Serviços de Brochamento de Precisão: Aumentando a Precisão em Oficinas de Usinagem

O brochamento é um processo de usinagem que usa uma ferramenta de corte com dentes que aumentam de tamanho da frente para trás. Em muitos casos, uma superfície inteira (ou múltiplas superfícies) pode ser acabada em uma única passada com brochamento. A técnica é mais frequentemente aplicada para acabar furos, estrias e superfícies planas.

O brochamento é um processo de usinagem relativamente novo, desenvolvido na década de 1850 com aplicações específicas para metal. Originalmente, o brochamento era usado para realizar trabalho em características internas, como chavetas em polias e engrenagens. Durante o século XX, o brochamento foi desenvolvido ainda mais para uso em armas de fogo, e desenvolvimentos subsequentes melhoraram dramaticamente as tolerâncias e tornaram o brochamento mais versátil para oficinas de usinagem modernas.

Como o Brochamento Funciona

A ferramenta de corte usada no brochamento é chamada de "broca". Esta ferramenta de corte linear e dentada se assemelha a uma serra em perfil, mas largura e configuração dos dentes podem variar significativamente. Os dentes da broca são precisamente projetados para que cada dente fique ligeiramente mais alto que o anterior. À medida que a broca passa ao longo da peça, cada dente faz um pequeno corte na superfície e leva um cavaco para longe da peça. A diferença de altura entre o primeiro dente e o último dente é chamada de "subida" (rise), e representa a quantidade máxima de material que uma broca pode remover.

Ferramentas de Corte Usadas para Brochamento

O processo de brochamento é relativamente simples, com uma máquina de brochamento movendo a broca linearmente ao longo da superfície da peça com força suficiente para remover material. As brocas em si, no entanto, são mais complexas que muitas ferramentas de corte. As brocas são frequentemente projetadas para trabalhos específicos e podem assumir muitas formas e tamanhos. Existem várias categorias de brocas que se relacionam com o trabalho sendo realizado e a máquina de brochamento usada para fornecer a força.

• Broca de empurrar: ferramenta projetada para ser empurrada pela máquina de brochamento
• Broca de puxar: ferramenta projetada para ser puxada pela máquina de brochamento
• Broca estacionária: ferramenta projetada para permanecer estacionária enquanto uma máquina move a peça

Dentro desses subtipos, as brocas podem variar em termos de configuração dos dentes e seção transversal. As brocas mais simples, projetadas para cortar uma única superfície, podem ser retangulares em seção transversal com um único conjunto de dentes de corte. Como as brocas frequentemente cortam características internas, suas seções transversais variam extensivamente dependendo do trabalho sendo realizado. A imagem no topo deste artigo ilustra vários exemplos de seções transversais e configurações de dentes de brocas.

Além disso, as próprias brocas podem ser fabricadas de várias maneiras diferentes. Brocas sólidas são as mais comuns e menos caras de fabricar, e consistem em uma broca usinada a partir de uma única peça de material. Outras brocas consistem em um eixo forte com dentes de corte fixados ao redor do perímetro. Esses dentes podem então ser removidos, mas o eixo pode ser reutilizado com diferentes configurações de dentes. Brocas grandes são frequentemente montadas em seções, para que algumas fileiras possam ser separadas para afiação ou substituição enquanto outras fileiras permanecem instaladas no eixo.

Vários componentes de cada broca servem a propósitos específicos. As primeiras fileiras de dentes a entrar em contato com a peça são conhecidas como "quebra-cavacos", enquanto as últimas fileiras de dentes são frequentemente "dentes de acabamento". Dentes do meio são designados para vários propósitos, desde desbaste até semi-acabamento.

O diagrama a seguir, compartilhado através de Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported, ilustra os componentes de uma broca de puxar.

Tipos de Máquinas de Brochamento

Brochamento simples pode ser realizado com uma prensa de arco, mas operações mais complexas requerem máquinas de brochamento dedicadas. Várias características das brocas dependem da máquina que será usada para movê-las através da peça. Como mencionado acima, algumas máquinas de brochamento puxam a ferramenta de corte enquanto outras a empurram. Máquinas de brochamento tradicionais são orientadas verticalmente, movendo a broca em direção para cima ou para baixo. Outras são orientadas horizontalmente, e como frequentemente seguram as ferramentas de corte em suportes, podem acomodar comprimentos maiores sem curvatura significativa. Alguns tipos de máquinas de brochamento incluem:

• Máquinas de brochamento vertical de puxar para baixo: a extremidade piloto da broca é fixada abaixo da peça, com os quebra-cavacos acima da peça. A máquina então puxa a broca para baixo para que todos os dentes passem ao longo da peça.
• Máquinas de brochamento de superfície contínua: as brocas são estacionárias e a peça é puxada ou empurrada passando pelos dentes em sucessão.
• Máquinas de brochamento rotativo: as peças são fixadas em dispositivos em uma mesa rotativa que as passa através de brocas estacionárias. Com a configuração correta, o brochamento rotativo também pode ser realizado em um torno.

Vantagens do Brochamento

O brochamento pode ser um processo ideal para muitas aplicações de usinagem CNC. Uma vantagem chave do brochamento é que operadores de máquina podem realizar operações de brochamento com pouco treinamento. Como a complexidade está embutida na própria ferramenta, muito poucos parâmetros requerem ajuste durante a produção. Talvez o mais importante, o brochamento pode economizar tempo porque o processo de corte em si é rápido e facilmente repetível.

Comparado a serra e retífica, no entanto, o brochamento frequentemente atua nas peças com maior força. Profissionais de usinagem devem garantir que o material da peça seja forte o suficiente para suportar as forças envolvidas no brochamento. Além disso, se brochamento interno for necessário, um furo deve ser feito na peça por fundição ou furação antes que o brochamento seja possível.

Em última análise, a escolha de utilizar brochamento em vez de outros processos de usinagem muitas vezes se resume a três fatores: volume, equipamento e corte. Em alguns casos, projetos de brocas padrão podem ser usados, mas brocas personalizadas são caras de produzir e, portanto, requerem altos volumes de produção para serem economicamente viáveis. Máquinas de brochamento não são tão comuns em oficinas de usinagem quanto fresadoras, tornos e furadeiras, então outros processos podem ser usados para evitar terceirização ou compra de novo equipamento. Ainda assim, existem muitos casos em que o brochamento é a única maneira de cortar material no padrão desejado. Mesmo com ajustes de ferramental, fresadoras, tornos, furadeiras ou mandriladoras não podem produzir todas as características possíveis com brochamento.

Mais da nossa série "O que Oficinas de Usinagem de Precisão Fazem"

• Introdução
• Fresagem
• Torneamento
• Mandrilamento
• Furação
• Serra
• Brochamento

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