Vinícius Martins

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1. ÍNDICE

1.ÍNDICE..............................................................................................................................................................2 2. INTRODUÇÃO................................................................................................................................................3 3. DESENVOLVIMENTO...................................................................................................................................4

3.1. MANDRILADORA........................................................................................................................4 3.1.1. PRINCIPAIS COMPONENTES DE UMA MANDRILADORA.................................4 3.1.2. MODELOS DE MANDRILADORAS..........................................................................5 3.1.3. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UMA MANDRILADORA........................8

3.2. MANDRILAMENTO...................................................................................................................10 3.2.1. TIPOS DE MANDRILAMENTO................................................................................10

3.2.1.1. MANDRILAMENTO CILÍNDRICO.........................................................11 3.2.1.2. MANDRILAMENTO CÔNICO.................................................................11 3.2.1.3. MANDRILAMENTO RADIAL.................................................................12 3.2.1.4. MANDRILAMENTO ESFÉRICO.............................................................12

3.3. TRABALHO EM PEÇAS MUNIDAS DE FUROS.....................................................................13 3.3.1. MANDRILAGEM OU ALARGAMENTO COM BROCAS HELICOIDAIS..........13 3.3.2. ESCAREAMENTO COM BROCAS DE ROMÃ.......................................................14 3.3.3. REBAIXOS COM REBAIXADORES DE GUIA OU BROCAS DE NAVALHAS COM PONTO DE GUIA .............................................................................................14 3.3.4. EXECUÇÃO DE FUROS CRUZADOS NA MANDRILADORA HORIZONTAL..15 3.3.5. CÁLCULO DO TEMPO PRINCIPAL E DO TEMPO DISPONÍVEL PARA FURAR..........................................................................................................................17

3.3.5.1. CÁLCULO DO TEMPO PRINCIPAL AO FURAR..................................17 3.3.5.2. CÁLCULO DO TEMPO DISPONÍVEL....................................................17

3.3.6. NÚMERO DE ROTAÇÕES, AVANÇO E REFRIGERAÇÃO AO FURAR............18 3.3.6.1. AVANÇO....................................................................................................18 3.3.6.2. REFRIGERAÇÃO......................................................................................18

3.3.7 .CARACTERÍSTICAS DA FORMAÇÃO DE CAVACO AO FURAR.....................19 3.4. AS FERRAMENTAS DA MANDRILADORA...........................................................................20

3.4.1. FERRAMENTAS DE CORTE....................................................................................20 3.4.2 FERRAMENTAS ESPECÍFICAS PARA EXECUÇÃO OU TRABALHO EM FUROS..........................................................................................................................23

3.4.2.1. BROCAS HELICOIDAIS..........................................................................23 3.4.2.1.1. ESCOLHA DA BROCA............................................................24 3.4.2.1.2. BROCA PARA FUROS PROFUNDOS....................................26 3.4.2.1.3. BROCA DE PONTO OU DE CENTRAR................................26 3.4.2.1.4. BROCA OCA............................................................................26 3.4.2.1.5. BROCA DE RECORTAR.........................................................27 3.4.2.1.6. ESCAREADORES E REBAIXADORES.................................27 3.4.2.1.7. ALARGADORES......................................................................28

3.5. SISTEMA MODULAR.................................................................................................................29

4. CONCLUSÃO................................................................................................................................................30 5. BIBLIOGRAFIA............................................................................................................................................31

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2. INTRODUÇÃO

�

O mandrilamento é a operação de usinagem que se caracteriza pela máquina ferramenta mandriladora realizar trabalhos sobre determinadas superfícies.

A mandriladora é o nosso objeto de estudo, contudo apresentaremos suas particularidades e analisaremos seu funcionamento e funcionabilidade��

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3. DESENVOLVIMENTO

3.1. MANDRILADORA:

As mandriladoras são máquinas especiais que permitem a adaptação de diferentes tipos de ferramentas. Tendo está propriedade, ela é utilizada para trabalhos de furação, mandrilagem, fresagem e torneamento em peças complicadas e de difícil manuseio.

Devido a possibilidade de se realizar variadas operações a mandriladora torna-se um máquina universal. 3.1.1. PRINCIPAIS COMPONENTES DE UMA MANDRILADORA:

Fig.3.1.1.1: Componentes de uma mandriladora horizontal

De acordo com as indicações na figura acima, relacionamos as principais partes de uma mandriladora sendo elas: a) ÁRVORE PORTA-FERRAMENTAS b) CARRO OU CABEÇOTE PORTA-ÁRVORE c) MONTANTE DA MÁQUINA d) COLUNA AUXILIAR OU LUNETA e) MESA DA MÁQUINA f) BARRA DE MANDRILAR, também chamada de MANDRIL

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3.1.2. MODELOS DE MANDRILADORAS:

Antes de apresentarmos os modelos de mandriladoras existentes salientamos suas principais partes, pois o que irá determinar o tipo de máquina é justamente a disposição de seus componentes. De acordo com a posição do eixo-árvore, as mandriladoras podem ser horizontais ou verticais como mostram as figuras abaixo:

Fig.3.1.2.1: Mandriladora universal horizontal

Mandriladora Universal Horizontal: a árvore porta-ferramenta ou eixo-árvore que está disposta horizontalmente serve para nela se fixarem as ferramentas de mandrilar.

Fig.3.1.2.2: Foto de uma mandriladora horizontal

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Fig.3.1.2.3: Foto de uma mandriladora horizontal – vista lateral –

Fig.3.1.2.4: Foto de uma mandriladora horizontal – vista frontal –

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Fig.3.1.2.5: Foto de uma mandriladora horizontal de grande porte

Fig.3.1.2.6: Foto de uma máquina multifuncional, onde é possível realizar trabalhos de mandrilamento

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Fig.3.1.2.7: Mandriladora universal vertical

Mandriladora Universal Vertical: possui sua árvore porta-ferramenta disposta verticalmente, o que não altera sua função, descrita no item anterior. 3.1.3. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UMA MANDRILADORA:

Como já foi visto a árvore porta-ferramenta que pode estar disposta tanto na vertical como na horizontal, serve para que se fixem as ferramentas de corte na máquina. O funcionamento da mandriladora se dá com a árvore porta-ferramenta recebendo o seu movimento de rotação de um motor diretamente acoplado e pode se deslocar na direção longitudinal. Por meio de um mecanismo de engrenagens alojado no cabeçote porta-árvore podem obter-se diversos números de rotações e avanços. O carro ou cabeçote porta-árvore pode deslocar-se para cima e para baixo (no caso da mandriladora horizontal) ao longo do montante vertical da máquina. Para servir de apoio a barras de mandrilar compridas utiliza-se uma coluna ou luneta auxiliar. As peças são fixadas sobre a mesa da máquina que é giratória e, além disso, se pode deslocar longitunalmente e transversalmente, de modo que uma peça, sem mudança de posição de fixação, pode ser maquinada em diversos pontos.

Fig.3.1.3.1: Mesa giratória

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A mesa giratória possibilita a usinagem em todos os lados de uma peça, por exemplo, uma peça com forma prismática pode ser usinada em todas as quatro faces sem que se retire a peça da mesa.

Fig.3.1.3.2: Foto de uma mesa giratória

Se, por exemplo, temos a necessidade de usinar a carcaça de uma caixa de

engrenagens, ela é colocada na mandriladora apoiada na mesa giratória. A mesa gira e, assim, permite o giro da carcaça em torno do seu eixo vertical. Desse modo, são executadas todas as operações necessárias, como corte, rosqueamento, cada uma a seu tempo. A figura 3.1.3.3 demonstra uma sequência de operações realizadas por uma mandriladora de acordo com o exemplo dado.

Fig.3.1.3.3: Sequência de operações realizadas por uma mandriladora

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Descrição das operações indicadas na figura acima: Na posição I, marcada na face posterior da peça, são realizadas as operações numeradas com 1, 2 e 3, nessa ordem. A operação 1 consiste num mandrilamento radial. As operações 2 e 3 correspondem a mandrilamentos cilíndricos simultaneos. Observe que a extremidade da barra de mandrilar está apoiada sobre um mancal, para evitar deslocamentos da ferramenta durante a operação. Na posição II, marcada na face lateral direita, são feitas as operações 4 e 5, que compreendem um furo mandrilado com flange e os furos roscados do flange, respectivamente. Na posição III, marcada na face frontal, é feito primeiro o furo identificado como operação 6. Repare no dispositivo especial acoplado ‡ ferramenta, para fazer a bolacha desse furo. O furo mais acima, nessa mesma face, requer três operações: 7, 8 e 9. O furo identificado com o número 3 já havia sido feito na primeira posição� �

�

Existem mandriladoras cuja mesa de fixação é fixa, neste caso o montante vertical da máquina pode deslocar-se transversalmente. Todas as alavancas de comando estão localizadas no cabeçote porta-árvore, visando o menor desperdício de tempo possível ao se manusear a mandriladora. Todos os deslocamentos são indicados em escalas graduadas. Nas mandriladoras mais modernas, as escalas possuem equipamentos de leitura óptica ou contadores numéricos digitais, que permitem maior exatidão no trabalho.

A vantagem do uso dessa máquina é a economia de tempo. A mandriladora universal tem a capacidade de processar todas as operações necessárias de usinagem, do começo ao fim, do desbaste ao acabamento, sem que haja necessidade de remover a peça da máquina. 3.2. MANDRILAMENTO:

Mandrilamento, também chamado de mandrilagem ou broqueamento, é um processo mecânico de usinagem de superfícies de revolução realizados pela mandriladora, onde podem ser utilizados uma ou mais ferramentas de corte.

Nesta operação a ferramenta de corte é fixada na barra de mandrilar, com ângulo definido de acordo com a operação a ser realizada. Pelo mandrilamento pode-se conseguir superfícies cilíndricas ou cônicas, internas , em espaços normalmente difíceis de serem atingidos, com eixos perfeitamente paralelos entre si. 3.2.1. TIPOS DE MANDRILAMENTO:

De acordo com o perfil da peça resultante da operação, pode-se dividir o mandrilamento em quatro tipos distintos e são eles o mandrilamento tipo cilíndrico, tipo cônico, tipo radial e tipo esférico.

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3.2.1.1. MANDRILAMENTO CILÍNDRICO:

O mandrilamento cilíndrico é o processo mecânico de usinagem, que pode ser realizado com uma ou mais ferramentas de corte fixadas à barra de mandrilar, onde a superfície usinada é cilíndrica de revolução e o seu eixo de rotação coincide com o eixo em torno do qual a ferramenta gira, aliado a esse movimento a peça ou a ferramenta se deslocam simultaneamente segundo uma trajetória pré determinada.

Fig.2.2.1.1.1: Mandrilamento cilíndrico

3.2.1.2. MANDRILAMENTO CÔNICO:

O mandrilamento cônico é o processo mecânico de usinagem, que pode ser realizado com uma ou mais ferramentas de corte fixadas à barra de mandrilar, onde a superfície usinada é cônica de revolução e o seu eixo de rotação coincide com o eixo em torno do qual a ferramenta gira, aliado a esse movimento a peça ou a ferramenta se deslocam simultaneamente segundo uma trajetória pré determinada.

Fig.3.2.1.2.1: Mandrilamento cônico

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3.2.1.3. MANDRILAMENTO RADIAL:

O mandrilamento radial é o processo mecânico de usinagem, que pode ser realizado com uma ou mais ferramentas de corte fixadas à barra de mandrilar, onde a superfície usinada é cônica de revolução e o seu eixo de rotação coincide com o eixo em torno do qual a ferramenta gira, aliado a esse movimento a peça ou a ferramenta se deslocam simultaneamente segundo uma trajetória pré determinada.

Fig.3.2.1.3.1: Mandrilamento radial

3.2.1.4. MANDRILAMENTO ESFÉRICO: O mandrilamento esférico é o processo mecânico de usinagem, que pode ser realizado com uma ou mais ferramentas de corte fixadas à barra de mandrilar, onde a superfície usinada é esférica de revolução e o seu eixo de rotação coincide com o eixo em torno do qual a ferramenta gira, aliado a esse movimento a peça ou a ferramenta se deslocam simultaneamente segundo uma trajetória pré determinada.

Fig.3.2.1.4.1: Mandrilamento esférico

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3.3. TRABALHO EM PEÇAS MUNIDAS DE FUROS:

Vimos no capítulo anterior os quatro tipos de mandrilamento existentes, eles dão abertura a uma vasta gama de operações que podem ser feitas na máquina ferramenta mandriladora.

Na execução ou em trabalhos em furos outras ferramentas também podem ser usadas. Abaixo alguns exemplos de trabalhos de mandrilamento ou alargamento, rebaixos, escareamento e faceamento:

Fig.3.3.1: Trabalhos em peças munidas de furos

As operações indicadas acima correspondem aos seguintes nomes: a) alargamento ou mandrilagem de um furo previamente aberto b) rebaixo cilíndrico para alojar, por exemplo uma cabeça cilíndrica de parafuso c) contrapunçoado para alojar, por exemplo parafusos com cabeça de embeber ou rebites d) escareamento ou rebarbamento de furos e) faceamento de superfícies de apoio

Por meio do alargamento ou rebaixamento com ferramentas adequadas na sua forma para rebaixar, o objetivo em vista é trabalhar furos previamente feitos ou deixados de fundição.

Os rebaixadores ou ferramentas de rebaixar são ferramentas de desbastar com vários gumes, os cortes ou gumes arrancam aparas, cavacos, à peça graças aos movimentos de rotação e avanço que são produzidos. 3.3.1. MANDRILAGEM OU ALARGAMENTO COM BROCAS HELICOIDAIS:

Utilizam-se brocas helicoidais de alargar para o alargamento de furos que vem de fundição ou previamente abertos. A exatidão das medidas e a qualidade do acabamento da superfície são melhores com esta Segunda passagem que ao furar em pleno material ou em cheio. Uma broca helicoidal de alargar assemelha-se em sua forma exterior à broca helicoidal vulgar, mas esta última não possui ponta. Por meio de três ou quatro navalhas ou gumes e outras tantas faixas de guias helicoidais consegue-se reduzir as possibilidades de desvio no furo.

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Existem brocas de alargar de medida inferior e de medida definitiva. Com as primeiras alargam-se furos que tem de ser depois mandrilados com auxílio de mandris, ao passo que com as segundas se obtém a medida final pretendida.

As brocas helicoidais de alargar não servem apenas para alargar furos previamente abertos, mas empregam-se ainda para eliminar possíveis defeitos existentes quanto a direção do eixo. Quando o eixo do furo previamente aberto não coincide com o eixo do furo pretendido, pode a broca de alargar desviar-se em virtude da resistência desigual que encontrem as navalhas. Para evitar o desvio, deve-se alargar o furo por duas ou três vezes com brocas de diâmetros diferentes. 3.3.2. ESCAREAMENTO COM BROCAS DE ROMÃ:

As brocas de romã são necessárias para se obterem rebaixos cônicos. O valor do ângulo da ponta varia conforme a finalidade desejada, por exemplo para rebarbar 60°, para rebites de embeber 75° e 90° e para parafusos de cabeça de embeber 90°. 3.3.3. REBAIXOS COM REBAIXADORES DE GUIA OU BROCAS DE NAVALHAS COM PONTO DE GUIA:

Utilizam-se brocas de navalhas com ponto de guia para abrir rebaixos cilíndricos. Estas ferramentas cortam na superfície frontal. O ponto serve de guia no furo já aberto. Para o faceamento de superfícies de assentamento serve perfeitamente a broca de navalhas amovíveis direitas ou broca de fresar plana. Na operação de retificar ou alargar deve cuidar-se de uma boa lubrificação do ponto de guia, pois do contrário podem surgir “gripagens” e estrias no furo.

Fig.3.3.3.1:Broca de navalhas amovíveis direitas ou broca de fresar plana para facear cubos e bocais.

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3.3.4 EXECUÇÃO DE FUROS CRUZADOS NA MANDRILADORA HORIZONTAL

Os furos dispostos em cruz sem se encontrarem servem geralmente para o alojamento de cavilhas ou veios que conservam entre si essa posição relativa.

Temos aqui um exemplo de trabalho em uma mandriladora horizontal com mesa deslocável, onde se deseja obter dois furos dispostos em cruz de diâmetros diferentes em um suporte de chumaceira. O furo inferior vem aberto da fundição e o seu superior tem que ser aberto no material em cheio. A peça é fornecida com a face de apoio ou assentamento já maquinada.

Fig.3.3.4.1: seqüência de operações para execução de furos em cruz

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Para a realização de tal serviço devemos seguir o referente plano de trabalho:

Tabela 3.3.4.1: FASES DO TRABALHO E RESPECTIVAS FERRAMENTAS FASES DO TRABALHO FERRAMENTAS

1 Traçagem * 2 Fixação e colocação adequada da

peça, alinhamento da árvore de mandrilar com o centro do furo

*

3 Fixação da barra de mandrilar Mandril porta-navalha 4 Alargamento do furo para

mandrilagem, diâmentro inferior ao definitivo

Mandril porta-navalha

5 Chanfragem para mandrilar Mandril porta-navalha 6 Mandrilagem do furo Alargador ôco em aço rápido 7 Faceamento dos cubos Mandril porta-navalha amovível com

navalha direita para facear 8 Giro de 90° na mesa e alinhamento da

árvore de mandrilar com o centro do furo

*

9 Centragem Broca de centrar 10 Furação prévia Broca helicoidal 11 Alargamento do furo Broca helicoidal de alargar 12 Alargamento do furo para

mandrilagem, diâmentro inferior ao definitivo

Mandril porta-navalha

13 Chanfragem para mandrilar Mandril porta-navalha 14 Mandrilagem do furo Mandril mecânico 15 Faceamento dos cubos Mandril porta-navalha amovível com

navalha direita para facear * instrumentos de medição como: paquímetros, comparadores, esquadros, etc.

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3.3.5. CÁLCULO DO TEMPO PRINCIPAL E DO TEMPO DISPONÍVEL PARA FURAR: 3.3.5.1. CÁLCULO DO TEMPO PRINCIPAL AO FURAR:

O tempo principal ou de maquinagem (tp) é o tempo de funcionamento da máquina, isto é, o tempo durante o qual o gume da broca levanta aparas. Notação: l = profundidade do furo L = percurso de trabalho da broca = profundidade do furo + ponta da broca

L = l + 0,3 x d d = diâmetro da broca em mm n = número de rotações da broca em rpm s = avanço da broca em mm/rotação

Avanço/ minuto = s x n

Tempo principal = percurso de trabalho avanço/ minuto

tp = ___L___ ,em minutos.

s x n 3.3.5.2. CÁLCULO DO TEMPO DISPONÍVEL:

Designa-se por tempo disponível T, o tempo que se concede ao operário para a

realização de um trabalho. O tempo disponível T, é composto de tempo parciais e deve ser calculado pela soma destes.

T tempo

disponível

Tr tempo p/ prepa-ração

Tp tempo principal Tn tempo acessório

Tr tempos perdidos

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Tempo de preparação (Tr) � tempo empregado na preparação dos utensílios e dos meios auxiliares, bem como em colocá-los no estado original. Tempos perdidos (Tr) � tempos que surgem de maneira irregular e involuntária. Tempo acessório ou tempo de manejo (Tn) �o tempo que entra em jogo regularmente, mas que não faz parte diretamente do processo de trabalho a realizar. Tempo principal (Tp) � tempo durante o qual se dá um avanço no sentido de determinar o trabalho ordenado, como já visto. É a maior fatia do tempo disponível. 3.3.6. NÚMERO DE ROTAÇÕES, AVANÇO E REFRIGERAÇÃO AO FURAR:

O número de rotações da broca está relacionado com a velocidade de corte e com o diâmetro da broca. Entende-se por velocidade de corte na operação de furar como o curso do ponto mais exterior do gume ou corte da broca em m/min. Vale a fórmula, Vc = � .d .n

1000 , onde: Vc: corresponde à velocidade de corte em m/min d: corresponde ao diâmentro do furo n: corresponde ao número de rotações da ferramenta em rpm

3.3.6.1. AVANÇO:

O avanço expressa-se em mm por cada rotação completa da broca. Do seu valor dependem a espessura do cavaco, a força de avanço necessária e a qualidade do acabamento da superfície da parede do furo.

Determina-se através de valores tabelados o avanço admissível tendo em conta o material a furar e o diâmetro da broca. 3.3.6.2. REFRIGERAÇÃO:

Em virtude do calor desenvolvido ao brocar pode perder sua têmpera e causar uma série de danos para a ferramenta e para a peça. Por meio de uma abundante afluência de líquido refrigerante adequado até a ponta da broca elimina-se o calor excessivo, aumentando a capacidade de corte da broca e melhora-se a qualidade do acabamento da superfície da parede do furo. Nas tabelas encontramos os refrigerantes classificados como E (emulsão de óleo para furar), C (óleo de corte e refrigeração) e S (a seco). * A relação de materiais a serem usinados, diâmetros de brocas e refrigeração adequada encontram-se tabeladas.

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3.3.7. CARACTERÍSTICAS DA FORMAÇÃO DE CAVACO AO FURAR:

Um dos problemas do processo de furação é a evacuação dos cavacos de dentro do furo. Se os cavacos não forem formados de maneira tal que propiciem sua fácil retirada do interior do furo, eles podem causar entupimento do mesmo, aumento do momento torsor necessário e a conseqüente quebra da ferramenta.

A quebra de um broca helicoidal dentro de um furo é um problema grave, pois além da perda da ferramenta, a retirada da broca do interior do furo é, em geral, uma tarefa demorada e que, muitas vezes leva à rejeição da peça. Se se levar em conta que um furo é normalmente um pequeno detalhe de uma peça bem maior, tal rejeição pode representar perda substancial.

Assim, é fundamental induzir a formação de cavacos que tenham a forma tal que sejam de fácil remoção do furo. Se o cavaco formado for em fita, será muito difícil extraí-lo do furo.

Cavacos helicoidais ou em lascas são os que mais facilmente podem ser removidos dos furos. A remoção de cavaco pode ainda ser auxiliada pela utilização de um ciclo de

furação que retire frequentemente a broca de dentro do furo durante o processo de corte (e que gera tempos passivos extras) e ou pelo insuflamento de fluído de corte sob pressão diretamente no fundo do furo, através de canais especialmente construídos na broca para tal fim. O crescimento do avanço facilita a quebra e, conseqüentemente, a remoção do cavaco de dentro do furo. Existe um limite no crescimento do avanço, acima de determinado valor, a avanço pode causar a quebra da broca ou a paralização do avanço da máquina.

A velocidade de corte diminui à medida que se encaminha da periferia para o centro da broca, já que ela depende do diâmetro. Assim, quando os materiais dúteis são furados em cheio (sem pré-furação), a formação da aresta postiça de corte (APC) na vizinhança do centro da broca é inevitável. A formação do APC se dá quando se tem baixas temperaturas de corte, ou seja, baixas velocidades de corte.

A utilização de velocidade de corte baixa pode gerar a formação da APC numa porção maior do diâmetro da broca. Por outro lado o aumento da velocidade para minimizar a formação da APC, gera maiores desgastes na ferramenta, já que a vizinhança da periferia da broca, que antes do aumento da velocidade já não formava APC, agora passa a se desgastar mais rapidamente. Existem brocas com pastilhas de metal duro, feitas de material e geometria adequada para as condições do corte na região correspondente a sua colocação, além disso estas pastilhas possuem quebra cavaco na sua superfície de saída o que facilita a expulsão do cavaco da região de corte.

Fig.3.3.7.1: Broca com insertos intercambiáveis de metal duro no centro e na periferia

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3.4 AS FERRAMENTAS DA MANDRILADORA

As ferramentas de mandrilar são selecionadas em função das dimensões (comprimento e diâmetro) e características das operações a serem realizadas. As ferramentas de corte, que são presas à barra de mandrilar, têm pequenas dimensões porque, geralmente, trabalham no interior de furos previamente executados por brocas que são fixadas na árvore porta-ferramentas da mesma forma que a barra de mandrilar e como outras ferramentas. São feitas de aço rápido ou carboneto metálico e montadas em uma barra de mandrilar. A barra de mandrilar deve ser rígida, cilíndrica, sem defeito de retilineidade. Deve ser bem posicionada no eixo-árvore, para possibilitar a montagem de buchas que formam mancais, como mostra a próxima figura, evitando com isso possíveis desvios e vibrações durante o uso.

Fig.3.4.1: Barra de mandrilar montada com buchas

Fig.3.4.2: Detalhe apenas da barra de mandrilar e uma ferramenta de corte sendo acoplada ao seu corpo.

3.4.1. FERRAMENTAS DE CORTE:

São hastes com pastilhas soldadas de corte simples, usadas para desbastar. São acopladas a barra de mandrilar onde trabalha recebendo o movimento de rotação diretamente da barra.

PEÇA

BUCHA BARRA DE MANDRILAR

EIXO ÁRVORE FERRAMENTA

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Fig.3.4.1.1: Ferramenta de corte acoplada a barra de mandrilar

De acordo com o perfil desejado na peça dispomos de muitos modelos de ferramentas, abaixo alguns modelos e suas respectivas aplicações:

Fig.3.4.1.2: Modelos de ferramentas de corte

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TABELA 3.4.1.1: DESCRIÇÃO DOS ITENS INDICADOS NA FIGURA 3.4.1.2 N° FUNÇÃO N° FUNÇÃO 1 Alisar e passe fino 12 Roscar – para roscas quadrada,

redonda e trapezoidal 2 Desbaste e passe grosso 13 Roscar para roscas triangulares 55° e

60° 3 Desbaste para ambos os lados 14 Roscar interno triangular 55° e 60°,

roscas quadrada, redonda e trapezoidal

4 Desbaste à direita 15 Alisado para bronze 5 Desbaste à esquerda 16 Raio interno à direita 6 Tornear interno à direita – para furos

grandes e passantes 17 Raio externo à esquerda

7 Tornear interno à esquerda – para furos pequenos e não passantes

18 Raio duplo

8 Facear à direita 19 Raio externo à direita 9 Facear à esquerda 20 Raio interno à esquerda

10 Rebaixar ou sangrar 21 Sangrar ou bedame 11 Ferramenta universal

Existem também lâminas de corte duplo, semelhante à já vista broca de navalhas amovíveis direitas, são utilizadas para fazer rebaixos internos de furos:

Fig.3.4.1.3: Lâmina de corte

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3.4.2. FERRAMENTAS ESPECÍFICAS PARA EXECUÇÃO OU TRABALHO EM FUROS:

Para furar utiliza-se principalmente a broca helicoidal. Mas a par desta existe ainda, para as diversas finalidades, um grande número de brocas especiais.

As brocas são fabricadas em aço de ferramenta e aço de corte rápido ou aço para ferramentas de grande velocidade ou seja o aço rápido e o aço super rápido. Para furar materiais muito duros e fortemente abrasivos empregam-se brocas de navalha de metal duro. 3.4.2.1. BROCAS HELICOIDAIS:

Para a sua fixação na máquina servimo-nos do seu encabadouro. Este pode ser cilíndrico ou cônico. A parte cortante recebe a sua forma fundamental graças a duas ranhuras de forma helicoidal.

A seção de material que resta entre essas duas ranhuras denomina-se alma ou núcleo da broca. Os dois gumes principais formam-se mediante aguçamento da ponta entre as duas faces livres ou superfícies de incidência encontra-se o gume transversal que forma, com os dois gumes principais, o ângulo dos gumes transversais. O gume transversal não corta, antes rasga unicamente. Comprime o material para fora do centro do furo á frente dos gumes principais e consome assim aproximadamente 40% do esforço do avanço. Os biséis ou faixas de guia proporcionam a broca a necessária guia e impedem que a mesma roce com a sua face dorsal no orifício aberto produzindo o efeito de mandrilagem. A fim de que ao abrir furos profundos os biséis ou faixas de guia não sofram avaria, diminui-se o diâmetro da broca gradualmente no sentido do encabadouro de cerca de 0,05 mm por cada 100 mm de comprimento. Como no caso de todas as ferramentas que trabalham com levantamento de apara, surgem também na broca helicoidal o ângulo de rebaixo ou ângulo de incidência, o ângulo de saída de apara ou de ataque e o ângulo de corte ou de gume. Estes formam-se em ambos os gumes principais. a) ângulo de incidência: a fim de que os gumes principais possam penetrar no material,

as faces livres ou superfícies de incidência declinam para baixo em forma de curva, partindo dos gumes principais. Seu valor deve estar entre 5° e 8°.

b) ângulo de saída: é formado pelo ângulo das ranhuras helicoidais. Tem sua medida máxima nas esquinas dos gumes e diminui para o centro da broca até quase 0°. A consequência de tal fato é que a formação de cavacos é dificultada à medida que se caminha para o centro da broca. São influenciados pelo avanço no seu valor eficaz.

c) ângulo de corte: com o valor do ângulo de incidência e de saída é ao mesmo tempo determinado o valor do ângulo de corte.

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Fig.2.4..2.1.1: Broca helicoidal

3.4.2.1.1. ESCOLHA DA BROCA:

Na escolha da broca que mais se adapte a um determinado trabalho de furação devem Ter-se em consideração: as dimensões do furo a abrir, o material a furar e o aguçamento da broca.

Na determinação do diâmetro da broca tem papel decisivo as dimensões do furo. Qualquer broca abre um furo de diâmetro alguma coisa maior que o diâmetro da própria broca. É pelo material a furar que se determinam o ângulo de ataque ou de saída da apara e o da ponta.

Fig.3.4.2.1.1.1: Escolha da broca

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Com relação a figura 3.4.2.1.1.1: À esquerda a influência do avanço no ângulo livre e no ângulo de saída de cavaco. O perímetro da broca é representado em forma de linha reta (�.d). como o gume penetra no material de cerca do avanço s durante uma rotação completa o seu curso não, é horizontal, mas sim inclinado de cerca do valor do ângulo de inclinação do avanço (�). O ângulo de incidência eficiente (�2) é menor de cerca deste ângulo do que o ângulo livre (�1) medido nas esquinas do gume. O ângulo de ataque (�1) é maior do que o da hélice (�2) do valor do ângulo de inclinação do avanço.

Ao centro: o ângulo de ataque corresponde aproximadamente ao ângulo da hélice:

a) para materiais duros b) para materiais macios ou brandos

À direita: o aguçamento do ângulo da ponta:

a) gumes principais arqueados para trás b) gumes principais arqueados para frente c) gumes principais retos d) gumes de comprimentos desiguais, o furo torna-se demasiadamente grande e) Ângulo da ponta desiguais, trabalhos realizado com apenas um dos gumes

O aguçamento da broca influi sobre o rendimento da mesma e, além disso, ainda sobre a exatidão de medidas e na qualidade de acabamento da superfície do furo.

Os gumes principais tem de ser bem aguçados. Os gumes ou cortes arqueados para frente ou para trás sofrem desgaste rapidamente. Quando os gumes principais são de comprimentos desiguais, o furo resulta demasiadamente grande e quando não se acham dispostos simetricamente em relação ao eixo da broca, trabalha apenas um gume que irá desgastar prematuramente.

O desgaste das brocas torna-se notório primeiramente pelo arredondamento dos vértices exteriores dos cortes principais, se for dada continuidade ao trabalho com a broca nesse estado, o atrito irá aquece-la fortemente fazendo-a perder sua dureza, causando a destruição completa do gume.

Para resolver este problema deve-se levar a broca que sofreu desgaste a passar pelo processo de aguçamento onde seu gume será restaurado seu que a broca sofra um aquecimento excessivo.

Fig.3.4.2.1.1.2: Seção de uma broca helicoidal de correção ,estas são usadas para corrigir

deformações, como ovalização, conicidade e retilineidade, e na operação de pré-alargamento de furos de até 100 mm;

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3.4.2.2. BROCA PARA FUROS PROFUNDOS: Também chamada de broca canhão é apropriada para a realização de furos profundos e rigorosos. Trabalha com um só gume.

Fig.3.4.2.2.1: Broca para furos profundos demonstrado em corte na peça 3.4.2.3. BROCA DE PONTO OU DE CENTRAR:

Utiliza-se quando os furos precisam ficar com o fundo chato. Possui uma ponta que serve de guia.

Fig3.4.2.3.1: Broca de ponto 3.4.2.4. BROCA OCA:

Recorta um núcleo do material, emprega-se preponderantemente em máquinas de furar especiais.

Fig.3.4.2.4.1: Furação com broca oca: a) broca oca, b) navalhas ou gumes, c) núcleo ou alma

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3.4.2.5. BROCA DE RECORTAR:

Serve para sangrar discos, com a navalha de furar podem se alargar furos.

Fig.3.4.2.5.1: Broca de sangrar discos ou de recortar

Fig3.4.2.5.2: Alargamento de um furo com navalha de furar: a) navalha de furar, b) bucha de alargar furos para aperto c) e ajustamento d) da navalha de furar

3.4.2.6. ESCAREADORES E REBAIXADORES:

Usados no trabalho de alojamento e rebaixo de furos previamente executados por brocas comuns.

Fig.3.4.2.6.1: escareador (E) e rebaixador (D)

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3.4.2.7. ALARGADORES:

São usados para calibrar furos, deixando-os com o acabamento superficial e as dimensões finais.

Fig.3.4.2.7.1: alargador fixo

Fig.3.4.2.7.2: alargador cônico, usados para alargar superfícies cônicas internas. Esses alargadores

podem ser de desbaste (E) e de acabamento (D).

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3.5. SISTEMA MODULAR:

As paradas de máquina para troca de ferramentas representam tempo ocioso que reflete nos custos de produção. Atualmente, um novo conceito em ferramentas de mandrilamento é utilizado na indústria, em que um sistema modular de ferramental permite reduzir o tempo gasto nas trocas de ferramentas, mantendo a exatidão no trabalho.

O sistema modular possibilita dispor de um conjunto de ferramentas com partes modulares intercambiáveis. O único componente específico de máquina em todo esse arranjo é o adaptador de fuso. Para operar com esse sistema, reúnem-se blocos elementares de dispositivos, como extensões, reduções, diferentes cabeçotes de mandrilar e acessórios.

Fig.3.5.1: Esquema - sistema modular

Adaptadores básicos

Adaptadores intercambiáveis

Barras adaptadoras

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4. CONCLUSÃO

Pode-se concluir com este estudo que a mandriladora é uma máquina muito versátil capaz de realizar operações que caracterizam outras máquina operatrizes e também de iniciar e concluir um serviço do desbaste ao acabamento, sendo possível que em certos casos não se retire a peça da mesa da mandriladora enquanto se trabalha sobre ela.

A mandriladora é muito usada em indústrias de grande porte como a indústria naval, por exemplo, onde a mesa da máquina pode chegar aos 6 metros de comprimentos em não raros casos podendo ser até maior do que isso. Este fato não impede que para produções de peças menores seu uso não seja solicitado, ao contrário a mandriladora é muito explorada para trabalhos em superfícies cilíndricas e quando se deseja trabalhos com furos, sendo estes dos mais variados portes.

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5. BIBLIOGRAFIA

-Site: www.cimm.com.br -Site: www.ufrgs.br/ndsm - Site: www.google.com.br - Site: www.bibvirt.futuro.usp.br/textos/ (TELECURSO 2000) - Portal CAPES - ANSELMO EDUARDO DINIZ, FRANCISCO CARLOS MARCONDES, NIVALDO LEMOS COPPINI - Tecnologia da Usinagem dos Materiais - VICENTE CHIAVERINI – Tecnologia Mecânica - LAWRENCE E. DOYLE - Processos de Fabricação e Materiais para Engenheiros