Processos de Fabricação II

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12/08/2020
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Processos de Fabricação II
Prof.: Marcel Freitas de Souza
2° semestre de 2020
Universidade Estácio de Sá (UNESA)
Campus Niterói
Engenharia mecânica
Contextualização
As indústrias de modo geral, carecem de profissionais habilitados a
trabalhar nos processos de fabricação de diversas áreas tais como:
metal mecânica, automotiva, naval, aeronáutica e petroquímica.
Áreas onde sejam aplicados conhecimentos e técnicas de
processos de fabricação onde se destacam áreas emergentes que
englobem, Máquinas com Comando Numérico (CNC) e projetos
auxiliados por computador (CAD).
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Ementa
• Ferramentas de corte
• Mecanismo de formação de cavaco e formas de cavacos
• Materiais usados nas ferramentas de corte
• Força e potência de usinagem
• Usinabilidade
• Fluidos de corte
• Falhas e desgaste das ferramentas
• Vida de ferramentas
• Máquinas-ferramentas
Bibliografia básica
• DINIZ, A. E., MARCONDES,
F. C., COPPINI, N.
L.Tecnologia da Usinagem
dos Materiais. São Paulo:
Artliber, 2000.
• FERRARESI, D.
Fundamentos da Usinagem
dos Metais. São Paulo:
Edgard Blücher,1977.
• ROSSI, M. Máquinas-
Operatrizes Modernas. Rio
de Janeiro: Livro Íbero-
Americano, 1970. Vol. 1 e 2.
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Bibliografia complementar
• Chiaverini, V., Tecnologia
Mecânica, vol.II: processos
de Fabricação e Tratamento,
McGraw-Hill, SP, 1986.
• Dubbel, H. Manual do Engenheiro
Mecânico. São Paulo: Ed. Labor,
1980.
Bibliografia sugerida pelo professor
• Groover, M.G. Fundamentos
da Moderna Manufatura –
Volume 2. 5ª Edição, Editora
LTC, 2017.
• Machado, A.R.; Abrão, A.M.;
Coelho, R.T.; Silva, M.B. Teoria da
Usinagem dos Materiais. Editora
Blucher, 2015.
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AULA 01
CLASSIFICAÇÃO DOS 
PROCESSOS DE 
USINAGEM
Classificação dos processos de usinagem
Fabricar é transformar matérias-primas em produtos acabados, por
uma variedade de processos. A ideia de fabricar teve início a
milhares de anos, quando o homem pré-histórico percebeu que,
para sobreviver, precisava de algo mais que pernas e braços para
poder se defender e caçar
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Classificação dos processos de usinagem
A fabricação de um produto
envolve projeto, seleção de um
material adequado e de um
método de fabricação. As
seleções são feitas não somente
com base em requisitos
técnicos, mas também com
base nas considerações
econômicas.
Classificação dos processos de usinagem
Vários fatores devem ser considerados quando se escolhe um
processo de fabricação. Como por exemplo:
• Forma e dimensão da peça
• Material a ser empregado e suas propriedades
• Quantidade de peças a serem produzidas
• Tolerâncias e acabamento superficial requerido
• Custo total o processamento
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Classificação dos processos de usinagem
Os processos de fabricação de metais e ligas metálicas podem se dividir
em (BRESCIANI et al., 2011):
• Processos mecânicos: nos quais as modificações de forma são
provocada pela aplicação de tensões externas, e às vezes em altas
temperaturas, mas sem a liquefação do metal
• Processos metalúrgicos: nos quais as modificações de forma podem
estar relacionadas também às tensões externas, e às vezes em altas
temperaturas, mas com liquefação do metal ou com a difusão de
partículas metálicas.
Classificação dos processos de usinagem
Os processos mecânicos de fabricação de metais e ligas
metálicas podem se dividir em (BRESCIANI et al., 2011):
• Conformação plástica: para os quais as tensões aplicadas são
geralmente inferiores ao limite de resistência à ruptura do
material.
• Conformação por usinagem: para os quais as tensões aplicadas
são sempre superiores ao limite de resistência à ruptura do
material.
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Classificação dos processos de usinagem
Os processos de fabricação de metais e ligas metálicas podem se
dividir, do ponto de vista da usinagem, em:
• Sem remoção de cavaco
• Com remoção de cavaco
Classificação dos processos de usinagem
O que é usinagem?
• Usinagem é o processo de remoção de material que ao conferir à
peça a forma, as dimensões, o acabamento, ou ainda a
combinação qualquer destes itens, produz cavaco.
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Classificação dos processos de usinagem
Mas o que é o cavaco?
Cavaco é a porção de material da peça de forma geométrica
irregular retirada pela ferramenta durante a usinagem.
Classificação dos processos de usinagem
Processos de usinagem envolvem operações de corte que
permitem remover excessos de um material bruto com auxílio de
uma ferramenta até que este resulte em uma peça pronta.
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Classificação dos processos de usinagem
A norma DIN 8580 compreende
os processos de fabricação com
remoção de cavaco com
ferramenta de geometria
definida e não definida.
Classificação dos processos de usinagem
Os processos de usinagem podem ser classificados de formas
diversas em:
1. Classificação quanto ao processo de remoção de material
2. Classificação quanto à geometria da ferramenta de corte
3. Classificação quanto à finalidade da operação de corte
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Classificação dos processos de usinagem
1. Classificação quanto ao processo de remoção de material
• Processos convencionais: em que as operações de corte empregam
energia mecânica na remoção do material, principalmente por
cisalhamento, principalmente por cisalhamento, no contato físico da
ferramenta com a peça – ex.: torneamento, furação e retificação.
• Processos especiais (não convencionais): em que as operações se
utilizam de outros tipos de energia de usinagem, não geram marcas-
padrão na superfície da peça e a TRM é muito menor do que a dos
processos convencionais
usinagem convencional é utilizada uma ferramenta de
corte afiada para cortar mecanicamente o material a fim
de atingir a geometria desejada.
processos abrasivos removem mecanicamente o
material pela ação de partículas duras, abrasivas.
processos não tradicionais ou não convencionais
usam várias formas de energia diferentes de uma
ferramenta de corte afiada ou partículas abrasivas para
remover o material.
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usinagem convencional é utilizada uma ferramenta de
corte afiada para cortar mecanicamente o material a fim
de atingir a geometria desejada.
processos abrasivos removem mecanicamente o
material pela ação de partículas duras, abrasivas.
processos não tradicionais ou não convencionais
usam várias formas de energia diferentes de uma
ferramenta de corte afiada ou partículas abrasivas para
remover o material.
usinagem convencional é utilizada uma ferramenta de
corte afiada para cortar mecanicamente o material a fim
de atingir a geometria desejada.
processos abrasivos removem mecanicamente o
material pela ação de partículas duras, abrasivas.
processos não tradicionais ou não convencionais
usam várias formas de energia diferentes de uma
ferramenta de corte afiada ou partículas abrasivas para
remover o material.
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Classificação dos processos de usinagem
2. Classificação quanto à geometria da ferramenta de corte
• Operações de corte com ferramentas de geometria definida
(arestas cortantes com formato e com tamanho conhecidos)
• Operações de corte com ferramentas de geometria não definida
(partículas abrasivas com formatos aleatórios e compostas por
arestas minúsculas de corte)
Classificação dos processos de usinagem
3. Classificação quanto à finalidade da operação de corte
• Operações de desbaste, em que usinagem, anterior a de
acabamento, visa obter na peça a forma e dimensões próximas
das finais.
• Operações de acabamento, em que a usinagem é destinada a
obter na peça as dimensões finais, ou um acabamento
especificado, ou ambos.
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Classificação dos processos de usinagem
Planejamento de processos é um procedimento de decisões com o
objetivo de obter um plano de processo econômico.
• Os parâmetros a serem considerados são: geometria da peça,
matéria-prima, acabamento, tolerâncias dimensionais e
geométricas, tratamentos térmicos e superficiais, tamanho de
lote.
AULA 01
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS 
PROCESSOS DE USINAGEM
PROCESSOS CONVENCIONAISProcessos de usinagem com ferramentas 
de geometria definida
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Torneamento
Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de
superfícies de revolução com auxílio de uma ou mais
ferramentas monocortantes. Para tanto, a peça gira em
torno do eixo principal de rotação da máquina e a
ferramenta se desloca simultaneamente segundo uma
trajetória coplanar com o referido eixo.
Quanto à forma da trajetória, o torneamento pode ser
retilíneo ou curvilíneo.
Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Torneamento
(a) cilíndrico externo
(b) cônico externo
(c) Curvilíneo
(d) cilíndrico interno
(e) cônico interno
(f) sangramento radial.
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Torneamento
• Torneamento retilíneo. Processo de torneamento no qual a ferramenta se
desloca segundo uma trajetória retilínea. O torneamento retilíneo pode ser:
cilíndrico (externo, interno, sangramento axial), cônico (externo, interno),
radial (faceamento, sangramento radial) ou de perfil (radial ou axial).
• Torneamento curvilíneo. Processo de torneamento no qual a ferramenta se
desloca segundo uma trajetória curvilínea.
Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Torneamento
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Fresamento
Fresamento (topo)
Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de
superfícies quaisquer com o auxílio de ferramentas
geralmente multicortantes. Para tanto, a ferramenta gira e
a peça ou a ferramenta se deslocam segundo uma
trajetória qualquer. Distinguem-se dois tipos básicos de
fresamento: tangencial e frontal. Há casos que os dois
tipos básicos de fresamento comparecem
simultaneamente, podendo haver ou não predominância
de um sobre outro.
Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Fresamento
(a) cilíndrico tangencial
(b) cilíndrico tangencial concordante
(c) cilíndrico tangencial discordante
(d) frontal
(e) frontal de canal com fresa de topo
(f) composto
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Fresamento
• Fresamento cilíndrico tangencial. Processo de fresamento destinado à obtenção
de superfície plana paralela ao eixo de rotação da ferramenta. Quando a
superfície obtida não for plana ou o eixo de rotação da ferramenta for inclinado
em relação à superfície originada na peça, será considerado um processo
especial de fresamento tangencial.
• Fresamento frontal. Processo de fresamento destinado à obtenção de superfície
plana perpendicular ao eixo de rotação da ferramenta.
Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Fresamento
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Aplainamento
Processo mecânico de usinagem destinado à
obtenção de superfícies regradas, geradas por um
movimento retilíneo alternativo da peça ou da
ferramenta. O aplainamento pode ser horizontal ou
vertical. Quanto à finalidade, as operações de
aplainamento podem ser classificadas ainda em
aplainamento de desbaste a aplainamento de
acabamento
Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Aplainamento
(a) de superfícies
(b) de perfis
(c) de rasgos de chaveta
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Aplainamento
Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Furação
Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de
um furo geralmente cilíndrico numa peça, com auxílio de
uma ferramenta geralmente multicortante. Para tanto, a
ferramenta ou a peça giram e simultaneamente a
ferramenta ou a peça se deslocam segundo uma trajetória
retilínea, coincidente ou paralela ao eixo principal da
máquina. A furação subdivide-se nas operações
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Furação
(a) em cheio; (b) escareamento; (c) escalonada; (d) de centro
Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Furação
• Furação em cheio. Processo destinado à abertura de um furo cilíndrico numa
peça, removendo todo o material compreendido no volume do furo final, na
forma de cavaco. No caso de furos de grande profundidade há necessidade de
ferramenta especial.
• Escareamento. Processo destinado à abertura de um furo cilíndrico numa
peça previamente furada.
• Furação escalonada. Processo destinado à obtenção de um furo com dois ou
mais diâmetros, simultaneamente.
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Furação
• Furação de centros. Processo destinado à obtenção de furos-guia na peça
visando operação posterior.
• Trepanação. Processo em que apenas uma parte de material compreendido
no volume do furo final é reduzida a cavaco, permanecendo um núcleo
maciço.
Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Furação
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Alargamento
Processo mecânico de usinagem destinado ao desbaste ou
ao acabamento de furos cilíndricos ou cônicos, com auxílio
de ferramenta geralmente multicortante. Para tanto, a
ferramenta ou a peça giram e a ferramenta ou a peça se
deslocam segundo uma trajetória retilínea, coincidente ou
paralela ao eixo de rotação da ferramenta. O alargamento
pode ser de desbaste (cilíndrico, cônico) ou acabamento
(cilíndrico, cônico)
Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Alargamento
(a) cilíndrico de desbaste; (b) cilíndrico de acabamento; (c) cônico de desbaste; 
(d) cônico de acabamento.
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Rebaixamento
Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de uma forma qualquer
na extremidade de um furo. Para tanto, a ferramenta ou a peça giram e a
ferramenta ou a peça se deslocam segundo uma trajetória retilínea, coincidente
ou paralela ao eixo de rotação da ferramenta
Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Mandrilamento
Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de superfícies de
revolução com auxílio de uma ou várias ferramentas de barra. Para tanto, a
ferramenta gira e a peça ou a ferramenta se deslocam simultaneamente
segundo uma trajetória determinada. O mandrilamento pode ser cilíndrico, radial,
cônico e de superfícies especiais (p.ex. esférico, sangramento etc.). Quanto à
finalidade, as operações de mandrilamento podem ser classificadas ainda em
desbaste e acabamento.
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Mandrilamento
(a) cilíndrico; (b) radial; (c) cônico
Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Mandrilamento
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Serramento
Processo mecânico de usinagem destinado ao
secionamento ou recorte com auxílio, de ferramentas
multicortantes de pequenaespessura. Para tanto, a
ferramenta gira ou se desloca, ou executa ambos os
movimentos e a peça se desloca ou se mantém parada.
O serramento pode ser retilíneo (alternativo, contínuo) e
circular
Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Serramento
(a) alternativo; (b) contínuo; (c) circular
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Serramento
Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Brochamento
Processo mecânico de usinagem destinado à
obtenção de superfícies quaisquer com auxílio de
ferramentas multicortantes. Para tanto, a ferramenta
ou a peça se deslocam em trajetória retilínea,
coincidente ou paralela ao eixo da ferramenta. O
brochamento pode ser interno ou externo
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Brochamento
(a) interno; (b) externo
Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Brochamento
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Roscamento
Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção
de filetes, por meio da abertura de um ou vários sulcos
helicoidais de passo uniforme, em superfícies
cilíndricas ou cônicas de revolução. Para tanto, a peça
ou a ferramenta gira e uma delas se desloca
simultaneamente segundo uma trajetória retilínea
paralela ou inclinada ao eixo de rotação. O roscamento
pode ser interno ou externo
Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Roscamento
(a) externo com ferramenta de perfil único; (b) interno com ferramenta de perfil 
múltiplo; (c) interno com macho
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Descrição dos principais processos de usinagem
Processos de usinagem com ferramentas de geometria definida
Roscamento
Bibliografia
• DINIZ, A. E., MARCONDES, F. C., COPPINI, N. L.Tecnologia da
Usinagem dos Materiais. São Paulo: Artliber, 2000.
• FERRARESI, D. Fundamentos da Usinagem dos Metais. São Paulo:
Edgard Blücher,1977.
• MACHADO, A.R.; ABRÃO, A.M.; COELHO, R.T.; SILVA, M.B. Teoria da
Usinagem dos Materiais. Editora Blucher, 2015.
• CHIAVERINI, V., Tecnologia Mecânica, vol.II: processos de Fabricação
e Tratamento, McGraw-Hill, SP, 1986.
• SOUZA, A.J. Apostila ENG03343 – Processos de Fabricação por
usinagem.
• GROOVER, M.G. Fundamentos da Moderna Manufatura – Volume 2.
5ª Edição, Editora LTC, 2017.