UNIVERSIDADE ANHANGUERA DE SANTO ANDR / SP
ENGENHARIA MECNICA
Daniel Barbosa da Silva Ra. 0909344631Renato Ra.
0000000000Robson Ra. 0000000000
ATPS DE MECNICA APLICADA
SANTO ANDR2013
Daniel Barbosa da Silva Ra. 0909344631Renato Ra.
0000000000Robson Ra. 0000000000
PROJETO DE FURADEIRA
ATPS da B2 para o curso de Engenharia Mecnica, da Faculdade
Anhanguera Educacional.
Orientador: Daniel
SANTO ANDR2013SUMRIO
1Introduo12Objetivo13Memorial de Clculo, Diagramas e
Tabelas24Concluso35Bibliografia3
22
1 Introduo
O processo mecnico de furao um dos mais simples e usuais
encontrados na indstria. Aplicveis a diversos tipos de materiais,
as furadeiras podem ser utilizadas tanto para a produo seriada como
para a execuo de operaes especficas em ambientes como,
ferramentarias, manuteno, pequenas empresas e oficinas diversas.
Independente da opo escolhida, trata-se de um equipamento com
extensa gama de aplicao.As furadeiras so usualmente mquinas de
desbaste, onde as peas permanecem fixas enquanto a broca
rotacionada e possui um sistema de avano promovido manualmente por
um operador ou por meio de mecanismos automticos.Dentre as variaes
encontradas na indstria, usual identificarmos as chamadas
furadeiras de coluna e as furadeiras de bancada, sendo a principal
diferena relacionada ao porte desses equipamentos. As furadeiras de
coluna so mquinas operatrizes maiores, dedicadas normalmente a
servios pesados e produo seriada, enquanto as furadeiras de bancada
so equipamentos de menor capacidade dedicados a operaes mais
simples em postos de trabalho normalmente manuais.Este projeto
apresentar a proposta para a mecnica aplicada de uma furadeira de
bancada de 6 velocidades.
2 Introduo terica
O processo mecnico de furao um dos mais simples e usuais
encontrados na indstria aplicado em diversos tipos de materiais,
este processo feito atravs de mquinas conhecidas como
Furadeiras.Abaixo segue uma breve introduo sobre as Furadeiras e as
ferramentas utilizadas no processo de furao.
2.1 Furadeiras;
As furadeiras so mquinas de desbaste que tm como funo principal
a execuo de furos. Para que isso ocorra o motor da furadeira aplica
uma alta velocidade de rotao a uma rvore que gira com velocidades
determinadas, nesta arvore se fixam as ferramentas, conhecidas como
brocas, estas so responsveis pela remoo do material desejado, as
furadeiras podem tambm conter uma mesa onde se fixam ou se
movimentam as peas a serem furadas. O avano da ferramenta difere do
tipo de furadeira utilizada, esse avano pode ser realizado
manualmente ou mecanicamente. Suas partes principais diferem
conforme sua estrutura, conforme mostrado mais abaixo.As furadeiras
podem ser utilizadas para a produo seriada ou para operaes
especficas nas reas de ferramentaria e manuteno de grandes ou
pequenas empresas ou em oficinas diversas. Para as diferentes
condies de perfurao requeridas, foram criados diferentes modelos de
furadeiras:
2.1.1 Furadeira Porttil;
A fora de avano vem do operador que fora a furadeira contra o
material, enquanto a rotao vem de um motor da prpria furadeira. As
furadeiras caseiras classificam-se como portteis. utilizada
comumente em peas j montadas onde a posio do local a ser perfurado
impede a utilizao de furadeiras mais precisas.
2.1.2 Furadeira Sensitiva;
Utilizada para pequenas perfuraes. O avano do mandril se d por
meio de uma alavanca que o operador faz avanar aos poucos, assim
sentindo o avano da broca dentro do material. Por isso leva o nome
de sensitiva.
2.1.3 Furadeira de Coluna;
As furadeiras de coluna se caracterizam por apresentarem uma
coluna de unio entre a base e o cabeote. Esse arranjo possibilita a
furao de elementos com as formas mais diversificadas, singularmente
e em srie.
2.1.4 Furadeira de Bancada;
So mquinas de pequenas dimenses onde o avano da broca feito
manualmente. O seu motor tem capacidade geralmente em torno de 0,5
CV.
2.1.5 Furadeira Radial;
teis para trabalhos em peas que tm que passar por uma srie de
operaes, como furar, contrapuncionar, mandrilar, alargar furos e
rebaixar cnica e cilindricamente. O sistema de cabeote mvel elimina
a necessidade de reposicionamento da pea quando se deseja executar
vrios furos. Pode-se levar o cabeote a qualquer ponto da bancada,
diminuindo o tempo de produo. Recomendada para peas de grandes
dimenses, a serem furadas em pontos afastados da periferia.
2.1.6 Furadeira Mltipla de Cabeote nico;
Originaram-se da aplicao de cabeotes de vrios mandris a
furadeiras de coluna. So mais teis em peas a serem produzidas em
srie com necessidade de furao de muitos pontos em um ou vrios
planos.
2.1.7 Furadeira Mltipla de Mltiplos Cabeotes;
Nessas furadeiras mais de um cabeote atacam a pea a ser
perfurada, eliminando a necessidade de reposicionar e virar a pea a
cada vez que o plano de perfurao for alterado. So utilizadas para
economizar tempo, uma vez que o tempo total de perfurao fica
condicionado ao furo mais profundo.
2.1.8 Furadeira de Comando Numrico;
Operam de acordo com um programa, possibilitando maior preciso e
velocidade.
2.1.9 Furadeira de Arvores Mltiplas;
teis para trabalhos em peas que tm que passar por uma srie de
operaes, como furar, contrapuncionar, mandrilar, alargar furos,
rebaixar cnica e cilindricamente.
2.2 Brocas;
A broca uma ferramenta de corte geralmente de forma cilndrica,
construdas conforme a norma NBR 6176 so fabricadas com ao rpido, ao
carbono, ou com ao carbono com ponta de metal duro soldada ou
fixada mecanicamente, destinada execuo de furos cilndricos.A broca
do tipo helicoidal de ao rpido a mais usada em mecnica.Para fins de
fixao e afiao, a broca dividida em trs partes: haste, corpo e
ponta.A haste a parte que fica presa mquina. Ela pode ser cilndrica
ou cnica, dependendo de seu dimetro.O corpo a parte que serve de
guia e corresponde ao comprimento til da ferramenta. Quando se
trata de broca helicoidal, o corpo tem dois canais em forma de
hlice espiralada. No caso de broca canho, ele formado por uma
aresta plana.A ponta a extremidade cortante que recebe a afiao e
forma um ngulo que varia de acordo com o material a ser furado.
2.2.1 Caractersticas das brocas;
A broca caracterizada pelas dimenses, pelo material com o qual
fabricada e pelos seguintes ngulos:a) ngulo de hlice 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, ngulo mais fechado; para
material mais macio, ngulo mais aberto. formado pelo eixo de
simetria da broca e a linha de inclinao da hlice. Conforme o ngulo
a broca classificada em N, H, W.Prtica Profissional: Mecnica
Ao-rpido.
Largamente empregado na fabricao de brocas (fcil reprocessamento
e bons requisitos tcnicos).As ferramentas so temperadas, sofrem
tratamento superficial (nitretao) e frequentemente so
revestidas.Ferramentas no integrais.
As brocas so construdas conforme a norma NBR 6176. As
nomenclaturas de suas partes e componentes correspondentes em
termos usuais em mecnica esto apresentados a seguir:
Broca helicoidal com haste cilndrica
Broca helicoidal com haste cnica = ngulo de ponta = ngulo da
aresta transversalPrtica Profissional: MecnicaPara fins de fixao e
afiao, a broca dividida em trs partes: haste, corpo e ponta.A haste
a parte que fica presa mquina. Ela pode ser cilndrica ou cnica,
dependendo de seu dimetro.O corpo a parte que serve de guia e
corresponde ao comprimento til da ferramenta. Quando se trata de
broca helicoidal, o corpo tem dois canais em forma de hlice
espiralada.A ponta a extremidade cortante que recebe a afiao. Forma
um ngulo de ponta () que varia de acordo com o material a ser
furado.
ngulo de broca corresponde ao ngulo formado pelas arestas
cortantes da broca. Tambm determinado pela resistncia do material a
ser furado. muito importante que as arestas cortantes tenham o
mesmo comprimento e formem ngulos iguais em relao ao eixo da broca
(A = A').Quando uma broca comum no proporciona um rendimento
satisfatrio em um trabalho especfico e a quantidade de furos no
justifica a compra de uma broca especial, pode se fazer algumas
modificaes nas brocas do tipo N e obter os mesmos
resultados.Pode-se, por exemplo, modificar o ngulo da ponta,
tornando-o mais obtuso. Isso proporciona bons resultados na furao
de materiais duros, como aos de alto carbono.Alm da broca
helicoidal existem outros tipos de brocas para usinagens especiais,
por exemplo:
Broca de centrar usada para abrir um furo inicial que servir
como guia no local do furo que ser feito pela broca helicoidal. Alm
de furar, esta broca produz simultaneamente chanfros ou raios. Ela
permite a execuo de furos de centro nas peas que vo ser torneadas,
fresadas ou retificadas. Esses furos permitem que a pea seja fixada
por dispositivos entre pontas e tenha movimento giratrio. Broca
escalonada simples e mltipla serve para executar furos e rebaixos
em uma nica operao. empregada em grande produo industrial. Broca
canho tem uma nica aresta cortante. indicada para trabalhos
especiais como furos profundos, garantindo sua retitude, onde no h
possibilidade de usar brocas helicoidais. Broca com pastilha de
metal duro para metais - utilizada na furao de aos com resistncia
trao de 750 a 1400 N/mm2 e aos fundidos com resistncia de 700 N/mm2
empregada tambm na furao de peas fundidas de ferro, alumnio e lato.
Broca com furo para fluido de corte usada em produo contnua e em
alta velocidade, principalmente em furos profundos. O fluido de
corte injetado sob alta presso. No caso de ferro fundido, a
refrigerao feita por meio de injeo de ar comprimido que tambm ajuda
a expelir os cavacos.
Na indstria mecnica, as fresadoras, os tornos, as furadeiras, as
retificadoras e as plainas so mquinas operatrizes que produzem peas
por meio de corte do metal, esse processo se chama usinagem.Para
que a usinagem seja realizada com mquina de movimento circular, so
necessrio calcular a rpm da pea ou da ferramenta que est realizando
o trabalho.
Sugesto de rotaes e refrigerante a utilizar.O nmero ideal de
rotaes por minuto a utilizar, define se como a velocidade mdia de
corte. No entanto, a geometria da broca e a capacidade de avano da
broca tambm tm influncia decisiva na determinao do nmero ptimo de
rotaes. Por estes motivos, a tabela que se segue meramente
indicativa, apesar disso, constitui uma grande ajuda, pois foi
elaborada com base na experincia de muitos utilizadores.
Calculando a RPM a partir da velocidade de corte.
Para que uma ferramenta corte um material necessrio que um se
movimente em relao ao outro a uma velocidade adequada.Para calcular
a rpm, seja da pea no torno, seja da fresa ou da broca, usamos um
dado chamado velocidade de corte.Velocidade de corte o espao que a
ferramenta percorre, cortando um material, dentro de um determinado
tempo.A velocidade de corte depende de uma srie de fatores, como:
Tipo de material da ferramenta; Tipo do material a ser usado; Tipo
de operao a ser realizada; Condies da refrigerao; Condies da mquina
etc.
Embora exista uma frmula que expressa a velocidade de corte, ela
fornecida por tabelas que compatibilizam o tipo de operao com o
tipo de material da ferramenta e o tipo de material a ser usinado.
Dica tecnolgica.As ferramentas de corte so classificadas em grupos.
Para encontrar a velocidade de corte adequada para determinado
material com o qual a ferramenta fabricada, existe um coeficiente
para cada tipo de ferramenta.
As ferramentas de ao rpido tm o coeficiente 1, os valores da
tabela so para esse coeficiente.Se a ferramenta for de metal duro,
o valor da tabela deve ser multiplicado pelo coeficiente 3.
Clculo de rpm em funo da velocidade de corte
Para o clculo da rpm em funo da velocidade de corte, voc tambm
usa uma frmula:n = vc1000 dEm que n o nmero de rpm; vc a velocidade
do corte; d o dimetro do material e 3,14 (constante).
Dica.Como o dimetro das peas dado em milmetros e a velocidade de
corte dada em metros por minuto, necessrio transformar a unidade de
medida dada em metros para milmetros. Da a utilizao do fator 1.000
na frmula de clculo da rpm.
Dica tecnolgicaPara realizar as operaes de fresagem ou furao, a
frmula para o clculo da rpm a mesma, devendo-se considerar o
dimetro da fresa ou da broca, dependendo da operao a ser
executada.
3 Objetivo
O objetivo deste trabalho apresentar um projeto de furadeira
destinado a fazer furos em uma chapa de 10mm de material ao ABNT
1010-1020 conforme imagem abaixo:
5mm8,5mm14,1mm10mm AO ABNT 1010-1020
1 - Objeto: Placa Metlica com espessura de 10mm X 100 mm de
largura X 200 mm de comprimento2 - Usinagem a ser executada: Furos
de 5mm a 3/4.3 - Localizao dos Furos: Pos. 01 5mm; pos. 02 1/4;
pos. 03 8,5mm; pos. 04 1/2; pos. 05 14,1mm; pos. 06 3/4; conforme
anotado no desenho abaixo;4 Preparao do Material:4.1
Esquadrejamento do Material:Nesta fase, pegaremos uma placa de de
espessura X 105mm de largura X 155mm de comprimento e realizaremos
um desbaste no material, esquadrejando o mesmo, deixando a placa
com suas dimenses uniformes e finais de 10mm de espessura X 100mm
de largura X 150mm de comprimento, pronta para o passo seguinte.4.2
Traagem e Puncionamento do Material:Agora pegamos a Placa e traamos
as linhas dos centros dos furos, conforme indicado no desenho
acima, nestes centros faremos os puncionamentos, marcando onde as
brocas sero apontadas para o inicio da perfurao.4.3 Perfurao da
Placa:Aps a fixao da Placa na mesa da Furadeira de Bancada,
comearemos a perfurao da Placa.Este um processo que ser dividido
nas seguintes etapas: realizao dos furos de guia, realizao dos
furos de desbaste e finalmente os furos de acabamento, observando
que sempre deve ser utilizado o lubrificante adequado (fluido de
corte) para a refrigerao das brocas, este tem a finalidade de
preservar o fio de corte da ferramenta.Foram definidas as seguintes
brocas para o processo de furao: Brocas Helicoidais de Ao Rpido com
dimetros de 4mm; 5mm; 1/4; 8,5mm; 1/2"; 14,1mm e 3/4.Comearemos
ento com a perfurao da Placa.Com a broca de 4mm realizaremos nas
posies 01 a 06 os furos de guia;Com a broca de 5mm realizaremos na
posio 01 o furo de acabamento e na posio 02 um furo de desbaste de
material;Com a broca de 1/4 realizaremos na posio 02 o furo de
acabamento e na posio 03 um furo de desbaste de material;Com a
broca de 8,5 realizaremos na posio 03 o furo de acabamento e nas
posies 4, 5 e 6 um furo de desbaste de material;Com a broca de 1/2
realizaremos na posio 4 o furo de acabamento;Com a broca de 14,1
realizaremos na posio 5 o furo de acabamento e na posio 6 um furo
de desbaste de material;Com a broca de 3/4 realizaremos na posio 6
o furo de acabamento.
Memorial de Clculos:
Para a perfurao de Ao SAE 1020 a velocidade de corte entre 26 e
28 m/min, conforme catlogo do fabricante de brocas IRWIN.
Para determinarmos as Rotaes necessrias para a realizao de cada
furo aplicamos a seguinte formula:RPM= (VC x 1000)/(Diametro da
Broca x )Determinao dos furos:FUROS
mmPOL
5 1/5
6,4 1/4
8,5 1/3
13 1/2
14 5/9
19 3/4
Portanto teremos para as Rotaes mnimas:
E para as rotaes mximas:
NORMALIZAO DAS ROTAES
TABELA PARA COMPARAO DAS ROTAES NA
R20:R20MXIMOMNIMOSEQUENCIARESULTADO
1
1,12
1,25
1,41,401,305OK
1,6
1,81,781,666ACIMA
2
2,24
2,5
2,8
3,15
4
4,54,684,341OK
5
5,6
6,36,325,872OK
7,17,026,523ACIMA
8
9
1010,499,744OK
TABELA PARA COMPARAO DAS ROTAES NA
R40:R40MXIMOMNIMOSEQUENCIARESULTADO
1
1,06
1,12
1,18
1,25
1,321,401,305OK
1,4
1,5
1,6
1,71,781,666OK
1,8
2
2,12
2,24
2,35
2,5
2,65
2,8
3
3,15
3,35
3,55
3,75
4
4,25
4,54,684,341OK
4,75
5
5,3
5,6
66,325,872OK
6,3
6,77,026,523OK
7,1
7,5
8
8,5
9
9,5
1010,499,744OK
Concluso
Definimos utilizar as rotaes normalizadas da R40.
Portanto as rotaes normalizadas para esta furadeira :
FUROS
mmPOLRPM MINRPM MAXRPM OK
15 1/5434,43869467,857051450
26,4 1/4586,9544632,104739600
38,5 1/3651,658035701,785576670
413 1/2973,653771048,550211000
514 5/91303,316071403,571151320
619 3/41655,211411782,535361700
Clculo de Avano:
fn=Vf
n
Vf=60mm/min
1fn=60mm/min=0,13333333HZ
450rpm
2fn=60mm/min=0,1HZ
600rpm
3fn=60mm/min=0,08955224HZ
670rpm
4fn=60mm/min=0,06HZ
1000rpm
5fn=60mm/min=0,04545455HZ
1320rpm
6fn=60mm/min=0,03529412HZ
1700rpm
Clculo da Potncia Mnima
P=1,25.D^2.K.n.(0,056+1,5*fn)
100000
D=5mmK=1,9n=450RPM
fn=0,13333333mmKWP/HP=1,35962162
P=1,25.25.1,9.450(0,056+1,5*0,1333
100000
P=0,0684Kw=0,09299812cv
Clculo da Potncia Mxima
D=19,05mmK=1,9n=1700RPM
fn=0,03529412mmKWP/HP=1,35962162
P=1,25.362,9.1,9.1700(0,056+1,5*0,0353
100000
P=1,59622665Kw=2,17026425cv
Clculo de Rendimentos
REFERNCIAS BLIBLIOGRFICAS
Aos Inoxidveis: Fonte disponvel em:
http://www.duonutri.com.br/fique.php?cod=70 site acessado em 26 de
abril de 2013.
Tipos de panelas: Fonte disponvel em:
http://www.duonutri.com.br/fique.php?cod=70 site acessado em 26 de
abril 2013.
Processo de Fabricao: Fonte disponvel em:FRANCO, Egberto, LINO,
Jorge da Costa, KAMEI, Koyo et al. Estampagem dos Aos. So Paulo:
Associao Brasileira de MetaisPROVENZA, Francesco. Estampos I, II e
III. So Paulo: Pro -Tec, 1996.SCHULER, Louis. Metal Forming
Handbook. 4. ed. Stuttgart: Ernst Klett, YOSHIDA, Amrico.
Ferramenteiro (Corte-Dobra-Repuxo). So Paulo: Oren.BRITO, Osmar de.
Estampos de Corte. So Paulo: Hemus.
Controle de estoque: Fonte disponvel
em:nishizawa.com.brarquivos.unama.brwww.slideshare.net/guestcfd79b/adm-controle-de-estoqueAcessados
em 06/09/2013
