Universidade Federal do Piauí – UFPI Centro de Tecnologia – CT Departamento de Engenharia Mecânica – DEM Disciplina: Processos de Usinagem Professor: Waydson Martins Ferreira FURAÇÃO E APLAINAMENTO Autores: Nicodemos Monteiro de Farias Mat.: 10T11235 Weslley Rick Viana Sampaio Mat.: 10T16865 Teresina (PI), 06 de Outubro de 2011.
Relatorio sobre processo de furacao. Tipos de Furadeira. Definicao e funcao de cada tipo de furadeira. Aplicacao do processo de furacao. Cinematica do processo.
Operacao de aplainamento.
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
Universidade Federal do Piauí – UFPI
Centro de Tecnologia – CT
Departamento de Engenharia Mecânica – DEM
Disciplina: Processos de Usinagem
Professor: Waydson Martins Ferreira
FURAÇÃO
E
APLAINAMENTO
Autores:
Nicodemos Monteiro de Farias Mat.: 10T11235
Weslley Rick Viana Sampaio Mat.: 10T16865
Teresina (PI), 06 de Outubro de 2011.
2
FURAÇÃO
INTRODUÇÃO
O processo de furação é um dos processos de usinagem mais utilizados na
indústria manufatureira. Este processo tem como objetivo a abertura ou o alargamento de
furos. A grande maioria das peças, de qualquer tipo de indústria, tem pelo menos um furo,
e somente uma parte muito pequena dessas peças já vem com o furo pronto do processo de
obtenção da peça bruta, seja ele fundição, forjamento etc.
Em geral, as peças têm que ser furadas em cheio ou terem seus furos aumentados
através do processo de furação. A peça responsável pela abertura dos furos é chamada de
broca. A máquina na qual a broca é montada para que seja realizado o processo é chamada
furadeira.
A furação e um processo de usinagem que tem por objetivo a geração de furos, na
maioria das vezes cilíndricos, em uma peca, através do movimento relativo de rotação
entre a peca e a ferramenta, denominada broca. A continuidade da retirada de material e
garantida pelo movimento relativo de avanço entre a peca e a ferramenta, que ocorre
segundo uma trajetória coincidente ou paralela ao eixo longitudinal da ferramenta.
A furação e, geralmente, o método de usinagem mais eficiente e econômico para
executar um furo num metal solido e, frequentemente, e realizada em conjunto com outras
operações de usinagem.
A ferramenta utilizada no processo de furacão e a broca. A broca mais comum
utilizada na furação e a broca helicoidal, mas existe um grande numero de tipos de brocas
para as mais diversas aplicações. Atualmente existem brocas com insertos intercambiáveis,
com canais de refrigeração e de materiais mais resistentes que o tradicional aço rápido.
O equipamento utilizado para executar a furacão e a furadeira. Estas máquinas
tem como função principal a execução de furos, mas outras operações, tais como
alargamento e rebaixamento, também podem ser realizadas. As furadeiras possuem um
motor que aplica uma rotação a uma ou mais brocas que são responsáveis pela remoção do
material.
Na escolha da furadeira mais adequada para cada trabalho a ser realizado devem
ser avaliados os seguintes aspectos:
3
• Forma da peca;
• Dimensões da peca;
• Numero de furos a serem abertos;
• Quantidade de pecas a serem produzidas;
• Diversidade no diâmetro dos furos de uma mesma peca;
• Tolerâncias requeridas para a peca.
Apesar da importância do processo, este recebeu poucos avanços ate alguns anos,
enquanto outros processos (como torneamento e fresamento) progrediram mais
rapidamente com a introdução de novos materiais para ferramentas. No entanto, nos
últimos anos tem crescido a utilização de centros de usinagem CNC (Controle Numérico
Computadorizado) no processo de furacão. Com este avanço têm ocorrido vários
desenvolvimentos com os materiais das ferramentas de furacão.
TIPOS DE FURADEIRA
Furadeira portátil - são usadas em montagens, na execução de furos de fixação
de pinos, cavilhas e parafusos em peças muito grandes como turbinas, carrocerias etc.,
quando há necessidade de trabalhar no próprio local devido ao difícil acesso de urna
furadeira maior. São usadas também em serviços de manutenção para extração de
elementos de máquina (como parafusos, prisioneiros, pinos). Pode ser elétrica e também
pneumática. (SENAI/ES, 1999)
Figura 1: Furadeira Portátil
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. (SENAI/ES, 1999)
4
Figura 2: Furadeira de Coluna
As furadeiras de coluna podem ser:
De bancada (também chamada de sensitiva, porque o avanço da ferramenta é
dado pela força do operador) – por ter motores de pequena potência é empregada para
fazer furos pequenos (1 a 12 mm). A transmissão de movimentos é feita por meio de
sistema de polias e correias (SENAI/ES, 1999).
Figura 3: Furadeira de Bancada
De piso - geralmente é usada para a furação de peças grandes com diâmetros
maiores do que os das furadeiras de bancada. Possuem mesas giratórias que permitem
maior aproveitamento em peças de formatos irregulares. Possuem, também, mecanismo
para avanço automático do eixo árvore. Normalmente a transmissão de movimentos é feita
por engrenagens (SENAI/ES, 1999).
Figura 4: Furadeira de Piso
5
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 porta-
ferramenta que também pode ser deslocado horizontalmente, ao longo do braço. Isso
permite furar em várias posições sem mover a peça. O avanço da ferramenta também é
automático (SENAI/ES, 1999).
Figura 5: Furadeira Radial
Furadeiras Especiais:
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
(SENAI/ES, 1999).
Figura 6: Furadeira Múltipla
Furadeira de fusos múltiplos - os fusos trabalham juntos, em feixes. A mesa gira sobre
seu eixo central. É usada em usinagem de uma peça com vários furos e produzida em grandes
quantidades de peças seriadas (SENAI/ES, 1999).
6
Figura 7: Furadeira Multifuso
Furadeiras de comando numérico – operam de acordo com um programa,
possibilitando maior precisão e velocidade.
Figura 8: Furadeira CN
OPERAÇÕES DE FURAÇÃO
Furação em cheio – Processo de furação destinado à abertura de um furo cilíndrico numa
peça, removendo todo o material compreendido no volume do furo final, na forma de
cavaco (Figura 2). Caso seja necessário fazer furos de grandes profundidades, há a
necessidade de ferramenta especial (Figura 3).
Figura 9: Furação em cheio
7
Figura 10: Furação profunda em cheio
Furação escalonada – Processo de furação destinado à obtenção de um furo com dois ou
mais diâmetros, simultaneamente (Figura 4).
Figura 11: Furação escalonada
Escareamento – Processo de furação destinado à abertura de um furo cilíndrico numa
peça pré-furada (Figura 5).
Figura 12: Escareamento
Furação de centros – Processo de furação destinado à obtenção de furos de centro,
visando uma operação posterior na peça.
8
Figura 13: Furação de centro
Trepanação – Processo de furação em que apenas uma parte de material compreendido
no volume do furo final é reduzida a cavaco, permanecendo um núcleo maciço (Figura 7).
Figura 14: Trepanação
CINEMÁTICA DO PROCESSO DE FURAÇÃO
No processo de furação no que diz respeito à cinemática, que é o movimento
relativo entre a peça e ferramenta, apresenta dois tipos de movimentos: os que são
responsáveis pela retirada de cavaco de forma direta e os de forma indireta.
Os movimentos que retiram cavaco de forma direta são: movimento de corte e o
movimento de avanço, juntos estes dois formam o movimento resultante que é chamado de
movimento efetivo de corte. Isto pode ser observado na figura 15. Neste caso considera-se
a peça parada.
9
Figura 15: Cinemática do processo
Movimento de corte na ausência do movimento de avanço é o responsável apenas
pela retirada de cavaco.
Movimento de avanço: realizado entre ferramenta e a peça e, junto com o
movimento de corte retira cavaco de forma continua.
Movimento efetivo: resultante entre os movimentos de corte e avanço.
GEOMETRIA DA CUNHA DE CORTE
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 sistema de duas
ferramentas. Isso permite formar dois cavacos simétricos.
A broca é caracterizada pelas dimensões, pelo material com o qual é fabricada e pelos
seguintes ângulos:
Ângulo de hélice (indicado pela letra grega γ) - auxilia no desprendimento do cavaco e no
controle do acabamento e da profundidade do furo. Deve ser determinado 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.
10
Figura 16: Ângulo de hélice
Ângulo de incidência ou folga (representado pela letra α) - tem a função de reduzir o
atrito entre a broca e a peça. Isso facilita a penetração da broca no material. Sua medida
varia entre 6° e 15°. Ele também deve ser determinado de acordo com o material a ser
furado: quanto mais duro é o material, menor é o ângulo de incidência.
Figura 17: Ângulo de folga
Ângulo de ponta (representado pela letra grega σ) - corresponde ao ângulo formado
pelas arestas cortantes da broca. Também é determinado pela dureza do material a ser
furado.
Figura 18: Ângulo de ponta
11
É muito importante que as arestas cortantes tenham o mesmo comprimento e formem
ângulos iguais em relação ao eixo da broca (A = A'). (SENAI/ES, 1999)
FATORES QUE INFLUENCIAM NA QUALIDADE E PRECISÃO
Vários fatores estão relacionados à qualidade e à precisão nos processos de furação, tais
como: erros geométricos, erros dimensionais, posicionamento, circularidade, forma, presença de