brochadeira

brochadeira

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL – PUCRS

FACULDADE DE ENGENHARIA

CAIÃ

DIEGO MÜSSNICH

EDERSON DOS SANTOS

BROCHADEIRAS

Porto Alegre – RS

Maio de 2010

CAIÃ

DIEGO MÜSSNICH

EDERSON DOS SANTOS

BROCHADEIRAS

Trabalho apresentado a Prof Dr. Nilson Valega da disciplina de Usinagem, turma 370, do curso de Engenharia Mecânica e Mecatrônica, da Pontifícia Universidade Católica do Rio grande do Sul.

Porto Alegre – RS

Maio de 2010.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - Brochadeira 9

Figura 2 - Brochadeira vertical 10

Figura 3 - Brochadeira horizontal 11

Figura 4 - Brochamento 12

Figura 5 - Brochamento externo e interno 13

Figura 6 - Processo de brochadura 13

Figura 7 - Óleos Refrigerantes 16

Figura 8 - Brochas internas de tração 17

Figura 9 - Brochas internas de compressão 17

Figura 10 - Cabeças de tração 18

Figura 11 - Guias 19

Figura 12 - Brochas 20

Figura 13 - Detalhes da geometria dos dentes de uma brocha 21

Figura 14 - Geometria dos dentes de desbaste 21

Figura 15 - Influência do perfil do dente na formação do cavaco 22

Figura 16 - Perfil dos dentes de calibração 23

Figura 17 - Ângulos do gume de corte e avanço 23

Figura 18 - Avanço 24

Figura 19 - Afiação das brochas 25

Figura 20 - Progressão de corte 32

Figura 21 - Força Total de brocheamento 33

Figura 22 - Progressão do corte e formação de cavaco 38

Figura 23 - Raios R e r 39

Figura 24 - Formação de Cavaco 39

Figura 25 - Quebra – cavaco 40

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Ângulos 22

Tabela 2 - Relação de velocidades de corte 27

Tabela 3 - Fatores de multiplicação da velocidade de corte 27

Tabela 4 - Tempo de usinagem em brochadeiras 29

Tabela 5 - Profundidade de corte, em mm 31

Tabela 6 - Resistência Específica de corte 34

Tabela 7 - Fluído refrigerante x índice de usinabilidade 36

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO 6

BROCHEADEIRA 7

BROCHAMENTO 11

MATERIAS BROCHÁVEIS E FLUÍDOS UTILIZADOS: 15

BROCHAS: 16

VELOCIDADE DE CORTE 26

TEMPO DE USINAGEM 28

PROFUNDIDADE DE CORTE 31

ACABAMENTO SUPERFICIAL 33

FORÇA TOTAL DE BROCHEAMENTO 33

POTÊNCIA DE BROCHEAMENTO 35

REFRIGERAÇÃO DE CORTE 35

CAVACO 37

EMPREGO E LIMITAÇÕES DE USO 40

CONCLUSÃO 41

INTRODUÇÃO

Iniciamos este trabalho de pesquisa sobre o funcionamento operacional das máquinas de usinagem denominadas brochadeiras. Esperamos mostrar o funcionamento das mesmas, quando elas devem ser empregadas, tipos de máquinas e ferramental utilizado, vantagens e desvantagens do seu uso.

Portanto, esperamos adquirir novos conhecimentos quanto ao funcionamento da máquina brochadeira e passar a todos que lerem o trabalho que segue, um pouco deste processo de usinagem.

BROCHEADEIRA

Para termos uma noção desta máquina operatriz chamada brochadeira devemos buscar um pouco da história dela: a patente da brochadeira surgiu em 1873 nos Estado Unidos, logo depois em 1882 surge a 1ª máquina de brochear externamente, essas opeações vão sendo aplicadas, quando em 1914 começam a aparecer as primeiras máquinas de duplo cabeçote, então em 1921 surge as brochadeiras verticas de tração ou compressão e em 1925 a produção já pode ser em série. Atualmente as máquinas de brochamento suportam ate 100 toneladas.

A brochadeira é uma máquina operatriz responsável pela operação de usinagem que é denominada de brochamento. Esta peração consiste em arrancar linear e progressivamente o cavaco da superfície de uma detreminada peça.

As brochadeiras são basicamente um mecanismo que produz o movimento relativo entre a ferramenta que é chamada de brocha e a peça, que normalmente é linear, denominadas máquinas de brochar. As máquinas têm o seu acionamento na grande maioria de maneira hidráulica, por exigir uma grande força.

A brochadeira é utilizada quando necessário a obtenção de trabalhos com perfis internos ou externos com canaletas, estrias, dentes. A industria utiliza desta, pois a brochadeira substitui com rendimento e precisão os serviços especias das fresadoras, plainas ou tornos utilizadando menos tempo. Estas maquinas possuem ferramentas que possuem ferramentas que atuam uma em seguida da outra, em trabalhos em série.

Existem diferentes tipos de brochadeiras, para diferentes funcionamentos, algumas tracionam o objeto, já outras comprimem o objeto e outras que tracionam e comprimem o objeto. As brochadeiras que comprimem o objeto trabalhado normalmente são brochadeiras verticais e as que tracionam o objeto trabalhado são as horizontais.

Figura 1 - Brochadeira

1.1 TIPOS DE BROCHADEIRAS

Pelo fatos das brochadeiras serem utiliazadas para diferentes tipos de trabalhos, temos mais de um tipo de brochadeiras que basicamente dividem-se em dois tipos: As brochadeiras verticais e as brochadeiras horizontais.

Brochadeira Vertical: são as que têm uma disposição vertical e que usam quase sempre da força de compressão. Mas pode ser utilizada para o tracionamento também e em outros até mesmo usar das duas forças, tanto para o brochamento externo como para o brochamento interno. Quando não se têm muito espaço, a vertical é a mais recomendada.

Figura 2 - Brochadeira vertical

Brochadeira Horizontal: normalmente é utilizada quando há a necessidade de usar ferramentas com maiores comprimentos. Ela é bastante utilizada na indústria mecânica. Quando há um trabalho por força de tração necessita de ferramentas de longos comprimentos a montagem que é feita deve ter cuidado para que não ocorra a flexão da brocha pelo seu próprio peso.

Figura 3 - Brochadeira horizontal

BROCHAMENTO

O brochamento é um processo de usinagem onde o movimento é linear. A ferramenta possui diversos dentes com altura crescente, colocados em série para que cada um corte de determinada profundidade. Á maquina operatriz desse processo é conhecida como brochadeira e a ferramenta utilizada é a brocha Essa operção é normalmente utilizada para a produção de grandes lotes, pois cada operação tem a sua característica, algo que aumenta de maneira elevada o preço.

Figura 4 - Brochamento

Este processo permite criar de maneira rápida encaixes com diferentes geometrias para diferentes tipos de fixação. O brochamento pode ser interno com a ferramenta atuando em um furo executado anteriormente na peça ou externamente com a ferramenta atuando na periferia da peça. As penetrações de avanço são da ordem de 0,06 a 0,15 mm de modo que as espessuras maiores resultam em um número elevado de dentes em série tendo, portanto a necessidade de máquinas com um curso elevado. Veja abaixo figuras ilustrativas:

Figura 5 - Brochamento externo e interno

Este equipamento é utilizado para realizar a operação de construir raias em câmaras internas de peças usinadas. Normalmente costuma-se produzir raias internas em canos de armas, que proporcionam o giro do projétil, quando o mesmo é disparado. Confere a superfície do metal elevada característica mecânica, pois sua utilização é feita por compactação e esmagamento da superfície.

Figura 6 - Processo de brochadura

1.2MÉTODOS DE BROCHAMENTO

Há diversas maneiras de classificar os métodos existentes de brochamento, classifica-se eles como:

a) Tipo de superfície

- Interna (mais utilizado);

- Externa;

b) Movimento

- Da ferramenta (mais utilizado);

- Da peça;

c) Direção do movimento

- Vertical;

- Horizontal (mais utilizado);

d) Brochamento helicoidal

- Normal;

- Comandado;

e) Aplicação do esforço

- Por tração (mais utilizado);

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