Para furação CNC geral, recomenda-se utilizar brocas Jobber M35 HSS-Co com ponta de 135° split-point (DIN 338) — a geometria autocentrante reduz ou elimina a necessidade de pré-furação na maioria das aplicações em superfícies planas, atendendo aços com até 30 HRC. Para furos cegos com tolerância H7, acrescente um alargador de canal helicoidal em metal duro sólido, deixando 0.1–0.3 mm de sobremetal; para furos passantes, utilize canal reto. Uma combinação inadequada desperdiça ferramentas e gera refugo; o par correto mantém tolerância H7 em uma única fixação. Este guia detalha cada tipo de ferramenta por geometria, classe de material, revestimento e aplicação, permitindo selecionar a broca e o alargador adequados para qualquer operação de furação.
Para uma visão completa dos tipos, classes e revestimentos de ferramentas de corte, consulte o guia completo de ferramentas de corte.
Tipos de Broca e Quando Utilizar Cada Um
Três categorias — brocas helicoidais Jobber, brocas de centro e brocas escalonadas — cobrem a grande maioria dos trabalhos de furação em oficinas metalúrgicas típicas. Cada uma possui geometria distinta otimizada para uma tarefa específica.
Brocas helicoidais Jobber (DIN 338 / ANSI/ASME B94.11) são a ferramenta de uso geral por excelência. O comprimento Jobber padrão significa que o comprimento do canal é aproximadamente 7-10 vezes o diâmetro da broca, dependendo do tamanho, proporcionando bom equilíbrio entre rigidez e capacidade de profundidade. Disponível em 0.3 mm a 20 mm em métrico, #60 a #1 em wire gauge, A a Z em letter sizes e 3/64" a 11/16" em frações de polegada. ISO 235 é a norma internacional correspondente, utilizada para brocas Jobber e séries curtas com haste paralela onde o dimensionamento ISO é requerido, enquanto ANSI/ASME B94.11 rege a mesma classe de ferramenta para oficinas norte-americanas.
Brocas de centro (DIN 333) combinam uma broca piloto curta com um escareador de 60 graus em uma única ferramenta. O Tipo A possui corpo compacto, adequado para usinagem leve a média. O Tipo B apresenta diâmetro de corpo maior e escareamento mais profundo para aplicações pesadas e pré-posicionamento de brocas maiores. Tamanhos métricos de 1-8 mm; imperial de #0 a #18.
Brocas escalonadas são projetadas para chapas metálicas, alumínio e plásticos onde múltiplos diâmetros de furo são necessários a partir de uma única ferramenta. As faixas abrangem 4-38 mm em métrico e 1/8" a 1-3/8" em imperial, com 5 a 14 degraus por broca. Disponível em canais retos ou helicoidais e hastes hexagonais ou com 3 faces.
Seleção do Ângulo de Ponta -- 118° vs 135° vs 140°
O ângulo de ponta é normalmente o parâmetro geométrico de maior impacto no desempenho da furação, controlando a força axial, a precisão de centragem e a formação de cavacos.
| Fator | 118° Padrão | 135° Split Point | 140° para Materiais Duros |
|---|---|---|---|
| Autocentragem | Fraca -- tende a desviar em superfícies curvas | Boa -- split point previne desvio | Razoável -- requer pré-furação |
| Força axial | Maior | 15-20% menor que 118° | 20-25% menor que 118° |
| Materiais ideais | Madeira, plástico, metais moles | Aço, aço inoxidável, alumínio | Aço temperado (>35 HRC), ferro fundido |
| Formação de cavacos | Cavacos mais espessos e largos | Cavacos mais finos, melhor evacuação | Cavacos muito finos, menor calor por cavaco |
| Qualidade de entrada | Pode produzir rebarbas | Entrada limpa em superfícies planas | Entrada limpa, rebarba mínima |
Para aplicações CNC, a ponta de 135° split point é normalmente a escolha padrão, pois sua ação autocentrante elimina a necessidade de pré-furação na maioria dos trabalhos em superfícies planas, economizando uma troca de ferramenta por furo. Reserve 118° para furação manual e materiais mais moles. Utilize 140° apenas ao furar aços temperados acima de 35 HRC ou ferros fundidos abrasivos.
Regra Prática para Ângulo de Ponta
Materiais mais duros exigem ângulos de ponta maiores. Para usinagem geral de aço (até 30 HRC), a ponta de 135° split point atende 90% dos trabalhos sem necessidade de furo piloto.
Seleção de Classe de Material e Revestimento
O substrato da broca e o revestimento definem conjuntamente o limite de resistência ao calor, vida útil e velocidade de corte máxima em determinado material. A tabela abaixo abrange os três níveis de substrato mais comuns com seus revestimentos recomendados.
| Propriedade | HSS (M2) | HSS-Co M35 (5% Co) | Metal Duro Sólido |
|---|---|---|---|
| Dureza | 63-65 HRC | 66-68 HRC | 89-93 HRA (~1,600 HV) |
| Temp. máx. de corte | 550°C | 620°C | 800°C |
| Velocidade em aço carbono | 20-30 m/min | 30-45 m/min | 80-120 m/min |
| Velocidade em inoxidável | 8-15 m/min | 15-25 m/min | 40-70 m/min |
| Vida útil vs HSS | Referência | 1.5-2x | 5-10x |
| Custo vs HSS | 1x | 1.3-1.8x | 4-8x |
Brocas de metal duro sólido operam tipicamente 3–5× mais rápido que HSS em aço e duram 5–10× mais, porém custam 4–8× mais por ferramenta — tornando-as econômicas principalmente para produção CNC onde o tempo de troca de ferramenta é relevante.
Seleção de revestimento acrescenta outra camada de desempenho:
- TiN (dourado) -- 2,300 HV de dureza superficial, redução de atrito de 30-40%, temperatura máxima de serviço de 600°C. Preferido para brocas M35 HSS-Co em aço e alumínio, pois sua temperatura de deposição mais baixa preserva a dureza do substrato HSS-Co e proporciona redução significativa de atrito nas velocidades de corte típicas de HSS.
- TiAlN (cinza escuro) -- 3,300 HV de dureza superficial, temperatura máxima de serviço de 800°C. Preferido para furação CNC em alta velocidade em aço inoxidável, ligas de titânio e materiais temperados, pois sua camada barreira de óxido de alumínio resiste à oxidação em temperaturas que dissolveriam um revestimento TiN. Utilizado em variantes de brocas escalonadas com canal helicoidal.
- AlTiN+TiSiN (bronze) -- Nanocompósito multicamada, preferido como revestimento padrão para alargadores de metal duro sólido em aço, pois a camada externa de TiSiN oferece dureza auto-renovável sob desgaste abrasivo, prolongando a vida útil do alargador em relação ao TiAlN monocamada.
- TiAlSiN (preto) -- Variante de alta temperatura, preferido para cortes interrompidos e condições severas acima de 900°C, pois o teor de silício forma uma rede densa de contorno de grão de Si₃N₄ que mantém a dureza sob ciclagem térmica.
Incompatibilidade de Revestimento
Aplicar um revestimento de alta temperatura como TiAlN em uma broca HSS comum é contraproducente -- o substrato amolece a 550°C independentemente do revestimento. Compatibilize o nível do revestimento com o nível do substrato: TiN para HSS-Co, TiAlN/AlTiN para metal duro.
Broca de Centro vs Broca de Ponto -- Escolha Correta do Iniciador
Brocas de centro e brocas de ponto não são intercambiáveis: brocas de centro (DIN 333) produzem furos de centro de 60° para torno, enquanto brocas de ponto (90° ou 120°) criam dimples de partida rígidos para furação CNC. Confundir as duas é um dos erros mais comuns em furos iniciais.
A broca de centro (DIN 333) produz um escareamento de 60 graus com furo piloto. Sua finalidade principal é criar furos de centro para suporte de contraponto em tornos. O Tipo A (corpo compacto, diâmetro de corpo de 3.15-20 mm) atende trabalhos leves. O Tipo B (corpo maior, escareamento mais profundo) proporciona estabilidade para torneamento pesado e pré-posicionamento de peças maiores.
A broca de ponto possui corpo rígido e curto, projetado exclusivamente para criar um dimple de partida para a broca helicoidal subsequente. Brocas de ponto utilizam tipicamente ângulos de ponta de 90° ou 120° e são mais rígidas que brocas de centro no mesmo diâmetro.
| Critério | Broca de Centro (DIN 333) | Broca de Ponto |
|---|---|---|
| Finalidade principal | Furos de centro para torno | Pontos de partida para furação |
| Ângulo de ponta | 60° (padrão) | 90° ou 120° |
| Rigidez do corpo | Moderada -- seção piloto longa | Alta -- corpo curto e robusto |
| Pré-furação CNC | Aceitável para furos pequenos | Preferida para precisão posicional |
| Função de escareamento | Sim -- chanfro de 60° integrado | Não |
| Profundidade/diâmetro | Profundidade piloto de 1:1 a 2:1 | Apenas dimple de 0.5:1 |
Para trabalhos CNC onde a precisão posicional é importante, uma broca de ponto dedicada de 90° ou 120° é geralmente preferida em relação à broca de centro, pois seu corpo curto e robusto deflete menos sob esforço axial. Utilize brocas de centro quando o escareamento de 60 graus for necessário para torneamento entre pontas ou quando a operação combinada de furação e escareamento economizar uma troca de ferramenta.
Seleção de Alargadores -- Canal Helicoidal vs Canal Reto
O alargamento é tipicamente necessário para levar um furo furado da tolerância H9 à H7 (faixa de 15 µm em um furo de 10 mm) com acabamento Ra 0.4–1.6 µm. Os dois principais tipos de alargador -- canal helicoidal e canal reto -- são otimizados para configurações de furo distintas.
Alargadores de canal helicoidal puxam os cavacos para cima por meio de arestas de corte helicoidais, sendo a escolha preferida para furos cegos onde os cavacos não podem sair pela parte inferior. Disponível em metal duro sólido com 4 canais (3-5 mm) ou 6 canais (6-16 mm), tamanhos métricos de 3-16 mm e imperial de 1/8"-1/2".
Alargadores de canal reto possuem arestas de corte axiais que empurram os cavacos para baixo através do furo. São a escolha padrão para furos passantes onde os cavacos podem cair livremente. Mesma faixa de tamanhos e progressão de número de canais das variantes helicoidais.
Para alargadores de máquina com haste Cone Morse utilizados em tornos e furadeiras radiais, ISO 521 é a norma dimensional pertinente, enquanto alargadores de metal duro com haste paralela neste guia seguem a prática geral de tolerância H7 conforme DIN/ISO.
| Fator | Canal Helicoidal | Canal Reto |
|---|---|---|
| Tipo de furo | Furos cegos | Furos passantes |
| Direção dos cavacos | Para cima (saindo do furo) | Para baixo (através do furo) |
| Acabamento superficial | Ra 0.4-0.8 um típico | Ra 0.8-1.6 um típico |
| Resistência a vibrações | Maior -- engajamento helicoidal | Menor -- engajamento em largura total |
| Rigidez | Ligeiramente menor | Maior |
| Custo | Igual | Igual |
✦ Alargador de Canal Helicoidal — Melhor Para
- Furos cegos onde os cavacos devem sair para cima
- Cortes interrompidos (furos cruzados, rasgos de chaveta)
- Materiais que produzem cavacos longos e contínuos
- Operações de acabamento com Ra abaixo de 0.8 um
✦ Alargador de Canal Reto — Melhor Para
- Furos passantes com espaço para evacuação de cavacos
- Furos curtos (profundidade inferior a 2x o diâmetro)
- Materiais frágeis que produzem cavacos quebrados (ferro fundido, latão)
- Máxima rigidez quando vibrações não são uma preocupação
Velocidade, Avanço e Recomendações Práticas
O alargamento requer velocidades mais conservadoras que a furação — tipicamente 30–50% da velocidade de furação para alargadores HSS e 50–70% para alargadores de metal duro sólido no mesmo material. O furo pré-furado deve estar 0.1-0.3 mm (0.004-0.012") subdimensionado em relação ao diâmetro do alargador -- sobremetal excessivo causa vibrações e desgaste prematuro, sobremetal insuficiente causa atrito sem corte.
Parâmetros iniciais recomendados para alargadores de metal duro em aço (até 30 HRC):
- Velocidade de corte: 60-100 m/min (aproximadamente 50-70% da velocidade de furação no mesmo material)
- Avanço por revolução: 0.1-0.3 mm/rev (maior que na furação -- alargadores necessitam carga de cavaco consistente)
- Sobremetal: 0.15-0.25 mm em diâmetro
- Refrigerante: refrigeração por inundação fortemente recomendada para aço; refrigeração interna preferida para furos cegos
Para alumínio e materiais não ferrosos:
- Velocidade de corte: 100-200 m/min
- Avanço por revolução: 0.15-0.4 mm/rev
- Utilizar alargadores de metal duro sem revestimento para prevenir aresta postiça
Critério de decisão: se a tolerância do furo for H9 ou mais aberta, uma broca M35 split-point de 135° de boa qualidade geralmente entrega resultados aceitáveis sem alargamento. Para H7 ou mais apertada, fure subdimensionado e alargue. Para H6 ou requisitos de acabamento de mandrilamento, considere sequências de furação-alargamento-mandrilamento ou furação-alargamento-brunimento.
Seleção Rápida de Broca e Alargador por Aplicação
Esta tabela relaciona os cenários mais comuns de furação com a ferramenta, material e faixa de velocidade de corte recomendados — utilize-a como uma pré-seleção inicial e confirme com base na sua máquina e fixação.
Selecionar o tipo correto de broca e alargador para a aplicação específica é a decisão de maior impacto em uma sequência de furação — geometria ou classe de revestimento inadequadas custam mais em peças refugadas e reafiação do que a própria ferramenta.
| Cenário | Tipo de Ferramenta | Material | Faixa de Velocidade | Justificativa |
|---|---|---|---|---|
| Furação CNC geral, aço carbono até 30 HRC | Broca Jobber 135° split-point (DIN 338) | M35 HSS-Co + TiN | 30-45 m/min | Ponta autocentrante elimina a etapa de pré-furação; M35 cobalto mantém dureza a quente até 620°C |
| Furação de produção, aço e inoxidável | Broca Jobber 135° split-point | Metal duro sólido + TiAlN | 80-200 m/min | Metal duro permite velocidades 3-5x maiores; TiAlN resiste a 800°C em corte a seco |
| Furação de aço temperado acima de 35 HRC | Broca com ponta de 140° | Metal duro sólido + AlTiN | 40-80 m/min | Ângulo de ponta maior reduz a força axial em 20-25%, evitando lascamento do substrato na entrada |
| Chapas metálicas, alumínio, plásticos, multi-diâmetro | Broca escalonada (4-38 mm) | HSS-Co + TiAlN helicoidal | 20-60 m/min | Ferramenta única substitui 5-14 brocas separadas; canais helicoidais evacuam cavacos de alumínio |
| Furos iniciais CNC para precisão posicional | Broca de ponto 90° ou 120° | Metal duro sólido | 60-100 m/min | Corpo curto e robusto deflete menos que uma broca de centro, mantendo ±0.025 mm de posição |
| Furo cego H7, aço | Alargador de canal helicoidal (4-6 canais) | Metal duro sólido + AlTiN+TiSiN | 60-100 m/min | Canais helicoidais puxam cavacos para cima e para fora da cavidade cega, prevenindo recorte |
| Furo passante H7, aço | Alargador de canal reto (4-6 canais) | Metal duro sólido + AlTiN+TiSiN | 60-100 m/min | Canais axiais empurram cavacos para baixo através do furo; engajamento em largura total agrega rigidez |
| Furo H7, alumínio e não ferrosos | Alargador de canal reto ou helicoidal | Metal duro sólido, sem revestimento | 100-200 m/min | Aresta sem revestimento previne aresta postiça de ligas de baixo ponto de fusão soldando na face de corte |
Combine o tipo de broca à operação e o tipo de alargador ao furo.
Utilize brocas Jobber M35 HSS-Co com ponta de 135° split-point (DIN 338) para furação CNC geral -- são autocentrantes e atendem aço até 30 HRC. Acrescente um alargador de canal helicoidal em metal duro para furos cegos ou um alargador de canal reto para furos passantes quando a tolerância H7 for exigida. Reserve brocas de centro para trabalhos em torno e brocas escalonadas para chapas metálicas. Compatibilize o nível do revestimento com o nível do substrato: TiN para HSS-Co, AlTiN+TiSiN para metal duro sólido.
Quando utilizar uma broca de centro em vez de uma broca de ponto?
Utilize uma broca de centro (DIN 333) quando for necessário um escareamento de 60 graus para torneamento entre pontas ou quando a combinação de furo piloto e escareamento em uma única operação for desejável. Para precisão posicional CNC em superfícies planas, uma broca de ponto dedicada de 90 ou 120 graus é preferida por seu corpo mais curto e rígido.
Qual a diferença entre tolerância de furo H7 e H9?
Conforme ISO 286-2, H7 em um furo de 10 mm (faixa de 6-10 mm) permite +0.000 a +0.015 mm (faixa de 15 µm), enquanto H9 permite +0.000 a +0.036 mm (faixa de 36 µm). H7 tipicamente requer alargamento após a furação. H9 pode geralmente ser alcançada apenas com uma broca helicoidal de precisão.
Devo escolher um alargador de canal helicoidal ou de canal reto?
Escolha canal helicoidal para furos cegos — a ação de corte helicoidal puxa os cavacos para cima e para fora da cavidade, prevenindo o recorte e os danos superficiais que ele causa. Escolha canal reto para furos passantes onde os cavacos caem livremente; canais retos também agregam rigidez em furos curtos com profundidade inferior a 2× o diâmetro. Ambos os tipos alcançam tolerância H7 (±0.015 mm em furo de 10 mm) em metal duro sólido.
Por que o M35 HSS-Co supera o HSS padrão na furação de aço?
O M35 contém 5% de cobalto, elevando a dureza a quente de 550°C para 620°C e aumentando a dureza geral de 63-65 HRC para 66-68 HRC. Isso permite velocidades de corte 30-50% maiores e vida útil 1.5-2x mais longa em comparação com o HSS M2 padrão em aplicações de aço e aço inoxidável.
Quanto sobremetal deve ser deixado para o alargamento?
Deixe 0.1-0.3 mm (0.004-0.012 inches) em diâmetro para alargadores de metal duro em aço. Sobremetal excessivo (acima de 0.3 mm) gera calor excessivo e causa vibrações. Sobremetal insuficiente (abaixo de 0.05 mm) faz o alargador atritrar em vez de cortar, produzindo superfície espelhada com acabamento ruim e desgaste de flanco acelerado.
