PRATICAS INDUSTRIAIS - Aula 14 - 26-05-2021(2)

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Práticas Industriais
Aula 14 – 26/05/2021
Prof Adriano Menezes da Silva
• Processo de Furação
• Exercícios de tempo de corte
• Exercícios de potência de corte
Iniciamos pelas 19h 15min
O processo de furação
O processo de furação
Furadeiras de Coluna
Furadeiras Radiais
O processo de furação
Furadeiras em Série – Gang drilling
O processo de furação
Furadeiras em Série com cabeçote multifuso – Gang drilling
O processo de furação
Modalidades de furação
Modalidades de furação
Broca de centrar – usada para 
marcação da posição
Tipos de furação 
convencionais
Execução de um furo em 
material cheio, ou seja, 
que ainda não foi furado
Execução de furo em 
material previamente furado.
Movimentos e Forças 
atuantes durante a Furação
https://www.youtube.com/watch?v=9gr-agB82g0
https://www.youtube.com/watch?v=5KlMNLYRhq0
https://www.youtube.com/watch?v=9gr-agB82g0
https://www.youtube.com/watch?v=5KlMNLYRhq0
Características do 
processo
• Processo de maior importância 30 a 40% do
total de aplicações dos processos de
usinagem;
• A broca helicoidal é a ferramenta mais
fabricada e mais difundida para usinagem;
• A broca helicoidal resulta em furos de baixa
qualidade de dimensão (IT11) e forma;
• Existem aproximadamente 150 formas de
afiações e uma série de perfis específicos;
• Utilização em furos curtos ou profundos;
Características do 
processo
• Utilização na furação em cheios ou com pré-
furo;
• A velocidade de corte vai de um valor máximo
na periferia da broca até o valor zero no seu
centro;
• Dificuldade no transporte dos cavacos para fora
da região do corte;
• Distribuição não adequada de calor na região do
corte;
• Desgaste acentuado nas quinas com canto vivo;
• Atrito das guias nas paredes do furo.
Geometria da ferramenta 
(broca)
Geometria da ferramenta 
(broca)
Geometria da ferramenta 
(broca)
• O gume/aresta transversal é parte integrante
da aresta principal, e tem como função
extrudar o material na direção da aresta
principal;
• γ tem valor máximo na quina da broca (ang
hélice λ) e diminui no sentido de centro da
broca, tornando-se negativo na passagem
para o gume transversal. Quanto mais duro o
material, menor pode ser o angulo.
Geometria da ferramenta 
(broca)
• Gume/aresta principal é a aresta cortante e
aponta no sentido de corte;
• O ângulo de incidência ou de folga (α) tem a
função de reduzir o atrito entre a broca e a
peça e facilitar sua penetração no material,
variando entre 6º e 15º, de acordo com o
material da peça a ser furada. Quanto mais
duro o material, menor deve ser o ângulo de
incidência.
Tipos de brocas mais 
comuns
Variação dos ângulos de 
acordo com material cortado
De uma maneira geral as brocas, as brocas são classificadas como
H, N e W.
As brocas do tipo H são indicadas para materiais duros, e/ou que
produzem cavaco curto (descontinuo).
Variação dos ângulos de 
acordo com material cortado
De uma maneira geral as brocas, as brocas são classificadas como
H, N e W.
As brocas tipo N são indicadas para materiais de tenacidade e
dureza normais (medianos).
Variação dos ângulos de 
acordo com material cortado
De uma maneira geral as brocas, as brocas são classificadas como
H, N e W.
As brocas tipo W são indicadas para materiais macios e/ou que
produzem cavaco longo.
Parâmetros de corte para 
brocas de HSS
Parâmetros de corte para 
brocas de Metal Duro
Fatores que influenciam a 
qualidade e precisão do furo
Fatores que influenciam a qualidade e precisão
do furo:
• Processo
• Material da Peça
• Ferramenta
• Máquina
• Parâmetros
• Rigidez do sistema de fixação
Erros comuns na geometria 
do furo
• Erros de forma: diâmetro não uniforme
• Rebarba: rebarba na entrada ou saída do furo
Erros comuns na geometria 
do furo
• Erros de posicionamento: deslocamento do centro do furo
• Erros de circularidade: seção circular distorcida
• Erros de dimensão: diâmetro resultante diferente da broca
Precisão média de furos 
produzidos com brocas 
helicoidais
Considerações importantes 
sobre o processo
• L/D <5: uso de brocas helicoidais convencionais com furação contínua
• L/D >5<10: uso de brocas helicoidais convencionais, com furação em ciclos
• L/D >10<15: uso de brocas com comprimento de hélices mais longos
• L/D >>15: processos específicos, empregando brocas de canais retos, 
brocas canhão, brocas BTA e Ejektor.
https://www.youtube.com/w
atch?v=60052AWpRkk
https://www.youtube.com/watch?v=60052AWpRkk
Considerações importantes 
sobre o processo
Broca de canais retos
Considerações importantes 
sobre o processo
Broca canhão
Considerações importantes 
sobre o processo
Broca BTA
Considerações importantes 
sobre o processo
Broca Ejektor
Cinemática do processo
Tempo no processo de furação
Onde:
L1 = Posicionamento de segurança
L2 = Espessura da peça
L3 = ponta da broca (calcular)
L4 = distância de segurança de 
passagem do furo (0,2*Øbroca)
Forças na furação
FORÇA DE CORTE (Fc):
Essa corresponde à parcela
da força de corte (Fc) que
atua em cada um dos
gumes cortantes e é
decorrente da resistência
ao corte do material
usinado, tendo grande
influência sobre o momento
torçor que atua na furação.
𝐹𝑐 = 𝐾𝑐
𝑓 ∗ 𝑑
4
f = avanço da ferramenta [mm/volta]
d = diâmetro da broca [mm]
Kc = Força Específica de corte [N/mm2]
Momento Torçor na furação
MOMENTO TORÇOR (Mt):
Resultado das forças atuantes nos gumes principais da
ferramenta são responsáveis pelo momento torçor, contribuindo
entre 70 e 90% do valor do mesmo.
𝑀𝑡 = 𝐾𝑐
𝑓 ∗ 𝑑2
8000
Mt = Momento torçor[N.mm];
Kc = Força específica de corte [N/mm2]
f = Avanço [mm/volta]
d = Diâmetro da broca [mm]
Potência na furação
POTÊNCIA DE CORTE (Pc):
É resultante do produto entre o momento torçor e a velocidade
angular da ferramenta.
𝑃𝑐 =
𝑀𝑡 ∗ 𝑛
9549
Mt = Momento torçor [N.mm];
Pc = Potência de corte [kW];
n = rotação [rpm]
Fator para conversão
de unidades para que
a potência seja
calculada em kW
Demais equações já vistos na 
aula anterior que seguiremos 
utilizando na furação
ROTAÇÃO
(n):
𝑛 =
𝑣𝑐 ∗ 1000
𝜋 ∗ 𝑑 𝑃𝑎 =
𝑃𝑐
η
POTÊNCIA DE ACIONAMENTO 
(Pa):
𝑡𝑐 =
𝑙
𝑣𝑓
TEMPO DE CORTE (tc):
Demais equações já vistos na 
aula anterior que seguiremos 
utilizando na furação
FORÇA ESPECÍFICA DE CORTE (Kc):
𝐾𝑐 = 𝐶1 ∗ 𝐶2 ∗ 𝐾𝑐1.1 ∗ ℎ
−𝑚𝑐Velocidade de corte 
(m/min)
C1
10 – 30 1,3
31 – 80 1,1
81 – 400 1,0
> 400 0,9
Processo C2
Furação 1,2 VELOCIDADE DE AVANÇO (vf):
𝑣𝑓 = 𝑓 ∗ 𝑛
ℎ = 𝑓𝑧 ∗ sin χ𝑟
Quando Xr ≠ 90°
𝑣𝑓 = 𝑓𝑧 ∗ 𝑧 ∗ 𝑛
Exemplo de cálculos de 
furação
1. Deseja-se realizar um furo numa chapa de aço
ligado SAE 4340 de 20 mm de espessura com
uma broca tipo H (140°) de aço rápido de
diâmetro 8 mm com avanço de 0,10 mm/rot a
uma velocidade de corte de 20 m/min. Calcule a
Potência necessária na furadeira (η = 85%). SAE
4340: Kc1.1 = 2600 N/mm² e mc = 0,22.
Exemplo de cálculos de 
furação
1. Deseja-se realizar um furo numa chapa de aço ligado SAE
4340 de 20 mm de espessura com uma broca tipo H
(140°) de aço rápido de diâmetro 8 mm com avanço de
0,10 mm/rot a uma velocidade de corte de 20 m/min.
Calcule a Potência da furadeira (η = 85%). SAE 4340: Kc1.1
= 2600 N/mm² e mc = 0,22.
𝑃𝑎 =
𝑃𝑐
η
𝑃𝑐 =
𝑀𝑡 ∗ 𝑛
9549
𝑀𝑡 = 𝐾𝑐
𝑓 ∗ 𝑑2
8000
𝐾𝑐 = 𝐶1 ∗ 𝐶2 ∗ 𝐾𝑐1.1 ∗ ℎ
−𝑚𝑐
ℎ = 𝑓𝑧 ∗ sin χ𝑟
POTÊNCIA DE 
ACIONAMENTO (Pa):
𝑛 =
𝑣𝑐 ∗ 1000
𝜋 ∗ ∅
Exemplo de cálculos de 
furação
1. Deseja-se realizar um furo numa chapa de aço ligado SAE
4340 de 20 mm de espessura com uma broca tipo H
(140°) de aço rápido de diâmetro 8 mm com avanço de
0,10 mm/rot a uma velocidade de corte de 20 m/min.
Calcule a Potência da furadeira (η = 85%). SAE 4340: Kc1.1
= 2600 N/mm² e mc = 0,22.
𝑀𝑡 = 𝐾𝑐
𝑓 ∗ 𝑑2
8000
𝐾𝑐 = 𝐶1 ∗ 𝐶2 ∗ 𝐾𝑐1.1 ∗ ℎ
−𝑚𝑐ℎ = 𝑓𝑧 ∗ sin χ𝑟
ℎ = 0,05 ∗ sin 70°
ℎ = 0,047 𝑚𝑚
ℎ = 0,05 ∗ 0,94
𝐾𝑐 = 1,3 ∗ 1,2 ∗ 2600∗ 0,047
−0,22
𝐾𝑐 = 4056 ∗ 1,96
𝐾𝑐 = 7949,76 N/mm
2
𝑀𝑡 = 7949,76
0,10 ∗ 82
8000
𝑀𝑡 = 7949,76
6,4
8000
𝑀𝑡 = 6,36 𝑁.𝑚𝑚
Exemplo de cálculos de 
furação
1. Deseja-se realizar um furo numa chapa de aço ligado SAE
4340 de 20 mm de espessura com uma broca tipo H
(140°) de aço rápido de diâmetro 8 mm com avanço de
0,10 mm/rot a uma velocidade de corte de 20 m/min.
Calcule a Potência da furadeira (η = 85%). SAE 4340: Kc1.1
= 2600 N/mm² e mc = 0,22.
𝑃𝑎 =
𝑃𝑐
η
𝑃𝑐 =
𝑀𝑡 ∗ 𝑛
9549
𝑃𝑐 =
6,36 ∗ 796
9549
𝑃𝑐 =
5062,56
9549
𝑃𝑐 = 0,53 𝑘𝑊
𝑃𝑎 =
0,53
0,85
𝑷𝒂 = 𝟎, 𝟔𝟐𝟒 𝒌𝑾
Exemplo de cálculos de 
furação
1. Deseja-se furar toda uma chapa de SAE 1020 de
30 mm de espessura com uma broca tipo N
(118°) de aço rápido de diâmetro 16 mm com
avanço de 0,15 mm/rotação a uma velocidade
de corte de 60 m/min. Calcule a Potência da
furadeira (η = 90%) e o tempo de furação para
este processo levando em conta que a broca
precisa ultrapassar toda a peça com todo o
gume principal. SAE 1020: Kc1.1 = 1350 N/mm² e
mc = 0,21.
Exemplo de cálculos de 
furação
1. Deseja-se furar toda uma chapa de SAE 1020 de 30 mm de espessura com
uma broca tipo N (118°) de aço rápido de diâmetro 16 mm com avanço de
0,15 mm/rotação a uma velocidade de corte de 60 m/min. Calcule a
Potência da furadeira (η = 90%) e o tempo de furação para este processo
levando em conta que a broca precisa ultrapassar toda a peça com todo o
gume principal. SAE 1020: Kc1.1 = 1350 N/mm² e mc = 0,21.
𝑃𝑎 =
𝑃𝑐
η
𝑃𝑐 =
𝑀𝑡 ∗ 𝑛
9549
𝑀𝑡 = 𝐾𝑐
𝑓 ∗ 𝑑2
8000
𝐾𝑐 = 𝐶1 ∗ 𝐶2 ∗ 𝐾𝑐1.1 ∗ ℎ
−𝑚𝑐
ℎ = 𝑓𝑧 ∗ sin χ𝑟
POTÊNCIA DE 
ACIONAMENTO (Pa):
𝑛 =
𝑣𝑐 ∗ 1000
𝜋 ∗ ∅
Exemplo de cálculos de 
furação
1. Deseja-se furar toda uma chapa de SAE 1020 de 30 mm de espessura com
uma broca tipo N (118°) de aço rápido de diâmetro 16 mm com avanço de
0,15 mm/rotação a uma velocidade de corte de 60 m/min. Calcule a
Potência da furadeira (η = 90%) e o tempo de furação para este processo
levando em conta que a broca precisa ultrapassar toda a peça com todo o
gume principal. SAE 1020: Kc1.1 = 1350 N/mm² e mc = 0,21.
𝑀𝑡 = 𝐾𝑐
𝑓 ∗ 𝑑2
8000
𝐾𝑐 = 𝐶1 ∗ 𝐶2 ∗ 𝐾𝑐1.1 ∗ ℎ
−𝑚𝑐ℎ = 𝑓𝑧 ∗ sin χ𝑟
ℎ = 0,075 ∗ sin 59°
ℎ = 0,064 𝑚𝑚
ℎ = 0,075 ∗ 0,857
𝐾𝑐 = 1,1 ∗ 1,2 ∗ 1350 ∗ 0,064
−0,21
𝐾𝑐 = 1782 ∗ 1,781
𝐾𝑐 = 3173,74 N/mm
2
𝑀𝑡 = 3173,74
0,15 ∗ 16^2
8000
𝑀𝑡 = 3173,74
38,4
8000
𝑀𝑡 = 15,234 𝑁.𝑚𝑚
Exemplo de cálculos de 
furação
1. Deseja-se furar toda uma chapa de SAE 1020 de 30 mm de espessura com
uma broca tipo N (118°) de aço rápido de diâmetro 16 mm com avanço de
0,15 mm/rotação a uma velocidade de corte de 60 m/min. Calcule a
Potência da furadeira (η = 90%) e o tempo de furação para este processo
levando em conta que a broca precisa ultrapassar toda a peça com todo o
gume principal. SAE 1020: Kc1.1 = 1350 N/mm² e mc = 0,21.
𝑃𝑎 =
𝑃𝑐
η
𝑃𝑐 =
𝑀𝑡 ∗ 𝑛
9549
𝑃𝑐 =
15,234 ∗ 1194
9549
𝑃𝑐 =
18189,396
9549
𝑃𝑐 = 1,905 𝑘𝑊
𝑃𝑎 =
1,905
0,9
𝑷𝒂 = 𝟐, 𝟏𝟏𝟕 𝒌𝑾
Cálculo 
de 
Tempo
Exemplo de cálculos de 
furação
1. Deseja-se furar toda uma chapa de SAE 1020 de 30 mm de espessura com
uma broca tipo N (118°) de aço rápido de diâmetro 16 mm com avanço de
0,15 mm/rotação a uma velocidade de corte de 60 m/min. Calcule a
Potência da furadeira (η = 90%) e o tempo de furação para este processo
levando em conta que a broca precisa ultrapassar toda a peça com todo o
gume principal. SAE 1020: Kc1.1 = 1350 N/mm² e mc = 0,21.
𝑡𝑐 =
𝑙
𝑣𝑓
TEMPO DE CORTE (tc):
𝑣𝑓 = 𝑓𝑧 ∗ 𝑧 ∗ 𝑛
É preciso calcular o quanto
precisamos entrar com a broca para
que ela passe todo a chapa.
59°
Raio broca
Y
Agora vamos aos 
cálculos de todas as 
equações
Exemplo de cálculos de 
furação
1. Deseja-se furar toda uma chapa de SAE 1020 de 30 mm de espessura com
uma broca tipo N (118°) de aço rápido de diâmetro 16 mm com avanço de
0,15 mm/rotação a uma velocidade de corte de 60 m/min. Calcule a
Potência da furadeira (η = 90%) e o tempo de furação para este processo
levando em conta que a broca precisa ultrapassar toda a peça com todo o
gume principal. SAE 1020: Kc1.1 = 1350 N/mm² e mc = 0,21.
𝑡𝑐 =
𝑙
𝑣𝑓
𝑣𝑓 = 0,075 ∗ 2 ∗ 1194
59°
8
Y
tan 59° = ൗ8 𝑌
𝑌 = ൗ8 tan 59°
𝑌 = 4,808 𝑚𝑚
𝑣𝑓 = 179,1 𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛
𝑡𝑐 =
(2 + 30 + 4,808 + 3,2)
179,1
𝒕𝒄 = 𝟎, 𝟐𝟐𝟑𝒎𝒊𝒏
𝑡𝑐 =
40,008
179,1
𝒕𝒄 = 𝟏𝟑, 𝟒 𝒔
Exercícios de cálculos de 
furação
1. Calcule a Potência de corte necessária para realizar um furo passante de 10 mm em
uma chapa de 1” de SAE 1070 com uma broca normal (ângulo de ponta 118°)
considerando os parâmetros de corte recomendados pelo fabricante, a saber: Vc = 40
m/min e f = 0,15 mm/rot. Utilizar Kc1.1 = 1700 N/mm2 e mc = 0,24.
Resposta: Pc = 1,08 kW
1. Deseja-se realizar 32 furos numa chapa de SAE 1020 de 20 mm de espessura com
uma broca tipo N (σ = 118°) de aço rápido de diâmetro 12 mm com avanço de 0,12
mm/rot a uma velocidade de corte de 40 m/min. Calcule a Potência da furadeira (η =
85%) e o tempo de furação para este processo levando em conta que a broca precisa
ultrapassar toda a peça com toda o gume principal. SAE 1020: Kc1.1 = 1350 N/mm² e
mc = 0,24. Sabe-se que o tempo de deslocamento entre cada um dos furos é de 1,5
segundos. A broca estará posicionada 2mm antes da face da chapa por questão de
segurança.
Resposta: Pa = 1,02 kW e tctotal ≡ 7,8min
Finalização de nossa aula de 
hoje
1. Dúvidas sobre o processo de furação?
2. Dúvidas sobre os exercícios
disponibilizados das aulas anteriores de
Torneamento e Furação?
Boa noite a todos!
Até a próxima aula!