccedilatildeo com brocas

Broca de centro Broca calccedilada

Tipos de Brocas

Brocas com dentes posticcedilos

Tipos de Brocas

Brocas canhatildeo

Brocas muacuteltiplas

Tipos de Brocas

Brocas com furos para refrigeraccedilatildeo

Broca anular ou ldquoserra-copordquo

Partes da brocaPode ser dividida em 3 partes

1048708 Corpo ndash parte da broca que conteacutem os canais helicoidais

1048708 Ponta ndash onde se localizam as arestas principais e transversal de corte

1048708 Haste ndash onde eacute feita a fixaccedilatildeo da ferramenta De acordo com o mecanismo de fixaccedilatildeo pode ser

1048708 Ciliacutendrica ndash para montagem em mandril

Geometria das brocasmiddot Haste

middot Diacircmetro (D) ndash medido entre as guias da broca

middot Nuacutecleo ndash parte central da broca Confere a rigidez necessaacuteria

middot Guias ndash ldquoressaltosrdquo observados na superfiacutecie externa da broca Tecircm as funccedilotildees de

guiar a ferramenta e reduzir o atrito desta com o furo

middot Canais helicoidais ndash superfiacutecies de saiacuteda da ferramenta Acircngulo de heacutelice na

periferia da broca coincide com o acircngulo de saiacuteda

Arestas de corte ndash as arestas principais se encontram em uma regiatildeo que forma a aresta transversal de corte

Principais Acircngulos em Furaccedilatildeo

Principais Acircngulos em Furaccedilatildeobull Acircngulo de ponta (σ)ndash acircngulo entre as arestas

principais de corte Normalmente igual a 118deg ou 140deg para materiais moles

bull Acircngulo de folga (αf) ndash medido no plano de trabalho varia usualmente entre 12 e 15deg

bull Acircngulo da aresta transversal (ψ) ndash acircngulo observado entre as aresta principal de corte e a aresta transversal Para os valores dados de αf varia entre 45 e 55deg


bull Acircngulo de saiacuteda (ϒf) varia desde um valor igual ao acircngulo de heacutelice na periferia ateacute valores negativos no centro da broca

bull Acircngulo de folga (αfe)diminui da periferia para o centro (pois o acircngulo da direccedilatildeo efetiva η aumenta na direccedilatildeo do centro) Tambeacutem o avanccedilo causa o aumento de η

Acircngulo de Heacutelicebull O acircngulo de heacutelice (λ) eacute o acircngulo da helicoacuteide formada pelos canais da

brocabull A norma DIN 1836 classifica trecircs tipos de brocas quanto ao acircngulo de

heacutelice

1048708 Tipo N (normal) para furaccedilatildeo de accedilos ligados e natildeo ligados ferro fundido cinzento e maleaacutevel niacutequel e ligas de alumiacutenio de cavacos curtos Acircngulos λ de 18 a 30deg

1048708 Tipo H (para materiais duros) ferro fundido com dureza superior a 240 HB latatildeo ligas de magneacutesio Acircngulos λ de 10 a 15deg

1048708 Tipo W (para materiais duacutecteis) para cobre alumiacutenio e suas ligas de cavacos longos ligas de zinco Acircngulos λ de 35 a 45deg

Afiaccedilotildees especiais de brocas helicoidais

bull A duplo tronco de cone com reduccedilatildeo do gume transversal melhora a capacidade de centralizaccedilatildeo da broca reduz a forccedila de avanccedilo (reduccedilatildeo do gume transversal)

bull B duplo tronco de cone com reduccedilatildeo do gume transversal e acircngulo de saiacuteda corrigido - possibilidade de adaptar o acircngulo de saiacuteda para aplicaccedilotildees especiacuteficas

bull C duplo tronco de cone com afiaccedilatildeo em cruz sobre o gume transversalbull eliminando completamente o gume transversal ndash interessante

particularmente para furaccedilotildees profundas


bull D duplo tronco de cone com reduccedilatildeo de cone transversal e quina chanfrada - usinagem de ferro fundido cinzento

bull E acircngulo de ponta de 180ordm com ponta de centragem - furaccedilatildeo centrada furos circulares sem rebarbas furaccedilatildeo de chapas

bull F Afiaccedilatildeo com quatro faces apesar natildeo ser normalizada eacute muito utilizada para brocas com diacircmetro inferior a 15 mm ou em brocas de metal duro uma vez que aqui a afiaccedilatildeo com duplo tronco de cone eacute bastante difiacutecil

Formas construtivas de brocas em funccedilatildeo do material

Movimentos em Furaccedilatildeo1048708 Vc ndash Velocidade de corte

1048708 Vƒ ndash Velocidade de avanccedilo

1048708 tc ndash tempo de corte

Forccedilas e Momentos na furaccedilatildeo

Os esforccedilos verificados em furaccedilatildeo satildeo basicamente 3

bull Forccedila de Avanccedilo ocorre na direccedilatildeo axial da ferramenta

bull Forccedila Passiva ocorre na direccedilatildeo do raio da ferramenta As componentes observadas nas 2 arestas de corte anulam-se devido agrave simetria da ferramenta

bull Momento Torccedilor tangencial a ferramenta ocorre devido agrave rotaccedilatildeo da broca

Forccedilas em brocas helicoidais

Forccedila de corte (Fc) - essa corresponde agrave parcela da forccedila de corte ( Fci ) que atua em cada um dos gumes cortantes e eacute decorrente da resistecircncia ao corte do material usinado tendo grande influecircncia sobre o momento torccedilor que atua na furaccedilatildeo


Forccedila de corte por gume

Onde

bull Fc = Forccedila de corte [N]

bull kc = Forccedila especiacutefica de corte [Nmm2]

bull f = Avanccedilo [mm]

bull d = Diacircmetro da broca [mm]


Forccedila de avanccedilo (Ff)

Onde

bull Ff = Forccedila de avanccedilo [N]

bull kf = Forccedila especiacutefica de avanccedilo [Nmm2]



bull σ = Acircngulo de ponta da ferramenta [graus]

Momentos nas brocas helicoidais

Momento torccedilor (Mt)- resultado das forccedilas atuantes nos gumes principais da ferramenta satildeo responsaacuteveis pelo momento torccedilorcontribuindo entre 70 e 90 do valor do mesmo

Onde

bull Mt = Momento torccedilor [Nmm]


bull Kc = Forccedila especiacutefica de corte [Nmm2]

bull f = Avanccedilo [mm]bull d = Diacircmetro da broca [mm]]



Onde






Potecircncia de corte (Pc)- eacute resultante do produto entre o momento torccedilor e a velocidade angular da ferramenta

Ondebull Mt = Momento torccedilor [Nmm]

bull Pc = Potecircncia de corte [kW]

bull n = rotaccedilatildeo [RPM]

bull ou para Pc ==gt [CV]

Avanccedilo maacuteximo considerando a resistecircncia da broca

Tensatildeo resultante da accedilatildeo de uma forccedila axial (compressatildeo) e um momento torccedilor

Curiosidade

A tensatildeo admissiacutevel para accedilo raacutepido eacute 25 Kgfmm2

Esforccedilos observados durante a furaccedilatildeo

a) Resistecircncia do material ao corte observada nas arestas principais de corte

b) Resistecircncia do material ao corte e esmagamento na aresta transversal de corte

c) Resistecircncia devido ao atrito das guias com o furo e do cavaco com a superfiacutecie de saiacuteda da broca

Tipos de cavacos e meios de remoccedilatildeo

Retirada do cavaco produzido eacute problemaacuteticabull Cavaco em fita eacute de difiacutecil remoccedilatildeobull Cavaco helicoidal ou em lascas satildeo de faacutecil retirada

Retirada do cavaco pode ser feitabull Atraveacutes da retirada perioacutedica da ferramenta

(demanda maior tempo passivo)bull Atraveacutes do fluido de cortebull O aumento do avanccedilo facilita a quebra do cavaco

Poreacutem causa a reduccedilatildeo do acircngulo de folga efetivo

Tipos de rebarbas

bull Podem-se dividir em 3 tiposa)UNIFORME ndash pequenas dimensotildees e altura

uniforme ao redor de toda a periferia do furo

b)COROA ndash possui altura grande e irregular na periferia do furo

c)TRANSICcedilAtildeO ndash este tipo estaacute situado entre o uniforme e a coroa As fraturas ocorrem quase que simultaneamente no centro do furo e na periferia deste portando as rebarbas se formam antes do tipo ldquocoroardquo e depois do tipo ldquouniformerdquo

Tipos de rebarbasbull Mecanismos de formaccedilatildeo de rebarbas

aUniforme

bTransiccedilatildeo

cCoroa

Erros comuns na geometria do furo

Erros de forma diacircmetro natildeo uniforme

Rebarba rebarba na entrada ou saiacuteda do furo

Erros de posicionamento deslocamento do centro do furo

Erros de circularidade seccedilatildeo circular distorcida

Erros de dimensatildeo diacircmetro resultante diferente da broca


Conclusatildeo

O Processo de Furaccedilatildeo eacute um dos processos de usinagem mais utilizados na induacutestria manufatureira A grande maioria das peccedilas de qualquer tipo de induacutestria tem pelo menos um furo e somente uma parte muito pequena dessas peccedilas jaacute vem com o furo pronto do processo de obtenccedilatildeo da peccedila bruta seja ele fundiccedilatildeo forjamento etc Em geral as peccedilas tecircm que ser furadas corretamente ou terem seus preacute-furos alargados atraveacutes do processo de furaccedilatildeo Apesar de vaacuterias variaacuteveis envolvidas neste processo eacute possiacutevel garantir furos c acabamentos perfeitos (leia-se rugosidade miacutenima e Oslash com precisatildeo de 00001 mm)

Bibliografia

wwwufrgsbr ndash Processo de Furaccedilatildeo Prof Dr Eng Rodrigo Lima Stoeterau dezembro de 2001

wwwestgipleiriapt ndash Processos de Produccedilatildeo Industrial Prof Dr Eng Nuno Andreacute ano letivo 20042005

wwwufrgsbr ndash Processos de Fabricaccedilatildeo por Usinagem Aula de Furaccedilatildeo Prof Eng Heraldo Amorim agosto de 2003

wwwpoliuspbr ndash Toacutepicos em Fabricaccedilatildeo Mecacircnica Prof Dr Eng Joatildeo Paulo Pereira Marcicano Satildeo Paulo 2001

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