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Alargadores

A execução de furos cilíndricos de formatos e dimensões exatas é um prérequisito exigido na produção em série de peças intercambiáveis.

O furo executado pela broca, geralmente não é exato a ponto de permiti o ajuste entre peças. Isso acontece porque:

• a superfície do furo é rugosa;

• o furo não é perfeitamente cilíndrico porque o eixo da máquina tem jogo (folga);

• o diâmetro não tem medidas exatas; é quase sempre maior que o diâmetro da broca pela afiação imperfeita ou por deficiência da máquina, geralmente classe de tolerância H12;

• o eixo geométrico do furo sofre, às vezes, ligeira inclinação.

O alargador é a ferramenta de corte para usinagem usada em acabamento de furos que fornece medidas exatas que permitem ajustes de eixos, pinos, buchas, etc.

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O alargador é capaz de dar ao furo: • rugosidade Ra da ordem de 0,8 µm;

• diâmetro de medidas exatas, geralmente a classe de tolerância H7; • correção, se ele estiver ligeiramente desviado.

O alargador é fabricado em aço-rápido. Muitas vezes apresenta as arestas cortantes feitas de metal duro. Pode ser usado manualmente ou em máquinas.

Os alargadores manuais apresentam navalhas cortantes mais compridas do que os alargadores para máquinas. Sua haste é paralela com um arraste quadrado conforme norma DIN 10.

Os alargadores para máquinas podem ter as hastes cilíndricas ou cônicas.

Para evitar marcas das navalhas no acabamento do furo, os alargadores têm um número par de navalhas em uma distribuição angular desigual.

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Modo de ação

O alargador é uma ferramenta de acabamento com múltiplas arestas cortantes.

As arestas de corte, endurecidas por meio de têmpera, trabalham por pressão, durante o giro do alargador dentro do furo. Nesse processo, cortam minúsculos cavacos do material, fazendo como que uma raspagem da parede interna do furo.

Na seção da navalha existem dois ângulos:

• o ângulo de folga (α), que deve ter aproximadamente entre 8o e 10o .

• o ângulo de saída (γ) que deve ter aproximadamente de 0 a 15o conforme o tipo de ferramenta.

α0 = ângulo de folga da entrada α = ângulo de folga do corte secundário b’α = largura da guia do corte secundário γ0 = ângulo de saída do corte principal γf = ângulo lateral de saída (ângulo de hélice) γ = ângulo de saída do corte secundário χ = ângulo da entrada

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Nomenclatura

De acordo com a norma NBR 7487, as partes constituintes de um alargador apresentam a seguinte nomenclatura:

A ponta do alargador que primeiro entra em contato com o furo chama-se

entrada. A entrada permite a introdução do alargador no furo e seu comprimento varia de acordo com o trabalho a ser realizado. Assim, por exemplo, um alargador para máquina usado para calibrar furos passantes ou furos em materiais mais macios, deve ter uma entrada mais curta que a de um alargador que calibrará um furo em um material mais duro. As ilustrações a seguir mostram diferentes formatos e ângulos da entrada.

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Forma A

Forma B Forma C

Forma D

Forma E Forma F

Os canais do alargador são de vários tipos:

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Alargadores manuais Os alargadores manuais são construídos com aço rápido e podem ser de três tipos:

• Alargadores manuais para pinos cônicos:

• Alargadores manuais para cones Morse.

• Alargadores manuais propriamente ditos.

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Alargadores de expansão

Esse tipo de alargador é fabricado com aço-carbono. Suas navalhas podem ser retas ou helicoidais. Ele pode ser de dois tipos:

• alargador expansível que permite uma pequeníssima variação de diâmetro:

cerca de 1/100 do diâmetro nominal da ferramenta. Seu funcionamento se baseia na elasticidade (flexibilidade) do aço. O corpo desse tipo de alargador é oco e apresenta várias fendas longitudinais.

Na extremidade da ferramenta, há um parafuso em cuja ponta há uma parte cônica. Quando esse parafuso é apertado, a parte cônica causa uma ligeira dilatação nas partes de aço que contêm as navalhas. Essa dilatação resulta na variação do diâmetro da ferramenta.

• alargador expansível de lâminas removíveis: pode ser rapidamente ajus- tado a uma medida exata, pois as lâminas das navalhas deslizam no fundo de canaletas inclinadas segundo um ângulo determinado.

Como as lâminas desse alargador são removíveis, estas podem ser facilmente afiadas ou substituídas em caso de desgaste ou quebra. A calibração dessa ferramenta atinge 0,01 m e a variação de seu diâmetro pode ser de alguns milímetros.

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Alargadores para máquinas

Os alargadores para máquina são de três tipos:

• com haste cônica, que , por sua vez, pode ser: a) de canais retos (Forma A) b) de canais helicoidais à esquerda, corte à direita (Forma B). c) de canais helicoidais à esquerda, corte à direita, para desbaste (Forma C)

• com haste cilíndrica, que pode ser: a) de canais retos (Forma A)

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Tecnologia aplicada: Alargadores 9 b) de canais helicoidais à esquerda, corte à direita (Forma B) c) de canais retos em aço rápido (Forma C) d) de canais helicoidais à esquerda, corte à direita (Forma D) e) de canais helicoidais à esquerda, corte à direita, para desbaste. • com haste cônica, para furos para rebites

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Tabelas

Para obter furos com diâmetros dentro dos limites desejados, formato cilíndrico, perfeito acabamento e boa conservação do alargador, é necessário, antes de executar a operação, observar os seguintes aspectos:

• determinar corretamente a quantidade de material a ser removido, em função do material a ser usinado e do diâmetro do furo;

• observar rigorosamente a velocidade de corte em m/min, avanço em m e o fluido de corte adequado para cada tipo de material.

Para auxiliar o operador a atender a essas exigências, tabelas específicas devem ser consultadas. Assim, as duas tabelas a seguir ajudam a encontrar os dados necessários em função dos parâmetros já citados.

Quantidade de sobremetal em m no diâmetro

Material a ser usinado Diâmetro do furo até 2mm 2 - 5mm 5 - 10mm 10 - 20mm acima 20mm

Aço acima de 700 N/mm2 Aço inoxidável Material sintético mole

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Parâmetros de corte para a operação de alargar

Material a Tipo de Velocidade Avanço em m/rotação Fluido de ser usinado alargador de corte m/min. até 10mm até 20mm acima de 20mm corte

Aço até 500 N/mm2

Estrias retas ou à esquerda 45º 8 - 10 0,1 - 0,2 0,3 0,4 Emulsão

Estrias retas 6 - 8 0,1 - 0,2 0,3 0,4 Emulsão ou óleo de corte

Aço acima de 900 N/mm2

Estrias retas 4 - 6 0,1 - 0,2 0,3 0,4 Emulsão ou óleo de corte

Ferro fundido até 220HB

Ferro fundido acima de 220HB

Estrias retas 4 - 6 0,2 0,3 0,4 Emulsão ou óleo de corte

Aço inoxidável Estrias retas ou eventualmente à direita

Latão Estrias retas 10 - 12 até 0,3 0,4 0,5 - 0,6 A seco ou emul- são

Bronze Estrias retas ou eventualmente à direita

Cobre eletrolítico

Estrias retas ou eventualmente à direita

Alumínio Estrias à es- querda 45º ou estrias retas

Material sintético rígido

Estrias retas 3 - 5 até 0,3 até 0,5 0,5 A seco

Material sintético mole

Estrias retas 5 - 8 até 0,4 até 0,5 0,6 A seco

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Recomendações de uso

O resultado da operação de usinagem feita com alargador depende de vários fatores que devem ser considerados tanto na escolha da ferramenta adequada, quanto nas condições de utilização. Nesse caso, devem ser considerados:

• a aplicação: manual ou com máquina;

• as características do furo: profundidade, estado do pré-furo, espessura da parede da peça, dimensões, grau de acabamento, se é passante ou cego, se é interrompido.

• material: resistência e usinabilidade.

• velocidade de corte (para alargamento em máquina): como regra prática, o valor inicial deve ser de 50% da velocidade usada para a furação do mesmo material.

• avanço: geralmente 2,5 a 3 vezes o avanço usado para a furação do mesmo material. A utilização de avanços muito baixos pode resultar em desgaste excessivo do alargador. Avanços muito elevados resultam em furos fora da tolerância e com acabamento de qualidade inferior. O ideal é usar o avanço mais elevado possível e que resulte no acabamento e na tolerância desejados.

• sobremetal: está intrinsecamente ligado ao tipo de material, ao acabamento desejado, à profundidade do furo e à saída de cavacos do alargador.

• alinhamento: o ideal é que o eixo da máquina, o alargador, a bucha de guia e o furo a ser alargado estejam perfeitamente alinhados. Qualquer variação tende a aumentar o desgaste da ferramenta e resultar em furos fora da tolerância. Furos sobredimensionados ou cônicos indicam mau alinhamento.

• vibração: tem efeito prejudicial sobre a vida útil do alargador e no resultado do acabamento do furo. Pode ser conseqüência de: 1 - avanço excessivo; 2 - ângulos de folga excessivos no alargador; 3 - rigidez insuficiente na máquina ou má fixação da ferramenta; 4 - má fixação da peça; 5 - comprimento excessivo do alargador ou do fuso da máquina; 6 - excessiva folga no cabeçote flutuante; 7 - avanço insuficiente.

• fluido de corte: como o uso do alargador deve resultar em um bom acabamento, o fluido de corte é escolhido em função de seu poder lubrificante e não refrigerante.

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• reafiação: para o máximo rendimento da ferramenta, não se deve permitir que ela perca demasiadamente o corte, promovendo reafiações periódicas. Estas estão restritas à entrada, observando-se que cada aresta de corte seja retificada igualmente. É uma operação que não deve ser feita manualmente, pois não é possível obter arestas de corte iguais dessa maneira.

Além dessas considerações, deve-se observar que, quando o alargamento é feito em máquina, deve-se usar um cabeçote flutuante a fim de evitar que o diâmetro do furo fique maior devido a um possível desalinhamento entre alargador e peça.

Os alargadores removem cavacos para melhorar o acabamento de furos préfurados, em que se deseja obter uma qualidade de tolerância 7. O resultado dessa operação depende da furação anterior que deve ser do campo 10.

Portanto, como com brocas helicoidais, é possível obter uma qualidade 12, deve-se incluir entre as operações de furar e alargar, uma etapa realizada com brocas calibradoras, que são mais estáveis que as brocas normais e têm melhor guia no furo devido ao número maior de arestas de corte.

No caso de furos até 8 m de diâmetro, a operação de calibrar pode ser dispensada, já que a dimensão e a rugosidade do furo obtido com a broca são suficientes para o alargamento.

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