Mandrilamento e Brochamento (Mandrilamento)

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MANDRILAMENTO
Prof. Dr. Gilmar Cordeiro
MANDRILAMENTO
O processo de mandrilamento é muito
utilizado na produção de peças em séries, ele
permite várias operações de Usinagem numa
mesma peça cada uma a seu tempo.
MANDRILAMENTO
As mandriladoras são máquinas especiais que
permitem o acoplamento de diferentes tipos de
ferramentas e assim executam trabalhos
diversos em grandes peças
MANDRILAMENTO
PRINCIPAIS COMPONENTES DE UMA MANDRILADORA
ÁRVORE PORTA-FERRAMENTAS
CARRO OU CABEÇOTE PORTA-ÁRVORE
MONTANTE DA MÁQUINA
COLUNA AUXILIAR OU LUNETA
MESA DA MÁQUINA
BARRA DE MANDRILAR 
TAMBÉM CONHECIDA COMO 
MANDRIL
EXEMPLOS DE PEÇAS FEITAS PELO MANDRILAMENTO
MANDRILAMENTO
O processo de trabalho feito com ferramentas
fixadas a barra de mandrilar chama-se
mandrilamento, mandrilagem ou broqueamento.
Dependendo do trabalho á fazer a mandrilagem
pode ser cilíndrica, cônica, radial ou esférica.
Através da mandrilagem pode se conseguir por
exemplo superfícies internas cilíndricas como
cônicas ou esféricas em espaços normalmente
difíceis de serem atingidos e com eixos
perfeitamente paralelos entre si.
TIPOS DE MANDRILAMENTO
 Mandrilamento Cilíndrico – O eixo de rotação coincide 
com o eixo em torno do qual a ferramenta gira, tendo 
como resultado a superfície usinada na forma cilíndrica.
TIPOS DE MANDRILAMENTO
 Mandrilamento cônico – também o eixo de rotação
coincide com o eixo em torno do qual a ferramenta gira,
mas a superfície é cônica em forma de cone.
TIPOS DE MANDRILAMENTO
 Mandrilamento radial – é o processo em que a superfície 
usinada é plana e perpendicular ao eixo em torno do qual 
a ferramenta gira. Também é conhecido como 
faceamento.
TIPOS DE MANDRILAMENTO
 Mandrilamento esférico – a superfície usinada é esférica 
e o eixo de rotação coincide com o eixo em torno do qual a 
ferramenta gira.
MANDRILADORAS
Dependendo da posição de trabalho as
mandriladoras podem ser horizontais ou
verticais, as mandriladoras que permitem
adaptação de diferentes ferramentas são
chamadas de mandriladoras universais.
O giro da mesa permite o giro da caixa em torno do seu
próprio eixo, possibilitando assim a usinagem das
quatro laterais da caixa.
MANDRILADORA UNIVERSAL
FERRAMENTAS DE MANDRILAR
As ferramentas de mandrilar geralmente são
pequenas, para trabalhar no interior dos
furos. Geralmente elas trabalham sobre furos
que já foram feitos antes por brocas, elas são
bem resistentes feitas com aço rápido ou
carboneto e são montadas na barra de
mandrilar.
FERRAMENTAS DE MANDRILAR
Mandril de corte simples serve pra desbastar.
Lamina de corte duplo, serve pra fazer rebaixos 
internos e furos.
Broca helicoidal de correção ou pré-alargador. 
Elas servem pra aumentar os furos feitos por 
brocas normais e corrigir deformações 
geométricas como ovalização, conicidade, 
retilinidade etc. 
BARRA DE MANDRILAR
A barra de mandrilar deve ser rígida
proporcional ao diâmetro do furo e se possível
não muito longa para evitar desvios e
trepidações.
FERRAMENTAS DE MANDRILAR
 Atualmente um novo conceito em ferramentas de
mandrilamento está sendo utilizado na indústria,
para não perder tempo na troca de ferramentas ou
ainda para aumentar a exatidão de trabalho, foi
desenvolvido o sistema modular de ferramental.
 Ele permite construir um conjunto de ferramentas
com partes modulares intercambiáveis o único
componente especifico de máquina em todo esse
arranjo é o adaptador de fuso.
 Para operar com esse sistema junta se blocos
elementares de construção, extensões, reduções,
diferentes cabeçotes de mandrilar e acessórios
BROCHAMENTO
Prof. Dr. Gilmar Cordeiro
BROCHAMENTO
BROCHADEIRAS
São capazes de produzir o movimento relativo entre a ferramenta e a 
peça. A grande maioria das máquinas são acionadas hidraulicamente 
devido o grande esforço necessário.
A brochadeira vertical utiliza menor espaço. Podem trabalhar com 
solicitação a compressão e tração da ferramenta simultaneamente.
BROCHADEIRAS
As máquinas horizontais, são mais utilizadas pois tornam 
viável o uso de longas ferramentas, o que traz vantagens 
em termos de produtividade.
BROCHADEIRAS
Em alguns casos faz-se necessário o giro da ferramenta 
durante o movimento de usinagem para se obter o 
brochamento helicoidal. Nestes casos a brochadeira
horizontal é quase sempre a única opção
Ângulos de hélice menor que 
20° a rotação é dada pelo 
suporte da ferramenta.
Maior que 20° o movimento de 
rotação é comandado pela 
montagem do brochamento 
APLICAÇÃO DO BROCHAMENTO
A finalidade do processo de brochamento é usinar 
superfícies especiais. Pode se ter brochamento interno, 
quando executa-se superfícies fechadas, ou brochamento 
externo, quando executa-se superfícies abertas.
APLICAÇÃO DO BROCHAMENTO
O processo de brochamento interno, que é o mais comum, 
consiste na transformação de um furo redondo em um fruo 
de perfil qualquer de maneira progressiva
FERRAMENTA - BROCHA
FERRAMENTA - BROCHA
FERRAMENTA – BROCHA – GEOMETRIA DOS DENTES
A distância entre um dente e outro é definido como P, ou seja, o 
passo dos dentes. A altura medida entre o fundo do dente e a 
ponta de corte é h. Tem-se os ângulos de saída (γ) e folga (α). A 
diferença entre as alturas dos gumes cortante (a) é a 
profundidade de corte em cada passo. 
FERRAMENTA – BROCHA – GEOMETRIA DOS DENTES
A figura A apresenta apenas os ângulos que definem o
dente e também é a profundidade de corte (a) em cada passo.
Já figura B apenas reforça que é a profundidade de corte (a)
em cada passo é igual para todos os dentes de uma mesma
parte da dentadura.
FERRAMENTA – BROCHA – GEOMETRIA DOS DENTES
FORÇA DE BROCHAMENTO
A operação de brochamento possui uma grande variação da força
durante o processo.
O valor mais importante é a força máxima exigida, pois é com
esse valor que se pode determinar o equipamento que realizará a
operação.
Mas entender como e porque a força varia durante a usinagem é
um passo importante para entende-la plenamente.
FORÇA DE BROCHAMENTO
Durante a operação o número de dentes em corte
simultâneo (n) é “constante” e é calculado pela expressão
(A), onde L=comprimento a ser brochado e p=passo dos
dentes de desbaste. Deve-se observar que, caso o valor
não seja inteiro, sempre arredonda-se para cima.
FORÇA DE BROCHAMENTO
A força máxima na operação de brochamento pode ser calculada 
pela expressão (B). Tem-se que A= área de material removida, re 
= resistência específica de corte e n = número de dentes em corte 
simultâneo. Como a forma dos dentes varia, o valor de A também 
varia e consequentemente o valor da força também. Além disso 
há a variação do número de dentes em corte simultâneo quando 
“n” não é inteiro, gerando uma flutuação.
FORÇA DE BROCHAMENTO
Suponha o brochamento de um orifício de 8 ranhuras como
mostra a Figura, em uma peça de aço com espessura de 32 mm e
cuja resistência específica de corte seja 315 kgf/mm2. A brocha
possui passo 12 mm e a profundidade de corte (a) em cada passo
é igual de desbaste de 0,05 mm. A velocidade de corte é de 7,2
m/min. Deseja-se um gráfico da variação da força com o tempo.
FORÇA DE BROCHAMENTO
Suponha o brochamento de um orifício de 8 ranhuras como mostra a Figura,
em uma peça de aço com espessura de 32 mm e cuja resistência específica de
corte seja 315 kgf/mm2. A brocha possui passo 12 mm e a profundidade de
corte (a) em cada passo é igual de desbaste de 0,05 mm. A velocidade de
corte é de 7,2 m/min. Deseja-se um gráfico da variação da força com o tempo.
FORÇA DE BROCHAMENTO
FORÇA DE BROCHAMENTO
Com os valores calculados pode-se desenhar o gráfico da variação da força 
no tempo. Observe que, como o valor de A não se altera, após a entrada do 
terceiro dente o sistema entra em regime.