O que há de tão difícil na perfuração profunda?

Quando uma oficina mecânica de precisão recebe uma RFQ, uma das coisas que eles verificam na impressão são furos profundos. Furos profundos apresentam vários desafios de usinagem. Abordá-los adiciona tempo e custo ao processo de produção, especialmente quando as tolerâncias são apertadas. Esta postagem no blog discute a dificuldade da perfuração profunda e o que uma oficina mecânica deve fazer para ser bem-sucedida.

O que é um buraco profundo?

A definição de um furo profundo é aquele em que a profundidade é mais de 10 vezes o diâmetro. Assim, um furo de ¼” de diâmetro torna-se “profundo” quando excede 2 ½” de profundidade. (Ou quando um furo de 6 mm de diâmetro excede 60 mm.)

Barris de armas e muito mais

A perfuração de furos profundos às vezes é chamada de “perfuração de canhão”. Isso porque um dos primeiros componentes projetados que precisavam de um furo longo, profundo e reto foi o cano da arma. Hoje, muitas peças usinadas dependem de furos profundos para funcionar. Por exemplo:

• Veixos de manivela e árvores de cames, onde os furos perfurados fornecem lubrificação
• Injetores de combustível
• Matrizes de perfuração (usadas na indústria alimentícia e em outros lugares)
• Canais de resfriamento para gás ou líquido
• Instrumentos cirúrgicos
• Corpos de válvulas hidráulicas e peças semelhantes

Os desafios da perfuração profunda

Os quatro principais desafios são:

• Exaustão da ferramenta
• “Caminhando”
• Evacuação de chip
• Resfriando

Runout refere-se à tendência da ponta da broca para orbitar em torno do eixo de rotação. A quantidade de excentricidade cresce à medida que a broca fica mais longa e aumentará o diâmetro do furo.

A “caminhada” ocorre no ponto em que a ponta da broca entra em contato com a peça de trabalho. Se a superfície não for completamente perpendicular, uma força lateral empurrará a broca nessa direção (e uma broca longa e fina pode dobrar levemente). Também pode quebrar a broca. O mesmo pode acontecer se a superfície tiver um acabamento como fundido ou fresado em desbaste.

O material cortado no fundo do furo deve ser removido para dar espaço para o avanço da broca. Em furos profundos, esses cavacos tendem a se enrolar nas ranhuras da broca e se acumulam até o ponto em que roçam nas laterais do furo. Isso aumenta a temperatura e eventualmente fará com que a broca emperre e/ou quebre.

Na maioria das operações de usinagem de precisão, o fluido de corte mantém a interface de corte fria. Em um buraco profundo é muito difícil levar o fluido até o fundo. Como resultado, a temperatura da ponta da broca aumenta a ponto de danificar a peça de trabalho ou até mesmo soldá-la.

Práticas recomendadas para perfuração profunda de precisão

A produção de furos profundos precisos começa com a máquina-ferramenta. Os melhores resultados serão alcançados em uma máquina CNC com um fuso de alta qualidade. Isso reduz a excentricidade e fornece um alto nível de controle sobre o ciclo de perfuração. (Observe que em peças redondas pode ser melhor girar a peça de trabalho e manter a broca parada, ou até mesmo ter ambos os componentes em contra-rotação.)

Em seguida vem o porta-ferramentas e a própria broca. O suporte deve manter a broca no eixo, e a broca deve estar exatamente reta e simétrica em relação ao seu eixo.

Para parar a caminhada da broca, a superfície deve ser preparada. Além de fixar a peça de trabalho para colocar a superfície perpendicular, isso pode incluir a fresagem de uma almofada plana. Começar com uma broca central ou piloto garante que o furo esteja na posição correta, mas adiciona outra troca de ferramenta.

A própria broca deve ser adequada para furação profunda. O principal requisito é um furo central para fornecer fluido de corte à ponta. Isso diminuirá as temperaturas de corte e empurrará os cavacos. Para furos mais longos, uma broca especial para furos profundos terá apenas uma aresta de corte em vez de duas. Isso novamente ajuda na remoção de cavacos.

Onde a entrega de fluido através do furo não é possível, a alternativa é a perfuração “peck”. Isso significa puxar a broca para fora do furo, que puxa os cavacos com ela, e reinserir. Algumas oficinas de máquinas gostam de usar um conjunto de brocas de comprimento progressivamente crescente:isso aumentará o tempo de ciclo.

Um recurso especializado de usinagem de precisão

Furos profundos são inevitáveis ​​em muitas peças de metal projetadas, mas produzi-los é um desafio de usinagem. Uma oficina mecânica de precisão, como as que a Impro opera, terá os recursos de usinagem de precisão CNC para produzir esses recursos com precisão e consistência. Entre em contato conosco para discutir suas necessidades de usinagem.