O Processo de Fabricação Usinagem

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mais impressionantes e um furo observado em um bloco de granito vermelho retirado da Grande Pirâmide (Figura 2), no qual a ferramenta utilizada era capaz de adentrar 2,5 mm no pré-furo, enquanto, atualmente, as ferramentas mais modernas utilizadas (em geral diamante), conseguem um avanço de apenas 0,5 mm.

Figura 1: Caninos inferiores de porco do mato (Tayassu pecan) com sinais de uso nas faces internas, usados como instrumento.

Figura 2: Furo em rocha granítica encontrado na Grande Pirâmide.

As ferramentas e o processo empregados ainda são desconhecidos. “A única diferença no funcionamento da furação antiga e a moderna e uma enorme pressão sobre os furos que nossas modernas brocas de aço e diamante não podem resistir. A máxima pressão que pode suportar uma broca moderna e de uns 50 quilos, mas a ferramenta egípcia suportava mais de 2.000”. (Baker, 1940)

A execução dos pré-furos, no entanto, e conhecida. Os egípcios utilizaram seus conhecimentos sobre abrasão de materiais para desenvolver um processo de furação bastante eficiente, apesar de demorado. O furo era feito fazendo girar um cilindro de cobre, o qual era preenchido com material abrasivo (em geral areia). Este cilindro era, então, rotacionado por diversos operários de modo que o processo fosse continuo. Outra ferramenta usada no antigo Egito para recortar blocos de pedra era uma furadeira manual chamada de furadeira de arco (Figura 3).

Uma ferramenta um pouco mais recente e que ainda e bastante utilizada para a confecção de furos em madeira e o arco de pua (Figura 4), um dos precursores das atuais furadeiras manuais.

Figura 3: Furadeira de arco. Figura 4: Arco de pua.

De acordo com a Wikipédia (2010), ele surgiu na Idade Media e apresentou a inovação de perfurar com movimentos contínuos de rotação. Além disso, contava com outra invenção da época, a manivela, que permitia transformar o movimento de vai-e-vem do braço do carpinteiro em movimentos rotativos. Com a necessidade de aplicações especificas para os furos, tornou-se necessária a criação de novas maquinas e ferramentas especiais para este setor, motivando diversos estudos e pesquisas na área. Com isso, surgiu a possibilidade de execução de vários tipos de furos, bem como o desenvolvimento de materiais especiais aplicáveis a diferentes processos de furação.

1.2 Características

A furação pode ser obtida por:

• Eletro erosão: Os furos podem ser obtidos através do método de eletro erosão por penetração, que consiste na aplicação de descarga elétrica na peca a ser furada. A remoção do material ocorre devido a uma serie de descargas recorrentes entre o eletrodo (ferramenta) e a peca a ser usinada em um fluido dielétrico;

• Remoção Química: Este processo consiste na remoção do material da peca através da imersão do mesmo em um meio químico, acido ou básico. Ele e um conhecido método de usinagem não convencional e é bastante utilizado na produção de micro-componentes;

• Laser: O processo de usinagem por laser e definido também como um processo de usinagem não convencional e, de uma maneira simplificada, seu funcionamento pode ser explicado da seguinte maneira: um feixe de laser de alta potencia e direcionado a peca, gerando uma grande quantidade de calor na mesma, com isso a peca derrete ou ate se vaporiza, deixando uma qualidade ótima qualidade superficial;

• Jato de água: A usinagem por jato de água e outro processo não convencional de usinagem e o principio básico do seu funcionamento e igual ao da erosão causada pela água na natureza, no entanto seu efeito e aumentado por razoes obvias. O processo de corte e feito por um jato de água em alta pressão e velocidade que pode ainda ser misturado com algum pó abrasivo ou não;

• Punção: Esse método de furação e aplicado principalmente em chapas planas, as quais são submetidas à ação de um punção de corte, aplicada por intermédio de uma prensa que exerce pressão sobre a chapa apoiada em uma matriz. No instante em que o punção penetra na matriz, o esforço de compressão converte-se em esforço de cisalhamento e ocorre o desprendimento brusco de um pedaço de chapa.

A operação de usinagem tem por objetivo abrir furos (Figura 5) em peças. Ela é, muitas vezes, uma operação intermediária de preparação de outras operações como alargar furos com acabamentos rigorosos, serrar contornos internos e abrir roscas.

A ferramenta que faz o trabalho de furação chama-se broca (Figura 6). Na execução do furo, a broca recebe um movimento de rotação, responsável pelo corte, e um movimento de avanço, responsável pela penetração da ferramenta. O furo obtido tem baixo grau de exatidão e seu diâmetro em geral varia de1 a 50 mm.

Figura 5: Operação de abrir furos. Figura 6: Brocas

1.3 Principais Equipamentos

As máquinas de furar, ou simplesmente furadeiras, consistem basicamente de uma árvore, que gira com velocidades determinadas, onde se fixa a ferramenta. Esta árvore pode deslizar na direção de seu eixo. Também se pode ter uma mesa onde se fixa e movimenta-se a peça.

As partes principais de uma furadeira variam de acordo com a sua estrutura. Para uma furadeira de coluna pode-se destacar as seguintes partes, ilustradas pela figura 7:

Figura 7: Partes de uma furadeira vertical.

A variedade de detalhes das furadeiras é bastante grande. Algumas máquinas possuem avanço automático com limitadores de profundidade. Outras máquinas possuem mesa giratória. Há equipamentos que dispõem de inversão de rotação e avanço sincronizado, que permitem execução de roscas com machos.

1.3.1 Furação Manual

A força de avanço é dada diretamente da pressão muscular do operador, ao passo que a rotação da ponta é dada pelo motor elétrico incorporado na própria furadeira. Dentro da variedade de furadeiras portáteis, há umas muito pequenas para a execução de furos até o diâmetro máximo de 10 mm no aço com absorção 140 watt, há também outras que podem executar furos do diâmetro