Escolhendo a Broca Certa para Fabricação de Peças de Precisão

Uma broca é uma ferramenta especial aplicada na perfuração de furos em/através de produtos e materiais. Ela vem em diferentes formas, tamanhos, dimensões, designs, etc. Como resultado, existem diferentes tipos de brocas, cada uma com aplicações únicas.

Devido aos diferentes tipos de brocas e aplicações únicas, escolher a certa pode ser desafiador. Como resultado, este artigo apresentará os diferentes tipos de brocas e suas aplicações na fabricação de peças.

O Que São Brocas?

Uma broca é uma ferramenta de corte acoplada a uma furadeira/máquina de perfuração, caracterizada por um ponto de corte afiado que a torna capaz de fazer furos em materiais ou produtos. É um componente importante usado em perfuração e alargamento.

Componentes de Uma Broca

Cada tipo de broca é único. No entanto, elas têm as mesmas partes com pouca ou nenhuma alteração. Abaixo estão as partes comuns a todos os tipos de brocas usadas na fabricação de peças:

• Corpo: Esta é a parte da broca entre a haste e a ponta.
• Ponta: Esta parte tem formato cônico e é o ponto final da broca encontrado a 180°.
• Haste: Esta é a parte da broca que se encaixa na furadeira.
• Tang: Esta é a parte mais externa da haste que se encaixa no fuso da máquina de perfuração.
• Canais: Estes são sulcos espirais, helicoidais ou retos feitos no corpo da broca. Eles têm uma aresta de corte, transformam cavacos em cachos para fácil remoção e permitem a introdução de refrigerantes.
• Terra: Também chamada de margem, esta é a parte do corpo com os canais.
• Folga do Corpo: Esta é a parte do corpo com diâmetro menor que a broca. Funciona reduzindo o atrito entre a broca e o furo.
• Alma: A parte que separa os dois canais.
• Pescoço: A parte que conecta a haste e o corpo.

Tipos de Brocas

Diferentes tipos de brocas são usados na fabricação de peças e são classificados em duas categorias principais: revestimento e materiais da peça de trabalho. Abaixo está uma introdução aos diferentes tipos de brocas que compõem cada categoria.

Categoria #1: Tipos de Brocas com Revestimento

Revestimentos são materiais aplicados em uma peça para dar-lhe melhor valor funcional ou estético e são uma das principais categorias de brocas. Abaixo estão os tipos de brocas que se enquadram nesta categoria.

1.1 Brocas de Nitrato de Titânio

Brocas revestidas com nitrato de titânio são duras, rápidas, têm vida útil mais longa e são adequadas para perfurar metais duros e macios. Devido às suas propriedades, têm amplas aplicações industriais. No entanto, a única desvantagem é que não são restauráveis quando perdem o fio de corte, a menos que o revestimento seja reaplicado.

1.2 Brocas de Carbonitrato de Titânio

Essas brocas são semelhantes às de nitrato de titânio. Consequentemente, são escorregadias com uma cor azul ou roxa característica. No entanto, têm dureza aprimorada. Como resultado, são majoritariamente aplicáveis na perfuração de materiais duros.

1.3 Brocas de Nitrato de Alumínio e Titânio

Brocas revestidas com nitrato de alumínio e titânio têm alta estabilidade e adequação para perfurar aço inoxidável, aço e outros materiais em altas temperaturas. No entanto, não são adequadas para perfurar alumínio.

1.4 Brocas de Óxido Preto

Óxido preto é um revestimento barato aplicado em aço de alta velocidade. Eles tornam as brocas resistentes ao calor, ferrugem e corrosão, e sem atrito. Devido ao atrito reduzido, a perfuração torna-se mais fácil. Brocas de óxido preto são adequadas para perfurar aço, PVC, acrílico, bordo, nylon, etc., e são consideradas as melhores brocas de uso geral.

1.5 Brocas de Diamante

Brocas revestidas em diamantes têm a maior dureza nesta categoria. Consequentemente, são adequadas para perfurar materiais duros, como metais. Também são altamente precisas e adequadas para materiais como vidro, vidro marinho, etc.

Categoria #2: Tipos de Brocas Adequadas para Diferentes Materiais de Peça de Trabalho

Muitos tipos de brocas são categorizados com base nos materiais em que podem fazer furos. Nesta categoria, temos quatro subcategorias comuns: universal, metal, madeira e outros. Abaixo estão os diferentes tipos de brocas sob cada subcategoria e suas aplicações.

2.1 Brocas para Peças de Trabalho Universais

Brocas que se enquadram nesta subcategoria são adequadas para todos os materiais. Existem quatro brocas universais comuns usadas na fabricação de peças.

- Broca Helicoidal (Twist Drill Bit)

Essas brocas apresentam um eixo cilíndrico e canal helicoidal. Como resultado, são semelhantes a saca-rolhas e podem perfurar rápida e precisamente. O canal helicoidal é uma característica que permite controlar a poeira do furo enquanto trabalham.

Brocas helicoidais são as brocas mais comuns com ampla aplicação industrial, aplicáveis na perfuração de furos em madeira e paredes.

- Broca Degrau (Step Drill Bit)

Uma broca degrau é personalizada e tem formato cônico e um canal corrente que pode ser reto ou angular. O canal garante que os cavacos sejam ejetados durante a perfuração.

Brocas degrau são adequadas para perfurar materiais macios, como alumínio. Além disso, por serem personalizadas, são caras.

- Unibits

São semelhantes às brocas degrau, mas com um canal corrente reto. Seu design as torna aplicáveis no alargamento de furos e, como as brocas degrau, garantem ejeção eficiente de cavacos durante a perfuração. Unibits são amplamente aplicáveis na fabricação de chapas metálicas e perfuração de materiais macios, como compensado.

- Broca Serra Copo (Hole Saw Drill Bit)

Serras copo são brocas com cilindros curtos abertos com dentes de serra na borda. São aplicáveis na perfuração de materiais finos, como madeira e chapa metálica.

2.2 Brocas para Peças de Trabalho Metálicas

Brocas sob esta subcategoria são adequadas para trabalhar em materiais metálicos. As comuns usadas na fabricação de peças incluem:

- Broca de Centragem e Pontuação (Center and Spotting Drill Bit)

Também conhecidas como brocas Slocombe, essas ferramentas são adequadas para fazer furo inicial ou uma indentação cônica na peça de trabalho.

- Broca de Núcleo (Core Drill Bit)

Brocas de núcleo não têm ponta de corte e têm 3 a 4 canais. Portanto, são adequadas para perfurar furos já feitos.

- Broca Ejetora (Ejector Drill Bit)

A broca ejetora tem um design único. É semelhante a um tubo dentro de um tubo e tem uma ponta de broca de carboneto. São adequadas para fazer furos profundos de 19-102 mm de diâmetro.

- Broca Indexável (Indexable Drill Bit)

São brocas caras feitas de carboneto ou cerâmica e são mais proeminentes na furação CNC. São resistentes ao desgaste e têm múltiplos canais de refrigerante para vida útil prolongada. São adequadas para cortar furos cerca de cinco vezes seu diâmetro e são preferidas devido ao seu processo de perfuração rápido.

- Broca de Canal Reto (Straight Fluted Drill Bit)

Esta é semelhante à broca helicoidal. No entanto, têm um canal paralelo. Devido ao canal paralelo, os cavacos não saem durante a perfuração. Consequentemente, há uma limitação na aplicação industrial. No entanto, são adequadas para perfurar materiais macios, como latão, cobre, etc., e são fáceis de usar.

Outras brocas sob esta subcategoria incluem a escareadora, ejetora, de mão esquerda e pá metálica.

2.3 Brocas para Peças de Trabalho de Madeira

Brocas sob esta subcategoria são adequadas para trabalhar em madeiras. As comuns usadas na fabricação de peças incluem:

- Broca de Ponto Brad (Brad Point Drill Bit)

Brocas de ponto Brad têm rolha de borracha que auxilia sua precisão até certa profundidade. Como resultado, são adequadas para perfurar materiais que precisam de um furo altamente preciso e estão disponíveis em diâmetros de 3-16mm. São adequadas para madeira e plásticos macios.

- Broca de Centro (Center Drill Bit)

A broca de centro tem uma ponta cônica e roscada. É uma broca importante para trabalhar com madeira e envolve girá-la para fazer um furo na madeira. São feitas principalmente usando aço macio e são ideais como ferramenta manual.

- Broca Pá de Madeira (Wood Spade Drill Bit)

A broca tem um eixo longo, mas uma cabeça em forma de pá com uma ponta agulhada. Vêm em diâmetros de 6-36 e são adequadas para furação bruta em madeira.

- Broca Espiral (Auger Drill Bit)

Essas brocas fazem furos em madeira forte e seca. Com seu design especial, você não precisa aplicar muita pressão ao perfurar madeira grossa.

Outros tipos de brocas sob esta categoria incluem a gimblet, colher e escareadora de dobradiça.

2.4 Brocas para Outros Materiais

Brocas sob esta subcategoria são adequadas para trabalhar em outros materiais, como pedras, concreto e cerâmica. As comuns usadas na fabricação de peças incluem:

- Broca de Diamante (Diamond Drill Bit)

A broca tem um design adequado para funcionar apenas como combinação de fresa e broca. Tem uma carcaça de aço com diamante incrustado em um segmento metálico. São adequadas para cortar vários materiais, mas em velocidades relativamente baixas.

- Broca para Alvenaria (Masonry Drill Bit)

São comumente usadas para fazer furos em concreto ou pedras. No entanto, você deve substituí-las frequentemente devido à natureza dura dos materiais que perfuram.

- Broca para Vidro (Glass Drill Bit)

Brocas de vidro geram altas temperaturas. Como resultado, têm vida útil curta. No entanto, são aplicáveis no corte de furos em baixa velocidade.

Materiais Usados na Fabricação de Brocas

Existem vários materiais usados na fabricação de diferentes tipos de brocas. Cada broca tem características únicas baseadas nas propriedades mecânicas inerentes do material. Consequentemente, têm aplicações únicas. Abaixo estão os tipos comuns de brocas baseados no material usado.

Aço de Alta Velocidade (High-speed Steel)

O aço de alta velocidade compreende tungstênio, cromo, carbono e vanádio. Consequentemente, essas brocas têm maior dureza, resistência, resistência ao desgaste e ao calor. Têm o apelido de Aço de Alta Velocidade devido à sua capacidade de perfurar em alta velocidade. São adequadas para perfurar metal e madeira dura.

Aço Carbono

Uma broca de aço carbono pode ser de baixo ou alto teor dependendo da quantidade de carbono presente.

Brocas de aço de baixo carbono são adequadas para trabalhar com madeiras macias, plásticos e outros materiais macios porque não mantêm bem o fio.

Brocas de aço de alto carbono têm maior durabilidade devido ao tratamento térmico e processo de têmpera do material. Ao contrário do aço de baixo carbono, são adequadas para perfurar madeira dura, metais e plásticos. No entanto, podem perder o fio de corte quando superaquecidas.

Liga de Aço Cobalto

A liga de aço cobalto contém cerca de 5-8% de cobalto, tornando-as duras, resistentes ao calor e quebradiças. Como resultado, são adequadas para perfurar aço inoxidável e outros materiais duros.

Carboneto de Tungstênio

Essas brocas vêm de carboneto de tungstênio, conhecido por sua extrema dureza. Consequentemente, são caras, mas compatíveis com praticamente todos os materiais. No entanto, devido ao alto custo, são principalmente projetadas para estar nas pontas das brocas.

Diamante Policristalino

O material da broca é feito de partículas de diamante ligadas a uma massa sinterizada de carboneto de tungstênio. Consequentemente, brocas feitas deste material são as mais duras. No entanto, têm amplas aplicações e são adequadas para todos os materiais. No entanto, seu alto custo limita seu uso industrial.

Como Selecionar a Broca Certa?

Devido à miríade de brocas no mercado, selecionar a certa pode ser um desafio. No entanto, você pode usar as dicas abaixo para selecionar a broca em meio aos diferentes tipos de brocas do mercado.

Escolha uma Broca Feita do Material Certo

O material da broca é importante na seleção do tipo certo de broca. Isso ocorre porque cada material tem dureza e características mecânicas únicas. Por exemplo, aço de alta velocidade pode perfurar fibra de vidro, PVC, alumínio e madeira, enquanto brocas de cobalto são muito duras e dissipam calor mais rapidamente.

Considere os Revestimentos da Broca

Revestimentos são importantes porque podem melhorar o valor funcional e estético das brocas. Por exemplo, quando brocas de aço de alta velocidade são revestidas com nitrato de titânio, tornam-se muito duras, aumentando sua adequação para perfurar materiais duros. Portanto, verifique suas propriedades se você está perfurando um material duro e precisa de uma broca revestida.

Materiais da Peça de Trabalho

Peças de trabalho são feitas de metal, madeira, pedra, cerâmica ou outros materiais. Cada um tem suas propriedades, exigindo que você escolha usando a broca certa. Por exemplo, você pode usar brocas universais como a helicoidal e a degrau ou a broca de canal reto para peças de trabalho feitas de materiais metálicos. Outro exemplo é usar brocas espiral e pá para madeiras. Certifique-se de saber o uso pretendido da broca antes de escolhê-las.

Geometria/Especificação das Brocas

Você deve considerar algumas coisas sobre a geometria e dimensão das brocas.

- Alma (Webbing)

A broca certa deve ser grossa o suficiente para evitar quebras durante o processo de perfuração. Portanto, você deve considerar gastar mais dinheiro em geometria para serviço pesado.

- Comprimento

Brocas curtas são mais rígidas e fornecem maior precisão. Se você não tiver escolha a não ser usar uma broca longa, certifique-se de que ela tenha um comprimento de canal curto, ou seja, duas vezes o diâmetro da broca. Brocas longas com comprimento de canal longo terão menor estabilidade e tendência a cortar.

- Ângulo da Ponta da Broca (Drill Point Angle)

Os dois ângulos de ponta de broca comuns são 118° e 135°. Por um lado, brocas com ângulo de ponta de 118° são adequadas para materiais macios, como aço doce e alumínio. Por outro lado, brocas com ângulo de ponta de 135° são adequadas para perfurar materiais duros.

- Ângulo de Hélice / Espiral (Helix Angle/ Spiral Angle)

Existem muitos ângulos de hélice usados na perfuração, sendo os comuns 10-29, 19-40 e 27-45 graus.

• Brocas com ângulo de hélice de 19 a 49° é a geral adequada para uma aplicação principal.
• Brocas com ângulo de hélice de 10 a 29° são adequadas para materiais duros feitos de alumínio e têm melhor evacuação de cavacos, resistência à fratura e resistência de aresta.
• Brocas com ângulo de hélice de 27 a 45° são adequadas para os materiais mais duros, como aço inoxidável, que requer baixo torque e tem resistência ao corte.

Tamanhos de Brocas

Existem diferentes tamanhos padrão de brocas, como Polegada Fracionária, Bitola de Fio e Letra, e tamanho métrico de broca. Use uma tabela de tamanhos de brocas adequada para obter o tamanho e dimensão adequados da broca.

Conclusão

Brocas são uma parte crucial da fabricação de peças, especialmente em produtos que precisam de montagem. Elas vêm de diferentes materiais e têm diferentes formas, tamanhos e outros fatores que levam aos diferentes tipos de brocas usados no processo de usinagem, como fresamento CNC, furação, etc. Para ajudá-lo a selecionar o tipo certo, entre em contato com a WayKen para obter mais informações.

Perguntas Frequentes

Qual broca permanece afiada por mais tempo?

Brocas de titânio são afiadas e permanecem afiadas melhor que outras brocas. No entanto, afiá-las requer novo revestimento, o que é uma grande desvantagem das brocas.

Qual é melhor para material duro, cobalto ou carboneto?

Brocas de carboneto são as mais duras e quebradiças. Consequentemente, são adequadas para materiais duros.

Qual broca é melhor para metal?

Brocas de cobalto são as mais adequadas para metais como aço inoxidável, alumínio, etc. No entanto, considere outros fatores, como tamanho e comprimento, ao escolher.

Qual é a broca mais forte?

Brocas de diamante policristalino (PCD) são as mais fortes. São consideradas as brocas mais duras, tornando-as adequadas para os materiais mais difíceis, como vidro e cerâmica.