PCU - Aula 3 - Mecanismo de formação de cavaco

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Universidade Paulista 
 
 Processos de Conformação e 
Usinagem 
Aula 3 
Curso Engenharia Mecânica 
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PCU – Mecanismo de formação de cavaco 
Esta região onde este fenômeno ocorre é chamada de plano de 
cisalhamento. Este plano é paralelo ao plano de cisalhamento dos cristais do 
material e é definido pelo ângulo de cisalhamento . 
(FERRARESI, 1977) 
I – Mecanismo de formação de cavaco 
De maneira geral a formação de cavaco utilizando-se ferramentas de metal 
duro ou aço rápido ocorre da seguinte forma: 
• Devido a penetração da ferramenta na peça, uma pequena porção de 
material é recalcada contra a superfície de saída da ferramenta; 
• O material recalcado sofre deformação plástica que aumenta 
progressivamente até que as tensões de cisalhamento sejam 
suficientemente altas para iniciar o deslizamento entre o material recalcado 
e a peça. 
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PCU – Mecanismo de formação de cavaco 
(FERRARESI, 1977) 
I – Mecanismo de formação de cavaco 
Modelo de Piispanen "baralho de cartas" 
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PCU – Mecanismo de formação de cavaco 
• Ao prosseguir com penetração da ferramenta na peça, haverá a ruptura 
parcial ou completa na região de cisalhamento o que depende da ductilidade 
do material e das condições de usinagem. Para materiais dúcteis a ruptura se 
realiza nas imediações da aresta de corte e o cavaco originado é chamado de 
contínuo. Nos materiais frágeis são formados os cavacos de cisalhamento ou 
de ruptura. 
(http://www.geocities.ws/cmovbr73/ProcFabr_Cap3_FormacaoCavaco.pdf,) (FERRARESI, 1977) 
Material dúctil 
Material frágil 
http://www.geocities.ws/cmovbr73/ProcFabr_Cap3_FormacaoCavaco.pdf
http://www.geocities.ws/cmovbr73/ProcFabr_Cap3_FormacaoCavaco.pdf
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PCU – Mecanismo de formação de cavaco 
(FERRARESI, 1977; FREIRE, 1989; GERLING, 1992) 
II – Tipos de cavacos 
II.1 – Cavaco contínuo: é constituído de lamelas justapostas numa disposição 
contínua e agrupadas em grupos lamelares. O lado inferior do cavaco 
apresenta normalmente superfície lisa. 
O cavaco contínuo é formado na usinagem de: 
• Material dúctil e homogêneo; 
• Baixa profundidade de corte; 
• Grande velocidade de corte (> 60 m/min); 
• Pequeno/médio avanço; 
• Grande ângulo de saída; 
• Gume de corte liso; 
• Baixa temperatura de corte; 
• Mínimo impedimento ao fluxo do cavaco (sem vibrações, atritos, etc.). 
Como a força de corte varia muito pouco devido a formação contínua do 
cavaco, a qualidade superficial é muita boa. 
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PCU – Mecanismo de formação de cavaco 
II.2 – Cavaco de cisalhamento: é constituído de grupos lamelares bem 
distintos e justapostos. Estes elementos foram cisalhados na região de 
cisalhamento e parcialmente soldados em seguida. 
É formado na usinagem de materiais de baixa ductilidade devido a 
heterogeneidade do material ou vibrações externas que levam a variações na 
espessura do cavaco. É formado na usinagem com grande avanço, grande 
profundidade de corte, com pequeno ângulo de saída e velocidades de corte 
menores que 100 m/min. 
A qualidade superficial é inferior a obtida com 
cavaco contínuo, devido a variação da força de 
corte. Tal força cresce com a formação do cavaco e 
diminui bruscamente com sua ruptura, gerando 
fortes vibrações e uma superfície com ondulações. 
(FERRARESI, 1977; FREIRE, 1989; GERLING, 1992) 
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II.3 – Cavaco de ruptura: formado por fragmentos arrancados da peça. Há a 
ruptura completa do material em grupos lamelares. São formados em 
materiais frágeis (baixa ductilidade) ou de estrutura heterogênea (ferro 
fundido, latão, bronze). 
O acabamento superficial é ruim pois o cavaco rompe em forma de concha 
gerando uma superfície irregular. 
O cavaco de ruptura é formado na usinagem de: 
• Material frágil; 
• Baixa profundidade de corte; 
• Baixa velocidade de corte; 
• Pequeno ângulo de saída. 
(FERRARESI, 1977; FREIRE, 1989; GERLING, 1992) 
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PCU – Mecanismo de formação de cavaco 
(FERRARESI, 1977; GERLING, 1992) 
III – Formas dos cavacos 
(http://www.geocities.ws/cmovbr73/ProcFabr_Cap3_FormacaoCavaco.pdf,) 
(https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4636967/mod_resource/content/1/5-orma%C3%A7%C3%A3o%20de%20cavacos%20e%20remo%C3%A7%C3%A3o%20de%20material.pdf,) 
http://www.geocities.ws/cmovbr73/ProcFabr_Cap3_FormacaoCavaco.pdf
http://www.geocities.ws/cmovbr73/ProcFabr_Cap3_FormacaoCavaco.pdf
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4636967/mod_resource/content/1/5-Forma%C3%A7%C3%A3o de cavacos e remo%C3%A7%C3%A3o de material.pdf
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4636967/mod_resource/content/1/5-Forma%C3%A7%C3%A3o de cavacos e remo%C3%A7%C3%A3o de material.pdf
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4636967/mod_resource/content/1/5-Forma%C3%A7%C3%A3o de cavacos e remo%C3%A7%C3%A3o de material.pdf
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4636967/mod_resource/content/1/5-Forma%C3%A7%C3%A3o de cavacos e remo%C3%A7%C3%A3o de material.pdf
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4636967/mod_resource/content/1/5-Forma%C3%A7%C3%A3o de cavacos e remo%C3%A7%C3%A3o de material.pdf
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(FERRARESI, 1977; GERLING, 1992; SENAI, 1998) 
III – Formas dos cavacos (contin.) 
O cavaco em fita pode provocar acidentes, ocupa muito espaço e é difícil ser 
transportado. 
O cavaco helicoidal é mais conveniente e o cavaco em lascas é preferível 
quando houver problemas de espaço ou então, o cavaco precisa ser removido 
por fluido refrigerante (furação profunda). 
Para alterar a forma do cavaco podemos: 
• Alterar as condições de usinagem; 
• Mudar a superfície de saída da ferramenta; 
• Adicionar elementos especiais na superfície de saída (quebra cavaco). 
Para materiais não muito tenazes os cavacos podem ser quebrados 
diminuindo o ângulo de saída e de inclinação da ferramenta ou através do 
aumento da espessura de corte e diminuição da velocidade de corte. 
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PCU – Mecanismo de formação de cavaco 
III – Formas dos cavacos (contin.) 
 
 
(http://www.geocities.ws/cmovbr73/ProcFabr_Cap3_FormacaoCavaco.pdf,) 
http://www.geocities.ws/cmovbr73/ProcFabr_Cap3_FormacaoCavaco.pdf
http://www.geocities.ws/cmovbr73/ProcFabr_Cap3_FormacaoCavaco.pdf
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PCU – Mecanismo de formação de cavaco 
III.1 – Coeficiente volumétrico de cavaco (): é a relação entre o volume 
ocupado pelo cavaco (Ve) e o volume correspondente ao seu peso (Vp) 
Ve (cm³) 
P = peso do cavaco (Kg) 
 = peso específico do 
material (g/cm³) 
(FERRARESI, 1977) 
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(FERRARESI, 1977; GERLING, 1992; SENAI, 1998) 
III – Formas dos cavacos (contin.) 
III.1 – Quebra cavaco: é o método mais efetivo e usado para produzir 
cavacos curtos. Estes dispositivos provocam a quebra mecânica dos cavacos. 
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PCU – Mecanismo de formação de cavaco 
III – Formas dos cavacos (contin.) 
(http://www.korloy.com/pt/prdinfo/view.do?id_product=531&category=30&pageIndex=1&searchCondition=&searchKeyword=&page=P) 
http://www.fermec.com.br/blog/tipos-de-quebra-cavaco/
http://www.korloy.com/pt/prdinfo/view.do?id_product=531&category=30&pageIndex=1&searchCondition=&searchKeyword=&page=P
http://www.korloy.com/pt/prdinfo/view.do?id_product=531&category=30&pageIndex=1&searchCondition=&searchKeyword=&page=P
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PCU – Mecanismo de formaçãode cavaco 
(FERRARESI, 1977; GERLING, 1992; SENAI, 1998) 
Vantagens do uso do quebra-cavaco 
 
• Redução de transferência de calor para a ferramenta por reduzir o contato 
entre o cavaco e ferramenta; 
• Facilita a remoção dos cavacos; 
• Reduz riscos de acidentes com o operador; 
• Reduz a obstrução ao fluxo do fluido de corte sobre a aresta de corte da 
ferramenta. 
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Exercício: Com relação ao mecanismo de formação de cavaco pode-se 
afirmar: 
I - Devido a penetração da ferramenta na peça, uma porção de material é 
recalcada contra a superfície de saída da ferramenta gerando uma 
deformação plástica que aumenta até que as tensões de cisalhamento sejam 
altas o suficiente para iniciar o deslizamento entre o material recalcado e a 
peça. 
II - Nos materiais frágeis a ruptura se realiza nas imediações da aresta de 
corte e o cavaco originado é contínuo. Nos materiais dúcteis são formados os 
cavacos de cisalhamento ou de ruptura. 
III – A redução da transferência de calor para a ferramenta, a facilidade de 
remoção dos cavacos e a facilidade de escoamento do fluido de corte sobre a 
aresta de corte da ferramenta são vantagens do uso de quebra-cavacos. 
É correto apenas o que se afirma em: 
A – I, II, III. B – I, II. C – II, III. 
D – I. E – I, III. 
PCU – Movimentos de usinagem e Geometria da ferramenta 
Afirmativa correta: E 
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IV – Temperatura de corte 
Praticamente toda a energia mecânica associada à formação do cavaco (atrito 
ferramenta e peça e ferramenta e cavaco) se transforma em energia térmica. 
A temperatura influi no processo de usinagem: 
• Aumenta o desgaste das ferramentas; 
• Reduz a durabilidade da ferramenta; 
• Limita a aplicação de regimes de corte mais altos; 
• Influi na produtividade do processo de usinagem; 
• Afeta a qualidade da peça usinada (tolerâncias, rugosidade); 
• Pode alterar as propriedades mecânicas do material da peça. 
A geração de calor é diferente para cada processo de usinagem, material da 
peça, tipo e material da ferramenta, parâmetros de corte e refrigeração. 
(FERRARESI, 1977) 
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(FERRARESI, 1977) 
IV – Temperatura de corte (contin.) 
Fontes de geração do calor no processo de formação do cavaco são: 
• Deformação e cisalhamento do cavaco na região de cisalhamento; 
• Atrito do cavaco com a superfície da ferramenta; 
• Atrito da peça com a ferramenta. 
Fontes de dissipação do calor no processo de formação do cavaco são: 
• Ambiente; 
• Cavaco (cresce com a velocidade de corte); 
• Peça 
• Ferramenta; 
• Fluído de corte. 
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IV – Temperatura de corte (contin.) 
(FERRARESI, 1977) 
Distribuição da temperatura na ferramenta, cavaco e na peça (peça: aço; 
ferramenta: metal duro P 20; Vc = 60 m/min; h = 0,32 mm) 
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IV – Temperatura de corte (contin.) 
(https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/2462-respeitando-a-vida-util-das-ferramentas) 
https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/2462-respeitando-a-vida-util-das-ferramentas
https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/2462-respeitando-a-vida-util-das-ferramentas
https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/2462-respeitando-a-vida-util-das-ferramentas
https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/2462-respeitando-a-vida-util-das-ferramentas
https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/2462-respeitando-a-vida-util-das-ferramentas
https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/2462-respeitando-a-vida-util-das-ferramentas
https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/2462-respeitando-a-vida-util-das-ferramentas
https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/2462-respeitando-a-vida-util-das-ferramentas
https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/2462-respeitando-a-vida-util-das-ferramentas
https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/2462-respeitando-a-vida-util-das-ferramentas
https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/2462-respeitando-a-vida-util-das-ferramentas
https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/2462-respeitando-a-vida-util-das-ferramentas
https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/2462-respeitando-a-vida-util-das-ferramentas
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IV – Temperatura de corte (contin.) 
Trinca térmica 
(https://www.sandvik.coromant.com/pt-pt/knowledge/materials/pages/wear-on-cutting-edges.aspx) 
Deformação plástica 
(térmica) 
Desgaste na 
aresta de corte 
https://www.sandvik.coromant.com/pt-pt/knowledge/materials/pages/wear-on-cutting-edges.aspx
https://www.sandvik.coromant.com/pt-pt/knowledge/materials/pages/wear-on-cutting-edges.aspx
https://www.sandvik.coromant.com/pt-pt/knowledge/materials/pages/wear-on-cutting-edges.aspx
https://www.sandvik.coromant.com/pt-pt/knowledge/materials/pages/wear-on-cutting-edges.aspx
https://www.sandvik.coromant.com/pt-pt/knowledge/materials/pages/wear-on-cutting-edges.aspx
https://www.sandvik.coromant.com/pt-pt/knowledge/materials/pages/wear-on-cutting-edges.aspx
https://www.sandvik.coromant.com/pt-pt/knowledge/materials/pages/wear-on-cutting-edges.aspx
https://www.sandvik.coromant.com/pt-pt/knowledge/materials/pages/wear-on-cutting-edges.aspx
https://www.sandvik.coromant.com/pt-pt/knowledge/materials/pages/wear-on-cutting-edges.aspx
https://www.sandvik.coromant.com/pt-pt/knowledge/materials/pages/wear-on-cutting-edges.aspx
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IV – Temperatura de corte (contin.) 
(FERRARESI, 1977) 
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Exercício proposto 1: Sobre a geração de energia térmica nos processos de 
usinagem, podemos afirmar: 
I - calor gerado no processo de corte é dissipado através do cavaco, da peça, 
da ferramenta e do fluido de corte. O percentual dissipado por cada meio, 
depende dos parâmetros de corte e são constantes para todos os processos 
de usinagem. 
II - no processo de retificação, o calor gerado é bem superior ao calor gerado 
no torneamento e fresamento dificultando assim, a obtenção de tolerâncias 
apertadas. 
III - aumento da temperatura pode promover mudanças nas características 
físicas e mecânicas da peça e também influenciar a precisão da máquina, a 
dimensão e a rugosidade da peça. 
IV - as fontes geradoras de calor no processo de usinagem são: deformação e 
cisalhamento do cavaco na região de cisalhamento, atrito do cavaco com a 
superfície da ferramenta e atrito da peça com a ferramenta. 
PCU – Movimentos de usinagem e Geometria da ferramenta 
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Exercício proposto 1: 
 
É correto apenas o que se afirma em: 
A – I, III, IV. 
B – I, II, III, IV. 
C – III, IV. 
D – II, III, IV. 
E – I, III 
PCU – Movimentos de usinagem e Geometria da ferramenta 
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Exercício proposto 2: Citar e explicar como são formado os três principais 
tipos de cavaco: contínuo, de cisalhamento e de ruptura. 
PCU – Movimentos de usinagem e Geometria da ferramenta 
Exercício proposto 3: Com relação a formação de cavaco, assinalar a 
alternativa correta: 
A – o cavaco de ruptura é formado na usinagem com baixa profundidade de 
corte de materiais frágeis. 
B – grande velocidades de avanço facilitam a formação de cavacos contínuos 
na usinagem de materiais ducteis. 
C – grandes velocidades de corte facilitam a formação de cavacos de ruptura 
nos materiais ducteis. 
D – os quebra cavaco facilitam a formação de cavacos contínuos. 
E – cavacos contínuos possuem baixo coeficiente volumétrico. 
© UNIP 2020 all rights reserved• FERRARESI, D. Fundamentos da Usinagem dos Metais. Ed. Edgard 
Blucher, 1977. 
• GERLING, H. Alrededor de las máquinas-herramienta. Ed. Reverté, 3ª 
edição, Espanha, 1992. 
• SENAI. Processos mecânicos de usinagem. Volume 1, Senai, São Paulo, 
1998. 
PCU – Referências bibliográficas 
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FIM !