Baixe UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIPProfº MorillaFu e outras Resumos em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity! UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP Profº Morilla Furação Grupo: Bruna Charleaux Peres RA: 8723249 Bruna dos Santos T. do Patrocínio RA: 8733600 Marcelo Rodrigues RA: 8732337 Roberto José Francisco Filho RA: 8727422 Willian de Souza Faria RA: 8716560 Turma: EA6B Disciplina: Processos de Fabricação Novembro – 2008 Agradecimentos PAGE 4 Agradeço a todos os integrantes do grupo pela colaboração, a Deus, ao Profº Morilla e a mãe da Bruna por nos deixar fazer todos os trabalhos e as reuniões de estudo na casa dela. PAGE 4 Figura 10 – Broca calçada................................................................. 17 Figura 11 – Brocas com dentes postiços........................................... 18 Figura 12 – Brocas canhão................................................................ 18 Figura 13 – Brocas múltiplas.............................................................. 19 Figura 14 – Brocas com furos para refrigeração................................ 20 Figura 15 – Broca anular.................................................................... 20 Figura 16 – Ângulos característicos de uma broca............................ 21 Figura 17 – Alteração em brocas tipo N............................................. 24 Figura 18 – Alargadores cilíndricos.................................................... 25 Figura 19 – Alargador de expansão................................................... 25 Figura 20 – Alargadores cônicos....................................................... 26 Figura 21 – Alargadores com pastilhas intercambiáveis.................... 27 Figura 22 – Desandador e desandador T.......................................... 28 Figura 23 – Escariador....................................................................... 29 Figura 24 – Rebaixador...................................................................... 29 Figura 25 – Alargadores com piloto fixo e postiço............................. 30 Figura 26 – Acessórios para polimento.............................................. 30 Figura 27 – Tipos de machos e suas aplicações............................... 31 Figura 28 – Exemplos de ferramentas............................................... 32 Figura 29 – Exemplos de ferramentas............................................... 33 PAGE 4 Índice de Tabelas Tabela 1 – Broca tipo H...................................................................... 22 Tabela 2 – Broca tipo N...................................................................... 22 Tabela 3 – Broca tipo W......................................................................23 PAGE 4 1. Furação Processo mecânico destinado à obtenção de um furo, geralmente cilíndrico, com auxílio de uma ferramenta multicortante. Junto com fresamento e torneamento, é a operação de usinagem mais utilizada na indústria. Diferente do torneamento, a rotação ocorre no eixo da ferramenta, com avanço perpendicular à superfície a ser furada. Operação de desbaste (provém fraco acabamento superficial), o processo de furação é usado em conjunto com grande parte dos processos de fabricação a fim de prover elementos de fixação, muitas vezes de importância secundária, ou pré-furos para acabamento através de outros processos (alargamento, brochamento). A importância da operação de furação se pode ser avaliada no consumo de ferramentas. Estima-se o consumo de brocas seja da ordem de 250 milhões de unidades por ano. No Brasil, apesar do avanço ocorrido no desenvolvimento dos materiais das ferramentas de furação, tais como: brocas de aço rápido com revestimentos, brocas inteiriças de metal duro e brocas com PAGE 4 Enquanto as furadeiras de bancada são utilizadas em pequenos serviços, as furadeiras radiais são empregadas na furação de grandes peças. O braço possui movimento vertical na coluna, normalmente através de um motor. O braço também possuir movimento de giro em torno da coluna, que é feito manualmente na maioria das vezes. Um carro com o sistema de acionamento da árvore principal movimenta-se pelo braço para posicionar a ferramenta. A furadeira radial pode possuir mais de uma mesa, que permite trabalhar em uma peça enquanto se está fixando outra. Também é comum deixar um fosso em um dos lados da máquina de modo a permitir trabalhar peças grandes. Quanto ao número de árvore podem-se classificar as furadeiras como: simples, quando possuem apenas uma árvore, gêmea como na figura 5, que possui duas árvores e múltipla quando possui três ou mais árvores. Figura 5 – Furadeira gêmea. No caso de furadeiras de múltiplas árvores pode-se ter, basicamente, dois tipos distintos de acordo com o motor. Pode-se ter máquinas onde cada árvore possui seu próprio motor, como mostra a figura 6, à esquerda. O outro caso é quando todas as árvores compartilham de um mesmo motor. Este caso é ilustrado pela figura 6, à direita. Figura 6 – Furadeiras de múltiplas árvores PAGE 4 As furadeiras múltiplas são as máquinas utilizadas nas linhas de produção pois aceleram a fabricação. Podem ser ajustadas para executar as várias etapas de um furo, como furar, alargar, escarear, rebaixar, etc., em seqüência. Também podem ser ajustadas para efetuar diversos furos em uma só operação. Em algumas destas máquinas pode-se ajustar cada árvore livremente, dentro de seus limites, e ter sua própria velocidade de rotação. As furadeiras horizontais têm campo de atuação similar ao das furadeiras radiais, ou seja, indicadas para executar furos em peças de grandes dimensões que, mesmo no fosso da radial não poderiam ser trabalhadas. 4. Dispositivos de sujeição de peças Os dispositivos de fixação de peças utilizados nas furadeiras são similares, e muitas vezes os mesmos, utilizados nas fresadoras, como mostra a figura 7. Utiliza-se cantoneiras, morsas, grampos, blocos e gabaritos. Figura 7 – Dispositivos de fixação Destaca-se, no caso de furadeiras, o uso comum de gabaritos de furação, que tem a finalidade de guiar a broca e garantir a precisão/ repetibilidade das coordenadas dos furos. Nos gabaritos os furos são de aço endurecido e podem ser substituídos quando desgastados. 5. Brocas PAGE 4 As brocas são as ferramentas de abertura de furos. Possuem de 2 até 4 arestas de corte e sulcos helicoidais por onde corre o cavaco. O ângulo da ponta varia de 90º à 150º de acordo com a dureza do material a furar, sendo o ângulo de 120º o mais comum de se encontrar. Os elementos de uma broca estão destacados na figura 8. Figura 8 – Partes de uma broca helicoidal Os tipos de brocas mais comuns são: broca cilíndrica, como a da figura 8, broca de centro, broca calçada com pastilha e broca múltipla. A broca de centro tem sua aparência representada pela figura 9. É uma broca curta e de diâmetro relativamente grande. Sua alta rigidez impede que ocorra uma flanbagem e que o furo seja executado fora do local correto. Sua função é a de iniciar o furo de uma peça, ou seja, fazer um pequeno furo para que a ponta da broca não se desloque-se da posição. Figura 9 – Broca de centro As brocas calçadas com pastilha são indicadas para furação de materiais de maior dureza e/ou para obter-se rendimentos superiores. A figura 10 apresenta a aparência deste tipo de broca onde é possível perceber que a as pastilhas são soldadas ao corpo. Figura 10 – Broca calçada. PAGE 4 16 F 07 3(ao centro) ilustra este ângulo. O ângulo de ponta ( ) corresponde ao ângulo formado pelas arestas de corte da broca, que devem ter o mesmo comprimento. Este ângulo também é determinado pela dureza do material que será usinado, e pode ser observado na figura 16 (à direita). Figura 16 – Ângulos característicos de uma broca. De uma maneira geral as broca, como as fresas, são classificadas como H, N e W. As brocas do tipo H são indicadas para materiais duros, tenazes e/ou que produzem cavaco curto (descontínuo). A tabela 1 destaca suas características. Tabela 1 – Broca tipo H. As brocas tipo N são indicadas para materiais de tenacidade e dureza normais (medianos). A tabela 2 apresenta maiores detalhes. Tabela 2 – Broca tipo N. As brocas tipo W são indicadas para materiais macios e/ou que produzem cavaco longo. A tabela 3 destaca maiores informações. Tabela 3 – Broca tipo W. PAGE 4 Quando uma broca comum não proporciona um rendimento satisfatório em um trabalho específico e a quantidade de furos não justifica a compra de uma broca especial, podem-se fazer algumas modificações nas brocas tipo N e obter resultados melhores. Pode-se modificar o ângulo da ponta, tornando-o mais obtuso e melhorando os resultados na furação de materiais duros, como aços de alto carbono (figura 17 à esquerda). Na furação de chapas finas têm-se freqüentemente duas dificuldades: furos não redondos e muitas rebarbas. A reafiação da broca para que fique com um ângulo bastante obtuso reduz grandemente estes problemas (figura 17 centro). Para a usinagem de ferro fundido recomenda-se utilizar uma broca com ângulo normal de 118º com a parte externa das arestas de corte (cerca de 1/3 do comprimento) afiadas com cerca de 90º (figura 17 à direita). Figura 17 – Alteração em brocas tipo N. 7. Ferramentas e operações especiais As furadeiras são capazes de executar diversas outras operações além de furar. Pode-se citar como exemplo as operações de alargamento, escareamento, rebaixamento, roscamento e até mesmo polimento. 7.1 - Alargamento Consiste no aumento do diâmetro de um furo previamente aberto. Utiliza-se ferramentas denominadas alargadores. Tem por PAGE 4 objetivo calibrar o furo dando-lhe diâmetro, cilindricidade e rugosidade que não se consegue com o uso de brocas convencionais. A figura 18 ilustra estas ferramentas, sendo que ferramenta na parte superior não possui hélice e as outras possuem (uma à esquerda e outra à direita). Figura 18 – Alargadores cilíndricos. Os alargadores são fabricados em medidas padronizadas mais comuns. Para medidas específicas deve-se utilizar o alargador de expansão, mostrado na figura 19. Ele pode ser ajustado rapidamente na medida exata de um furo pois suas lâminas deslizam no fundo de canaletas cônicas por meio de porcas reguláveis. Figura 19 – Alargador de expansão. Os alargadores de expansão possuem um grau de exatidão da ordem de 0,01 mm. A variação de seu diâmetro pode atingir alguns poucos milímetros para os alargadores maiores. Além da vantagem de ser ajustável, suas lâminas podem ser facilmente afiadas, pois são removíveis. Isto também permite que sejam substituídas quando danificadas. Esta operação também pode ter como objetivo gerar um furo cônico. Para isto faz-se uso de alargadores especiais como os ilustrados na figura 20. Figura 20 – Alargadores cônicos. PAGE 4 sincronizado com o giro (passo da rosca). A figura 27 apresenta alguns tipos de machos e suas aplicações. Figura 27 – Tipos de machos e suas aplicações. Figura 28 – Exemplos de ferramentas. Figura 29 – Exemplos de ferramentas. 8. Ângulos em furação Ângulo de ponta (s) Ângulo entre as arestas principais de corte. Normalmente igual a 118°, ou 140° para materiais moles. Quando maior que 118°, arestas principais de corte tendem a ficar côncavas. Quando menor que 118°, ficam convexos. Ângulo de folga (αf) Medido no plano de trabalho, varia usualmente entre 12 e 15°. Relaciona-se com o ângulo da aresta transversal. Para que o Ângulo de folga efetivo seja positivo (e o corte seja possível), a relação αf - h>0 deve ser respeitada (αfe = αf - h). Ângulo da aresta transversal (y) Ângulo observado entre as aresta principal de corte e a aresta transversal. Para os valores dados de af, varia entre 45 e 55°. Ângulo de hélice (l) PAGE 4 Ângulo da helicóide formada pelos canais da broca. 9. Tipos de cavacos e meios de remoção Retirada do cavaco produzido é problemática: • Cavaco em fita é de difícil remoção; • Cavaco helicoidal ou em lascas são de fácil retirada; Retirada do cavaco pode ser feita; • Através da retirada periódica da ferramenta (demanda maior tempo passivo); • Através do fluido de corte. • O aumento do avanço facilita a quebra do cavaco. Porém, causa a redução do ângulo de folga efetivo. 10. Tipos de rebarbas • Podem-se dividir em 3 tipos: a) UNIFORME – pequenas dimensões e altura uniforme ao redor de toda a periferia do furo b) COROA – possui altura grande e irregular na periferia do furo c) TRANSIÇÃO – este tipo está situado entre o uniforme e a coroa. As fraturas ocorrem quase que simultaneamente no centro do PAGE 4 furo e na periferia deste, portando as rebarbas se formam antes do tipo “coroa” e depois do tipo “uniforme”. 11. Erros comuns na geometria do furo Erros de forma: diâmetro não uniforme ● Rebarba: rebarba na entrada ou saída do furo ● Erros de posicionamento: deslocamento do centro do furo ● Erros de circularidade: seção circular distorcida ● Erros de dimensão: diâmetro resultante diferente da broca 12. Forças e momentos em furação Os esforços verificados em furação são basicamente 3 Força de Avanço: ocorre na direção axial da ferramenta. Força Passiva: ocorre na direção do raio da ferramenta. As componentes observadas nas 2 arestas de corte anulam-se devido à simetria da ferramenta. Momento Torçor: tangencial a ferramenta, ocorre devido à rotação da broca. PAGE 4