Por que uma furadeira vertical produz furos acima do diâmetro especificado?

Um furo excessivamente grande em uma furadeira vertical pode ser causado por uma broca que corta de forma irregular, por um eixo-árvore ou porta-ferramenta com batimento, por movimentação na fixação ou por condições de corte que fazem a ferramenta desviar. Antes de alterar os ajustes da máquina, confirme se o furo está realmente acima da medida e se o erro é consistente. Um furo maior na entrada, mas dentro da medida mais abaixo, indica um problema diferente de um furo maior em toda a sua extensão.

Comece pelas verificações mais simples: confira a medição, inspecione a broca e confirme se a peça e a ferramenta estão bem fixadas. Em seguida, verifique o batimento e as condições de corte. Alterar várias variáveis ao mesmo tempo pode resultar em um furo melhor, mas não permitirá identificar com segurança a causa original.

Primeiro, verifique o furo e o método de medição

Remova rebarbas e cavacos antes de medir. Uma rebarba na entrada pode interferir na medição, enquanto uma borda danificada pode fazer a abertura parecer irregular. Use um instrumento de medição adequado ao diâmetro e à tolerância especificados e siga o procedimento previsto para esse instrumento. Um paquímetro pode ser útil para uma verificação inicial, mas talvez não permita avaliar com precisão uma tolerância estreita do furo.

Quando o acesso e o método de medição permitirem, verifique o furo próximo à entrada e em uma região mais profunda, comparando as medições em diferentes direções. Registre se o furo é redondo, cônico ou simplesmente maior do que o especificado. Um calibre tampão passa/não passa pode determinar rapidamente se o furo atende a um limite especificado, mas, por si só, não informa o diâmetro exato nem explica o erro de forma.

Verifique também o desenho: o furo feito com broca pode ser apenas um furo preliminar para alargamento, mandrilamento ou outra operação de acabamento. Não se deve presumir que a furação, por si só, produza qualquer tolerância ou acabamento superficial. Se o desenho exigir um furo acabado, avalie se a broca e o processo conseguem atender a esse requisito de forma consistente.

Inspecione a broca antes de ajustar a máquina

Uma broca desgastada ou com afiação incorreta é uma causa comum de furos excessivamente grandes. Em uma broca helicoidal convencional de duas arestas, as arestas de corte devem estar devidamente alinhadas e centradas. Se uma aresta se estender mais do que a outra em relação ao eixo da broca, ou se a ponta estiver irregular, a broca poderá cortar com mais intensidade de um lado e produzir um furo maior do que o diâmetro nominal.

Remova a broca com a máquina parada e isolada, de acordo com os procedimentos do local. Verifique se há arestas lascadas, desgaste irregular, material aderido, haste empenada e danos às guias laterais que orientam a broca no furo. Se a broca tiver sido reafiada, inspecione também a geometria da ponta, além das arestas de corte. Uma broca pode parecer afiada e ainda assim ter arestas desiguais ou a ponta fora do centro.

Experimente uma broca em boas condições e do tamanho correto, de preferência usando a mesma fixação e o mesmo material. Se o furo voltar à medida, a ferramenta original ou sua geometria é a provável causa. Se a broca substituta produzir o mesmo erro, continue investigando o porta-ferramenta, a máquina e a fixação. Confirme também o diâmetro real da broca substituta; a medida marcada, por si só, não comprova que ela esteja em boas condições.

O desgaste excessivo também pode ser um sintoma, e não a falha original. Se uma broca recém-substituída desenvolver rapidamente desgaste desigual nas arestas, pode haver batimento, atrito causado por um avanço inadequado ou instabilidade na peça.

Verifique o batimento da broca até o eixo-árvore

O batimento faz a ponta ou as arestas de corte da broca percorrerem uma trajetória maior. Sujeira presa em um cone, um mandril danificado, uma haste mal assentada ou uma ferramenta empenada podem contribuir para o problema. O desgaste do eixo-árvore é outra possibilidade, mas não se deve presumir essa causa antes de verificar os componentes removíveis.

Com a máquina parada, remova a ferramenta e limpe as superfícies de contato do eixo-árvore, do mandril porta-pinça, do mandril e da haste da broca, conforme aplicável. Inspecione esses componentes em busca de cavacos, rebarbas, marcas de desgaste e danos; em seguida, monte-os novamente e encaixe-os conforme as instruções da máquina e das ferramentas. Não use força excessiva para compensar um encaixe inadequado.

Use um relógio comparador para comparar o batimento em pontos acessíveis, como o cone do eixo-árvore ou um mandril de teste apropriado, o porta-ferramenta e a haste da broca. Gire o eixo-árvore manualmente e siga o procedimento de medição do fabricante da máquina. Uma leitura feita mais longe do eixo-árvore pode refletir tanto o batimento quanto a deflexão da ferramenta; por isso, compare vários pontos em vez de se basear em um único valor. Uma grande variação após a instalação do mandril indica que o problema pode estar no mandril, no mandril porta-pinça ou nas superfícies de assentamento. Uma leitura inadequada diretamente no eixo-árvore justifica uma inspeção pela equipe de manutenção.

Algum movimento na ponta da broca não se traduz diretamente no mesmo aumento do diâmetro do furo: a geometria da broca, o material e as forças de corte também influenciam o resultado. Use as leituras do relógio comparador para localizar o problema e, em seguida, confirme o efeito com um furo de teste.

Verifique se há movimentação durante o corte

Mesmo uma broca afiada e sem batimento pode produzir um furo excessivamente grande se a peça se deslocar ou vibrar. Verifique se a morsa ou o dispositivo de fixação está preso à mesa, se a peça está apoiada corretamente e se a força de fixação é adequada ao formato da peça. Seções finas e peças que ficam em balanço em relação ao dispositivo podem sofrer deflexão pela força de furação, mesmo quando as fixações estão bem apertadas.

Inspecione os travamentos da mesa e da coluna, se o projeto da máquina os incluir. Folga excessiva no mecanismo de avanço do eixo-árvore ou rolamentos desgastados também podem permitir movimentação sob carga. Se a broca vibrar, deixar um furo áspero ou lobulado, ou mudar de som ao entrar na peça, pare e inspecione a fixação. Não aproxime as mãos da ferramenta em rotação nem tente estabilizar a peça manualmente.

As condições de entrada também são importantes. Uma superfície inclinada, uma entrada interrompida ou uma ponta de broca que encontre áreas duras e macias de maneira desigual podem empurrar a ferramenta para o lado. Quando o processo permitir, prepare uma superfície de entrada adequada ou use uma operação de centragem compatível com a geometria da broca. Um furo-piloto pode ajudar em algumas aplicações, mas um diâmetro inadequado ou um furo-piloto desalinhado pode causar outros problemas; siga as recomendações do fabricante da broca.

Revise a velocidade, o avanço e a remoção de cavacos

Os parâmetros de corte podem agravar uma deficiência mecânica. Uma velocidade excessiva pode acelerar o desgaste ou o acúmulo de calor, enquanto um avanço inadequado pode causar atrito, corte instável ou carga excessiva. Não há um único ajuste que sirva para todas as brocas: siga as recomendações do fabricante da ferramenta para o material da broca, o material da peça, o diâmetro e o fluido de corte disponível; depois, ajuste os parâmetros dentro da capacidade da máquina.

Observe a formação e a evacuação dos cavacos sem se aproximar da ferramenta em rotação. Cavacos acumulados nos canais podem desviar a broca, danificar a parede do furo e aumentar as forças de corte. Para furos mais profundos, use uma estratégia adequada de quebra de cavacos ou furação intermitente quando recomendada para a ferramenta e o material. Aplique fluido de corte ou refrigerante quando apropriado e certifique-se de que ele alcance a zona de corte. Pare a máquina antes de remover os cavacos, usando uma ferramenta adequada em vez das mãos.

Altere uma condição de cada vez e faça outro furo de teste em material representativo. Registre a ferramenta, o diâmetro medido, a velocidade, o avanço e qualquer mudança no som ou no acabamento. Um resultado estável em vários furos é mais útil do que um único furo aceitável seguido por um desvio gradual para fora da tolerância.

Quando o processo apenas com broca não é suficiente

Se a broca, o porta-ferramenta, o eixo-árvore, o dispositivo de fixação e as condições de corte estiverem adequados, mas o furo ainda não atender ao desenho, revise a sequência de usinagem. Pode ser necessária uma operação de acabamento, como alargamento ou mandrilamento, com o furo preliminar dimensionado e posicionado para essa operação. A escolha depende da tolerância exigida, da profundidade do furo, do material, dos equipamentos disponíveis e do volume de produção.

Para peças que também exigem torneamento, o planejamento do processo pode envolver outros equipamentos. Uma máquina como o Torno CNC de barramento inclinado TCK600DY  faz parte de uma operação de torneamento, não de uma furadeira vertical. Ela não é uma solução direta para um furo feito com broca que ficou grande demais; qualquer processo alternativo ainda exige ferramentas adequadas e verificação conforme o desenho da peça.

Antes de liberar a produção, meça o processo corrigido pelo método de inspeção especificado e verifique os furos na frequência exigida pela ordem de produção. Se o diâmetro mudar à medida que a broca se desgasta ou a máquina aquece, investigue esse padrão, em vez de considerar o primeiro resultado correto como prova de que o problema foi resolvido.