Estudo sobre Furação e Uso de Brocas na Mecânica

96 Mete broca Nesta aula vamos estudar uma operação muito antiga Os ar queólogos garantem que ela era usada há mais de 4000 anos no antigo Egito para recortar blocos de pedra Ela é tão comum que você já deve ter visto alguém realizar essa operação várias vezes Até mesmo você pode têla executado para instalar uma prateleira um varal um armário de parede Ou pior ela foi feita por seu dentista no seu dente Apesar de bastante comum esta operação quando aplicada ã mecânica exige alguns conhecimentos tecnológicos específicos com relação às máquinas e ferramentas usadas para executála Nesta aula você vai estudar exatamente isso E para acabar com o suspense vamos a ela Vamos furar O que os egípcios faziam para cortar blocos de pedra era abrir furos paralelos muito próximos uns dos outros Para este fim eles usavam uma furadeira manual chamada de furadeira de arco Por incrível que pareça 4000 anos depois continu amos a usar esta operação que consiste em obter um furo cilíndrico pela ação de uma ferramenta que gira sobre seu eixo e penetra em uma superfície por meio de sua ponta cortante Ela se chama furação 97 Essa operação de usinagem tem por objetivo abrir furos em pe ças Ela é muitas vezes uma operação intermediária de prepara ção de outras operações como alargar furos com acabamentos rigorosos serrar contornos internos e abrir roscas A ferramenta que faz o trabalho de furação chamase broca Na execução do furo a broca recebe um movimento de rotação responsável pelo corte e um movimento de avanço responsável pela penetração da ferramenta O furo obtido tem baixo grau de exatidão e seu diâmetro em geral varia de 1 a 50 mm Brocas Na maioria das operações de furar na indústria mecânica são empregadas brocas iguais àquelas que usamos em casa na fu radeira doméstica Ou igual àquela que o dentista usa para cuidar dos seus dentes a broca helicoidal A broca helicoidal é uma ferramenta de corte de forma cilíndrica fabricada com aço rápido açocarbono ou com açocarbono com ponta de metal duro A broca de aço rápido pode também ser revestida com nitreto de titânio o que aumenta a vida útil da fer ramenta porque diminui o esforço do corte o calor gerado e o desgaste da ferramenta Isso melhora a qualidade de acabamen 98 to do furo e aumenta a produtividade uma vez que permite o tra balho com velocidades de corte maiores Para fins de fixação e afiação ela é dividida em três partes haste corpo e ponta A haste é a parte que fica presa à máquina Ela pode ser cilíndri ca ou cônica dependendo de seu diâmetro e modo de fixação O corpo é a parte que serve de guia e corresponde ao compri mento útil da ferramenta Tem geralmente dois canais em forma de hélice espiralada A ponta é a extremidade cortante que recebe a afiação Forma um ângulo de ponta que varia de acordo com o material a ser furado A broca corta com as suas duas arestas cortantes como um sis tema de duas ferramentas Isso permite formar dois cavacos si métricos A broca é caracterizada pelas dimensões pelo material com o qual é fabricada e pelos seguintes ângulos a ângulo de hélice indicado pela letra grega γ lêse ga ma auxilia no desprendimento do cavaco e no controle do acabamento e da profundidade do furo Deve ser de terminado de acordo com o material a ser furado para material mais duro ângulo mais fechado para material mais macio ângulo mais aberto É formado pelo eixo da broca e a linha de inclinação da hélice 99 b ângulo de incidência ou folga representado pela letra grega a lêse alfa tem a função de reduzir o atrito en tre a broca e a peça Isso facilita a penetração da broca no material Sua medida varia entre 6 e 15º Ele também deve ser determinado de acordo com o material a ser fu rado quanto mais duro é o material menor é o ângulo de incidência c ângulo de ponta representado pela letra grega s lêse sigma corresponde ao ângulo formado pelas arestas cortantes da broca Também é determinado pela dureza do material a ser furado d É muito importante que as arestas cortantes tenham o mesmo comprimento e formem ângulos iguais em relação ao eixo da broca A A Pare Estude Responda Exercícios 1 Complete as lacunas das alternativas abaixo a A broca helicoidal pode ser fabricada de açocarbono de ou com b O nitreto de titânio aumenta a vida útil da ferramenta por que diminui o do corte o gerado e o da ferramenta c As características atribuídas à ferramenta na questão b fazem com que melhore a e o do furo aumentando a produtividade pela de corte maior d A broca helicoidal é dividida em três partes e 100 2 As principais características das brocas helicoidais são duas dimensões material de fabricação e ângulos Faça corres ponder os ângulos com suas funções Ângulos Funções a de ponta b de hélice c de incidência ou folga 1 auxilia no desprendimento do cavaco no controle do acabamento e da profundidade do furo 2 determina a dureza do material a ser furado pelas a restas cortantes da broca 3 reduz o atrito entre a broca e a peça facilitando a penetração da broca no material Tipos de brocas Da mesma forma como os ângulos da broca estão relacionados ao tipo de material a ser furado os tipos de broca são também escolhidos segundo esse critério O quadro a seguir mostra a relação entre esses ângulos o tipo de broca e o material Ângulo da broca Classificação quanto ao ângulo de hélice Ângulo da ponta σ Aplicação Tipo H para materi ais duros tenazes eou que produzem cavaco curto descon tínuo 80 118 140 Materiais prensados ebonite náilon PVC mármore granito Ferro fundido duro la tão bronze celeron baquelite Aço de alta liga Tipo N para materi ais de tenacidade e dureza normais 130 118 Aço alto carbono Aço macio ferro fundido latão e níquel Tipo W para materi ais macios eou que produzem cavaco lon go 130 Alumínio zinco cobre madeira plástico 101 Quando uma broca comum não proporciona um rendimento satis fatório em um trabalho específico e a quantidade de furos não justifica a compra de uma broca especial podese fazer algumas modificações nas brocas do tipo N e obter os mesmos resultados Podese por exemplo modificar o ângulo da ponta tornandoo mais obtuso Isso proporciona bons resultados na furação de ma teriais duros como aços de alto carbono Para a usinagem de chapas finas são freqüentes duas dificulda des a primeira é que os furos obtidos não são redondos a se gunda é que a parte final do furo na chapa apresentase com mui tas rebarbas A forma de evitar esses problemas é afiar a broca de modo que o ângulo de ponta fique muito mais obtuso Para a usinagem de ferro fundido primeiramente afiase a broca com um ângulo normal de 118º Posteriormente a parte externa da aresta principal de corte medindo 13 do comprimento total dessa aresta é afiada com 90º 102 Brocas especiais Além da broca helicoidal existem outros tipos de brocas para usi nagens especiais Elas são por exemplo a broca de centrar é usada para abrir um furo inicial que ser virá como guia no local do furo que será feito pela broca heli coidal Além de furar esta broca produz simultaneamente chanfros Ela permite a execução de furos de centro nas pe ças que vão ser torneadas fresadas ou retificadas Esses fu ros permitem que a peça seja fixada por dispositivos especiais entre pontas e tenha movimento giratório b broca escalonada ou múltipla serve para executar furos e rebaixos em uma úni ca operação É empregada em grande pro dução industrial c broca canhão tem um único fio cortante É indicada para trabalhos especiais como furos profundos de dez a cem vezes seu diâmetro onde não há possibilidade de usar brocas nor mais 103 d broca com furo para fluido de corte é usada em produção contínua e em alta velocidade principalmente em furos pro fundos O fluido de corte é injetado sob alta pressão No caso de ferro fundido a refrigeração é feita por meio de injeção de ar comprimido que também ajuda a expelir os cavacos Existe uma variedade muito grande de brocas que se diferenciam pelo formato e aplicação Os catálogos de fabricantes são fontes ideais de informações detalhadas sobre as brocas que mostra mos nesta aula e em muitas outras Nunca desperdice a oportu nidade de consultálos Escareadores e rebaixadores Nas operações de montagem de máquinas é necessário embutir parafusos que não devem ficar salientes Nesse caso a furação com uma broca comum não é indicada Para esse tipo de traba lho usamse ferramentas diferentes de acordo com o tipo de re baixo ou alojamento que se quer obter Assim para rebaixos cônicos como para parafusos de cabeça escareada com fenda empregase uma ferra menta chamada de escareador Essa ferramenta apresenta um ângulo de ponta que pode ser de 60 90 ou 120º e pode ter o corpo com formato cilín drico ou cônico 104 Para executar rebaixos cilíndricos como os para alojar parafusos Allen com cabeça cilíndrica sextavada usase o rebaixador ci líndrico com guia Tanto para os rebaixos cilíndricos quanto para os cônicos deve se fazer previamente um furo com broca Todas essas ferramentas necessitam de máquinas que as movi mentem para que a operação seja realizada Que máquinas são essas e como as operações são realizadas você vai estudar na próxima aula Exercícios 3 Relacione o tipo de hélice e da ponta da broca com sua apli cação Aplicações Tipo Ponta a alumínio zinco cobre madeira plástico b materiais prensados ebonite náilon PVC mármore granito c aço macio ferro fundido latão e níquel d ferro fundido duro latão bronze celeron ba quelite e aço de alta liga 1 H 2 W 3 N 4 H 5 H 140o 130o 118o 80o 118o 105 4 Associe as brocas especiais com suas aplicações a broca escalonada ou múltipla b broca com furo para fluido de corte c broca de centrar d broca canhão 1 indicada para trabalhos especiais como furos pro fundos de dez a cem vezes seu diâmetro 2 usada para abrir furo inicial como guia para a broca helicoidal e também para as peças que serão usina das entre duas pontas em máquinasferramenta 3 indicada para executar furos e rebaixos em uma úni ca operação empregada em grande produção indus trial 4 para produção contínua e em grande velocidade principalmente em furos profundos 5 utilizada para furos transversais e rebaixados nas extremidades 5 Assinale com X a alternativa correta para as questões abaixo a Para rebaixos cônicos e parafusos de cabeça escareada com fenda utilizamos 1 broca de centrar 2 broca helicoidal 3 escareador 4 rebaixador b Para fazer o alojamento para os parafusos tipo Allen com cabeça cilíndrica sextavada utilizamos 1 escareador cônico com guia 2 escareador cilíndrico 3 rebaixador cilíndrico com guia 4 escareador cônico sem guia 106 Gabarito 1 a Aço rápido ponta de metal duro b Esforço calor desgaste c Qualidade acabamento velocidade d Haste corpo e ponta 2 a 2 b 1 c 3 3 a 2 b 4 c 3 d 5 e 1 4 a 3 b 4 c 2 d 1 5 a 3 b 3 107 Roda roda gira Você já parou para pensar em quanto sua vida depende de para fusos pinos rebites e da qualidade das montagens dos muitos conjuntos mecânicos que nos cercam ou que são responsáveis pela fabricação de tudo o que usamos Pois é furar escarear rebaixar são operações capazes de deixar tudo redondinho Na aula passada você estudou informações básicas sobre ferramentas para fazer tudo isso Nesta aula estu daremos juntos as máquinas que permitem o uso dessas ferra mentas e a realização dessas operações Furadeiras Como você estudou na aula anterior a operação de furar é muito antiga Para realizála é necessário ter não só uma ferramenta mas também uma máquina que possa movimentála Até o começo deste século os mecanismos usados para furar não eram muito diferentes da furadeira de arco que você viu na aula anterior Porém a evolução dos materiais de construção me cânica iniciada pela Revolução Industrial exigiu que outros me canismos mais complexos e que oferecessem velocidades de corte sempre maiores fossem se tornando cada vez mais neces sários Assim surgiram as furadeiras com motores elétricos que vão desde o modelo doméstico portátil até as grandes furadeiras multifusos capazes de realizar furos múltiplos 108 Afinal o que é uma furadeira Furadeira é uma máquina ferramenta destinada a executar as operações como a furação por meio de uma ferramenta chamada broca Elas são 1 Furadeira portátil são usadas em monta gens na execução de furos de fixação de pi nos cavilhas e parafusos em peças muito grandes como turbinas carrocerias etc quando há necessidade de trabalhar no pró prio local devido ao difícil acesso de uma fu radeira maior São usadas também em servi ços de manutenção para extração de elemen tos de máquina como parafusos prisionei ros Pode ser elétrica e também pneumática 2 Furadeira de coluna é chamada de furadeira de coluna porque seu suporte principal é uma coluna na qual estão montados o sistema de transmissão de movimento a mesa e a base A coluna permite deslocar e girar o sistema de transmissão e a mesa segundo o tamanho das peças A furadeira de coluna pode ser a de bancada também chamada de sensitiva porque o avanço da ferramenta é dado pela força do operador por ter moto res de pequena potência é empregada para fazer furos pe quenos 1 a 12 mm A transmissão de movimentos é feita por meio de sistema de polias e correias b de piso geralmente é usada para a furação de peças gran des com diâmetros maiores do que os das furadeiras de ban cada Possuem mesas giratórias que permitem maior aprovei tamento em peças de formatos irregulares Possuem tam bém mecanismo para avanço automático do eixo árvore 109 Normalmente a transmissão de movimentos é feita por engre nagens 3 Furadeira radial é empregada para abrir furos em peças pesadas volumosas ou difíceis de alinhar Possui um potente braço horizontal que pode ser abaixado e levantado e é capaz de girar em torno da coluna Esse braço por sua vez contém o eixo portaferramentas que também pode ser deslocado ho rizontalmente ao longo do braço Isso permite furar em várias posições sem mover a peça O avanço da ferramenta também é automático 110 4 Furadeiras especiais podem ser a furadeira múltipla possui vários fusos alinhados para executar operações sucessivas ou simultâneas em uma única peça ou em diversas peças ao mesmo tempo É usada em operações seriadas nas quais é preciso fazer furos de diversas medidas b furadeira de fusos múltiplos os fusos trabalham jun tos em feixes A mesa gira sobre seu eixo central É usa da em usinagem de uma peça com vários furos e produzi da em grandes quantidades de peças seriadas Dica tecnológica O eixo portaferramentas também é conhecido como cabeçote ou árvore da furadeira As furadeiras podem ser identificadas por características como potência do motor variação de rpm deslocamento máximo do eixo principal deslocamento máximo da mesa distância máxima entre a coluna e o eixo principal 111 Pare Estude Responda Exercícios 1 Associe a coluna A furadeira com a coluna B emprego e características Coluna A Coluna B a Portátil b De coluna c Radial d Múltipla e De fusos múltiplos 1 Executa operações sucessivas ou simultâneas possui fusos alinhados usada em operações se riadas 2 Usada em serviços de manutenção e quando há necessidade de trabalhar no próprio local devido ao difícil acesso 3 Peças com vários furos e em grandes quantidades os fusos trabalham em feixes 4 Possuem um potente braço horizontal que pode ser movimentado em várias direções 5 Em seu suporte principal estão montados o sistema de transmissão de movimento a mesa e a base 2 Complete a A furadeira de coluna de tem motores de pouca potência e é destinada à execução de furos de di âmetros pequenos 1 a 12 mm b A furadeira de coluna de é empregada na execução de furos de diâmetros maiores que 12 mm c O eixo portaferramentas também pode ser chamado de 3 Cite ao menos três características que podem identificar uma furadeira Acessórios das furadeiras Para efetuar as operações as furadeiras precisam ter acessórios que ajudem a prender a ferramenta ou a peça por exemplo 112 Os principais acessórios das furadeiras são 1 Mandril este acessório tem a função de pren der as ferramentas com haste cilíndrica parale la Para serem fixados na furadeira eles são produzidos com rosca ou cone Para a fixação da ferramenta o aperto pode ser feito por meio de chaves de aperto Existem também modelos de aperto rápido para trabalhos de precisão rea lizados com brocas de pequeno diâmetro Seu uso é limitado pela medida máxima do diâmetro da ferramenta O menor mandril é usado para ferramentas com diâmetros entre 05 e 4 mm e o maior para ferramentas de 5 a 26 mm 2 Buchas cônicas são elementos que servem para fixar o mandril ou a broca diretamente no eixo da máquina Suas di mensões são normalizadas tanto para cones externos ma chos como para cones internos fêmeas Quando o cone in terno eixo ou árvore da máquina for maior que o cone exter no da broca usamse buchas cônicas de redução O siste ma de cone Morse é o mais usado em máquinasferramenta e é padronizado com uma numeração de 0 a 6 Cone Morse na máquinaferramenta é a medida padronizada da conicidade do alojamento de brocas dos alargadores em furadei ras fresadoras e em pontas de torno 113 3 Cunha ou sacamandrilbucha é um instrumento de aço em forma de cunha usado para extrair as fer ramentas dos furos cônicos do eixo portaferramenta Para um ajuste correto da ferramenta antes de efetuar a monta gem das brocas mandris buchas rebaixadores escareadores devese fazer a limpeza dos cones retirando qualquer traço de sujeira Operações na furadeira e etapas O uso de furadeiras permite a realização de várias operações que se diferenciam pelo resultado que se quer obter e pelo tipo de ferramenta usado Essas operações são 1 Furar com o uso de uma broca produz um furo cilíndrico 114 2 Escarear furo consiste em tornar cônica a extremidade de um furo previamente feito utilizando um escareador O esca reado permite que sejam alojados elementos de união tais como parafusos e rebites cujas cabeças têm formato cônico 3 Rebaixar furos consiste em aumentar o diâmetro de um furo até uma produndidade determinada O rebaixo destinase a alojar cabeças de parafusos rebites porcas buchas Com esse rebaixo elas ficam embutidas apresentando melhor as pecto e evitando o perigo de acidentes com as partes salien tes Como a guia do rebaixador é responsável pela centraliza ção do rebaixo é importante verificar seu diâmetro de modo que o diâmetro da broca que faz o furo inicial seja igual ao da guia Operações como alargar furos cilíndricos e cônicos e roscar tam bém podem ser feitas em furadeiras mas por sua importância elas serão estudadas nas próximas duas aulas Como exemplo vamos apresentar as etapas para a realização de uma furação com broca helicoidal Elas são a Preparação da peça por meio de traçagem e puncionamento já estudados 115 b Fixação da peça na furadeira Isso pode ser feito por meio de morsa grampos calços suportes Se o furo for vazar a peça devese verificar se a broca é capaz de atravessar a peça sem atingir a morsa ou a mesa da máquina c Fixação da broca por meio do mandril ou buchas de redução verificando se o diâmetro o formato e a afiação da ferramenta estão adequados Ao segurar a broca devese tomar cuidado com as arestas cortantes d Regulagem da máquina calcular rpm que você já estudou em Cálculo Técnico e para máquinas de avanço automático re gular o avanço da ferramenta Para isso devese consultar as tabelas adequadas Na operação de furar devese considerar o tipo de furo ou seja se é passante ou não No caso de furo nãopassante devese também regular previamente a profun didade de penetração da broca A medição da profundidade 116 do furo é sempre feita considerandose a parede do furo sem a ponta da broca e Aproximação e centralização da ferramenta na marca puncio nada na peça f Acionamento da furadeira e execução da furação Ao se apro ximar o fim da furo o avanço da broca deve ser lento porque existe a tendência de o material puxar a broca o que pode ocasionar acidentes ou quebra da ferramenta Se necessário usar o fluido de corte adequado g Verificação com o paquímetro O furo executado pela broca geralmente não é perfeito a ponto de permitir ajustes rigorosos Por isso quando são exigidos furos com exatidão de forma dimensão e acabamento tornase necessário o uso de uma ferramenta de precisão denominada alargador Mas isso já é um outro assunto que fica para a próxima aula Exercícios 4 Associe a coluna A acessórios com a coluna B usos Coluna A Coluna B a Mandril b Buchas cônicas 1 Instrumento de aço usado para extrair as ferramentas dos furos cônicos c Cunha 2 Usase para fixar ferramentas com haste cilíndrica pa ralela 3 Usase para fixar ferramentas com haste cônica 117 5 Responda às seguintes perguntas a Onde é empregado o sistema cone Morse b Quais as principais operações de uma furadeira 6 Ordene as etapas de uma operação de furar numerando os parênteses de 1 a 7 a Verificação com o paquímetro b Aproximação e centralização da ferramenta c Preparação da peça por meio de traçagem e puncio namento d Regulagem da máquina e Fixação da broca f Acionamento da furadeira e execução da furação g Fixação da peça na furadeira Gabarito 1 a 2 b 5 c 4 d 1 e 3 2 a Bancada b Piso c Cabeçote ou árvore da furadeira 3 Potência do motor variação de rpm e deslocamento máximo da mesa 4 a 2 b 3 c 1 5 a Na padronização da conicidade do alojamento de brocas dos alargadores em furadeiras e fresadoras e em pontas de torno b Elas são furar escarear rebaixar alargar e roscar furos 6 a 7 b 5 c 1 d 4 e 3 f 6 g 2 118 Uma questão de exatidão Como você viu na Aula 30 o furo executado com a broca geral mente não é perfeito a ponto de permitir ajustes de exatidão com rigorosa qualidade de usinagem Isso pode ser um problema pois a execução de furos de dimensões e formas exatas constitui um prérequisito exigido pela moderna produção em série que neces sita de peças que podem ser trocadas entre si Esse tipo de necessidade é preenchido pela utilização de uma ferramenta especial que permite a execução das operações que dão aos furos previamente feitos concentricidade e as dimensões exigidas Essa ferramenta seu uso e as operações que podem ser execu tadas com ela são o assunto desta aula Depois da broca vem O furo executado pela broca geralmente não é perfeito a superfí cie do furo é rugosa o furo não é perfeitamente cilíndrico por causa do jogo da broca o diâmetro obtido não é preciso e quase sempre é superior ao diâmetro da broca por sua afiação imperfei ta ou por seu jogo Além disso o eixo geométrico do furo sofre às vezes uma ligeira inclinação Assim quando se exige furos rigo rosamente acabados que permitem ajustes de eixos pinos bu chas mancais etc tornase necessário calibrálos Para isso executase a operação de alargar 119 Alargar um furo é dar a ele perfeito acabamen to com uma superfície rigorosamente cilíndrica e lisa Com essa operação é possível também corrigir um furo ligeiramente derivado ou seja excêntrico O diâmetro obtido tem uma exatidão de até 002 mm ou menos O resultado dessa operação chamase também calibração Os furos alargados podem ser cilíndricos ou cônicos São obtidos com uma ferramenta chamada alargador que pode ser usado manualmente ou fixado a uma máquinaferramenta como a fura deira o torno a mandriladora etc O cavaco produzido no alargamento é mui to pequeno já que a finalidade da opera ção é dar acabamento e exatidão ao furo A operação de alargar feita em máquinasferramenta é usada na produção em série A operação manual é empregada em traba lhos de manutenção ou em trabalhos de montagem e construção de estruturas metálicas Ferramentas e materiais para alargar Se a operação de alargar for realizada manualmente será neces sário o uso de um alargador e de um desandador Se a opera ção for com máquina usase o alargador que é fixado por meio dos acessórios como mandril ou buchas cônicas O alargador é uma ferramenta fabricada com açocarbono para trabalhos gerais de baixa produção ou aço rápido para traba lhos gerais de média a alta produção Há ainda alargadores com 120 pastilhas de carboneto soldadas às suas navalhas Esses alarga dores são usados para elevada produção em série Um alargador é formado por corpo e haste A haste tem uma cabeça chamada de espiga que se prende ao desandador para uso manual ou lingüeta de extração para fixa ção na máquina O corpo apresenta navalhas de formatos retos ou helicoidais responsáveis pelo corte do material A parte cortan te dos alargadores é temperada revenida e retificada As ranhu ras entre as navalhas servem para alojar e dar saída aos minús culos cavacos resultantes do corte facilitando também a ação dos fluidos de corte As navalhas ou arestas cortantes endurecidas pela têmpera tra balham por pressão durante o giro do alargador no interior do furo A quantidade de material retirado da parede do furo é muito semelhante à de uma raspagem contínua Quando se escolhe um alargador alguns fatores devem ser con siderados A aplicação que pode ser manual ou mecânica As características do furo ou seja profundidade se é pas sante ou cego interrompido espessura da parede da peça grau de acabamento ou exatidão nas dimensões e formas O material da peça resistência e usinabilidade A tabela a seguir apresenta um resumo de tipos de alargadores para trabalhos com máquinas indicando o tipo de canal o tipo de ponta e suas aplicações 121 Tipo de canal Tipo de ponta Aplicação Canais retos Chanfrada a 45º Em furos passantes em materiais de cavaco curto Furos cegos com até 3 x d de profundidade Para furos cônicos de pouca profundidade usar alargador cônico 150 Canais retos com entrada helicoidal à esquerda Chanfrada a 45º com início de corte inclinado a 15º Para furos passantes profundos em materiais de difícil usinagem e peças de paredes finas Para furos cônicos profundos usar alargador cônico 150 Canais helicoidais à direita 10º Chanfrada a 45º Para furos cegos e profundos ou para materiais de difícil usinagem Canais helicoidais à direita 10º Chanfrada a 45º com início de corte inclinado a 15º Para furos interrompidos longitudinalmente como rasgos de chaves para materiais tanto de cavacos curtos quanto longos Canais helicoidais à es querda para desbaste Chanfrada a 45º Para furos cônicos para maior grau de exatidão repassar com alargador cônico de canais retos C Chanfrada em 45º com início de corte de 1º Materiais que produzem cavacos longos e de baixa resis tência F Chanfrada em 45º com conicidade de 110 Para furos para rebites e para a compensação de furos deslocados em chapas 122 As dimensões dos diâmetros dos alargadores são padronizadas e vêm gravadas na haste da ferramenta Os alargadores que mostramos até agora são padronizados para as tarefas e medidas mais comuns Para medidas muito específi cas usase o alargador de expansão de lâminas removíveis Ele pode ser ajustado rapidamente na medida exata de um furo pois as lâminas navalhas deslizam no fundo das canaletas por meio de porcas de regulagem Esses alargadores têm um grau de exatidão que atinge 001 mm e a variação de seu diâmetro pode ser de alguns milímetros Outra vantagem desse tipo de alargador é o fato de suas lâminas serem removíveis Isso facilita sua afiação e a substituição de lâminas quebradas ou desgastadas Na operação manual usamse alargadores como os mostrados a seguir Para movimentar o alargador na operação manual usase como alavanca o desandador 123 Pare Estude Responda Exercícios 1 Resolva as seguintes questões a Descreva com suas palavras a função do alargador b Qual a função do desandador c Como os alargadores podem ser fixados à furadeira d Quais são os fatores que devem ser considerados na es colha de um alargador 2 Associe a coluna A alargadores com a coluna B apliações Coluna A Coluna B a Canais retos b Canais retos com entrada helicoidal à esquerda c Canais helicoidais à direita d Canais helicoidais à es querda e Canais helicoidais à es querda para desbaste 1 Para furos interrompidos longitudinalmente com rasgos de chaveta 2 Para materiais que produzem cavacos lon gos e de baixa resistência 3 Furos cegos com até 3 x d de profundidade 4 Para trabalhos de manutenção e montagem 5 Para furos passantes profundos 6 Para furos cegos e profundos ou materiais de difícil usinagem Alargar operações e etapas As operações de alargar são semelhantes sejam feitas por má quina ou manualmente Os trabalhos feitos com máquinas são mais rápidos têm melhor acabamento e fornecem furos de diâ metros maiores Essas operações são Alargar manualmente furo com alargador cilíndrico usase na produção de ajustes com a finalidade de introduzir eixos ou buchas cilín dricas 124 Alargar manualmente furo com alargador cônico utiliza se para obter furos padronizados com a finalidade de introduzir pinos eixos ou buchas cônicas O furo que antecede a passa gem do alargador deve ser igual ao diâmetro que se mede à distância correspondente a ¼ do comprimento total do corpo da ferramenta a partir de sua ponta Alargar manualmente ou com máquina furo com alargador de expansão dá acabamento à superfície de um furo por meio da rotação e a vanço de um alargador de navalhas reguláveis A regulagem do diâmetro é feita por meio de por cas que deslocam as navalhas O furo obtido de ve ser controlado com micrômetro interno de três contatos ou calibradortampão Alargar furo com máquina dá acabamento com alto grau de exatidão ao furo É executada com furadeira torno ou fresado ra Empregase na produção em série para tornar mais rápida e econômica a execução de furos padronizados em buchas polias anéis e engrenagens Nessa operação é necessário escolher a velocidade de corte e avanço de acordo com o tipo de material e o diâmetro do alargador Para exemplificar uma operação de alargar vamos mostrar as etapas dessa operação executada com máquina 1 Fixação da peça na mesa da furadeira na posição desejada para o trabalho É necessário que a peça esteja previamente 125 furada de modo que fique com a quantidade recomendada de sobremetal de acordo com a seguinte tabela Material a Retirada de material em mm no ser usinado Até 2mm 2 5mm 5 10mm 10 20mm acima 20mm Aço até 70kgmm2 até 01 01 02 02 02 03 03 04 Aço acima de 70kgmm2 Aço inoxidável Material sintético mole até 01 01 02 02 02 03 Latão bronze até 01 01 02 02 02 03 03 Ferro fundido até 01 01 02 02 02 03 03 05 Alumínio cobre eletrolí tico até 01 01 02 02 03 03 04 04 05 Material sintético rígido PVC até 01 01 02 02 04 05 Observação Para alargadores com chanfro de entrada a 45 os valores da tabela devem ser aumentados em 50 2 Fixação do alargador na furadeira Nessa etapa devese se lecionar o alargador verificando seu diâmetro Devese ob servar também que os alargadores de haste cilíndrica são presos diretamente no mandril e que os de haste cônica são presos diretamente na árvore da máquina com ou sem bu cha 3 Centralização da peça no furo ajustando ponta do alargador 4 Regulagem da máquina pela determinação da rpm e do avan ço para máquinas automáticas conforme tabela a seguir 126 Material a ser Tipo de Velocidade Acima em mmrpm Fluido de usinado alargador de corte mmin até 10 mm até 20 mm acima de 10 mm corte Aço até 50 kgmm2 Estrias retas ou à esquerda 45º 10 12 01 02 03 04 Emulsão Aço acima de 50 70 kgmm2 Estrias retas ou à esquerda 45º 8 10 01 02 03 04 Emulsão Aço acima de 70 90 kgmm2 Estrias retas 6 8 01 02 03 04 Emulsão ou óleo de corte Aço acima de 90 kgmm2 Estrias retas 4 6 01 02 03 04 Emulsão ou óleo de corte Ferro fundido até 220 HB Estrias retas 8 10 02 03 04 05 05 06 Emulsão ou óleo de corte Ferro fundido acima de 220 HB Estrias retas 4 6 02 03 04 Emulsão ou óleo de corte Aço inoxidável Estrias retas ou eventualmente à direita 3 5 01 02 02 03 04 Óleo de corte Latão Estrias retas 10 12 até 03 04 05 06 A seco ou emulsão Bronze Estrias retas ou eventualmente à direita 3 8 01 02 02 03 04 Emulsão Cobre eletrolítico Estrias retas ou eventualmente à direita 8 10 01 02 02 03 05 06 Emulsão Alumínio Estrias à es querda 45º ou estrias retas 15 20 até 03 04 05 06 A seco ou emulsão Material sintético rígido Estrias retas 3 5 até 03 até 05 05 A seco Material sintético mole Estrias retas 5 8 até 04 até 06 06 A seco Observação No uso de alargadores com 45º podem ser aumentados a velocidade de corte e especialmente o avanço 5 Acionamento da máquina e passagem do alargador Ao iniciar a operação a penetração da ferramenta deve ser lenta e ma nual Sendo possível acionar o avanço automático Usar flui do de corte adequado Importante Em qualquer operação de alargar o alargador deve penetrar no material girando sempre no sentido horário 127 6 Retirada do alargador sem desligar a máquina Importante Para retirar o alargador manualmente devese girálo também em sentido horário e ao mesmo tempo puxandoo para fora do furo sempre que ele é retirado deve ter suas navalhas limpas com o auxílio de um pincel 7 Verificação da dimensão do furo usando calibradores tipo tampão ou micrômetro interno Quando se faz um furo há dois caminhos a seguir alar gar para obter a calibração ou fazer uma rosca Este é o assunto da nossa próxima aula Sua tarefa por enquan to é fazer os exercícios Pare Estude Responda Exercícios 3 Complete as frases a seguir a Na produção de peças com furos e ajustes para eixos ou buchas cilíndricas usase a operação de alargar furo com b Para obter furos padronizados para introduzir pinos eixos ou buchas cônicas usase a operação de alargar manualmente com c O alargador com navalhas reguláveis é conhecido co mo 4 Ordene seqüencialmente numerando de 1 a 7 as etapas da operação de calibrar com alargador em máquina a Retirada do alargador sem desligar à máquina 128 b Centralização da peça alinhando a ponta do alarga dor no furo c Acionamento da máquina e passagem do alargador d Fixação do alargador na furadeira e Regulagem da máquina pela determinação da rpm e avanço f Fixação da peça na mesa da furadeira na posição adequada para o trabalho g Verificação da dimensão do furo usando calibradores do tipo tampão e micrômetro interno Gabarito 1 a Resposta pessoal b O desandador serve para fixar o alargador c Por meio de mandris buchas cônicas ou di retamente na máquina d Os fatores são aplicação ca racterísticas do furo e o material da peça 2 a 3 b 5 c 6 d 1 e 2 3 a Alargador cilíndrico b Alargador cônico c Alargador de expansão 4 a 6 b 3 c 5 d 2 e 4 f 1 g 7 129 Nem só o padeiro faz roscas Para montar conjuntos mecânicos usamse os mais diversos processos de união das diversas partes que os compõem Assim é possível unilos por soldagem por rebitagem por meio de parafusos Tudo vai depender do uso que se vai fazer desse conjunto Por isso é só olhar à sua volta para perceber a impor tância dos parafusos e das roscas nas máquinas e utensílios que usamos todos os dias Para fabricar parafusos e porcas é necessário executar a opera ção que vamos começar a estudar nesta aula Fique ligado O primeiro faz tchan o segundo faz tchun o terceiro Todo mundo já viu uma rosca ela está nas porcas e parafusos em brinquedos utensílios máquinas A operação que produz os filetes de que a rosca é composta chamase roscamento O roscamento produz uma rosca com formato e dimensões normali zadas Como a rosca pode ser interna na porca ou externa no parafu so o roscamento também é chamado de interno ou externo Nesta aula começaremos pela operação de roscamento interno que é realizada com uma ferramenta chamada macho para roscar Ele é geralmente fabricado de aço rápido para operações manuais e à máquina 130 Os machos para roscar manuais são geralmente mais curtos e apresentados em jogos de 2 peças para roscas finas ou 3 peças para roscas normais com variações na entrada da rosca e no diâmetro efetivo O primeiro tem a parte filetada roscada em forma de cone O segundo tem os primeiros filetes em forma de cone e os restantes em forma de cilindro O terceiro é todo cilíndrico na parte filetada Os dois primeiros são para desbaste e o terceiro é para acaba mento Os machos para roscar à máquina são apresentados em uma peça e têm o comprimento total maior que o macho manual 131 Os machos são caracterizados por Sistemas de rosca que podem ser métrico em milímetro Whitworth e americano em polegada Aplicação roscar peças internamente Passo medido pelo sistema métrico decimal ou número de filetes por polegada indica se a rosca é normal ou fina Diâmetro externo ou nominal diâmetro da parte roscada Diâmetro da espiga ou haste cilíndrica indica se o macho serve ou não para fazer rosca em furos mais profundos Sentido da rosca à direita ou à esquerda As roscas podem ser classificadas pelo tipo de canal ou ranhuras dos machos Tipo de canal Aplicação Canais retos De uso geral São empregados nos ma chos manuais e para máquinas como rosqueadeiras e tornos automáticos para roscar materiais que formam cavacos curtos Canais helicoidais à direita Usados em máquinas indicados para materiais macios que formam cavacos longos e para furos cegos porque extraem os cavacos no sentido oposto ao avanço Canais helicoidais à esquerda Para roscar furos passantes na fabricação de porcas em roscas passantes de pe queno comprimento Canais com entrada helicoidal curta Para roscar chapas e furos passantes Canais com entradas helicoidais contínuas A função dessa entrada é eliminar os cavacos para frente durante o roscamento São empregados para furos passantes Com canais de lubrifi cação retos de pou ca largura Usados em centros de usinagem têm função de conduzir o lubrificante para a zona de formação de cavaco Sem canais São machos laminadores de rosca traba lham sem cavacos pois fazem a rosca por conformação São usados em materiais que se deformam plasticamente 132 Pare Estude Responda Exercícios 1 Responda às seguintes perguntas a Qual a ferramenta usada para a abertura de roscas inter nas b Como são os machos para roscar manualmente c Qual a função de cada macho para roscar manualmente d Explique as três características do macho de roscar a presentadas a seguir 1 Sistema de rocas 2 Diâmetro externo ou nominal 3 Diâmetro da espiga ou haste cilíndrica 2 Complete as lacunas das afirmações abaixo a O comprimento total dos machos para roscar à máquina é que o do macho manual b O passo medido pelo sistema ou pelo núme ro de indica se a rosca é ou c O sentido da hélice da rosca pode ser à ou à 133 3 Associe a coluna A tipos de canais com a coluna B aplica ção Coluna A Coluna B a Canais helicoidais à es querda b Canais com entrada heli coidal curta c Canais retos d Canais helicoidais à direita e Canais de lubrificação re tos de pouca largura f Sem canais g Canais com entradas heli coidais contínuas 1 Para roscar chapas e furos passantes 2 Usados em rosqueadeiras e tornos automá ticos para roscar materiais que formam cava cos curtos 3 Usados em centros de usinagem com a função de conduzir o lubrificante para a zona de formação de cavaco 4 Machos laminadores de rosca Fazem a ros ca por conformação 5 Têm a função de eliminar os cavacos para frente durante o rosqueamento 6 Usados em máquinas indicados para ma teriais macios para furos cegos 7 Para roscar furos passantes na fabricação de porcas em roscas passantes de pequeno comprimento Roscar manualmente com machos Roscar manualmente com machos consiste em abrir roscas internas para a introdução de parafusos ou fusos roscados de diâmetro determinado e na fabricação de flanges porcas e peças de máquinas em geral Antes de iniciar o trabalho com o macho devese verificar cuida dosamente o diâmetro do furo Se o furo for maior que o diâmetro correto os filetes ficarão defeituosos incompletos Se for menor o macho entrará forçado Nesse caso o fluido de corte não penetrará e o atrito se tornará maior ocasionando aquecimento e dilatação O resultado disso é o travamento do macho dentro do furo ocasionando sua quebra Para evitar esse problema deve se consultar tabelas que relacionam o diâmetro da broca que realiza o furo e a rosca que se quer obter Por exemplo supo nhamos que seja preciso fazer um furo para uma rosca M 6 x 1 rosca métrica com de 6 mm e passo de 1 mm Consultando a Tabela ISO Métrica Grossa temos 134 Portanto para a rosca M 6 x 1 o furo deve ser feito com a broca de 5 mm Vale lembrar que essas tabelas podem ser encontradas em catálogos de fabricantes de machos em livros técnicos como os citados na bibliografia do final deste livro ou em Elementos de máquinas 1 do Telecurso 2000 Se você não tiver acesso a nenhuma dessas publicações é possível calcular o valor teórico do diâmetro do furo d subtrain dose do diâmetro nominal da rosca D as seguintes constantes Sistema Whitworth d D 12806 passo Sistema Americano d D 1299 passo Sistema Internacional métrico d D 1299 passo Por aproximação podemos usar na prática as fórmulas d D passo para menores que 8 mm d D 12 passo para maiores que 8 mm Na haste cilíndrica dos machos estão marcadas as indicações do diâmetro da rosca o número de filetes por polegada ou passo da rosca Todos os furos para roscas devem ser escareados com 90º para evitar que as entradas de rosca formem rebarbas Para roscas com furos cegos ou seja nãovazados a extremida de do macho jamais deve bater contra o fundo do furo Assim sempre que possível furar mais profundo que o necessário para fazer a rosca a fim de que se obtenha um espaço para reter os cavacos Quando não for possível obter furos mais profundos 135 recomendase remover com freqüência os cavacos que se alojam no fundo do furo Para furos com diâmetro menor do que 5 mm devese usar um desandador muito leve para que se possa sentir melhor as reações do metal Devese também retirar e limpar freqüente mente o macho desandador Para furos de difícil acesso onde não for possível uso de desan dador utilizase uma extensão chamada de desandador T Entre dois metais diferentes devese abrir o furo com o diâmetro previsto para roscar o metal mais duro caso contrário o macho tenderá a se desviar para o metal mais macio desandador T Para furos em metais leves como alumínio e suas ligas ligas de magnésio a passagem de um único macho é suficiente A gripagem é evitada lubrificandose cuidadosamente o macho para prevenir o arrancamento dos filetes 136 Gripagem é a aderência de duas superfícies metálicas que foram atritadas a seco Para furos vazados quando o diâmetro da haste é inferior ao diâmetro da furação a operação de desatarraxar o macho não é necessária uma vez que ele pode atravessar completamente a peça Etapas da operação A operação de roscar manualmente prevê a realização das seguintes etapas 1 Fixação da peça em uma morsa por exemplo O furo deve ser mantido em posição vertical 2 Seleção do macho e do desandador adequados à operação Devese lembrar que os machos devem ser usados na se guinte ordem 1 e 2 para desbaste 3 para acabamento 3 Seleção do fluido de corte devese escolher o fluido apropria do como já foi estudado na Aula 23 O uso de fluido de corte inadequado ou a sua não utilização pode causar os seguintes inconvenientes o esforço para abrir a rosca aumenta conside ravelmente os filetes ficam com qualidade inferior ou com fa lhas o macho engripa e pode se quebrar 4 Início da abertura da rosca devese introduzir o macho no furo com leve pressão dando as voltas necessá rias até o início do corte 137 5 Verificação da perpendicu laridade com esquadro e correção se necessário 6 Roscamento os machos são introduzidos progressivamen te por meio de movimentos circulares alternativos ou se ja de vaievolta Isso é feito a fim de quebrar o cavaco e permitir a entrada do fluido de corte 7 Passagem do segundo e terceiro machos para terminar a rosca O roscamento é na verdade uma das operações de usinagem que exige mais cuidados por parte do profissional Isso acontece por problemas como dificuldade de remoção do cavaco e de lubrificação inadequada das arestas cortantes da ferramenta Esses problemas podem ser diminuídos de diversas maneiras pela correta seleção de materiais que ofereçam menor resis tência à usinagem evitando profundidade de rosca que exceda em 15 vezes o diâmetro do furo deixando uma folga adequada no fundo dos furos cegos fazendo o furo prévio dentro das dimensões especificadas para cada tipo de rosca selecionando a ferramenta adequada à operação em operações com máquinas escolhendo corretamente o equipamento a velocidade de corte e o lubrificante Esta aula termina aqui mas não nosso assunto Na próxima aula você vai estudar como abrir roscas externas 138 Pare Estude Responda Exercícios 4 Assinale F para as afirmações erradas e V para as certas a Roscar manualmente com machos consiste em abrir roscas internas e externas de diâmetro determinado para a montagem das peças de máquinas em geral b Para que o problema de travamento do macho dentro do furo não ocorra é necessário utilizar desandado res de grande porte c Os furos para roscas devem ser escareados para evi tar que a entrada da rosca forme rebarbas d Nos furos cegos a referência de profundidade do furo é dada quando o macho bate no seu fundo e Para reter os cavacos o furo nãopassante deve ser um pouco mais profundo que o necessário f A passagem de um único macho é suficiente quando se trata de abrir roscas em materiais como alumínio e ligas de magnésio g No caso de furos vazados quando o diâmetro da haste é inferior ao diâmetro da furação é necessário desatarraxar o macho 5 Escreva corretamente as afirmações que você considerou erradas 6 Ordene seqüencialmente numerando de 1 a 7 as etapas para abrir rosca com macho a Início da abertura da rosca b Seleção do macho adequado à operação c Fixação da peça d Roscamento onde os machos são introduzidos pro gressivamente e Verificação da perpendicularidade com esquadro f Passagem do segundo e terceiro machos g Seleção do fluido de corte 139 Gabarito 1 a É o macho para roscar b São geralmente mais curtos e apresentados em jogos de 2 ou 3 peças com variação de entrada da rosca e no diâ metro efetivo O primeiro tem a parte filetada em forma de cone o segundo tem os primeiros filetes em forma de co ne e os restantes em forma de cilindro o terceiro é todo ci líndrico na parte filetada c Os dois primeiros são para desbaste e o terceiro é para acabamento d O sistema de roscas pode ser métrico em milímetros Whitworth e Americano em polegadas e É o diâmetro da parte roscada f Indica se o macho serve ou não para fazer rosca em furos mais profundos 2 a Maior b Métrico decimal filetes por polegada normal fina c Direta esquerda 3 a 7 b 1 c 2 d 6 e 3 f 4 g 5 4 a F b F c V d F e V f V g F 5 a Roscar manualmente com machos consiste em abrir roscas internas da diâmetro determinado para montagem de peças de máquinas em geral b Para que o problema de travamento do macho dentro do furo não ocorra devese consultar tabelas que relacionem o diâmetro da broca que realiza o furo e a rosca que se quer obter d Nos furos cegos a extremidade do macho jamais deve obter contra o fundo do furo g Para furos vazados não é necessária a operação de desatarraxar o macho 6 a 4 b 2 c 1 d 6 e 5 f 7 g 3