EME005 - Tecnologia de Fabricação IV Brochamento 3

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Carla Sabrosa de Almada
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1 UNIFEI EME005 - Tecnologia de Fabricação IV Brochamento 3 Projeto de brochas internas de tração Aula 14 Prof. José Hamilton Chaves Gorgulho Júnior Passo 1 Selecionar o material da brocha, conforme tabela. Passo Escolha da profundidade de corte, ou seja, o avanço por dente (a d e a a ). Material Características σ adm [kgf/mm ] ISO S4 uso geral, para brochamento de aços de baixo e médio carbono (dureza até Rc 34), aços ligados (com dureza até Rc 3), alumínio, latão, magnésio, bronzes de baixa liga, plásticos, cobre 55 a d ISO S5 aços de médio carbono (durezas de Rc 35 até 4), aços ligados (dureza Rc 33 a 38) e ferros fundidos ligados. 65 ISO S6 aços de médio carbono (dureza Rc 35 a 4), aços forjados, aços inoxidáveis, aços fundidos, ferro fundido maleável. 70 ISO S11 para ligas de altas temperaturas, aços inoxidáveis, titânio, bronze encruável, ferro silício e bronze silício. 80

2 Passo Escolha da profundidade de corte, ou seja, o avanço por dente (a d e a a ). Material a d = desbaste [mm] a a = acabamento [mm] Aço duro ( 900 N/mm ) 0,03-0,05 0,01 Aço doce ( 800 N/mm ) 0,03-0,08 0,01 Aço fundido 0,06-0,10 0,01 Ferro Fundido maleável 0,06-0,1 0,01 Ferro Fundido macio (cinza) 0,15-0,5 0,01 Ferro Fundido duro (cinza) 0,07-0,1 0,01 Latão 0,10-0,30 0,01 Bronze 0,10-0,30 0,01 Zinco 0,10-0,5 0,0 Alumínio e suas ligas 0,10-0,0 0,0 Magnésio 0,0-0,40 0,0 Passo 3 Determinação do escalonamento dos dentes. Influenciará no valor máximo de b, e conseqüentemente, no cálculo da força máxima. Passo 3 Determinação do escalonamento dos dentes. Passo 3 Determinação do escalonamento dos dentes.

3 Passo 4 Calcular o passo dos dentes (p) p Passo 4 Calcular o passo dos dentes (p) de desbaste e acabamento (esse valor será verificado posteriormente). Depende do comprimento a brochar (L). Em uma primeira aproximação pode-se utilizar a relação: p = ( 17. a 1.8) L Passo 5 Calcular o altura dos dentes (h) h Passo 5 Determinar a altura dos dentes: h =(0.3 a 0.5)*p Os valores mais indicados são: h=0,30*p para aços duros ( 600 N/mm). h=0,40*p para aços doces ( 600 N/mm). h=0,45*p para ferro fundido cinzento, bronze, latão. h=0,50*p para alumínio. Caso o valor do passo seja alterado (em uma das quatro verificações seguintes), o valor da altura deve ser novamente calculado.

4 Passo 6 Verificação do passo através do número de dentes em corte simultâneo (n). Devem atuar no mínimo dentes, caso contrário deve-se brochar duas ou mais peças juntas. Limita-se o número de dentes em corte simultâneo a 6 (aplicação normal de fluido de corte) ou 8 (brochas de imersão). Utiliza-se a relação n=l/p (arredondar sempre para cima). Caso n seja maior que 6 (ou 8), recalcula-se o passo usando esta mesma relação (p=l/n). Passo 7 Verificação do passo através da capacidade da bolsa de cavacos: p min = 3* L * a * x onde x é o fator de ampliação do volume ocupado pelo cavaco que está na tabela. Se pmin>p então deve-se adotar p=pmin. Brochamento Interno d Brochamento Externo Materiais Desbaste Acabamento Desbaste Acabamento Frágeis Dúteis Passo 8 Verificação do passo através da resistência da brocha, que deve suportar o esforço de tração. p min [mm] = A[mm ] A n A = maior área a ser removida [mm ] L = comprimento a brochar [mm] *L[mm]*r [kgf/mm ] e [mm ] *σ [kgf/mm adm ] r e = resistência específica de corte [kg/mm ]. Ver tabela 3.4. A n = área do núcleo da brocha [mm ]. An = (π*dn )/4. σ adm = tensão admissível de tração [kg/mm ]. Passo 8 Material r e [kgf/mm ] Aço (90 a 115 kg/mm ) 500 Aço (70 a 90 kg/mm ) 400 Aço (50 a 70 kg/mm ) 315 Aço (até 50 kg/mm ) 50 Aço doce 00 Ferro Fundido Ferro Fundido maleável 150 Bronze duro 15 Bronze macio 100 Latão 80 Alumínio duro 63

5 Passo 9 Verificação do passo através do esforço da brochadeira. pmin [mm] = A[mm A = maior área a ser removida [mm ] L = comprimento a brochar [mm] r e = resistência específica de corte [kgf/mm ]. F t = força total de tração da brochadeira [kgf] ] * L[mm] * re[kgf /mm F [kgf] * 0.7 t ] Passo 10 Cálculo do passo dos dentes de calibração (pc). Toma-se este passo como 70% do passo dos dentes de desbaste e acabamento. Ou seja: pc = 0.7*p Passo 11 Cálculo do raio de concordância (r). Recomenda-se r=(0,4 a 0,6)*h, sendo valores menores para materiais que produzem cavacos quebradiços Passo 11 Calculo do raio de concordância (r) Passo 1 Calculo do flanco dos dentes (f) c

6 Passo 1 Cálculo da largura do flanco do dente (c). Também é chamada de plataforma do dente ou superfície de folga. Recomenda-se: c = (0,5 a 0,30)*p Passo 13 Cálculo da plataforma reta (f - reserva de afiação) Recomenda-se f = 0,5*k mm, onde k é o número de reafiações previstas. É recomendável f 1,5 mm para não aumentar demasiadamente a força de atrito (o que significa um máximo de 6 reafiações). Passo 13 Calculo da plataforma reta (f) c f γ Passo 14 Ângulo de saída (γ) Passo 14 Escolher o ângulo de saída (γ). Material Interno Externo Aço duro 10 a 1 8 a 1 Aço de média resistência 14 a a 0 Aço fundido Ferro Fundido maleável 7 7 Ferro Fundido cinza macio 10 8 Ferro Fundido cinza duro 5 a 7 6 Latão duro 5 0 a 5 Latão macio 10 1 Zinco fundido sob pressão 1 1 Bronze fundido 8 0 a 8 Alumínio fundido sob pressão 0 0 Alumínio de laminação (com Cu) Alumínio de fundição (com Si) 1 15 Magnésio fundido sob pressão 0 0

7 Passo 15 Ângulo de folga (α) Passo 15 Escolher o ângulo de incidência (α). α Material Dentes de Desbaste Dentes de Acabamento Aços 1,5 a 3 0,5 a 1 Ferro Fundido a 4 0,5 a 1 Latão e Bronze 1 a 0,5 a 0,5 Alumínio a 3 1 a Passo 16 Definição da velocidade de corte. Material v c [m/min] Aços de boa usinabilidade 6-10 Aços de 700 a 800 N/mm 3-6 Aços muito duros ( 900 N/mm ) 1-3 Ferro Fundido maleável 5-9 Ferro Fundido cinzento 6-9 Latão e Bronze 8-1 Ligas de Alumínio Passo 17 Cálculo da força e potência máximas (aproximadas) no brochamento. Utiliza-se para o cálculo da força a relação: F= A *re *n [kgf] e para a potência: P = (F * Vc)/(60 * 75) [CV]

8 Passo 18 Seleção do fluido de corte. Material Aço de alta resistência Aços de pequena e média resistência Ferro Fundido cinza e ligas de Magnésio Aço fundido e Ferro Fundido maleável Latão Ligas de Alumínio Fluido de corte Óleo graxo, óleo sulfurados-graxos ou óleos sulfoclorados-graxos Emulsões Seco Emulsões Óleo de corte graxo / Emulsões Óleos de baixa viscosidade / Emulsões Passo 19 Cálculo das espessuras de desbaste (Ed) e de acabamento (Ea) a serem removidas. Faz-se com que os dentes de desbaste retirem de 80% a 90% da espessura total a ser removida (E), sendo que quanto maior a remoção no desbaste, menor o comprimento total da brocha. Desta forma tem-se: Ed = (0,8 a 0,9)*E E Ea = E - Ed Estes valores são tomados no raio. Passo 0 Cálculo do número de dentes. Deve-se determinar o número de dentes de desbaste (Zd), de acabamento (Za) e de calibração (Zc). Tem-se: Zd = Ed / a d Za = Ea / a a Zc = (3 a 6) dentes Passo 1 Cálculo do comprimento da brocha (Lb). Se o comprimento for maior que o curso disponível, deve-se dividir a ferramenta em mais de uma agulha. É a soma dos comprimentos da guia posterior (Lgp), comprimento da dentadura (Lz), comprimento da guia anterior (Lga) e comprimento da haste (Lh). Tem-se: Lb = Lgp + Lz +Lga + Lh

Passo 1 Lb = Lgp + Lz +Lga + Lh Onde: Lgp = (0,5 a 0,7)*L, mas não menor que 10 mm; Lz = Zd * p + Za * p + Zc * pc; Lga L Lh = ver tabela Passo 1 Haste de olhal para brochas de corpo cilíndrico T Q

1 à 65 16 31.5 50 110 4 V/ Passo 0 e 1 Exercício 08 Calcule o comprimento da brocha para gerar a forma da peça 30 mm, material aço 100 kgf/mm (re=500 kgf/mm ). Avanços selecionados: 0.

9 Passo 1 Lb = Lgp + Lz +Lga + Lh Onde: Lgp = (0,5 a 0,7)*L, mas não menor que 10 mm; Lz = Zd * p + Za * p + Zc * pc; Lga L Lh = ver tabela Passo 1 Haste de olhal para brochas de corpo cilíndrico T Q R S V Chanfrado Até à à à à à à à à V/ Passo 0 e 1 Exercício 08 Calcule o comprimento da brocha para gerar a forma da peça 30 mm, material aço 100 kgf/mm (re=500 kgf/mm ). Avanços selecionados: 0.1 mm e 0,01 mm. Passos calculados: 15 mm e 10 mm. Zc= 5 dentes. Lh= 110 mm. 7 Ed = (0,9)*E Ea = E - Ed Zd = Ed / ad Za = Ea / aa Lgp = 0,5 *L Lz = Zd * p + Za * p + Zc * pc Lga = L Lb=Lgp+Lz+Lga+Lh

10 Ed = 1.8 mm Ea = 0. mm Zd = 18 dentes Za = 0 dentes Lgp = 15 mm Lga = 30 mm Lh = 110 mm Lz = 60 mm Lb = 775 mm Exercício 08 Calcule o comprimento da brocha para gerar a forma da peça 30 mm, material aço 100 kgf/mm (re=500 kgf/mm ). Avanços selecionados: 0.1 mm e 0,01 mm. Passos calculados: 15 mm e 10 mm. Zc= 5 dentes. Lh= 110 mm. Exercício 08b Supondo que uma brochadeira tenha o curso de apenas 500 mm, como pode-se dividir a brocha do exercício anterior em agulhas? Agulha 1: todos os dentes de desbaste e 4 dentes de acabamento (18*15)+(4*15)= 485 mm Agulha : 16 dentes de acabamento e todos os dentes de calibração (16*15)+(5*10)= 445 mm Obs: há outras combinações possíveis Exercício 09 Calcule o comprimento da brocha para usinar a forma da peça 3 mm, material de re= 5 kgf/mm. Avanços selecionados: 0,13 mm e 0,0 mm. Passos calculados: 14 mm e 9.5 mm. Zc= 5 dentes e Lh= 110 mm. Exercício 09 Calcule o comprimento da brocha para usinar a forma da peça 3 mm, material de re= 5 kgf/mm. Avanços selecionados: 0,13 mm e 0,0 mm. Passos calculados: 14 mm e 9.5 mm. Zc= 5 dentes e Lh= 110 mm. Ed = 4.5 mm Ea = 0.5 mm Zd = 35 dentes Za = 5 dentes Lgp = 16 mm Lga = 3 mm Lh = 110 mm Lz = 887,5 mm Lb = 1045,5 mm

11 Exercício 10 Calcule o comprimento da brocha para usinar a forma da peça 30 mm, material de re= 50 kgf/mm. Avanços selecionados: 0,1 mm e 0,0 mm. Passos calculados: 13 mm e 9 mm. Zc= 5 dentes e Lh= 110 mm. Exercício 10 Calcule o comprimento da brocha para usinar a forma da peça 30 mm, material de re= 50 kgf/mm. Avanços selecionados: 0,1 mm e 0,0 mm. Passos calculados: 13 mm e 9 mm. Zc= 5 dentes e Lh= 110 mm. Ed = 4.5 mm Ea = 0.5 mm Zd = 38 dentes Za = 5 dentes Lgp = 15 mm Lga = 30 mm Lh = 110 mm Lz = 864 mm Lb = 1019 mm UNIFEI

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