Seu Guia Definitivo para Tamanhos de Brocas Padrão e Tabelas de Conversão

Compreender os tamanhos padrão das brocas não é apenas para os maquinistas. É também para designers, engenheiros e pessoas que fazem isto como um passatempo. Neste artigo, vou mostrar-lhe tudo o que precisa de saber sobre os tamanhos de brocas utilizados em Maquinação CNC. Quando terminar de ler, saberá como conceber peças que são fáceis e baratas de fabricar. Poupará tempo, dinheiro e muitos problemas.

Quais são os tamanhos padrão das brocas e porque é que são tão importantes?

Parece que se pode fazer um furo do tamanho que se quiser. Mas no mundo real do fabrico, tudo se resume a fazer as coisas de uma forma rápida e fácil. As oficinas mecânicas mantêm um determinado grupo de brocas em stock. Estes são os tamanhos "standard". Pode pensar nelas como os tamanhos comuns de parafusos que encontra numa loja de ferragens. Há muitos parafusos de 1/4 de polegada, mas se pedir um parafuso de 17/64 de polegada, vão fazer-lhe uma cara estranha. O mesmo acontece com as brocas.

A utilização de tamanhos de broca padrão é uma das formas mais fáceis de poupar dinheiro no seu projeto. Quando o seu projeto necessita de um furo padrão, o operador pode simplesmente pegar numa broca da prateleira e começar a trabalhar. Se pedir um tamanho personalizado, ele tem de parar o que está a fazer. Poderá ter de encomendar uma broca especial, o que custa dinheiro e demora tempo. Ou então, podem ter de utilizar uma forma mais difícil de a fabricar, como fresar o furo. Este processo é muito mais lento do que a perfuração. É por isso que uma pequena alteração no desenho da peça pode alterar muito o preço final.

Como é que escolho o tamanho certo da broca para o desenho da minha peça?

A escolha do tamanho correto da broca começa muito antes do início de qualquer trabalho na máquina. Começa com o seu projeto. A minha regra simples agora é desenhar em função das ferramentas que já têm. Antes mesmo de terminar um projeto para uma nova peça, consulto uma tabela de tamanhos de brocas padrão. Faço uma lista de alguns tamanhos comuns. Depois, tento utilizar apenas esses tamanhos na minha peça. Isto ajuda a que o processo de fabrico decorra facilmente e como planeado.

Por exemplo, digamos que precisa de um orifício para passar um parafuso. Não precisa de um tamanho muito exato e personalizado. Só precisa de um furo que seja um pouco maior do que o parafuso. Pode consultar um gráfico de perfuração padrão. Se tiver um parafuso de 1/4 de polegada (que tem 0,250 polegadas), pode escolher uma broca de 17/64 polegadas (0,2656 polegadas). Este é um tamanho muito comum. Dá espaço suficiente ao parafuso. Como pensou nisso de antemão, o mecânico vai agradecer-lhe, oferecendo-lhe um preço melhor e fazendo-o mais depressa.

Os tamanhos de broca métricos são diferentes dos tamanhos fracionários americanos?

Sim, são muito diferentes. Isto é algo que muitas vezes confunde as pessoas. Nos Estados Unidos, usamos frequentemente tamanhos de polegada fracionários, como 1/8″, 1/4″ e 1/2″. Estes são simples e fáceis de compreender. Mas a maior parte do resto do mundo utiliza o sistema métrico. Um conjunto de brocas métricas tem tamanhos em milímetros, como 3 mm, 5 mm e 10 mm. Não estão alinhados exatamente com os tamanhos fraccionários. Uma broca de 1/4 de polegada tem 6,35 mm. Não existe uma broca métrica padrão que tenha exatamente esse tamanho.

É por isso que é muito importante saber onde é que a peça vai ser fabricada. Se estiver a conceber uma peça nos EUA para uma oficina mecânica americana, a utilização de tamanhos fraccionários é normalmente aceitável. Mas se a sua peça for fabricada na Europa ou na Ásia, é uma boa ideia projetar pensando em tamanhos métricos. Uma vez enviei um desenho com tamanhos fraccionários para uma oficina na Alemanha. Tiveram de alterar todos os números, o que criou uma pequena hipótese de erro. Agora, pergunto sempre à loja qual o sistema que gostam de utilizar. É uma pergunta simples que impede a ocorrência de grandes problemas.

Quais são os tamanhos confusos das brocas de letras e bitolas de fios?

É aqui que as coisas podem ser um pouco difíceis de compreender. Para além dos tamanhos fraccionários e métricos, existem dois outros sistemas utilizados nos EUA. São os tamanhos de letras e os tamanhos de brocas de calibre de arame. Estes sistemas são frequentemente utilizados na maquinação cnc para fazer furos mais exactos. Isto é especialmente verdade para a perfuração, o que significa fazer as linhas em espiral dentro de um furo para um parafuso. Fornecem tamanhos entre os tamanhos fraccionários. O sistema de calibre de letras vai de A a Z. A é o mais pequeno (0,234 polegadas) e Z é o maior (0,413 polegadas).

O sistema numérico de calibre do fio é ainda mais confuso. Vai de 80 (o mais pequeno, com 0,0135 polegadas) a 1 (o maior, com 0,228 polegadas). Quanto maior o número, mais pequena é a broca! Eu sei, parece ao contrário, mas é assim que as coisas são. Não precisa de aprender isto de cor. O importante é apenas saber que eles existem. São consideradas parte da família das brocas standard. Quando se precisa de um tamanho de furo muito específico, estas tabelas são muito úteis.

Segue-se um pequeno quadro que mostra a comparação entre estes sistemas para alguns tamanhos:

É possível utilizar um tamanho de furo personalizado na minha peça?

Por vezes, não há outra opção. Há alturas em que uma peça precisa de um furo muito exato que não corresponde a nenhuma broca padrão. Por exemplo, pode ser necessário um furo de encaixe por pressão para uma peça como um rolamento ou um pino. Nestas situações, o tamanho tem de ser perfeito. A utilização de uma broca normal pode tornar o furo demasiado grande ou demasiado pequeno. Nesse caso, a peça não funcionará corretamente. É nesta altura que é necessário um furo personalizado.

Quando pede um tamanho personalizado no seu projeto, tem de saber que o processo de fabrico será diferente. Em vez de se limitar a fazer o furo, a loja utilizará provavelmente um método designado por alargamento ou perfuração. Primeiro, é feito um furo ligeiramente mais pequeno, de tamanho normal. Depois, utilizam uma segunda ferramenta para aumentar cuidadosamente o orifício para o tamanho exato personalizado. Este processo demora mais tempo na máquina e, muitas vezes, necessita de ferramentas especializadas, o que o torna mais dispendioso. Por isso, sim, pode utilizar um tamanho personalizado, mas apenas quando não tiver outra opção.

Como é que o tamanho do furo afecta o processo de fabrico?

O tamanho do furo que desenha altera diretamente a forma como as coisas são feitas na oficina. É difícil fazer furos muito pequenos sem partir alguma coisa. As pequenas brocas podem partir-se facilmente. Isto pode fazer com que o trabalho seja mais lento. Os furos muito grandes também são difíceis de fazer. Uma máquina CNC não pode simplesmente empurrar uma enorme broca de 2 polegadas através de uma peça sólida de metal. Por isso, o maquinista tem de utilizar outros métodos. Um deles é a chamada fresagem por interpolação. Neste caso, uma ferramenta mais pequena move-se num círculo para cortar o furo grande. Este método funciona bem, mas é muito mais lento do que a perfuração.

A profundidade do buraco também está relacionada com o seu tamanho. Uma boa regra simples é que um furo não deve ser muito mais profundo do que 4 a 6 vezes a sua largura. Se tentar fazer um furo muito profundo e fino, a broca pode "andar" ou afastar-se da linha central. Também se torna difícil retirar as pequenas peças de metal do furo. Isto pode partir uma ferramenta ou dar origem a uma peça que não é bem feita. Pensar na forma como o fabrico irá ocorrer pode ajudá-lo a criar um design mais forte e melhor.

Porque é que a conceção da minha peça é o primeiro passo para o sucesso?

Isto é muito, muito importante: uma boa peça CNC começa com um bom desenho. O utilizador é o planeador da peça. As escolhas que fizer no ecrã do seu computador decidirão o quão fácil ou difícil, e o quão barata ou cara, será essa peça. É um caso em que "um mau input dá um mau output". Se o seu desenho tiver ângulos estranhos, medidas muito exactas e tamanhos de furos personalizados, o fabrico será um trabalho muito longo, caro e difícil.

Agora, passo quase tanto tempo a procurar informações sobre tamanhos de brocas padrão e tamanhos de ferramentas comuns como a trabalhar na parte criativa do projeto. Penso nisto como um puzzle. Como é que posso fazer com que a peça faça o que preciso, utilizando apenas as ferramentas comuns que já têm? Mudar a minha forma de pensar sobre isto fez uma enorme diferença para mim. As minhas peças são feitas mais rapidamente. Custam menos. E dou-me muito melhor com as oficinas com que trabalho. Um pouco de planeamento na fase de planeamento evita muitos problemas mais tarde.

Onde posso encontrar boas tabelas de conversão de brocas?

A Internet é o seu melhor amigo para este efeito. Existem muitos sítios excelentes e gratuitos para obter informações. Sugiro que procure por "drill bit size chart" ou "conversion tables". Encontrará tabelas que listam todos os sistemas padrão: fracionário, métrico, calibre do fio e letra. As melhores tabelas também mostram o número decimal para cada tamanho. Isto é muito, muito útil. Permite-lhe comparar todos os diferentes sistemas ao mesmo tempo.

Mantenho uma cópia impressa de uma boa tabela na parede ao lado do meu computador. Também tenho uma cópia guardada no meu computador. Quando estou a trabalhar num desenho, estou sempre a olhar para ela. Por exemplo, se precisar de um furo com cerca de 0,3 polegadas, posso olhar para a tabela e ver as opções que tenho. Posso encontrar um tamanho fracionário como 5/16″ (0,3125″) ou um tamanho de letra 'N' (0,3020″). Ter toda esta informação num só local facilita a escolha de um tamanho padrão que funcione para a minha peça.

E se o meu projeto necessitar absolutamente de um tamanho não normalizado?

Digamos que já tentou tudo, mas a sua peça precisa de ter um furo com um tamanho de 0,450 polegadas. Olhou para a sua tabela e não há nenhuma broca padrão que faça esse furo. O que é que deve fazer? Não se preocupe. Ainda tem opções. Mas precisa de falar muito claramente com a oficina mecânica. Esta é uma altura em que está a conceber uma caraterística personalizada de propósito.

Nos seus desenhos de projeto, deve marcar claramente o orifício com a dimensão final que deve ter. Pode também acrescentar uma nota para o operador. Pode escrever: "Perfure com uma broca de 27/64 (0,4219) e, em seguida, faça um furo com o tamanho final de 0,450." Isto mostra que pensou no processo de fabrico. Está a dizer-lhes como fazer a peça. Isto ajuda-os a dar-lhe o preço certo para o trabalho e poupa tempo. Mostra que sabe que está a pedir um passo extra. Também mostra que sabe que haverá um custo adicional associado a esse trabalho personalizado.

Como posso resumir as regras das brocas padrão para o meu próximo projeto?

Depois de anos de experiência e de aprender as coisas da maneira mais difícil, criei uma lista simples de regras para mim próprio. Estas regras ajudam-me a garantir que cada peça que concebo é feita da melhor forma para um fabrico fácil e económico. Todas elas têm a ver com uma grande ideia: manter as coisas simples e utilizar ferramentas padrão sempre que possível. Não se trata de o impedir de ser criativo. Trata-se de ser um designer inteligente e que não perde tempo nem dinheiro.

Antes de enviar qualquer desenho para uma oficina, verifico-o uma última vez. Passo por todas as partes da peça, observando atentamente os orifícios. Pergunto-me: "Este orifício tem um tamanho normalizado? Poderia ser um tamanho padrão? Se não for, existe uma boa razão para ser de um tamanho personalizado?" Este simples passo de verificação poupou-me milhares de dólares e muitas, muitas horas de tempo perdido. A melhor forma de resumir as regras das brocas padrão é torná-las parte da lista que verifica sempre que projecta algo.

Principais conclusões para lembrar

Eis os aspectos mais importantes a reter deste artigo. Tenha-os em mente no seu próximo projeto de maquinagem CNC:

• Planeie sempre o seu desenho utilizando tamanhos padrão: Antes de terminar o desenho da peça, consulte uma tabela de brocas padrão. Tente utilizar os tamanhos comuns que aí vê, como fracionário, letra, calibre de fio ou métrico.
• Utilize tamanhos padrão para poupar dinheiro: Um tamanho de furo personalizado requer trabalho extra e ferramentas especiais. Isto fará sempre com que a sua peça custe mais dinheiro e demore mais tempo a terminar.
• Conhecer as suas medidas: Saiba a diferença entre os tamanhos em polegadas (como 1/4″) e os tamanhos métricos (como 6mm). Certifique-se de que o seu projeto utiliza o sistema de medição que a oficina gosta de utilizar.
• Utilizar tabelas para mudar de tamanho: Tenha por perto uma boa tabela de tamanhos de brocas. Pode utilizá-la para ver o número decimal dos diferentes tamanhos e escolher a melhor opção padrão para as suas necessidades.
• Fale claramente com o seu maquinista: Se precisar mesmo de um tamanho de furo personalizado, escreva-o claramente nos seus desenhos. Também deve falar com o seu maquinista sobre como será feito.
• Um design simples é um design inteligente: Um design simples que utiliza ferramentas normais mostra que é um designer inteligente. Ajuda a tornar o trabalho de fabrico muito mais fácil, mais rápido e menos dispendioso.