Operações de Usinagem: Furação, Mandrilamento e Brochamento

Usinagem por furação mandrilamento e brochamento Profª Ana Lúcia Nascimento Oliveira Descrição As operações e ferramentas de furação alargamento mandrilamento e brochamento e o cálculo de forças e potências na furação plena e com préfuração Propósito O desenvolvimento tecnológico e o advento de novos materiais permitem que os processos de usinagem por furação mandrilamento e brochamento sejam aplicados nos mais variados ramos da indústria com alta produtividade Conhecer como tais operações de usinagem podem gerar peças simples e complexas com bom acabamento superficial e precisão é de fundamental importância para o bom desempenho profissional na área de engenharia de processos Objetivos Módulo 1 Operações dos processos de furação e alargamento Reconhecer os tipos de operações dos processos de furação e alargamento Módulo 2 Forças e potências na furação plena Calcular as forças e potências na furação plena Módulo 3 Forças e potências na furação com préfuração Calcular as forças e potências na furação com préfuração Módulo 4 Operações de mandrilamento e brochamento Identificar as operações de mandrilamento e brochamento Introdução Olá Antes de começarmos assista ao video e conheça os processos de usinagem por furação mandrilamento e brochamento 1 Operações dos processos de furação e alargamento Ao final deste módulo você será capaz de reconhecer os tipos de operações dos processos de furação e alargamento Vamos começar Os processos de usinagem por furação mandrilamento e brochamento No vídeo a seguir entenda os processos de usinagem por furação mandrilamento e brochamento Operações de furação plena e com préfuração tipos e aplicações O processo de furação é realizado por uma ferramenta denominada broca sendo a mais utilizada a broca helicoidal Esse processo é bastante conhecido e entre todas as máquinas e ferramentas cerca de 20 são de furação Enquanto se via uma evolução nos outros processos com a introdução de melhoria nas ferramentas com adição de aços rápidos cerâmicas e metais duros as brocas ficaram limitadas em sua evolução somente à introdução dos aços rápidos sendo os outros processos utilizados de forma bem limitada ou sem qualquer sucesso ainda Dentro dessa limitação buscouse trabalhar os aços a fim de aumentar sua resistência com processos de tratamentos térmicos tais como Revenidos Nitretações Embora se busque um aumento de rendimento com esses processos de tratamentos térmicos as brocas ainda são partes que restringem os processos de usinagem combinados podendo haver a necessidade de redução da produtividade dos outros processos para adequação da linha de fabricação de componentes mecânicos Comentário Estudos mostram que a alteração da geometria da broca constituise numa forma de melhoria do rendimento do processo de usinagem por furação Para furos com grandes diâmetros fazse necessário anteriormente ao processo de furação no diâmetro desejado abrir um furo central com menor diâmetro visando reduzir a potência necessária à remoção do cavaco e evitar que a broca não realize um corte fora do centro já a partir do início do processo A esse processo se dá o nome de pré furação realizado com uma broca de diâmetro menor como visto na imagem a seguir Embora aumente o tempo de fabricação do componente mecânico a etapa de préfuração traz grandes vantagens na qualidade do furo permitindo um desgaste menor na broca melhor acabamento e precisão da furação Ferramenta e máquina de furar A broca é fixada no eixoárvore da furadeira por meio de sua parte denominada haste que se apresenta de duas formas definidas normalmente pelo diâmetro da broca Forma cilíndrica Brocas menores mais finas têm a haste na forma cilíndrica Forma cônica Brocas maiores com diâmetros superiores a 15 mm têm a haste na forma cônica Brocas na forma cônica permitem uma fixação mais segura No Brasil são fabricadas brocas em milímetros e em polegadas Ambas seguem a norma DIN Para brocas com dimensões em polegadas a norma do Instituto Alemão para Normatização Deutsches Institut für Normung DIN recomenda proporções correspondentes Em casos de furações profundas que oferecem dificuldade da remoção do cavaco as brocas possuem dois canais de lubrificação internos que acompanham toda a broca desde a haste até as superfícies de folga da broca garantindo assim que o lubrificante chegue à ponta da broca Esses canais são normalmente dois tubos de cobre ou aço dispostos na broca e fresados previamente conforme imagem a seguir A adoção desse formato permite também que o lubrificante retorne pelos canais helicoidais da broca arrastando o cavaco Materiais das brocas e seus processos de fabricação Em geral o material empregado é constituído de aço rápido normalmente aquele que contém 18 de tungstênio 4 de cromo e 1 de vanádio podendo também haver variações nos percentuais e adição de molibdênio Há ainda as brocas com pastilhas de metal duro e aquelas que utilizam o aço com elevado teor de carbono o açoferramenta empregadas normalmente em furação de alguns materiais moles Os processos de fabricação de uma broca envolvem as etapas a seguir Fresamento Processo mais utilizado e mais antigo em que as barras de aço rápido já no estado recozido são cortadas e fresados os canais helicoidais Retificação Processo normalmente utilizado na fabricação seriada de brocas de pequenos diâmetros Laminação Processo que também é destinado à fabricação seriada de brocas de pequenos diâmetros Estiramento Processo a quente normalmente utilizado na fabricação seriada de brocas de grande diâmetro Há uma crescente preocupação em desenvolver estudos para melhorar as brocas com adição de elementos visando reduzir suas limitações Com isso podese verificar novos tipos de broca com suas respectivas aplicações distribuídas da seguinte forma Permite um significativo aumento da velocidade de corte e consequentemente da vida da broca quando comparada à broca sem revestimento Permite furação pequena em geral abaixo de 20 mm quando a furadeira possui rotação rigidez e potência suficientes Permite furação em diâmetros médios não devendo ser utilizada para diâmetros pequenos Permite furação em diâmetros muito grandes ou que apresentem relação LD muito grande ou seja comprimento muito grande em relação ao diâmetro Normalmente utilizada para relação LD 5 Tipos de furadeiras É possível classificar as furadeiras de várias maneiras Em relação ao sistema de avanço classificamse como Manuais A classificação manual é também chamada de sensitiva Automáticas Podem ser elétricas ou hidráulicas Broca de aço rápido com revestimento duro Broca inteiriça de metal duro Broca com pastilhas intercambiáveis de metal duro Brocas especiais Há ainda a classificação como Geometria das brocas As brocas possuem ângulos definidos em normas e que são extremamente importantes no cálculo dos processos de necessidade de afiação da ferramenta Esses ângulos são tomados em relação a dois planos Planos de trabalho Planos de medida O plano de trabalho é o tangente à superfície cilíndrica da broca e passa pela extremidade da aresta cortante sendo esse seu ponto de referência Sobre esse plano três ângulos ditos laterais são medidos ângulo lateral de folga ângulo lateral de cunha ângulo lateral de saída Portátil É aquela normalmente utilizada para trabalhos menos profissionais De coluna É utilizada normalmente em oficinas de manutenção e que envolvam produção De bancada É empregada em pequenos serviços αx βx γx O ângulo lateral de saída coincide com o ângulo da hélice da broca tomado a partir da periferia da broca É importante também definir os ângulos laterais efetivos αxe ângulo lateral de folga efetivo γze ângulo lateral de saída efetivo η ângulo da direção efetiva de corte e αx αxe η e γx γze η Sobre o plano de medida podese ainda determinar os seguintes ângulos α Ângulo de folga β Ângulo de cunha γ Ângulo de saída A imagem a seguir mostra o desenvolvimento da superfície cilíndrica periférica da broca e dos ângulos citados Afi ação das brocas As brocas precisam periodicamente ser afiadas para que continuem sendo usadas com eficácia Uma broca no fim de sua vida útil não consegue remover o cavaco sem que seja esmagado pela superfície principal de folga Para que isso não ocorra o seu ângulo lateral de folga efetivo deve ser positivo independentemente do diâmetro da broca Rotacione a tela Para que seja positivo o ângulo lateral de folga deve ser maior que o ângulo da direção efetiva de corte Entre os tipos de afiação a afiação em cone de revolução é a mais utilizada Esse tipo também é conhecido como afiação cônica e consiste na colocação da broca em frente a um rebolo de copo numa disposição que permita que o seu eixo geométrico forme com a face do rebolo um ângulo que seja metade do ângulo de ponta desejado Operações de alargamento tipos e aplicações Alargadores Foi discutido anteriormente que o processo de furação consiste em uma operação de desbaste sem haver necessidade de precisão de medida bem como precisão de forma e de posição Para tal ou seja visando melhorar o acabamento da superfície e calibrar o furo após uma operação de furação utilizamse geralmente os alargadores que podem ser de desbaste ou acabamento Desbaste Acabamento Quanto à sua forma podem ser αxe αxe αx η αxe αx η Cilíndricos Cônicos Seus movimentos servem para fazer o alargamento e o acabamento dos furos a fim de dar à operação dimensões mais precisas Tais movimentos podem ser de Corte Rotativos em relação ao eixo Avanço Axial em relação ao seu eixo Esses alargadores são ferramentas multicortantes e que por meio de uma operação conjunta de corte e avanço buscam não somente alargar como fazer um acabamento para atingir dimensões mais precisas Alargador máquina haste cilíndrica corte reto Alargadores de desbaste Esses tipos de alargadores servem para melhorar a tolerância do furo quanto à sua forma e dimensões e também para garantir uma perpendicularidade do furo em relação à parede Têm ainda por finalidade melhorar o acabamento do furo Da mesma forma que as brocas normais os alargadores também têm sua constituição com haste cilíndrica e cônica Os alargadores de desbaste podem ser de quatro tipos como descritos a seguir Alargadores de desbaste fixo com haste cilíndricas São alargadores com diâmetro nominal que varia de 5 mm a 20 mm e sua classe de tolerância ISO é H8 Alargadores de desbaste fixo com haste cônica São alargadores que apresentam diâmetros nominais maiores variando de 9 mm a 50 mm e com mesma classe de tolerância ISO ou seja H8 Alargadores de desbaste móvel São alargadores que apresentam uma parte interna oca e com conicidade de 130 Apresentam diâmetros nominais variando de 25 mm a 100 mm e sua classe de tolerância é ISO H8 Alargadores de desbaste fixo com haste cônica para furadeiras de coordenadas Apresentam diâmetros nominais variando de 3 mm a 48 mm e sua classe de tolerância é ISO H7 A escolha do diâmetro do alargador depende de onde o processo de furação se encontra ou seja se essa operação de desbaste for a última o diâmetro escolhido deve ser o mesmo do furo desejado Caso contrário se o furo ainda for sofrer alguma outra operação a escolha do diâmetro deve ser menor que o diâmetro final do furo Alargadores de acabamento Esses tipos de alargadores servem para melhorar a precisão tanto da forma e da medida da furação bem como da qualidade da superfície Destacase que há outros processos que podem melhorar essas características em um processo de furação como o de furação de precisão a retificação e a rodagem A utilização desses tipos de alargamentos normalmente é feitana parte final de trabalho visando furos com precisão São também utilizados frequentemente em produções seriadas haja vista que o mesmo alargador pode ser utilizado para muitos furos Para essa situação entretanto devese observar o desgaste do alargador para que não comprometa as tolerâncias desejadas no acabamento do furo Quanto maior for a precisão desejada menor será a utilização do alargador Uma das diferenças entre os alargadores de desbaste e de acabamento se encontra no número de arestas cortantes Alargadores de desbaste Possuem em média de três a quatro arestas cortantes Alargadores de acabamento Possuem um número maior variando com o diâmetro e material da peça que está sendo trabalhada A vantagem de se ter um número maior de arestas cortantes é o fato de se diminuir as forças de corte por aresta e com isso melhorar o acabamento do furo Porém esse aumento traz como desvantagem o atrito na parede interna do furo que possibilita o engripamento do alargador prejudicando a formação do cavaco Alargadores cônicos Da mesma forma que os alargadores cilíndricos os alargadores cônicos também se dividem em alargadores cônicos de desbaste e alargadores cônicos de acabamento sendo que o primeiro possui uma ranhura helicoidal quebracavaco nas suas arestas cortantes visando a uma melhor extração do cavaco Seus dentes podem ser retilíneos ou helicoidais Para um bom acabamento de um furo cônico que apresente um diâmetro pequeno utilizase comumente o alargador cônico de dentes helicoidais e com elevado número de dentes Para diâmetros maiores normalmente utilizamse três alargadores em estágios sucessivos visando à obtenção de um bom acabamento Alargador máquina haste cônica corte reto Cinemática da furação Os conceitos da cinemática da furação englobam os modelos de determinação das velocidades de corte e de avanço bem como o tempo de furação Velocidade de corte De acordo com a fórmula de Taylor verificouse experimentalmente que existe uma relação entre a velocidade de corte de uma broca com sua vida de existência em operação visando a um trabalho de qualidade O modelo de Taylor prevê Rotacione a tela v L v Lz CL Em que Velocidade de corte da broca mmin Vida útil da broca mm Constantes do material da peça a ser usinada Cabe ressaltar que a velocidade de corte da broca pode ser determinada por Rotacione a tela Em que Diâmetro externo da broca mm Rotação da broca rpm O conceito de vida da broca corresponde ao comprimento total furado seguindo determinadas condições de furação até que a força de avanço ou o momento de torção alcance um aumento percentual em relação ao valor inicial Cabe ressaltar que desses dois conceitos o mais adotado para o cálculo da vida da broca é o do momento de torção sendo valores entre 30 e 35 os mais adotados Ou seja dentro desse critério podese afirmar que Uma broca é considerada gasta quando seu momento de torção estiver 30 maior que seu valor inicial se mantidas todas as outras condições de usinagem Em operação fabril é comum a adoção de automatismos que desligam a máquina quando é superado esse valor assim como para a quebra da broca Há também outro critério de vida de uma broca que não o de comprimento total furado mas o de tempo de vida em minutos Para tal é necessário conhecer alguns parâmetros tais como a vida e a velocidade de avanço calculada como sendo o avanço vezes a rotação da broca Dessa forma temse Rotacione a tela v L Z CL v π D n 1000 D n L T L Vf f n T L f n Em que Vida da broca min Avanço da broca mmvolta Número de rotações da broca RPM Como Rotacione a tela Logo Rotacione a tela Fazendo uma associação desse modelo com o modelo anteriormente determinado para a vida da broca temos Rotacione a tela Substituindose esse valor na fórmula de Taylor Rotacione a tela Desenvolvendo Rotacione a tela ou T f n v π D n 1000 n 1000 v π D L L T f 1000 v π D v T f 1000 v π D z CL vz1 T z CL f1000 π D z Rotacione a tela Definindo Rotacione a tela Obtémse Rotacione a tela Ou como é expressa invertendo os termos da multiplicação Rotacione a tela Isso resulta na própria fórmula de Taylor só que para a vida da broca em tempo Exemplo Seja uma broca de aço rápido que utiliza refrigerante na furação e realiza um furo em uma peça de aço cromo níquel Sabese que para esses dados os valores das constantes são e 1 Calcule a vida L da broca para uma velocidade de corte de 40mmin cujo avanço é de 02 mmvolta 2 Reduzindose a velocidade de corte de um valor percentual de 10 qual o percentual de variação na vida da broca Solução Veja a seguir a solução para cada um dos itens 1 T v z1 z CL 1 z f 1000 π D 1 z 1 z x e C 1 z L f 1000 π D 1 CT T vx CT vx T CT z 0 122 CL 90 Utilizandose a fórmula de Taylor 2 Ao se reduzir 10 no valor da velocidade de corte esta passa para 36 mmin Concluise assim que uma variação para menor de apenas 10 na velocidade de corte produz um aumento na vida da broca de 142 Esse exemplo mostra a influência que a velocidade de corte apresenta sobre a vida de uma broca Tal influência não é observada na mesma proporção para a velocidade de avanço Dessa forma concluise que observando a vida da broca é melhor trabalhar com uma velocidade de avanço elevada e velocidade de corte baixa num processo de furação Velocidade de avanço e tempo de furação A velocidade de avanço de uma broca corresponde à velocidade de penetração da broca na peça Ela pode ser determinada por Rotacione a tela Em que Velocidade de avanço mm min Avanço da broca mmvolta Rotação da broca rpm v LZ CL 40 L0122 90 L 760mm 36 L0122 90 L 1840mm vf f n vf f n A velocidade que determina o tempo de furação é a velocidade de avanço da broca e portanto a determinação do tempo de furação depende dela e da profundidade de furação tomada desde o posicionamento da peça até o seu retorno saindo do furo A imagem a seguir mostra os valores de distâncias e de penetração que são levados em consideração para determinação do tempo de furação da broca Seção transversal de uma broca com a peça de furação Levandose em consideração que o tempo de furação é o tempo necessário para a confecção de um furo desde a broca posicionada até o seu retorno temse Rotacione a tela Em que Tempo de furação min Comprimento de operação penetração da broca desde seu posicionamento mm Pela imagem anterior vêse que Rotacione a tela Em que Posicionamento Espessura da peça Ponta da broca aproximadamente 02 x diâmetro Tc L Vf Tc L L L1 L2 L3 L4 L1 L2 L3 Espaço percorrido antes do retorno Vamos ver alguns exemplos para compreendermos os assuntos estudados Exemplo 1 Num processo de furação o diâmetro da broca mede 10 mm sendo que a broca possui uma velocidade de avanço de 265 mmmin com comprimento de operação de 405 mm Determine o tempo completo para essa operação Como Exemplo 2 Seja uma broca de aço rápido que utiliza refrigerante na furação que irá realizar um furo em uma peça de determinado aço Determine sua vida sabendose que o avanço vale 04 mmvolta e sua velocidade de corte é de 50mmin Sabese também que para esses dados os valores das constantes são e Utilizandose a fórmula de Taylor vem L4 Justificativa Tc L vf Tc 40 5 265 0 153min L z 0 120 CL 90 Justificativa V Lz CL 50 L0120 90 L 134 0mm Falta pouco para atingir seus objetivos Vamos praticar alguns conceitos Questão 1 Analise as assertivas a seguir e escolha a opção correta para um processo de furação e alargamento I A forma como a broca é fixada na furadeira é por meio da parte denominada haste II As brocas não precisam periodicamente ser afiadas porque são feitas de aço que nunca desgastam III Alargadores de acabamento servem para diminuir a precisão tanto da forma como da medida da furação além da qualidade da superfície Parabéns A alternativa A está correta Para a obtenção de uma fixação mais segura o ponto de encaixe e fixação da broca na furadeira é na haste cilíndrica para brocas com diâmetro menor ou na haste cônica para as brocas com diâmetros maiores A A Somente I B Somente II C Somente III D I e III E I e II afirmativa II está incorreta porque as brocas precisam de afiação temporária A afirmativa III está incorreta pois alargadores de acabamento servem para melhora da precisão Questão 2 Entre as assertivas a seguir para um processo de furação assinale a opção que traz as afirmativas corretas I O conceito de vida da broca L corresponde ao tempo que ela consegue ser utilizada numa única operação II A velocidade de avanço de uma broca corresponde à velocidade de penetração da broca na peça III As furadeiras são classificadas somente como manuais e são de uso contínuo de forma industrial ou não Parabéns A alternativa B está correta A afirmativa I está incorreta O conceito de vida da broca L corresponde ao comprimento total furado seguindo determinadas condições de furação A afirmativa II está correta porque o tempo de furação é determinado pela velocidade de avanço da broca e da profundidade atingida no furo desde quando a broca começa a girar até o instante de seu retorno quando sai do furo A afirmativa III está incorreta porque as furadeiras são classificadas como manuais ou automáticas A Somente I B Somente II C Somente III D I e III E I e II 2 Forças e potências na furação plena Ao final deste módulo você será capaz de calcular as forças e potências na furação plena Vamos começar Como calcular as forças e as potências na furação plena No vídeo a seguir entenda como calcular as forças e as potências na furação plena Para assistir a um vídeo sobre o assunto acesse a versão online deste conteúdo Determinação da força média na furação plena Num processo de furação existem resistências que devem ser vencidas para que haja avanço expresso por meio da sua força de avanço Tais resistências são observadas como Dessa forma a força de avanço no processo de furação é a resultante das forças de avanço para vencer cada uma dessas resistências sendo que suas participações individuais na composição da força de avanço segundo diversos pesquisadores encontramse nos seguintes percentuais médios Arestas principais De 39 a 59 Arestas transversais De 40 a 58 Atrito 2 a 5 Resistência devido ao corte do material nas duas arestas principais de corte Resistência devido ao corte e à extrusão do material na aresta transversal de corte Resistência devido ao atrito nas guias e entre a superfície de saída e o cavaco Assim observase que a participação do atrito é menor entre as três Força de usinagem A força de usinagem é a resultante que atua na cunha cortante de uma ferramenta num processo de usinagem Em uma broca helicoidal para cada aresta principal de corte existem as forças de usinagem e A imagem a seguir mostra a decomposição da força de usinagem para cada aresta principal Decomposição da força de usinagem que atuam sobre um ponto da aresta principal de corte em uma broca helicoidal A decomposição da força de usinagem no plano de trabalho mostra algumas forças que apresentam particular interesse A força de corte é a componente da força de usinagem na direção de corte Na imagem anterior se verificam para cada cunha principal de corte as componentes e Para o caso de as cunhas cortantes serem iguais temse a igualdade das forças de cortes A força de avanço é a componente da força de usinagem na direção de avanço Na imagem anterior se verificam para cada cunha principal de corte as componentes e A força de avanço resultante numa broca helicoidal é a soma dessas duas forças Fu1 Fu2 Força de corte Fc Fc1 Fc2 Fc1 Fc2 Força de avanço Fa Fa1 Fa2 Fa Fa1 Fa2 Da mesma forma que as forças de corte para o caso de as cunhas cortantes serem iguais temse a igualdade das forças de avanço E portanto a força resultante será A força passiva é a componente da força de usinagem na direção normal ao plano de trabalho Como existe a direção radial da broca ela também é chamada de componente radial Da mesma forma que as forças citadas anteriormente para o caso de cunhas cortantes perfeitamente iguais temse a igualdade das componentes e Fórmulas experimentas de força no processo de furação Num processo de usinagem existem diversos fatores que influenciam os esforços de corte A furação por ser um processo de usinagem não foge à regra Podem ser citados como esses fatores o material da peça a ser furado o diâmetro da broca o avanço da broca a velocidade de corte o material da broca etc Diversos estudos feitos por pesquisadores conseguiram propor modelos para o cálculo dos esforços de corte num processo de furação a fim de reduzir a influência desses fatores Assim os estudos conseguiram reduzir esses fatores para modelos que dependessem apenas do Material da peça a ser furada Diâmetro da broca Fa1 Fa2 Fa 2 Fa1 Força passiva Fp Fp1 Fp2 Fp1 Fp2 Avanço da ferramenta Os demais estão colocados de forma implícita no cálculo por meio de constantes desde que o processo não se afaste muito dos ensaios que deram origem a esses modelos A seguir serão mostrados diversos modelos para esse cálculo dos esforços Fórmulas experimentas para força no processo de furação O modelo proposto para a determinação dessa força de avanço foi Rotacione a tela Em que Constante do material da peça Diâmetro da broca mm Avanço da broca mmvolta Expoentes experimentais Nesse modelo verificouse que devido aos valores dos expoentes e a influência do diâmetro da broca é maior que o avanço para a determinação da força de avanço Fórmula de Kronemberg para a determinação da força de avanço na furação em cheio O modelo proposto para a determinação dessa força de avanço foi Rotacione a tela Em que Constante do material da peça Fa C4 Dx f y kgf C4 D f x y x y Fa C5 D 19212 f 087 C5 Diâmetro da broca mm Avanço da broca mmvolta Esse modelo traz como vantagem ter somente uma constante a ser determinada experimentalmente Fórmula de Shaw e Oxford para a determinação da força de avanço na furação em cheio O modelo proposto para a determinação dessa força de avanço foi Rotacione a tela Em que Dureza Brinell do material a ser furado Diâmetro da broca mm Avanço da broca mmvolta A restrição desse modelo imposta pelos experimentos de Shaw e Oxford é que os aços devem ter dureza Brinell embora não ofereça uma precisão satisfatória mesmo respeitando as restrições Dessa forma o momento de torção no processo de furação é a resultante dos momentos de torção para vencer cada uma dessas resistências sendo que suas participações individuais na composição do momento de torção D f C5 Fa 0 195 HB f 08 D08 0 002 HB D2 kgf HB D f HB 250kgfmm2 Resistência devido ao corte do material nas duas arestas principais de corte Resistência devido ao corte e à extrusão do material na aresta transversal de corte Resistência devido ao atrito nas guias e entre a superfície de saída e o cavaco segundo diversos pesquisadores encontramse nos seguintes percentuais médios Arestas principais 77 a 90 Arestas transversais 3 a 10 Atrito 2 a 5 Fórmulas experimentais de momento de torção no processo de furação Da mesma forma que citado no cálculo da força de avanço há diversos fatores que influenciam os esforços de corte Nesse caso é verificado o momento de torção num processo de usinagem Aqui também os fatores levados em consideração para a determinação do momento de torção são o material da peça a ser furada o diâmetro da broca o avanço da broca a velocidade de corte o material da broca etc Os estudos feitos por pesquisadores que buscaram propor modelos para a força também visaram à obtenção do momento de torção Assim também conseguiram propor modelos para o cálculo do momento de torção num processo de furação a fim de reduzir a influência desses fatores Os estudos também conseguiram reduzir esses fatores para modelos que dependessem apenas destes fatores Material da peça a ser furada Diâmetro da broca Avanço da ferramenta Os demais estão colocados de forma implícita no cálculo por meio de constantes desde que o processo não se afaste muito dos ensaios que deram origem a esses modelos Ficou provado nesses estudos que a influência da velocidade de corte da broca sobre o momento de torção é bastante reduzida e portanto pode ser desprezada A seguir serão mostrados diversos modelos para esse cálculo dos esforços de torção Fórmula de Kienzle para o cálculo do momento de torção na furação em cheio O modelo proposto por Kienzle para a determinação da força principal de corte foi Rotacione a tela Em que Constantes características do material furado Comprimento de corte determinado por Diâmetro da broca Ângulo de posição da broca Espessura de corte determinada por Avanço da ferramenta Uma vez determinado o valor da força de corte podese determinar o momento de torção pelo modelo Fc ks1 b h1z ks1 z b b D 2sen χ D χ h h f 2 sen χ f Rotacione a tela Fórmula de Kronemberg para o cálculo do momento de torção na furação em cheio O modelo proposto para a determinação do momento de torção foi Rotacione a tela Em que Constante do material Diâmetro da broca mm Expoentes experimentais Fórmula de Shaw e Oxford para o cálculo do momento de torção na furação em cheio O modelo proposto para a determinação do momento de torção foi Rotacione a tela Em que Dureza Brinell do material a ser furado em Ibin² equivale a Avanço da ferramenta involta Diâmetro da broca in Mt Fc D 2 Mt C1 Dx f y kgf mm C1 d x y Mt 0 087 HB f 08 D18 lbf in HB 1420xHBkgfmm2 f D Observouse experimentalmente que a fórmula que conduz a uma maior precisão das propostas anteriormente é a de Kronemberg Cálculo da potência de corte Uma vez conhecido o valor do momento de torção por qualquer modelo proposto anteriormente é possível determinar a potência de corte do processo de furação Para tal seguese o modelo proposto por Kronemberg Rotacione a tela Em que Momento de torção kgfmm Velocidade de corte mmin Diâmetro da broca mm Outro modelo que permite a indicação da potência de corte é determinado por Rotacione a tela Em que Avanço da ferramenta mmvolta Velocidade de corte mmin Diâmetro da broca mm Força de corte específica Nmm2 Pc Pc 2Mt v 60 75 D 2Mt π D n 75 60 D 1000 2Mt π n 1000 7560 Mt n 10007560 2π Mt n 716200 CV Pc 2Mt v 60 75 D Mt n 716200 CV Mt v D Pc f v D k 240 1000 kW f v D k Cálculo necessário no motor da furadeira Para a determinação da máxima potência disponível no eixoárvore de um sistema máquinaferramenta é necessário conhecer a potência do motor bem como o rendimento da máquina Dessa forma a potência pode ser determinada por Rotacione a tela Em que Potência do motor da furadeira Rendimento da máquina furadeira Vamos ver alguns exemplos para aprofundar nossos conhecimentos Exemplo 1 Num processo de furação plena determine a força de avanço sabendo que o material utilizado tem dureza Brinell e que a broca tem raio de 5 mm e avanço de 04 mm volta Como Exemplo 2 Num processo de furação plena determine a potência de corte e a potência do motor da furadeira sabendo que o rendimento mecânico do mecanismo de transmissão do movimento da furadeira é de 80 a velocidade de corte é Pm Pc η CV Pm η HB 200 Justificativa Fa 0 195 HB f 08 D08 0 002 HB D2 Fa 0 195 200 0 408 1008 0 002 200 102 Fa 158 22kgf de 50 mmin o avanço da broca é de 015 mmvolta o raio da broca mede 5 mm e a constante e os expoentes relativos ao material da peça ABNTSAE 1025 segundo Kronemberg valem 1 Cálculo do momento de torção pela equação de Kronemberg 2 Cálculo da potência de corte 3 Cálculo da potência do motor C1 41 4 x 1 87 y 0 77 Justificativa Mt C1 Dx f y kgf mm Mt 41 4 10187 0 15077 kgf mm Mt 712 18 kgf mm Pc Pc 2Mt v 60 75 D Pc 2 712 18 50 60 75 10 Pc 1 58CV Pm Pc η 158 080 1 98CV Falta pouco para atingir seus objetivos Vamos praticar alguns conceitos Questão 1 Entre as afirmações a seguir sobre as resistências que devem ser vencidas num processo de furação plena determine as que estão corretas I Resistência devido ao corte do material II Resistência devido ao corte e à extrusão do material III Resistência devido ao atrito nas guias IV Resistência devido ao processo de recozimento térmico Parabéns A alternativa E está correta Ao se cortar um material metálico há na região do corte deslocamento de discordâncias o que gera um repentino aumento da dureza aumentando a sua resistência que deve ser vencida O atrito gerado pela guia de corte também deve ser encarado como uma resistência pois age como um ponto dissipador de energia Tal energia não está sendo utilizada para realizar o corte O processo de extrusão é utilizado para conformar e aumentar a resistência do material por deslocamento de discordâncias Assim o processo aumenta a resistência ao corte que deve ser vencida também Já o processo de recozimento térmico causa uma relaxação na estrutura cristalina do material reduzindo a sua dureza e dessa forma sua resistência ao corte Questão 2 Qual o nome da força resultante que atua na cunha cortante de uma ferramenta num processo de usinagem A Somente I B Somente II C Somente IV D I III e IV E I II e III A Cortante 3 Forças e potências na furação com préfuração Vamos começar Como calcular as forças e potências na furação com pré furação No vídeo a seguir entenda como calcular as forças e as potências na furação com préfuração Determinação da força média na furação com préfuração A força de avanço no processo de furação é utilizada em grande parte pela aresta transversal e por diversos estudos que foram feitos no sentido de reduzir essa influência Tais estudos encontraram efeitos para esse sentido nas afiações especiais em brocas helicoidais Há também êxito na redução dessas influências com a execução de furos em peças onde já existe um furo inicial conhecido como préfuração por meio de um furo com diâmetro maior ao diâmetro preexistente Assim o estudo e a pesquisa de modelos experimentais que possibilitem a determinação do momento de torção e o avanço da não furação com préfuração se tornam bastante importantes Determinação da pressão específica local de avanço Expoente empírico dependente do material Expoente empírico dependente do material Relação entre os diâmetros da préfuração e da furação Determinação das forças de avanço e de corte na furação com préfuração A seguir serão mostrados alguns modelos para esse cálculo utilizando a fórmula de H Daar Fórmula de H Daar para a determinação da força de avanço na furação com préfuração Conhecendose a pressão específica local de corte é possível determinar a diferencial da força normal em relação à aresta cortante como sendo Rotacione a tela Onde Rotacione a tela Fazendo as substituições de ds e para obtenção de temos Rotacione a tela Como yo n ρ ρ D0 D dFn kn ds ds h db h dr sen χ kn dFn dFn kno h1y0 R ρn sen χ dρ dFn dFa sen χ Rotacione a tela Substituindo Rotacione a tela Por fim para obter a força de avanço integrandose apenas no intervalo de 0 a 1 temos Rotacione a tela Resultando em Rotacione a tela Para simplificar fazendo temos Rotacione a tela O que permite determinar a força de avanço numa furação com préfuração Esse modelo é comumente apresentado numa expressão mais simplificada Rotacione a tela Em que Força de avanço kgf Constante do material Diâmetro do furo mm dFa kno h1yo R ρn dρ Fa 2 1 0 dFa Fa kno D h1yo 1 1 n 1 ρo1n 1 n wo Fa kno D h1yo 1 ρwo o wo Fa Bo f 1yo D1wo Dwo dwo o Fa B0 1 y0 e wo D Diâmetro da préfuração mm Avanço da ferramenta mmvolta Fórmula de H Schallbroch para a determinação da força de corte na furação com préfuração Schallbroch sugeriu inicialmente que a força de corte no processo de furação com préfuração fosse a mesma pela fórmula de Kienzle Assim a força de corte para cada aresta principal de corte será dada por Rotacione a tela Em que e Constantes do material Visando à comprovação prática da possibilidade de utilização desse modelo sugerido por Kienzle foram feitas experiências práticas entre os processos de furação em cheio e de torneamento Foram verificados os fatores a seguir A velocidade de corte média da furação com préfuração é maior que a velocidade média da furação em cheio Nada foi observado em relação a diferenças entre as forças de atrito nas estrias levandose em consideração a furação em cheio e a furação com préfuração Na furação com préfuração a aresta transversal de corte da broca permanece inativa Potência na furação com préfuração e momento de torção Da mesma forma que a obtenção da força de avanço o estabelecimento de modelos experimentais que forneçam o momento de torção busca evitar as influências da aresta transversal num processo de furação com préfuração Do f Fc Fc ks1 b h1z b Ddo 2sen χ h f 2 sen χ ks1 z Fórmulas experimentais de momento de torção no processo de furação A seguir serão mostrados alguns modelos para esse cálculo dos esforços de torção Fórmula de H Schallbroch para determinação do momento de torção na furação com préfuração Partindose do modelo de força de corte na furação com préfuração desenvolvido por Schallbroch Rotacione a tela O momento de torção será Rotacione a tela Substituindo os valores da equação da na equação do temos Rotacione a tela Estudos práticos foram feitos a fim de validar esse modelo Verificouse que os valores obtidos experimentalmente foram sensivelmente diferentes dos valores obtidos pelo modelo de Schallbroch Fórmula de H Daar para determinação do momento de torção na furação com préfuração Fc ks1 b h1z ks1 D D0 2 sen χ f 2 sen χ 1z Mt Fc D Do 2 Fc Mt Mt ks1 D2 D2 0 4 sen χ f 2 sen χ 1z Um dos motivos pelos quais se desaconselha a utilização do modelo Kienzle no processo de furação com pré furação é a elevada variação do ângulo de saída uma vez que nas ferramentas de barra o valor desse ângulo é de aproximadamente 10 Nas brocas ele varia de 30 a 30 aproximadamente Uma vez que o ângulo de saída médio da aresta de corte varia conforme o diâmetro da préfuração se altera há uma variação do valor da pressão específica de corte Assim foi proposto um modelo para o valor da pressão específica de corte que estivesse em função de Rotacione a tela Porém a variação do diâmetro da broca faz variar o ângulo de saída e a velocidade de corte Com isso uma nova função foi proposta para a pressão específica de corte Rotacione a tela Lembrando que Partindo do valor determinado para a diferencial da força de corte sugerido por Daar e desenvolvido anteriormente temos Rotacione a tela Podese então propor um modelo para determinação do momento de torção Rotacione a tela Fazendo a substituição da diferencial da força de corte temos Rotacione a tela γ ks f ks1 z h γ ks f ks1 z h ρ ρ d D r R dFc kno h1yo R ρn dρ dMt 2 r dFc dMt 2 kso h1zo ρ1n R2 sen χ Integrando a diferencial anterior obtémse o modelo de torção necessário para furar uma peça com diâmetro de préfuração Rotacione a tela Em que e Constantes do material da peça O modelo pode ser determinado numa forma mais simplificada unificando as constantes Rotacione a tela Onde Rotacione a tela Ainda como simplificação desse modelo outra forma de determinação do momento de torção é Rotacione a tela Em que Momento de torção kgfmm e Constantes do material da peça Diâmetro do furo mm Diâmetro da préfuração mm do Mt kso h1z0 D2 2 sen χ x0 1 ρx0 0 D 2R ρ0 D0 D Diâmetro da préfuração Diâmetro do furo final kso 1 zo xo Mt Co f 1z0 D2 1 ρx0 o Co kso sen χ 2 1z0 2 sen χ x0 Mt Co f 1z0 D2x0 Dx0 Dx0 0 Mt C0 1 z0 X0 D D0 Avanço da ferramenta mmvolta Calculando a potência de corte Da mesma forma que a furação cheia determinado o valor do momento de torção por qualquer modelo proposto anteriormente é possível definir a potência de corte do processo de furação Para tal seguese o modelo proposto por Kronemberg Rotacione a tela Em que Momento de torção kgfmm Constantes do material da peça Diâmetro do furo mm Outro modelo que permite a determinação da potência de corte é determinado por Rotacione a tela Em que Avanço da ferramenta mmvolta Constantes do material da peça Diâmetro do furo mm Força de corte específica ou pressão específica de corte Nmm2 Cálculo necessário no motor da furadeira f Pc 2Mt v 60 75 D CV Mt v D Pc f v D k 240 1000 kW f v D k Assim como visto na furação plena para a determinação da máxima potência disponível no eixoárvore de um sistema máquinaferramenta é necessário conhecer a potência do motor bem como o rendimento da máquina Da mesma forma que na furação plena a potência necessária no motor da furadeira pode ser determinada por Rotacione a tela Em que Potência do motor da furadeira Rendimento da máquina furadeira Vamos analisar alguns exemplos Exemplo 1 Num processo de furação com préfuração determine a força de avanço sabendo que o avanço vale 04 mmvolta que o diâmetro do furo é de 10 mm e que o diâmetro da préfuração é de 5 mm Considere as constantes do material da peça Como Exemplo 2 Num processo de furação com préfuração determine a força de avanço sabendo que o avanço vale 02 mmvolta o diâmetro do furo é de 10 mm e que o diâmetro da préfuração é de 8 mm Considere as constantes do material Pm Pc η CV Pm η Bo 38 1 yo 0 51 e wo 0 9 Justificativa Fa Bo a1yo D1wo Dwo dwo o Fa 38 1 0 4051 1001 1009 509 Fa 110 5kgf Bo 38 1 yo 0 38 e wo 0 4 Como Exemplo 3 Vamos agora refazer o exemplo 2 visto no módulo 2 considerando a realização inicial de um préfuro de raio 25 mm e posteriormente um furo final com raio de 5 mm Qual seria o resultado esperado em termos de potência necessária no motor da furadeira Num processo de furação com préfuração determine a potência de corte e a potência no motor da furadeira sabendo que o rendimento mecânico do mecanismo de transmissão do movimento na furadeira é de 80 a velocidade de corte é de 50 mmin o avanço é de 015 mmvolta o raio do préfuro é de 25 mm o raio do furo final é de 5 mm e as constantes do material da peça ABNTSAE 1025 segundo H Daar valem 1 Cálculo do momento de torção segundo a formulação de H Daar 2 Cálculo da potência de corte 3 Cálculo da potência necessária no motor da furadeira Justificativa Fa Bo a1yo D1wo Dwo dwo o Fa 38 1 0 2038 1006 1004 804 Fa 17 6kgf Co 24 8 1 z0 0 74 x0 1 9 Justificativa Mt Mt Co f 1z0 D2xo Dxo Dxo o Mt 24 8 0 15074 1001 1019 519 Mt 445 97Kgf mm Pc 2Mt v 60 75 D CV Pc 2 445 97 50 60 75 10 0 99CV Pm Pc η 099 080 1 24CV Resumindo Comparandose o resultado obtido no exemplo 2 do módulo 2 com o resultado obtido neste exemplo 3 do módulo 3 verificase que realizandose uma préfuração a potência necessária no motor da furadeira será menor Ou seja houve uma redução de 198 CV para 124 CV Falta pouco para atingir seus objetivos Vamos praticar alguns conceitos Questão 1 Entre as afirmações a seguir em um processo de furação com préfuração assinale a alternativa que apresenta as afirmações corretas I O diâmetro de furação dependerá da espessura do material II O diâmetro da préfuração é menor que o da furação final III O diâmetro da pósfuração é maior que o diâmetro calculado A Somente I B Somente II C Somente III D I e III E I II e III Parabéns A alternativa B está correta A préfuração funciona como um guia para a furação propriamente dita Por conta disso seu diâmetro é menor pois é feito com uma broca de menor diâmetro Após a préfuração utilizase a broca com diâmetro pretendido para realizar a furação Assim que a furação acaba o furo tem o diâmetro desejado obtido com a broca utilizada Questão 2 Entre as afirmações a seguir em um processo de furação com préfuração assinale a alternativa que apresenta as afirmações corretas I Para determinar a força de avanço em uma furação com préfuração primeiramente há que se determinar a pressão específica local de avanço para cada parte da aresta cortante II Uma das formas de se determinar a potência de corte envolve conhecer o momento de torção III Um dos motivos que desaconselham a utilização do modelo Kienzle no processo de furação com pré furação é o fato de o ângulo de saída γ ser constante Parabéns A alternativa D está correta A afirmativa I está correta pois sem a determinação da pressão não há como determinar a força necessária para realizar a furação em velocidade ótima A Somente I B Somente II C Somente III D I e II E I II e III 4 Operações de mandrilamento e brochamento Operações de mandrilamento A operação de mandrilamento é uma operação de usinagem nas etapas finais do processo que envolve superfícies de revolução num processo de usinagem de préfuros fundidos forjados ou extrudados cujo sistema ferramenta peça pode ter movimentos de rotação A principal vantagem de uma operação de mandrilamento é a economia de tempo já que a máquina é capaz de fornecer um processo de usinagem em todos os segmentos de uma peça sem necessidade da retirada da peça apenas fazendo mudanças na posição da mesa ou mesmo da ferramenta Alguns autores definem o mandrilamento como um torneamento interno com o objetivo de aumentar diâmetros de furos previamente realizados melhorando sua qualidade Porém a operação de mandrilamento envolve também operações como Furação Faceamento Rosqueamento Fresagem No processo a ferramenta é fixada a uma barra denominada mandril A imagem a seguir mostra o exemplo de um mandril também comumente chamado de barra de mandrilar O mandril é uma barra que deve ser rígida e cilíndrica não pode ter ranhuras ou quaisquer defeitos em sua superfície Sua colocação no eixoárvore da mandriladora tem de ser bemancorada de forma a evitar quaisquer desvios ou vibrações durante o uso da mandriladora Mandril Veja uma operação de mandrilamento Mandriladora Tipos de mandriladoras As máquinas que processam a operação de mandrilamento são chamadas de mandriladoras Essas máquinas apresentam uma característica muito especial permitem a adaptação de diferentes tipos de ferramentas quando da adaptação de acessórios apropriados Dessa forma uma mandriladora pode também executar operações de furação fresamento rosqueamento etc e se tornar uma máquina universal A divisão dos tipos de madriladoras é feita em função da posição do seu eixoárvore podem ser Horizontais Verticais Uma mandriladora pode executar um elevado número de movimentos possibilitando o posicionamento da ferramenta num processo de usinagem de um furo por exemplo em uma altura e a mesa em uma posição transversal Comentário Embora as mandriladoras convencionais sejam horizontais ou verticais e apresentem todos os seus deslocamentos medidos por meio de escalas graduadas as mandriladoras mais modernas possuem mostradores digitais ou até mesmo leitoras ópticas que aumentam bastante a precisão da operação A utilização de uma mandriladora apresenta como vantagem a economia de tempo haja vista a sua capacidade de operar todos os processos de uma usinagem do início ao fim desde o desbaste até o acabamento sem a necessidade de remoção da peça Tipos de ferramentas das mandriladoras e suas aplicações As operações de mandrilamento envolvem incialmente a seleção das ferramentas de mandrilar Tal escolha é feita pela natureza da operação ou seja comprimento diâmetro e características das operações Relembrando Como normalmente essas operações envolvem uso interno aos furos as dimensões de uma ferramenta de mandrilar são pequenas como visto anteriormente são fixadas em um mandril As ferramentas mais utilizadas num processo de mandrilamento com suas respectivas aplicações são as seguintes Hastes com pastilhas soldadas de corte simples Essas ferramentas têm seu uso normal numa operação de desbaste Lâminas de corte duplo Essas ferramentas têm seu uso normal numa operação de rebaixamento interno de furos Brocas helicoidais de correção Essas ferramentas têm seu uso normal numa operação de correção de deformações Tais deformações podem ser de retilineidade conicidade e até mesmo de ovalização Essas ferramentas t bé tê li ã l t d f té 100 Sistema modular de mandrilamento Esse sistema basicamente é a reunião de blocos de dispositivos com disponibilidade de processamento de várias operações Se bem implementado apresenta uma sensível redução de tempo nas operações de troca de ferramentas Operações de brochamento A operação de brochamento é aquela que consiste em um processo de usinagem linear e progressiva da superfície de uma peça por meio de um encadeamento de cortes A ferramenta de uma operação de brochamento é denominada brocha e a máquina que realiza a operação é a brochadeira Brocha ferramenta utilizada na operação de brochamento A operação de brochamento pode ser interna ou externa à peça caso seja executada internamente a um furo na parte externa de uma peça A brocha trabalha sujeita à ação de tração ou de compressão conforme suas brochadeiras sejam horizontais ou verticais no caso da tração ou geralmente verticais no caso da compressão Essa operação traz principalmente como vantagens A velocidade de execução do processo aliada à elevada precisão e ao baixo custo da operação Permite que em uma só etapa sejam executados vários processos diferentes de usinagem A brochadeira possui um elevado número de dentes em cada brocha Isso permite uma retirada fina em cada passada após a operação como um todo uma camada mais espessa é retirada e há um excelente acabamento Essa operação pode garantir desbaste semiacabamento e acabamento da peça A seguir veremos imagens sobre os métodos de brochamento de estrias internas e brochamento de rasgo de chaveta Brochamento de estriais internas em uma brochadeira horizontal Brochamento de rasgo de chaveta em uma engrenagem realizado em uma brochadeira vertical Brochamento interno É uma operação que permite vários processos de forma interna tais como rasgos transformações de furos com entalhes de diversas formas ranhuras em forma de hélice etc O brochamento pode ser feito de duas formas A peça é fixada e a brocha tem a possibilidade de executar dois movimentos translação e rotação A peça tem o movimento de rotação e a brocha tem a possibilidade de executar o movimento de translação A seguir veremos imagens de peças industriais e brochas industriais Peças industriais Brochas industriais e desenho técnico de Engenharia A brocha trabalha sujeita à ação de tração ou compressão sendo que a primeira apresenta um curso maior e como tal tem a possibilidade de remoção maior do volume de cavaco A compressão tem um comprimento restrito pela flambagem Brochadeira interna horizontal de tração Geralmente as brochas de tração são divididas em quatro partes cabo dentadura e guias anterior e posterior Partes integrantes de uma brocha Os dentes de uma brocha interna se destinam ao desbaste e ao acabamento sendo que na região de desbastes deve haver um número suficientemente grande para extrair todo o cavaco Na região do acabamento deve haver um número de dentes que permita realizar muitas peças com mesma cota Atenção Nessa operação de brochamento interno o número máximo de dentes da brocha que operam simultaneamente deve ser seis visando haver lubrificação e refrigeração suficientes para cada dente Somente em caráter excepcional devese chegar a oito dentes porém nesses casos é preciso haver uma lubrificação forçada por meio de canais no interior da brocha Os dentes da brocha deverão possuir ainda rasgos quebracavacos que como o próprio nome diz permitem melhorar as condições de formação e extração de cavaco Força de corte A força de corte por dente na direção do eixo da brocha é determinada por Rotacione a tela Em que Pressão específica de corte Largura total de corte de um dente Espessura de corte A força total de corte da brocha é a resultante de todas as forças em cada dente da brocha e que estejam cortando simultaneamente Assim podese determinar por Rotacione a tela Quando a espessura de corte é constante Rotacione a tela Fc ks b h ks b h Fct Fc Fct n Fc Velocidade de corte Operação de brochamento vertical de compressão realizando ranhuras internas na peça com uso de fluido de corte Brochamento externo Da mesma forma que o brochamento interno o brochamento externo pode ser feito de duas formas É uma operação que permite vários processos de forma interna tais como rasgos transformações de furos com entalhes de diversas formas ranhuras em forma de hélice etc O brochamento pode ser feito de duas formas A peça é fixada e a brocha tem possibilidade de executar o movimento de translação A peça tem o movimento de translação e a brocha é fixa A forma mais empregada é aquela em que a peça é fixa Para tal utilizamse normalmente as máquinas verticais pois ocupam menores espaços na fábrica Cabe ressaltar que Grandes superfícies que necessitam dessa operação sofrem o brochamento interno ou externo em máquinas horizontais A operação em que a peça que se movimenta é especial mas apresenta a vantagem de necessitar um custo menor Para esse tipo de operação similarmente às brocha internas o material utilizado na confecção das brochas é o aço rápido Por conta de sua velocidade de corte ser baixa esse material apresentará uma vida longa Quanto à forma as brochas externas são divididas em três operações Brochamento por ataque frontal Brochamento por ataque lateral Brochamento por ataque combinado Como Exemplo 2 Determine a força de corte que haverá num processo de brochamento de uma liga de magnésio que apresenta dado que a largura total de corte de um dente vale 5 mm e que a espessura de corte vale 030 Como Justificativa Fc ks b h Fc 100 5 0 28 Fc 140kgf ks 500kgfmm2 Justificativa Fc ks b h Fc 500 5 0 30 Fc 750kgf Falta pouco para atingir seus objetivos Vamos praticar alguns conceitos Questão 1 Entre as afirmações a seguir num processo de mandrilamento determine as que estão corretas I As mandriladoras não permitem a adaptação de diferentes tipos de ferramentas II Hastes com pastilhas soldadas de corte simples são ferramentas utilizadas num processo de mandrilamento III Um dos principais problemas do processo de usinagem é a parada da operação para a troca de ferramentas Parabéns A alternativa D está correta A afirmativa I está errada pois as mandriladoras permitem a adaptação de diferentes tipos de ferramentas A afirmativa II está correta pois num processo de mandrilamento contamos com uma série de ferramentas utilizadas para cada uma das aplicações e as hastes com pastilhas soldadas de corte simples se enquadram como uma das principais ferramentas A afirmativa III está correta porque um dos processos mais complicados e mais custosos da usinagem é a parada para troca de ferramentas A indústria da usinagem vem trabalhando arduamente para criar novos processos com o intuito de reduzir o tempo de parada e consequentemente os custos da operação sem a perda da qualidade Questão 2 Entre as afirmações a seguir num processo de brochamento determine as que estão corretas I A operação de brochamento pode ser interna ou externa à peça II Num brochamento interno a brocha trabalha sujeita à ação de tração ou de compressão III As brochadeiras possuem um baixo número de dentes em cada brocha A Somente I B Somente II C Somente III D II e III E Todas estão corretas A Somente I B Somente II C I e II D I e III E Todas estão corretas Parabéns A alternativa C está correta A afirmativa I está correta porque o processo de brochamento pode acontecer na parte interna ou externa à peça dependendo da referência em relação ao furo A afirmativa II está correta porque num processo de brochamento temos a ação de tração ou compressão como movimentos principais que dependem exclusivamente do tipo de resultado que se é esperado ou seja remoção maior do volume de cavaco ou um comprimento um pouco mais restrito A afirmativa III está errada pois as brocheadeiras possuem um elevado número de dentes em cada brocha Considerações finais Evidenciamos os processos de furação plena furação com préfuração alargamento mandrilamento e brochamento consistindo na retirada de material de uma peça a fim de darlhe a forma e o acabamento desejados Vários conceitos muito importantes foram discutidos como os tipos de ferramentas o cavaco as principais operações os parâmetros e o cálculo das forças e potências em todo o processo Como entendimento final fica a observância de que esses processos da mesma forma que os demais processos de usinagem trabalham com o mesmo objetivo que é a conformação do material Nesse processos o que mais se destaca é a busca da qualidade Portanto são bastante indicados para a produção industrial Há também a preocupação com o menor desgaste da ferramenta para redução de custos bem como o aumento da produtividade Podcast O podcast a seguir aborda os assuntos mais relevantes do conteúdo que você acabou de estudar Explore Listamos aqui três excelentes artigos para você saber mais sobre o assunto estudado O que fazer e o que evitar para melhorar sua furação do curso de Engenharia Industrial Madeireira da Universidade Federal do Paraná UFPR Análise dos esforços de corte nas operações em cheio e com préfuro do aço endurecido AISI P20 no portal da Arandanet Pesquise o artigo Processos de usinagem mandrilamento e brochamento Referências DINIZ A E MARCONDES F C COPPINI NL Tecnologia da usinagem dos materiais 9 ed São Paulo Artliber 2014 FERRARESI D Usinagem dos metais 4 ed São Paulo ABM 1972 FERRARESI D Fundamentos da usinagem dos metais 18 ed São Paulo Blücher 2018 KIMINAMI C S CASTRO W B OLIVEIRA M F Introdução aos processos de fabricação de produtos metálicos São Paulo Blücher 2013 MACHADO A R et al Teoria da usinagem dos materiais 3 ed São Paulo Blücher 2018 Material para download Clique no botão abaixo para fazer o download do conteúdo completo em formato PDF Download material O que você achou do conteúdo Relatar problema