Dominando a Furadeira de Coluna: Segurança, Técnicas e Rosqueamento

Objetivo

Após concluir esta unidade, você deverá ser capaz de:

• Identificar a furadeira de coluna.
• Compreender as regras de segurança.
• Descrever as ferramentas a serem utilizadas.
• Descrever o processo de alargamento (reaming).
• Descrever o procedimento de furação.
• Descrever os procedimentos de rosqueamento com avanço automático e manual.
• Descrever os procedimentos de retificação da roda (dressing).

Descrição

Máquinas de furação, ou furadeiras de coluna, são utilizadas principalmente para furar ou alargar furos cilíndricos em peças. A operação principal é a furação, mas outras operações incluem: alargamento (reaming), escareamento (countersinking), escariamento (counterboring) e rosqueamento (tapping).

O modelo de furadeira de coluna do tipo piso, utilizado na oficina escolar, é muito comum em oficinas domésticas e industriais. Este estilo é composto por quatro conjuntos principais: cabeçote, mesa, coluna e base.

• Cabeçote: Contém o motor e o mecanismo de velocidade variável que aciona o fuso. O fuso é alojado na luva (quill), que pode ser movida para cima ou para baixo por avanço manual ou automático.
• Mesa: Montada na coluna, serve para apoiar a peça. Pode ser elevada ou baixada conforme a necessidade.
• Coluna: É a espinha dorsal da máquina; o cabeçote e a base são fixados a ela e serve de guia para a mesa.
• Base: Em ferro fundido, é o elemento de suporte de toda a estrutura.

Segurança

1. Conheça a localização dos interruptores de liga/desliga.
2. A mesa deve estar livre de ferramentas e materiais soltos.
3. Certifique-se de que todas as brocas estão afiadas e os mandris em boas condições. Não utilize brocas cegas, tangs danificados ou soquetes defeituosos.
4. Nunca remova cavacos da mesa com as mãos. Use escovas ou ferramentas adequadas.
5. Nunca realize manutenção sem desligar o cabo de força da tomada.
6. Nunca insira a chave do mandri no mandril antes que a máquina esteja completamente parada.
7. Correias e polias devem estar protegidas. Se estiverem desgastadas, reporte ao instrutor imediatamente.
8. Todas as peças devem ser fixadas com morsa ou grampo antes de iniciar a usinagem.
9. Se a peça se mover na morsa/grampo:
   • Não tente segurá-la com a mão.
   • Não tente apertar a morsa com a máquina ligada.
   • Desligue a energia e aguarde a parada total antes de reapertar.
10. Use a velocidade e o tipo de broca adequados ao material.
11. Ao montar a broca, insira-a até o fundo e centralizada no mandril.
12. Elimine a possibilidade de a broca atingir a mesa usando um bloco de folga e ajustando o curso de avanço.
13. Alimente a broca lentamente. Se o furo for profundo, retire a broca frequentemente para remover cavacos.
14. Antes de deixar a máquina, desligue a energia e aguarde a parada completa.
15. Qualquer condição insegura ou movimento anormal deve ser reportado ao instrutor imediatamente.
16. Mantenha a furadeira limpa e organizada.

Procedimentos de Furação

A operação bem-sucedida requer familiaridade com a máquina. Boas práticas ao furar:

1. Localize o furo traçando duas linhas cruzadas. Use um punção de centro para fazer uma marca que guie a broca no início.
2. Selecione a broca adequada ao diâmetro necessário.
3. Selecione uma broca de centrar (center drill) de tamanho apropriado.
4. Escolha um fluido de corte.
5. Fixe a peça corretamente na mesa.
6. Selecione o RPM correto considerando: diâmetro da broca, material e profundidade do furo.
7. Use avanço intermitente (peck drilling) para quebrar os cavacos.
8. Furos piloto devem ser usados para diâmetros maiores que 3/8". Alargue em incrementos máximos de 1/4".
9. Limpe a máquina e a área ao redor ao terminar.

Nota: Regras fixas nem sempre são práticas; muitos fatores influenciam velocidade e avanço. As sugestões acima, combinadas com o conhecimento da ferramenta, servem como diretriz razoável.

Ferramentas (Tooling)

Brocas Helicoidais (Twist Drills)

São ferramentas de corte pontiagudas para fazer furos cilíndricos. Possuem canais helicoidais para evacuação de cavacos. São as mais comuns, mas existem outros estilos. Compostas por três partes principais:

• Haste (Shank): Parte presa no fuso. Transmite a potência. Podem ser cilíndricas (straight) ou cônicas (tapered). Hastes cilíndricas usam mandril de fricção; pode haver escorregamento em brocas grandes. Acima de 1/2", hastes cônicas (Morse) são preferidas por maior torque e menos escorregamento.
• Corpo (Body): Geralmente com dois canais para remoção de cavacos. Não são arestas de corte e não devem ser usados para corte lateral como fresas de topo.
• Ponta (Point): Realiza a ação de corte, produzindo os cavacos. É afiada na extremidade.

Furos feitos com brocas helicoidais tendem a ficar superdimensionados em até 1% do diâmetro da broca. A precisão depende de: tamanho da broca, precisão da ponta, precisão do mandril, rigidez do fuso, da prensa e da fixação da peça. Todos os furos devem ser iniciados com punção de centro, broca de centrar ou ambos.

Formatos de Brocas Helicoidais

• Numéricos: #80 (0,0135") a #1 (0,228")
• Letras: A (0,234") a Z (0,413")
• Fracionários: 1/64" (0,0156") em diante, incrementos de 1/64"

Alargamento (Reaming)

O alargador (reamer) é uma ferramenta de precisão para acabar furos com tolerâncias de ~0,001". Como brocas deixam furos ligeiramente maiores, o alargador é essencial onde a precisão é crítica. Possui pouca ou nenhuma ação de corte na ponta, exigindo furo piloto prévio.

Diretrizes gerais:

• Fure um furo piloto ligeiramente menor.
• Ao iniciar, fure um pouco abaixo da medida final.
• Acione o alargador em velocidade baixa e constante.

1. A velocidade de corte para alargamento deve ser cerca de 1/3 da usada na furação do mesmo material.
2. Antes de alargar, deixe ~0,010" de material em furos até 1/2" e ~0,020" em furos maiores.
3. Nunca gire o alargador no sentido inverso.
4. Use o fluido de corte adequado.
5. Retire o alargador ocasionalmente para limpar cavacos, evitando galling (adherência) na superfície de precisão.
6. Nunca pare a máquina com o alargador dentro do furo.
7. Limpe e guarde o alargador corretamente.

Escaramento (Countersinking)

Operação que cria um alargamento cônico na entrada do furo para alojar cabeças de parafusos chatos. A ferramenta cônica deve estar alinhada ao furo e girar a ~1/3 da velocidade de furação. Útil para remover rebarbas e assentar fixadores.

Escariamento (Counterboring)

Processo de alargar cilindricamente um furo em parte do seu comprimento. A ferramenta (counterbore) tem haste, corpo canelado e uma porção piloto de diâmetro menor que entra no furo pré-existente, guiando o corte. Usado para parafusos de cabeça cilíndrica (socket head) onde se requer superfície plana.

Rosqueamento (Tapping)

O macho (tap) corta roscas internas em furos cilíndricos. Tem canais que cortam e removem cavacos. Os mais comuns:

1. Macho de entrada (taper tap): Inicia a rosca; as primeiras 6 roscas são cônicas.
2. Macho intermediário (plug tap): Uso geral; 3 a 5 roscas iniciais cônicas. Último usado se o furo atravessa a peça.
3. Macho de fundo (bottoming tap): Quase sem conicidade; usado para roscar até o fundo de furos cegos.

Sempre use fluido de corte. Recomenda-se avançar uma volta completa e recuar 1/4 de volta para quebrar o cavaco. Use sempre chave de macho (tap handle), nunca alicates ou chaves ajustáveis, pois danificam o macho e causam roscas ruins.

Procedimento Detalhado de Furação

1. Use broca de centrar (center drill) para auxiliar. Tem canais curtos e haste grossa, sendo muito rígida e não vagueia. Como não corta tão facilmente, use óleo de corte.
2. O furo está pronto para a broca final.
3. Para furos grandes, use furo piloto menor antes do final; aumenta precisão e durabilidade das brocas.
4. Se a profundidade exceder o diâmetro, use fluido de corte e retire a broca periodicamente.
5. Reduza a velocidade do fuso à medida que o diâmetro da broca aumenta.
6. Em furos passantes, garanta que a broca não atinja a mesa após atravessar a peça (use bloco de sacrifício).
7. Regule o batente de profundidade na luva (quill) para a profundidade desejada.

Desbaste de Furo (Deburring)

Muitas vezes a borda superior do furo fica limpa, mas a inferior apresenta rebarbas. Para remover, passe uma ferramenta de desbaste (deburring tool) pela borda com pressão média. Repita até que as arestas não estejam mais afiadas.

Procedimento de Rosqueamento com Avanço Automático (Power Feed)

1. Semelhante ao rosqueamento manual, mas usa a furadeira para rosquear a peça.
2. Antes de ligar, mude a furadeira para marcha lenta (low gear).
3. Libere o travamento da luva e desça-a ao máximo, garantindo espaço para a profundidade desejada.
4. Ligue o fuso no sentido HORÁRIO (FORWARD) e ajuste a velocidade para 60 RPM.
5. Alimente o macho para baixo. Quando ele "morder" o material, avançar-se-á automaticamente.
6. Ao atingir a profundidade, inverta rapidamente o sentido do fuso (FORWARD para REVERSE) em um movimento fluido. Isso evita danos à rosca e ao macho.
7. Desligue a máquina.
8. Limpe o furo roscado, o macho e a máquina.

Procedimento de Rosqueamento com Avanço Manual (Hand Feed)

1. Verifique se o macho corresponde ao furo furado; tamanho incorreto pode quebrar o macho.
2. Coloque um localizador de centro (center finder) no mandril e alinhe a luva sobre o furo.
3. Fixe um guia cônico (tapered guide) ao mandril.
4. Posicione o macho e aplique pressão suave com a luva enquanto gira o macho.
5. A cada 1/4 de volta de rosca cortada, recue levemente o macho.

Teste da Unidade

1. Qual é a operação principal realizada na furadeira de coluna?
2. Liste outras operações possíveis.
3. A furadeira é composta por quatro conjuntos principais. Quais são?
4. Nomeie três partes principais de uma broca helicoidal.
5. Todos os furos devem ser iniciados com o quê?
6. Nomeie três tipos de formatos de brocas helicoidais.
7. Qual a velocidade de corte para alargamento?
8. Antes de alargar, quanto material deixar em furos até 1/2" e nos maiores?
9. Explique a diferença entre escareamento (countersink) e escariamento (counterbore).
10. Explique a diferença entre rosqueamento com avanço automático (power feed) e manual (hand feed).

Atribuição do Capítulo

Este capítulo foi derivado das seguintes fontes.

• Furadeira de Coluna (Drill Press) derivado de Mechanical Engineering Tools pelo Massachusetts Institute of Technology, CC:BY-NC-SA 4.0.
• Alargamento (Reaming) derivado de Reaming with a Reamer por CORE-Materials, CC:BY-NC-ND.