Drilling metal/pt
As brocas helicoidais usadas para perfurar metal são muito parecidas com as usadas para marcenaria. Essas brocas variam em tamanho de 0,0135 polegada para cima. Em brocas maiores, é comum usar aço rápido, com uma haste de aço resistente soldada a topo. Brocas pequenas (até 1/2 polegada) são geralmente feitas com hastes paralelas, enquanto brocas maiores são mais frequentemente projetadas com uma haste cônica.
A haste cônica se encaixa no fuso da furadeira, que tem um furo cônico correspondente, e conforme mais pressão é aplicada, a broca fica mais firmemente presa. Além disso, no entanto, a broca é feita com uma lingueta ou espiga que se encaixa em uma ranhura correspondente no fuso da furadeira de coluna. Isso proporciona um acionamento mais positivo.
O corpo da broca é a parte principal que é usada para a perfuração real e é feita com precisão para o tamanho especificado, embora seja geralmente retificado um pouco menos em direção à extremidade da haste, de modo que haja uma pequena folga de não mais que 1/1000 polegada. As terras são as tiras estreitas ao longo da aresta de corte das ranhuras. É o diâmetro através delas que é feito com precisão para o tamanho e que representa o tamanho da broca. A parte do corpo marcada com X na Fig. 1 é retificada ligeiramente para evitar atrito.
As ranhuras são feitas para garantir o ângulo de corte correto e, ao mesmo tempo, dar folga suficiente para que o material residual flua para fora do furo. Este ângulo (Fig. 2) é chamado de ângulo de torção e geralmente é de cerca de 27 ½ graus. O ângulo de corte é o grau de afiação ou aspereza da broca e varia com o tipo de material a ser perfurado. Brocas padrão geralmente são retificadas em um ângulo de corte de 59 graus e isso é mais adequado para trabalho geral. As superfícies formadas pela retificação da extremidade da broca no ângulo de corte são então retificadas ainda mais para que a aresta de corte incline para trás de 10 a 15 graus; este ângulo é conhecido como ângulo de folga e também é indicado na Fig. 2.
Notas sobre perfuração. Deve-se tomar muito cuidado para garantir que o ângulo de corte e o ângulo de folga sejam mantidos quando uma broca é retificada; o ângulo de torção não pode, é claro, ser alterado pela retificação.
A seguir estão algumas das falhas que provavelmente ocorrerão ao perfurar, devido à retificação incorreta. Se o furo for maior que a broca, é provável que os dois ângulos de corte não sejam idênticos. Isso jogaria a ponta da broca para fora do centro e faria a broca oscilar. O resultado seria um furo maior do que deveria ser. Além disso, se os ângulos de ambas as arestas de corte não forem iguais, uma borda faz todo o trabalho e fica cega rapidamente. Para corrigir isso, a broca deve ser retificada novamente.
Dispositivos especiais de retificação de brocas (veja a Fig. 3) que podem ser acoplados a rodas de retificação elétricas tornam possível retificar uma broca com precisão e em pouco tempo. Quando as brocas precisam ser retificadas, é melhor levá-las a uma loja de ferragens ou metalúrgica que tenha equipamentos desse tipo e retificar a broca lá em vez de tentar fazer o trabalho manualmente. É virtualmente impossível obter os ângulos corretos por um processo manual. O teste para retificação precisa é colocar a broca no furo que ela fez e ver se ela cairá verticalmente pelo seu próprio peso através do furo. Se isso não acontecer, fica claro que o furo não é maior do que a broca que o fez e, portanto, a broca é precisa. Este é um teste muito severo.
O ângulo da ponta da broca é selecionado em relação à dureza do material no qual será usada. Um ângulo mais agudo pode ser usado em metais macios do que em tipos muito duros. Assim, um ângulo de 45 a 60 graus é um ângulo de corte melhor para ferro fundido do que os 59 graus mais gerais. Um ângulo de 45 graus também é mais adequado para latão, embora brocas especiais possam ser obtidas para latão que tenham suas ranhuras retas, além de terem o menor ângulo de corte. Metais macios, como cobre ou alumínio, são melhor cortados com uma broca com um ângulo de corte de 90 graus e feita com um pequeno bico para atuar como guia, conforme mostrado na Fig. 4.
Aço muito duro, como aço manganês, pode ser perfurado de forma mais satisfatória usando uma broca com um ângulo de torção menor que o normal – digamos 24 graus. O ângulo de corte também deve ser mais plano – cerca de 75 graus.
Sempre que um furo grande tiver que ser perfurado, é uma boa prática perfurar um furo pequeno primeiro para servir de guia. Isso fornece um centro para a broca maior e reduz o risco de perfurar um furo que não seja exatamente verdadeiro.
Além das brocas já mencionadas, existem brocas especialmente projetadas para outros tipos de trabalho.
A Fig. 5 mostra uma broca escareadora como a usada em marcenaria. Ela é usada para fazer furos para cabeças de parafusos ou rebites, e também para alargamento. Esse tipo de broca escareadora é destinado principalmente para uso em metais macios. Para escareamento normal, uma broca helicoidal, com o dobro do tamanho do furo que foi perfurado, é usada.
A Fig. 6 mostra uma broca de ponta plana por meio da qual um furo previamente perfurado na profundidade correta com uma broca helicoidal pode ser esquadrejado para um fundo plano; o pequeno pino é necessário para garantir que a broca funcione de forma concêntrica.
A Fig. 7 mostra outra variedade de broca de ponta plana que é usada para rebaixar um furo existente para acomodar uma cabeça de parafuso ou parafuso de cabeça de queijo. O pino na broca deve ter o mesmo diâmetro do furo a ser rebaixado. Grandes furos em metal fino são melhor cortados usando um cortador e uma barra, cujo princípio é mostrado na Fig. 8. Um pequeno furo é perfurado primeiro, e a haste central gira nele; o cortador é então ajustado para o raio correto e a cunha-cotter apertada.
Máquinas de perfuração. Há uma grande variedade de máquinas de perfuração, e estas podem ser movidas a energia ou operadas manualmente.
A pequena furadeira manual do tipo mostrado na Fig. 9 é usada principalmente para perfurar furos de pequeno diâmetro em chapas finas de metal, e é particularmente útil para trabalhos de reparo e para perfurar em posições onde é impossível usar uma máquina maior e mais potente. É do tipo usado em carpintaria: e tem cerca de 12 polegadas de comprimento; o mandril de três mandíbulas aceita brocas de até 1/4 de polegada de diâmetro. Deve-se tomar cuidado ao usar uma furadeira manual, mantê-la bem firme e alinhada com a broca helicoidal. Se essa precaução não for observada, o furo resultante ficará desalinhado e a broca quase certamente entortará ou quebrará.
A broca de peito mostrada na Fig. 10 é maior e mais forte do que a broca manual, e tem uma placa peitoral ajustável, por meio da qual uma pressão muito maior pode ser aplicada à broca. A máquina mostrada na Fig. 23 tem duas relações de velocidade alternativas. Elas são obtidas movendo o fuso da roda motriz para uma ou outra das duas posições, conforme indicado na Fig. 23. Na primeira posição, os dentes ao redor da parte externa da roda cônica grande acionam a roda pequena presa ao fuso do mandril; isso proporciona um acionamento de alta velocidade. Ao mover o fuso, o conjunto interno de dentes é engatado para que o mandril gire um pouco mais do que a velocidade da alça. É necessário apenas pressionar um êmbolo com mola para permitir que o fuso seja retirado de qualquer bucha. O mandril de três mandíbulas neste tipo de máquina geralmente tem uma capacidade de até ½ polegada. Esta broca é muito adequada para a oficina doméstica.
Furadeiras elétricas. Até alguns anos atrás, furadeiras elétricas eram máquinas volumosas, pesadas e caras, encontradas apenas em oficinas mecânicas. Agora, no entanto, existem muitas marcas excelentes de furadeiras elétricas portáteis que são leves e estão disponíveis para o mecânico de ferragens a um custo razoável. O tipo menor de furadeira elétrica tem um punho de pistola e um gatilho para que a furadeira possa ser operada com uma mão. Com o uso de acessórios especiais, essas furadeiras elétricas podem ser usadas para polir, fresar e muitos outros trabalhos, além de furar metal. Para trabalhos em metal muito leves, existem ferramentas manuais elétricas que são consideravelmente menores e menos caras do que as furadeiras elétricas regulamentadas. Essas máquinas são muito boas para trabalhos em metal decorativos, pois podem ser compradas com acessórios para gravação, fresamento, polimento, etc.
Outros tipos de equipamento de perfuração incluem o poste de perfuração e catraca, que é uma ferramenta operada manualmente usada para perfurar metais grossos ou muito duros. Com esse tipo de equipamento, a broca helicoidal é feita para girar por meio de um arranjo de cabo longo e catraca; ela é alimentada lentamente no metal por meio de uma rosca fina no fuso e no interior da luva octogonal; A broca geralmente tem um furo cônico quadrado para brocas de haste quadrada em vez do mandril de três mandíbulas (veja a Fig. 11).
Furadeiras de bancada (Fig. 12), elétricas ou manuais, são mais fortes e rígidas do que os outros tipos de furadeiras. Elas devem ser parafusadas em uma bancada.
Working the Drill. So far as the operation of a hand. drill is concerned, the only thing to be careful of is to keep the twist drill from being bent or broken by movement of the work or the drill itself. With power drills more care should be exercised, particularly in power- operated bench drills where, unless the machine is operated properly, there is danger of serious injury to the worker. The first rule in using a power-operated drill is to be sure that the drill is secure in the drill chuck and the work that is to be drilled is clamped in such a way that it will not be necessary to hold it with the hands. Another point is to use only a sharp drill. The correct speed to run the drill is very important in operating an electric drill. If a drill revolves too fast it becomes overheated, the correct temper is lost, and the drill becomes soft and hence useless. On the other hand, if insufficient pressure is used to make the drill cut the metal, the drill will be damaged. The larger the drill the more slowly it must revolve. The other factor that enters into the speed at which the drill can be operated is the hardness of the metal being drilled. With soft metals, such as copper and aluminum, the drill can be operated very fast, while with cast iron and steel the speed must be reduced considerably. The drill must be well lubricated during use, and while it is sufficient to apply the oilcan freely to hand or breast drills, this method is not satisfactory with larger power- driven drilling machines. For these a mixture of soap and water, or a mixture of soft soap, soda, and water, is used freely; this allows the drills to be run at increase speeds and feeds and at the same time prolongs the life of the drill by preventing overheating.
When the drill is just protruding through the metal that is being drilled, care is needed to prevent the drill from being pulled quickly into the partly cut hole and thus being broken. After some experience the operator can feel when this is about to happen, and he reduces the feed. Even so, considerably more effort is required to keep the work stationary and prevent it from revolving with the drill. It is wise to place a block of wood or soft metal under the work to prevent the drill from grabbing when it breaks through.
A small vise, such as shown in Fig. 13, should be used with bench drills to keep the work stationary. The vise is bolted to the base of the drill.
Frequentemente acontece que uma broca quebra – geralmente devido ao uso descuidado ou má retificação – e o corpo fica firmemente preso no furo parcialmente perfurado. Então, geralmente é muito difícil retirar a parte quebrada. Se alguma parte da broca se projetar, as pontas podem ser agarradas com um alicate e a ponta quebrada retirada; infelizmente, a broca é tão quebradiça que esses pequenos pedaços frequentemente se desintegram antes que qualquer aderência real possa ser obtida. Se for viável, o trabalho deve ser aquecido até ficar vermelho e deixado esfriar o mais lentamente possível – digamos, enterrando-o em cinzas. A broca fica então dura e macia, e as partes salientes podem ser usadas para retirar as partes quebradas.
Onde não há parte saliente, uma pequena ferramenta (Fig. 14) pode ser feita ou comprada. Os dois dedos pequenos se encaixam nas ranhuras da broca quebrada, e é possível girar a broca no furo e assim desparafusá-la. Na falha desses métodos, a broca deve ser amolecida conforme descrito e perfurada com uma nova broca.
