Apostila sobre Brochamento

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OPERAÇÃO DE BROCHAMENTO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Eng. Clayton T. Martins 
Hurth Infer – Ind. Máq. e Ferramentas LTDA 
 
02/2005 
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Operação de Brochamento 
 
Introdução 
 
A operação de brochamento consiste do arranque de material da peça por uma 
sucessão progressiva e linear de gumes de corte. A ferramenta é denominada brocha. A 
máquina que executa esta operação é denominada brochadeira. É uma operação voltada 
para a produção de grandes lotes, pois cada operação exige o projeto e a execução de 
uma ferramenta própria, complexa e de alto custo. 
 
Brochadeiras 
 
As brochadeiras consistem basicamente de um mecanismo capaz de produzir o 
movimento relativo entre a ferramenta e a peça, que normalmente é linear. A grande 
maioria das máquinas é acionada hidraulicamente devido a grande força necessária. 
Pode-se ter máquinas verticais, como a apresentada na figura 1, que ocupam menos 
espaço e que normalmente trabalham com compressão da ferramenta. Algumas 
máquinas trabalham com compressão e tração simultaneamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Há também as máquinas horizontais, como a representada pela figura 2, são mais 
utilizadas, pois torna viável o uso de longas ferramentas, o que traz vantagens em termos 
de produtividade. Normalmente trabalha apenas com força de tração na ferramenta. É 
muito empregada na construção de peças com chaveta brochada. 
 
 
 
 
 
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Em alguns casos faz-se necessário o giro da ferramenta durante o movimento de 
usinagem para se obter o brochamento helicoidal, cuja aparência pode ser observada na 
figura 3 Nestes casos a brochadeira horizontal é quase sempre a única opção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Para ângulos de hélice pequenos (até 20 º) a rotação da ferramenta é assegurada 
pelo próprio conjugado produzido pela ação da força de corte, sem perigo de danificar a 
ferramenta ou a peça. Este é o brochamento helicoidal comum. Quando o ângulo da 
hélice é superior a 20 º , o movimento de rotação deve ser comandado pela montagem de 
brochamento, e é chamado de brochamento helicoidal comandado. 
 
Existem ainda as brochadeiras cuja mesa é que se movimenta levando a peça 
contra a brocha conforme figuras 4 e 5. Nesse caso denomina-se brochadeira Table Up. 
É um tipo de máquina mais econômica e versátil que a brochadeira vertical comum 
porque ocupa menos espaço e dispensa a construção de foço ou porão e gera uma 
melhor qualidade no brochado em comparação com a brochadeira horizontal. A Hurth 
Infer oferece ainda a brochadeira Table Up em diferentes capacidades de força, desde 12 
até 35T, e com curso para brochas de até 2,5m. Um acessório muito bem aceito pelos 
usuários desse tipo de máquina é a troca rápida e automática da ferramenta durante o 
setup. Para isso a máquina conta com magazine porta brochas similar ao de um centro 
de usinagem, onde o operador chama a ferramenta que irá utilizar e esta vem para a 
posição de trabalho sem necessitar do manuseio ou intervenção humana. O que reduz o 
risco de acidente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Aplicação 
 
A finalidade do brochamento é usinar superfícies especiais como as mostradas 
pela figura 6. Pode-se ter brochamento interno, quando se executa superfícies fechadas, 
ou brochamento externo, quando se executa superfícies abertas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O processo de brochamento interno, que é o mais comum, consiste na 
transformação de um furo redondo em um furo de perfil qualquer de maneira progressiva. 
 
 
 
 
 
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A figura7 ilustra alguns exemplos onde se pode perceber a evolução da forma do 
furo. 
No exemplo da esquerda o furo ganha gradualmente quatro ranhuras. Já no 
exemplo central o furo evolui para uma forma com seis pontas e, finalmente, no exemplo 
da direita pode-se observar que o furo redondo evolui para um furo quadrado. 
 
 
Métodos de brochamento 
 
Pode-se classificar a operação de brochamento de várias maneiras. Tem-se: 
 
TIPO DE 
SUPERFICIE 
DIREÇÃO DO 
MOVIMENTO 
TIPO DE 
MOVIMENTO 
APLICAÇÃO 
DO ESFORÇO 
TIPO DE 
BROCHAMENTO 
Interna * Vertical da Ferramenta * por Tração * Helicoidal Normal 
Externa Horizontal * da Peça por Compressão Helicoidal Comandado 
 Normal (brocha reta) 
 
* Mais comum utilizado 
 
 
 
 
 
 
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Brochas 
 
As brochas internas de tração, que são as mais utilizadas, possuem três partes 
principais, que são: haste ou cabo, dentadura e guia posterior (com ou sem suporte). 
Todas estas partes podem ser observadas na figura 8. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A haste é formada pela cabeça de tração e pela guia de entrada (ou guia anterior). 
A dentadura é composta de três partes, que são dentadura de desbaste, de acabamento 
e de calibração. Quando o brochamento é executado apenas por tração a guia posterior 
não possui o suporte, que é utilizado quando também utiliza-se força de compressão. 
 
Já, as brochas internas de compressão, não possuem a cabeça e o cabo, ou seja, 
a haste é composta apenas da guia anterior, como pode-se observar pela figura9. As 
demais partes da brocha são as mesmas. Deve-se observar que a nomenclatura dos 
dentes desta figura está diferente da apresentada anteriormente. Alguns autores adotam 
o primeiro padrão apresentado e segundo, mas a finalidade e forma dos dentes são as 
mesmas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A cabeça de tração é a parte da brocha onde se conecta o dispositivo de tração da 
Brochadeira. Sua forma depende do tipo de fixação permitida pela máquina. Há vários 
padrões, como mostra a figura10. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A guia anterior tem por finalidade centrar a ferramenta no furo inicial. Deve ter um 
comprimento mínimo igual ao comprimento a ser brochado (espessura da peça) e seu 
diâmetro deve ser igual ao do furo inicial. Na figura11 tem-se um exemplo de uma guia 
anterior em ação, ou seja, centrando e guiando a brocha. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A guia posterior tem diâmetro igual ao mínimo diâmetro da forma brochada para 
que possa passar por ela. Seu comprimento é usualmente adotado entre 0.5 ou 0.7 do 
comprimento a ser brochado (desde que não seja menor que 10 mm). 
A dentadura é responsável pela remoção do material. Como já foi dito, é composta 
de três partes: desbaste, acabamento e calibração. A região de calibração possui de 3 a 
6 dentes, todos com a mesma dimensão, e que tem por objetivo, como o próprio nome 
diz, calibrar a forma e dar o acabamento final. 
O aspecto das ferramentas para brochamento helicoidal é um pouco diferente das 
já apresentadas. A figura12 apresenta exemplos de brochas helicoidais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Geometria dos dentes 
 
A figura13 apresenta uma vista em perspectivados dentes de uma brocha onde é 
possível notar as principais superfícies além das ranhuras quebra-cavaco. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Os detalhes geométricos podem ser melhor observados na figura14. 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 (αo) e folga 
(a). A diferença entre as alturas dos gumes cortantes (a) é o avanço. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os raios de concordância R e r devem ser definidos de forma ajudar a formação 
do cavaco, buscando não parti-lo, como mostra a figura13. O cavaco bem formado 
enrola-se e não possui arestas pontiagudas em contato com a ferramenta. Um cavaco 
que se parte gera diversas arestas que podem danificar o acabamento da peça que está 
sendo usinada e também a própria ferramenta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A seguir é apresentado o mecanismo de formação do cavaco com os dentes da 
brocha em penetração na peça. As figuras 16 e 17 servem para demonstrar essa 
operação em detalhe. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Condições de Usinagem
 
 
 As condições de usinagem são referenciadas por tabelas. É mais simples de se 
determinar o avanço devido inúmeros testes realizados e ensaiados por técnicos que 
elaboraram uma tabela de avanços. Essa tabela é recomendada pela norma DIN8580: 
 
Material
 
Avanço [m/min]
 
Aços de boa usinabilidade 6 - 10 
Aços de 700 a 800 N/mm2 3 - 6 
Aços muito duros (de 800 a 900 N/mm2) 1 - 3 
Ferro Fundido maleável 5 - 9 
Ferro Fundido cinzento 6 - 9 
Latão e Bronze 8 - 12 
Ligas de Alumínio 10 - 14 
 
Muitas máquinas são equipadas com dial de avanço, porém um bom número não 
funciona adequadamente ou em alguns casos não o tem. Para o operador avaliar se o 
avanço da máquina está devidamente enquadrado na tabela acima, pode ser realizada a 
verificação manual do avanço. Para isso necessita-se de um cronômetro para medir o 
tempo que a brocha leva para passar pela peça. Também é necessário conhecer o 
comprimento total da brocha, o que pode ser obtido pelo desenho ou por medida 
aproximada com trena. A fórmula para esse cálculo é apresentada a seguir: 
 
t = tempo que a brocha passa pela peça (s) 
c = comprimento total da brocha (m) 
A = avanço da brocha (m/min.) 
 
A = c x 60 
 t 
 
Exemplo: t = 40s c = 2,5m 
 
A = 2,5 x 60 � A = 150 � A = 3,75m/min. 
 40 40 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Limpeza da Ferramenta 
 
Os cuidados com a limpeza da ferramenta durante o uso e no armazenamento são 
essenciais para um aumento da vida útil da ferramenta. Por isso recomenda-se a 
utilização de escovas com cerdas de nylon na limpeza da ferramenta por mecanismos 
basculante. Dessa forma a limpeza se realizará no sentido das costas dos dentes para 
frente. A figura18 a seguir apresenta um exemplo de ferramenta utilizada sem a devida 
limpeza. Isso ocasionou o lascamento e desgaste prematuro dos dentes. 
 
 
 
 
 Nesse exemplo, a ferramenta produzia ~1000 peças e era reafiada. Em alguns 
casos havia até quebra e perda da ferramenta. Depois de avaliadas as possíveis 
melhorias, optou-se em instalar uma escova de nylon para limpeza da brocha. O 
resultado foi a elevação na quantidade de peças por afiação para 5000, com uma 
remoção mínima de material no peito de corte dos dentes. 
 
Óleo Refrigerante 
 
 A boa refrigeração da peças durante o brochamento também é fundamental para 
um melhor rendimento da ferramenta e pela boa qualidade do produto. 
 São utilizados diversos tipos de refrigerantes, tais como óleos vegetais, óleos de 
corte preparados, óleos de corte emulsáveis e produtos sintéticos solúvel em água. Suas 
funções são: 
 
- refrigerar; 
- lubrificar (diminuir atrito): 
- remover cavacos; 
- proteger a peça e a máquina contra corrosão. 
 
As qualidades do meio refrigerante e lubrificante geralmente são contrárias entre si. 
Assim, para melhor refrigeração e fácil remoção de cavacos é indicado um meio de baixa 
viscosidade, enquanto que o meio de alta viscosidade tem o filme lubrificante entre a 
ferramenta e a peça mais resistente. 
 
 
 
 
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 O operador deve sempre estar atento ao fluxo de óleo que sai dos bicos de 
refrigeração e interromper o ciclo caso ocorra baixa vazão ou falha. Principalmente nos 
casos onde a brocha tem diâmetros acima de 100mm de diâmetro a atenção deve ser 
redobrada por se tratar de perímetro que requer mais vazão para alcance do jato de óleo. 
 A limpeza e verificação dos tanques e reservatórios da máquina devem ser feitas 
semanalmente para evitar entupimento dos bicos e danificar as bombas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Adequado armazenamento de brochas 
 
Para evitar empenamento, batidas e outros incidentes com as brochas e que 
impossibilitem seu uso, sugere-se que sejam devidamente armazenadas em suporte tipo 
“Varal” conforme figura 20. Presas pelo puxador frontal ou pelo traseiro, assegura-se 
assim que não ocorrerá empenamento e a exposição a batidas será minimizada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tomada de ações na operação de brochamento 
 
À seguir são apresentadas as ocorrências mais freqüentemente observadas na 
operação de brochar e as ações indicadas a se tomar: 
 
Causa Defeito Ações 
Placa de apoio 
batida ou mal fixada 
Alta excentricidade e batida 
na face do produto 
1) limpar a placa e monta-la novamente; e ou 
2) substituir a placa e enviar a danificada para 
recuperar; e ou 
3) ajustar utilizando calço apropriado. 
Desalinhamento 
entre puxador 
traseiro e dianteiro 
na máquina 
Alta excentricidade e batida 
na face do produto 
4) acionar o setor de manutenção e solicitar um 
realinhamento dos puxadores. 
 
Brocha com dentes 
batidos ou com 
desgaste excessivo 
Mal acabamento na 
superfície gerada pela 
brocha e excentricidade 
.elevada 
5) enviar a brocha para reafiar e remover desgaste 
ou lascamento; e ou 
 
Folga excessiva 
entre o dia. do pré-
furo e o dia. da guia 
da brocha. 
Excentricidade elevada 6) O dia. do pré furo deve ser ajustado para 
0,05mm maior que o dia. da guia da brocha 
visando maior ajuste para inicio do brochado. 
 
Rebarbas deixadas 
pela operação de 
torno no pré-furo. 
Excentricidade elevada 7) Solicitar execução de pequeno chanfro de alívio 
para quebra canto e rebarbas na entrada e 
saída do pré-furo. 
 
Brocha empenada Excentricidade e batida nas 
faces do produto elevadas. 
8) enviar a brocha para avaliação de retrabalho; e 
ou 
9) substituir a ferramenta. 
 
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Bibliografia 
 
Hoffmann Raeumpraxis – Kurt Hoffmann 
 
Dilson Pahl – Apostila Técnica – SP 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sucesso aos colegas e parceiros!