Geralmente, a furação é realizada no fim do processo de manufatura quando as operações anteriores já melhoraram o valor da peça inicial. Embora pareça simples, a furação é uma operação complexa e pode ter graves consequências se sua ferramenta falhar ou usinar além de sua capacidade.

Considerações iniciais para usinagem de um furo

1. O furo

As três considerações mais básicas para usinagem de um furo são:

• Diâmetro do furo
• Profundidade do furo
• Qualidade do furo

O tipo de furo e a precisão necessária afetam a escolha da ferramenta. A furação pode ser afetada por superfícies de entrada/saída angulares ou irregulares e por furos cruzados.

Tipos de furos

Passante

Cego

Chanfro

Escalonado

Entrada

Saída

Cruzado

1. Furos com espaço para parafusos
2. Furos com rosca para parafuso
3. Furos alargados
4. Furos com bom ajuste
5. Furos para tubos (trocadores de calor)
6. Furos que formam canais
7. Furos para remover peso para equilíbrio
8. Furo profundo/com refrigeração

2. a peça

Após analisar o furo necessário, considere também o material, o formato e a quantidade da peça.

Material da peça

• O material tem boa qualidade de quebra de cavacos? Material com cavacos longos ou curtos?
• Usinabilidade?
• Dureza do material?
• Elementos da liga?

Formato da peça

• A rotação da peça é assimétrica em torno do furo, ou seja, o furo pode ser usinado com um broca não rotativa?
• A peça está estável ou há seções finas que podem causar vibração?
• A peça pode ser fixada? Quais problemas de estabilidade precisam ser considerados?
• A extensão da ferramenta é necessária? É necessário usar ferramentas com longos balanços?

Quantidade

O tamanho do lote influencia a escolha da broca.

• Lotes grandes - use a broca otimizada, broca personalizada
• Lotes pequenos - use brocas otimizadas para versatilidade

3. A máquina

É importante saber como realizar uma operação de furação produtiva e segura na máquina. A máquina influencia a escolha de:

• Tipo de operação
• Os tipos de porta-ferramentas e/ou pinças que serão usados

Sempre considere:

• Estabilidade da máquina, em geral e especialmente no fuso
• A velocidade do fuso (rpm) é suficiente para diâmetros pequenos?
• Refrigeração. O volume de refrigeração é suficiente para brocas com diâmetros grandes?
• A pressão da refrigeração é suficiente para brocas com diâmetros pequenos?
• Fixação da peça. A peça está suficientemente estável?
• Fuso horizontal ou vertical? Um fuso horizontal melhora o escoamento de cavacos
• Potência e torque. A potência é suficiente para diâmetros maiores? Se não, é possível usar uma broca trepanadora ou a interpolação helicoidal com uma ferramenta de fresamento?
• Há um espaço limitado no magazine de ferramentas? Uma broca para furos escalonados e chanfros pode ser uma solução adequada

Sistemas de fixação

A produtividade é influenciada não apenas pela classe e pela geometria, mas também pela fixação da ferramenta e pela habilidade de fixá-la de maneira segura e precisa. Use sempre o menor balanço e a menor broca possíveis.

Considere um sistema de ferramenta modular desenvolvido para todas as operações de usinagem, incluindo todos os métodos de usinagem de furos. Com um sistema assim, as mesmas ferramentas de corte e os mesmos adaptadores podem ser usados em diferentes aplicações e máquinas. Isto possibilita padronizar toda a fábrica com um único sistema de ferramenta para todo o chão de fábrica.

Batimento radial da ferramenta

O batimento radial mínimo da ferramenta é essencial para uma furação bem-sucedida. O batimento não deve exceder 20 mícrons. O alinhamento deve estar paralelo a:

• Retilineidade e tolerância estreita do furo
• Bom acabamento superficial
• Vida útil da ferramenta longa e consistente

Escolha do método

Alargamento - estratégias

Solução com uma ferramenta

• Furação escalonada / alargamento
• Tipo de broca 4/5

Vantagens

+ Ferramentas personalizadas

+ Método mais rápido

Desvantagens

- Menos flexível

Solução com duas ferramentas

Vantagens

+ Ferramentas standard

+ Relativamente flexível

Desvantagens

- Duas ferramentas

- Requer duas posições da ferramenta

- Tempo do ciclo mais longo

Escalonamento e chanfros – estratégia com uma broca

Broca tipo 1

Standard

Broca tipo 2

Broca com 2 diâmetros (piloto + diâmetro do corpo)
Com piloto e chanfro. Diâmetro de corte sem corpo

Broca tipo 4

Broca com 2 diâmetros (piloto + diâmetro do corpo)
Com piloto, chanfro e diâmetro de corte do corpo

Broca tipo 5

Broca com 3 diâmetros (piloto + diâmetro do corpo)
Com piloto, escalonado e chanfro. Diâmetro de corte sem corpo

Broca tipo 6

Broca com 3 diâmetros (piloto + diâmetro do corpo)
Com piloto, escalonado, chanfro e diâmetro de corte do corpo

Operações de furação

Alcançar a qualidade do furo necessária com custo mais baixo por furo usinado depende de escolher a ferramenta certa. Esses diferentes tipos de furos precisam de considerações diferentes de ferramentas:

• Furos com diâmetro pequeno a médio
• Furos com diâmetros grandes
• Furos profundos
• Microfuros

Furação com diâmetro pequeno a médio

Quando usinar furos pequenos a médios, há três soluções diferentes de furação para escolher: brocas inteiriças de metal duro, brocas com ponta intercambiável e brocas com pastilhas intercambiáveis. A tolerância, o comprimento e o diâmetro do furo são três parâmetros importantes para considerar na seleção do tipo de broca. Cada solução tem suas vantagens em aplicações diferentes.

Furos com diâmetros grandes

Existem três opções para usinar furos grandes com uma máquina com potência limitada:

• Use uma ferramenta de trepanação
• Aumente o diâmetro do furo com uma ferramenta de mandrilar
• Use a interpolação helicoidal com ferramentas de fresamento

A estabilidade da peça e da máquina é importante na usinagem de grandes furos. A potência e o torque da máquina também são fatores que podem ser uma limitação. Do ponto de vista da produtividade, as ferramentas de furação são uma escolha melhor - 5 vezes mais rápido que o fresamento de um furo usando interpolação helicoidal. Porém, uma ferramenta de trepanação pode ser usada somente em aplicações de furos passantes. As fresas têm as menores exigências quanto à potência e ao torque.

Furação profunda

Usinagem do furo piloto

As brocas piloto foram desenhadas para trabalhar com brocas para furos profundos a fim de propiciar precisão máxima na localização da broca e minimizar o batimento radial do furo.

Avanços e velocidades

As velocidades e os avanços recomendados para uso com as brocas para furação profunda foram calculados para propiciar uma boa vida útil da ferramenta combinada à produtividade máxima. As velocidades e os avanços fornecidos proporcionam um bom ponto de partida; cada aplicação pode precisar de ajustes de velocidade e avanço para alcançar resultados excelentes.

Usinagem de microfuros

Avanços e velocidades

As velocidades e os avanços recomendados para uso com as microbrocas foram calculados para propiciar uma boa vida útil da ferramenta combinada à produtividade máxima. As velocidades e os avanços fornecidos proporcionam um bom ponto de partida; cada aplicação pode precisar de ajustes de velocidade e avanço para alcançar resultados excelentes.

Refrigeração

A pressão de refrigeração é um fato importante na microfuração. A pressão ou o volume inadequados de refrigeração podem causar a quebra prematura da ferramenta. É fortemente recomendado usar altas pressões de refrigeração. A pressão típica recomendada deve estar entre 40 e 70 bars.