Aula 03 - Usinagem

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DESCRIÇÃO
As máquinas-ferramentas e seus empregos nos principais processos de fabricação mecânica por usinagem, o estudo
dos parâmetros de corte, os materiais e as ferramentas de corte, e o estudo de forças e potências na usinagem.
PROPÓSITO
Compreender a importância do processo de fabricação por usinagem, através do estudo das operações que
possibilitam a transformação de matéria-prima, bruta ou semiacabada, em componentes mecânicos empregados nos
mais diversos segmentos da indústria.
PREPARAÇÃO
Antes de iniciar o conteúdo deste tema, tenha em mãos uma calculadora científica.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Identificar as principais máquinas-ferramentas, seus componentes e suas aplicações
MÓDULO 2
Reconhecer o comportamento das operações de usinagem a partir dos parâmetros de corte
MÓDULO 3
Identificar os ângulos formadores da geometria da ferramenta de corte e os principais materiais empregados
MÓDULO 4
Calcular a força e a potência de usinagem no torneamento
INTRODUÇÃO
Neste tema, vamos aprender os fundamentos do processo de fabricação mecânica por usinagem. Identificaremos as
principais máquinas-ferramentas onde a usinagem é realizada, bem como a geometria das ferramentas utilizadas e os
materiais empregados nas ferramentas.
Também vamos conhecer e calcular os principais parâmetros de usinagem que são ajustados direta ou indiretamente
nas máquinas-ferramentas e, por fim, aprenderemos a calcular a força e potência de usinagem na operação
torneamento.
VÍDEO INTRODUTÓRIO
Introdução ao processo de usinagem e sua importância
MÓDULO 1
 Identificar as principais máquinas-ferramentas, seus componentes e suas aplicações
MÁQUINAS-FERRAMENTAS
Identificação das máquinas-ferramentas
O processo de fabricação por usinagem consiste em conferir à matéria-prima forma, dimensões e acabamento, ou
uma combinação dessas, para produzir uma peça ou um componente.
A PRINCIPAL CARACTERÍSTICA DA USINAGEM É A FABRICAÇÃO DE PEÇAS
POR REMOÇÃO DE MATERIAL SOB A FORMA DE CAVACO.
O cavaco caracteriza-se por possuir forma irregular, sendo retirado da matéria-prima, bruta ou semiacabada, por
ferramenta de corte especialmente projetada para tal finalidade.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Cavaco: material removido da peça
 VOCÊ SABIA
Dentre todos os processos de fabricação existentes, o processo de fabricação por usinagem é o que permite obtenção
do melhor acabamento superficial da peça e, consequentemente, a menor tolerância dimensional do produto acabado.
As máquinas-ferramentas são os equipamentos onde o processo de fabricação por usinagem ocorre a partir do
contato da matéria-prima com a ferramenta, de acordo com parâmetros de corte adequados para a operação que se
deseja.
As principais máquinas-ferramentas utilizadas no processo de fabricação por usinagem são:
1 Torno mecânico
2 Fresadora
3 Furadeira
4 Plaina limadora
5 Retificadora
6 Brochadeira
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
TORNO MECÂNICO
DEFINIÇÃO
Máquina-ferramenta destinada à usinagem de sólidos de revolução. Em geral, os tornos mecânicos são utilizados
para a usinagem de componentes mecânicos cuja seção reta é circular.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Operação de Torneamento Longitudinal no Torno mecânico
PARTES COMPONENTES
As principais partes componentes do torno mecânico universal são:
 
Fonte: Shutterstock.com
 Torno mecânico universal
CLASSIFICAÇÃO E CARACTERÍSTICAS DE EMPREGO DOS
TORNOS MECÂNICOS
Para atender aos mais diversos perfis e dimensões de componentes mecânicos a fabricar, a indústria metalmecânica
dispõe de uma variedade de tornos, cujas concepções diferem entre si pelas dimensões, características técnicas,
formas construtivas, aplicações, entre outras.
NA SELEÇÃO ADEQUADA DO TIPO DE TORNO DEVE-SE CONSIDERAR:
As dimensões e geometria das peças a serem produzidas.
A quantidade de peças a produzir.
O grau de precisão exigido.
A potência instalada no motor principal do Torno Mecânico.
Quanto à classificação, os principais tipos são: Torno Horizontal (universal), Torno Vertical, Torno Revólver, Torno
Automático e Torno CNC.
 
Fonte: Shutterstock.com
TORNO HORIZONTAL
Também conhecido como Torno Universal, é o mais comum entre os tipos de tornos, podendo realizar usinagem de
superfícies externas e internas. Por apresentar poucas opções de fixação para troca rápida de ferramentas, não
oferece boas condições para uso na fabricação em série. Pode ser empregado para a usinagem de peças com
pequenas, médias e grandes dimensões, possibilitando boa precisão dimensional e bom acabamento superficial.
Requer operador (mão de obra) qualificado no controle dos movimentos necessários à remoção contínua de material
da peça (cavaco).
 
Fonte: sivasakthi p/Shutterstock.com
TORNO VERTICAL
Torno indicado para a usinagem de peças com grande peso e de difícil manuseio e deslocamento (mecânica pesada).
Se caracteriza por ter a placa de fixação da peça na vertical, com ferramenta fixada em um carro que se desloca na
horizontal através de um braço. Requer operador (mão de obra) qualificado no controle dos movimentos necessários
à remoção contínua de material da peça (cavaco).
 
Fonte: M&S Materiais Industriais
TORNO REVÓLVER
O Torno Revólver tem como característica a fabricação seriada de peças. Sua peculiaridade é o cabeçote múltiplo
móvel que permite a fixação de várias ferramentas com troca rápida, possibilitando a execução de operações de
usinagem com rapidez, preferencialmente em peças de pequenas dimensões. Requer operador (mão de obra)
qualificado no controle dos movimentos necessários à remoção contínua de material da peça (cavaco).
 
Fonte: Shutterstock.com
TORNO AUTOMÁTICO
O Torno Automático permite a fabricação de peças de formas cilíndricas automaticamente, de maneira seriada e
contínua, desde a entrada da matéria-prima até a elaboração do produto final, sem interferência humana durante o
processo de fabricação. Os primeiros tornos automáticos eram totalmente mecânicos e os carros porta-ferramenta
acionados por cames, sendo utilizados até hoje para a fabricação de peças de geometria simples e para a produção
de um número grande de peças. Requer operador (mão de obra) altamente qualificado e experiente para a
preparação de máquina, uma vez que os movimentos necessários à remoção contínua de material da peça (cavaco)
são automatizados.
 
Fonte: Shutterstock.com
TORNO CNC (COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO)
O Torno CNC é uma máquina-ferramenta cujos movimentos necessários à remoção de material da peça são
controlados por um equipamento eletrônico denominado Controle ou Comando Numérico. A programação desse
equipamento permite a usinagem de peças com alta precisão dimensional e de acabamento superficial. Seu emprego
é recomendado na produção de médias quantidades de peças, com pequenas e médias dimensões, em que a
precisão dimensional e qualidade de acabamento superficial são importantes requisitos de projeto.
 SAIBA MAIS
Existem ainda os Tornos Semi-automáticos, Platô, Copiadores e Detalonadores. Informações sobre as características
e aplicações dessas máquinas-ferramentas poderão ser encontradas pesquisando-se na internet e nos catálogos dos
fabricantes.
A SEGUIR APRESENTA-SE ALGUMAS DAS PRINCIPAIS
OPERAÇÕES DE USINAGEM REALIZADAS EM UM TORNO
MECÂNICO
 
Fonte: Sandvik Coromant(esquerda) e Shutterstock.com(direita)
Torneamento externo longitudinal (1) , curvilíneo (2) e de faceamento (3)
 
Fonte: Sandvik Coromant
Sangramento radial e sangramento axial
 
Fonte: Sandvik Coromant
Perfilamento
 
Fonte: Sandvik Coromant
Rosqueamento externo e interno
 ATENÇÃO
Além dessas operações, podem ser realizadas também:
furação de centro com broca de centro;
furação passante ou não passante com broca helicoidal;
rosqueamento interno (com macho) e externo (com cossinete);
recartilhado, entre outros.
FRESADORA
DEFINIÇÃO
As fresadoras são máquinas destinadas à usinagem de peças com superfícies planas,perfis complexos, ranhuras,
rasgos de chaveta, perfis constantes como os dentes de engrenagens, canais e roscas, entre outros, onde a remoção
de cavaco é realizada por uma ferramenta multicortante denominada fresa.
A OPERAÇÃO DE USINAGEM REALIZADA NA FRESADORA DENOMINA-SE
FRESAMENTO, PODENDO SER:
Fresamento cilíndrico tangencial;
Fresamento frontal ou de topo.
PARTES COMPONENTES
As principais partes componentes da fresadora são:
 
Fonte: Shutterstock.com
 Fresadora
CLASSIFICAÇÃO DAS FRESADORAS
Assim como os tornos mecânicos, a indústria metalmecânica dispõe de fresadoras cujas concepções diferem entre si
pelas dimensões, características técnicas, formas construtivas, aplicações, entre outros.
COMO EM QUALQUER MÁQUINA-FERRAMENTA, NA SELEÇÃO ADEQUADA
DO TIPO DE FRESADORA DEVE-SE CONSIDERAR:
As dimensões e geometria das peças a serem produzidas.
A quantidade de peças a produzir.
O grau de precisão exigido.
A potência instalada no motor principal da Fresadora.
Os principais tipos de fresadoras são: Fresadora Universal e Fresadora Vertical.
 
Fonte: WESS Máquinas
FRESADORA UNIVERSAL
A Fresadora Universal se caracteriza por dispor de cabeçotes com eixos-árvore na horizontal e na vertical, podendo
realizar tanto operações de fresamento tangencial quanto operações de fresamento frontal.

 
Fonte: WESS Máquinas
FRESADORA VERTICAL
A Fresadora Vertical dispõe somente de cabeçote com eixo-árvore vertical, podendo realizar operações de fresamento
frontal ou de topo.
São máquinas robustas e empregadas em serviços com necessidade de grandes potências devido à grande rigidez
permitida pela forma da coluna e pela disposição da cadeia cinemática (engrenagens, eixos e rolamentos).
PRINCIPAIS OPERAÇÕES DE USINAGEM REALIZADAS EM
UMA FRESADORA
I. Fresamento cilíndrico tangencial
Pode ser:
 
Fonte: Sandvik Coromant
FRESAMENTO TANGENCIAL CONCORDANTE
No fresamento concordante o sentido de rotação da fresa coincide com o sentido do movimento de avanço da
peça fixada sobre a mesa da fresadora. Esse tipo de fresamento é recomendado quando se deseja um melhor
acabamento superficial, uma vez que a peça é pressionada contra a mesa da fresadora assegurando uma boa
fixação. No entanto, requer que a quantidade de material removido em cada passe da ferramenta seja pequena para
reduzir o choque sobre o dente da fresa no início do corte.

 
Fonte: Sandvik Coromant
FRESAMENTO TANGENCIAL DISCORDANTE
No fresamento discordante o sentido de rotação da fresa é contrário ao sentido do movimento de avanço da
peça fixada sobre a mesa da fresadora. Nesse tipo de fresamento o contato da ferramenta com a peça é mais
suave, permitindo maior remoção de cavaco por passe da ferramenta. No entanto, requer um bom sistema de fixação
da peça na mesa da fresadora.
II. Fresamento frontal ou de topo
 
Fonte: Sandvik Coromant
FRESAMENTO FRONTAL DE CANTOS

 
Fonte: Sandvik Coromant
FRESAMENTO FRONTAL DE FACEAMENTO
III. Fresamento de engrenagens
 
Fonte: Sandvik Coromant
IV. Fresamento de canais
 
Fonte: Sandvik Coromant
FURADEIRA
DEFINIÇÃO
Furadeiras são máquinas destinadas à execução de furos passantes ou não passantes (cegos) em vários tipos de
materiais de peça-obra. A ferramenta de corte desta máquina denomina-se broca e existem diferentes tipos de
furadeiras.
NA DEFINIÇÃO DA FURADEIRA MAIS ADEQUADA PARA O TRABALHO A SER
REALIZADO, DEVEM SER AVALIADOS OS SEGUINTES ASPECTOS:
Geometria e dimensões da peça.
Número e diversidade de furos a serem realizados.
Quantidade de peças a serem produzidas.
Grau de precisão requerido.
Potência instalada no motor principal da Furadeira.
PARTES COMPONENTES
As partes componentes de uma furadeira variam de acordo com a sua concepção (Furadeira Portátil, de Coluna, de
Bancada, Radial, Sensitiva, entre outras). Em uma furadeira de coluna as principais partes componentes são:
 
Fonte: Shutterstock.com
 Furadeira
CLASSIFICAÇÃO DAS FURADEIRAS
 
Fonte: Shutterstock.com
FURADEIRAS PORTÁTEIS (INDUSTRIAL OU RESIDENCIAL)
São furadeiras de fácil manuseio cujo motor realiza o movimento circular de corte da broca e o operador realiza o
movimento de avanço. São empregadas quando há necessidade de deslocamento da furadeira para a posição do
furo.
 
Fonte: Shutterstock.com
FURADEIRAS DE COLUNA/BANCADA
São máquinas de produção unitária ou em série, empregadas quando há possibilidade de o operador movimentar a
peça para a posição do furo, ou seja, quando a peça possui pequenas e médias dimensões. Possuem uma coluna de
união entre a base e o cabeçote porta-ferramenta, possibilitando a furação dos mais diversos tipos de perfis de peças.
 
Fonte: sivasakthi p/Shutterstock.com
FURADEIRAS RADIAL
São máquinas de produção unitária ou em série, empregadas em peças de grande porte (pesadas) onde há
necessidade de o operador movimentar a broca para a posição do furo. Essas furadeiras possuem um braço por onde
se desloca o carro porta-ferramenta, possibilitando o deslocamento da broca para a posição do furo.
 SAIBA MAIS
Existem ainda as furadeiras sensitivas e com cabeçotes múltiplos. Faça uma pesquisa na internet para conhecer
melhor essas classes de furadeiras.
PRINCIPAIS OPERAÇÕES DE USINAGEM REALIZADAS EM
UMA FURADEIRA
Furação plena ou em cheio (o furo é realizado de uma só vez).
Furação com pré-furação (se faz inicialmente uma pré-furação com uma broca de menor diâmetro para depois
aumentar o furo com uma broca de maior diâmetro).
Alargamento de furos (realizado com ferramentas denominadas alargadores, destinam-se a melhoria da
rugosidade superficial da peça).
Escariamento (operação destinada a alargar a entrada do furo para facilitar o acesso ou para a proteção da
cabeça de parafusos).
PLAINA LIMADORA
DEFINIÇÃO
Máquina-ferramenta que, utilizando o mesmo tipo de ferramenta de corte do Torno Mecânico, destina-se à usinagem
de rasgos, ranhuras, perfis e superfícies planas ou inclinadas.
As Plainas Limadoras podem ser horizontal ou vertical. Nesta máquina o movimento de corte é um movimento
retilíneo alternado, realizado pelo cabeçote móvel (torpedo), e o movimento de avanço é realizado pela mesa, onde
está fixada a peça.
As Plainas de Mesa ou de Arrasto são máquinas empregadas quando a peça possui dimensões (comprimento e
largura) que necessitam de um grande curso da mesa. Nesta máquina o movimento de corte é realizado pela mesa e
o movimento de avanço pela ferramenta.
As operações realizadas nas Plainas Limadoras também podem ser realizadas nas Fresadoras com menor tempo de
fabricação. É importante ressaltar que na Plaina Limadora o movimento de corte não é circular como no Torno
Mecânico, Fresadora e Furadeira, mas sim retilíneo de retorno rápido, só havendo remoção de cavaco no sentido de
ida da ferramenta.
PARTES COMPONENTES
As principais partes componentes da Plaina Limadora são:
 
Fonte: Cefeq Máquinas
 Plaina limadora
PRINCIPAIS OPERAÇÕES DE USINAGEM REALIZADAS NAS
PLAINAS LIMADORAS:
Aplainamento de guias
Aplainamento de superfícies planas ou inclinadas
Aplainamento de perfis
Aplainamento de rasgo de chaveta
Aplainamento de rasgos
Aplainamento de ranhuras em “T”
RETIFICADORA
DEFINIÇÃO
Máquina-ferramenta onde é realizado o processo de retificação de superfícies planas ou cilíndricas. A retificadora é
amplamente utilizada e de vital importância para as linhas de produção.
 ATENÇÃO
Geralmente este tipo de máquina-ferramenta é utilizado na etapa final de fabricação de uma peça, ou seja, após a
peça ter sido submetida a operações de usinagem realizadas no Torno Mecânico, Fresadora ou Furadeira.
Na retificadora, é possível obter superfícies com excelente acabamento superficial (baixa rugosidade superficial),
como as superfícies retificadas do virabrequim, e tolerâncias dimensionais na ordem de milésimos de milímetro.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Virabrequim
A ferramenta de corte usada na retificação é o rebolo, o qual é composto por grãos abrasivos de óxido de alumínio oucarboneto de silício (que são efetivamente as ferramentas de corte) unidos por um material aglomerante denominado
liga, que pode ser: vitrificada, resinoide, goma laca, entre outras.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Rebolo
PARTES COMPONENTES
As principais partes de uma retificadora são ilustradas abaixo:
 
Fonte: Knuth Machine Tools
 Retificadora
CLASSIFICAÇÃO DAS RETIFICADORAS
RETIFICADORA PLANA
Esse tipo de máquina-ferramenta é usado para retificar todos os tipos de superfícies planas. O movimento transversal
em conjunto com o movimento longitudinal permite que a ferramenta percorra toda superfície a ser usinada.
null 
Fonte: Knuth Machine Tools
 Retificadora plana e retificação plana
RETIFICADORA CILÍNDRICA UNIVERSAL
Com essa máquina é possível realizar as operações de retificação de superfícies cilíndricas externas e internas, além
de superfícies cônicas.
null 
Fonte: Knuth Machine Tools
 Retificadora Cilíndrica Universal
 
Fonte: Knuth Machine Tools
 Retificação cilíndrica externa
 
Fonte: Knuth Machine Tools
 Retificação cilíndrica interna
RETIFICADORA SEM CENTROS (CENTERLESS)
Esse tipo de retificadora é automática e usada na produção em série. A peça é conduzida pelo rebolo e pelo disco de
arraste, sendo este último responsável pelo avanço da peça.
null 
Fonte: Grupo Junker
 Retificadora Center Less
 
Fonte: Grupo Junker
 Disco de arraste e Rebolo
 
Fonte: Grupo Junker
 Retificação cilíndrica externa em série
PRINCIPAIS OPERAÇÕES DE USINAGEM REALIZADAS EM
UMA RETIFICADORA
As operações de retificação podem ser:
Retificação plana;
Retificação cilíndrica externa e interna;
RETIFICAÇÃO PLANA
 
Fonte: Shutterstock.com

RETIFICAÇÃO CILÍNDRICA EXTERNA
 
Fonte: Shutterstock.com
BROCHADEIRA
DEFINIÇÃO
A brochadeira é uma máquina-ferramenta que pode ser horizontal ou vertical. É usada para fabricar entalhes internos
e externos das mais diversas formas.
 RESUMINDO
Uma brochadeira é uma máquina hidráulica ou eletromecânica que desloca a ferramenta por tração ou compressão.
O processo de usinagem realizado nesta máquina denomina-se brochamento.
CLASSIFICAÇÃO DAS BROCHADEIRAS
Brochadeiras verticais de tração ou compressão
Brochadeiras horizontais de tração ou compressão
 
Fonte: Direct Industry
BROCHADEIRA VERTICAL HIDRÁULICA DE COMPRESSÃO
 
Fonte: Direct Industry
BROCHADEIRA HORIZONTAL HIDRÁULICA DE TRAÇÃO, HIDROKAR
CONFIGURAÇÃO DAS BROCHAS
As principais características das ferramentas utilizadas no brochamento (brochas) são os incrementos existentes entre
os dentes consecutivos. Isto é, cada dente é responsável pela remoção de uma camada de material que fica alojada
em uma região denominada região de alojamento do cavaco.
Altura entre os dentes
É um parâmetro de usinagem denominado avanço por dente (fz – unidade: mm/golpe por dente).

Altura total de cavaco removido
É dado pelo parâmetro de usinagem denominado avanço (f – unidade: mm/golpe da brocha).
Normalmente, as brochas são fabricadas em aço rápido e passam por um tratamento térmico para suportar o grande
esforço empregado durante a operação de brochamento
 
Fonte: Associação Brasileira dos Metais (adaptada)
 Brocha
O brochamento é uma operação de usinagem utilizada para realizar os mais diversos perfis de rasgos e estrias na
peça. A seguir apresenta-se alguns perfis de peças e brochas industriais.
 
Fonte: Direct Industry
 Peças industriais
 
Fonte: Anfeer Idústria (esquerda) e Shutterstock.com (direita)
 Brochas industriais e desenho técnico de Engenharia
PROCESSOS NÃO CONVENCIONAIS DE USINAGEM
DE AÇÃO ÚNICA
CLASSIFICAÇÃO
PROCESSOS NÃO CONVENCIONAIS PODEM SER DE AÇÃO ÚNICA OU
HÍBRIDOS.
Os processos de ação única podem ser classificados como mecânicos, térmicos, químicos e eletroquímicos, de
acordo com a fonte de energia usada para gerar a ação de usinagem. Os processos por ação do ultrassom e do jato
d`agua são exemplos de processos não convencionais de ação única mecânicos.
PRINCIPAIS PROCESSOS NÃO CONVENCIONAIS DE
USINAGEM DE AÇÃO ÚNICA
PROCESSOS POR AÇÃO TÉRMICA
Nestes processos, a separação de partículas ocorre no estado sólido, líquido ou gasoso através de processos
térmicos.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Eletroerosão por faísca, corte por plasma e corte por laser
PROCESSOS POR AÇÃO QUÍMICA
Utiliza reagentes como ácidos e soluções alcalinas no ataque químico de metais para remover pequenas quantidades
de metal da superfície.
PROCESSOS POR AÇÃO ELETROQUÍMICA
Trata-se de uma emoção controlada de material por dissolução anódica em uma célula eletrolítica, na qual o material
a ser usinado é o ânodo e a ferramenta é o cátodo.
PROCESSO POR AÇÃO DO ULTRASSOM
A ferramenta vibra sobre a peça mergulhada em um meio líquido com pó abrasivo em suspensão. O “martelamento”
produzido pelas vibrações proporciona uma erosão no material, formando uma cavidade com a forma negativa da
ferramenta.
PROCESSO POR AÇÃO DO JATO D’ÁGUA
Consiste no corte de materiais com água a extrema pressão, combinando esta pressão com a incorporação de algum
material abrasivo como o carbeto de silício. Esta técnica consiste na projeção sobre a superfície do material a ser
cortado de um jato de água a uma pressão entre 2.500 e 3.000 bar, com um fluxo de água entre 20 e 40 l/min.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Processo por ação do jato d’água
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. QUE OPERAÇÃO E MÁQUINA-FERRAMENTA SÃO INDICADOS PARA A USINAGEM EM
SÉRIE DE UMA PEÇA CILÍNDRICA QUE REQUER EM SUA SUPERFÍCIE EXTERNA ALTA
PRECISÃO DIMENSIONAL COM RUGOSIDADE SUPERFICIAL MUITO BAIXA (SUPERFÍCIE
COM EXCELENTE ACABAMENTO SUPERFICIAL)?
A) Torneamento e torno mecânico.
B) Retificação cilíndrica externa e retificadora universal.
C) Retificação plana e retificadora plana.
D) Retificação cilíndrica interna e retificadora universal.
E) Retificação cilíndrica externa e retificadora center less.
2. IMAGINE QUE VOCÊ TRABALHA COMO ENGENHEIRO DE PROCESSOS NA INDÚSTRIA
XYZ. SABENDO QUE O ACABAMENTO SUPERFICIAL DA ENGRENAGEM NÃO REQUER
ALTA PRECISÃO, QUAIS OPERAÇÕES VOCÊ SELECIONARIA PARA A USINAGEM DO
FURO CENTRAL, DOS TRÊS FUROS POSICIONADOS DE MODO EQUIDISTANTES NO
CORPO DA ENGRENAGEM, DOS DENTES DA ENGRENAGEM E DO RASGO DE CHAVETA
EXISTENTE NO FURO CENTRAL?
 ENGRENAGEM
A) Torneamento externo, furação, fresamento e retificação.
B) Torneamento interno, aplainamento, furação e brochamento.
C) Torneamento interno, furação, fresamento e brochamento.
D) Torneamento interno, aplainamento, fresamento e furação.
E) Torneamento externo, fresamento, brochamento e retificação.
GABARITO
1. Que operação e máquina-ferramenta são indicados para a usinagem em série de uma peça cilíndrica que
requer em sua superfície externa alta precisão dimensional com rugosidade superficial muito baixa (superfície
com excelente acabamento superficial)?
A alternativa "E " está correta.
 
Para se obter alta precisão dimensional em superfície cilíndrica externa que requer baixa rugosidade superficial, a
operação de usinagem indicada é a retificação cilíndrica externa. Considerando que a usinagem deve ser em série, a
retificadora deve ser a center less.
2. Imagine que você trabalha como engenheiro de processos na indústria XYZ. Sabendo que o acabamento
superficial da engrenagem não requer alta precisão, quais operações você selecionaria para a usinagem do
furo central, dos três furos posicionados de modo equidistantes no corpo da engrenagem, dos dentes da
engrenagem e do rasgo de chaveta existente no furo central?
 Engrenagem
A alternativa "C " está correta.
 
Para a usinagem do furo central, a operação seria o torneamento interno no torno mecânico, com ferramenta
monocortante. Para a realização dos três furos equidistantes, a operação seria a furação na furadeira, com o uso de
brocas. Para a usinagem dos dentes da engrenagem, a operação seria o fresamento com fresa de perfil constante.
Para a usinagem do rasgo de chaveta no furo central, a operação seria o brochamento com o usode uma brocha.
MÓDULO 2
 Reconhecer o comportamento das operações de usinagem a partir dos parâmetros de corte
IDENTIFICANDO OS PARÂMETROS DE CORTE
MOVIMENTOS NECESSÁRIOS À REMOÇÃO
CONTÍNUA DE CAVACO
O processo de fabricação por usinagem ocorre graças ao movimento relativo entre a peça e a ferramenta de corte,
ocasionando a remoção de material da peça sob forma irregular denominada cavaco.
 ATENÇÃO
Convenção 1: Para a análise dos movimentos vamos considerar a peça estática (parada) e a ferramenta
assumindo todos os movimentos.
OBS: Uma vez identificados os movimentos necessários à remoção contínua de cavaco em qualquer máquina-
ferramenta, dependendo da configuração da máquina, esses movimentos poderão ser realizados ou pela peça ou
pela ferramenta de corte.
Convenção 2: A identificação desses movimentos será realizada através da análise do deslocamento de um
ponto de referência (P) que estará situado sempre em uma parte integrante da cunha cortante da ferramenta
de corte (uma aresta, um dente, uma navalha).
Os movimentos podem ser classificados como:
Movimentos que não tomam parte direta da formação do cavaco.
Movimentos que tomam parte direta da formação do cavaco.
Os movimentos que não tomam parte direta da formação do cavaco, como o próprio nome diz, são movimentos entre
a peça e a ferramenta que não resultam em remoção de material. São eles:
MOVIMENTO DE POSICIONAMENTO
Ao se fixar a peça e a ferramenta de corte na máquina-ferramenta, estas ficarão afastadas. Assim, é necessário
posicionar a ponta de corte da ferramenta junto a peça.
 
Fonte: EnsineMe
 Exemplo na operação torneamento cilíndrico tangencial
MOVIMENTO DE PROFUNDIDADE
Uma vez efetuado o movimento de posicionamento, se faz necessário afastar a ferramenta para o lado, sem perder o
tangenciamento, e penetrar a sua aresta na peça, na quantidade de material a ser removido (total ou por passe).
 
Fonte: EnsineMe
 Exemplo no torneamento cilíndrico tangencial
MOVIMENTO DE AJUSTE
Movimento de correção em função do desgaste da ferramenta.
Já os movimentos que tomam parte direta da formação do cavaco são movimentos entre a peça e a ferramenta que
resultam em remoção de material. Esses movimentos são:
 
Fonte: EnsineMe
 Exemplo no torneamento cilíndrico tangencial
MOVIMENTO DE CORTE (MC)
Movimento entre a ferramenta e a peça que, não considerando o movimento de avanço, resulta em uma única
remoção de material.
 
Fonte: EnsineMe
MOVIMENTO DE AVANÇO (MA)
É o movimento entre peça e ferramenta de corte, o qual, em conjunto com o movimento de corte, resulta no
movimento efetivo de corte.
 
Fonte: EnsineMe
MOVIMENTO EFETIVO DE CORTE (MEC)
É o movimento resultante dos movimentos de corte e de avanço, o qual possibilita uma remoção contínua de cavaco
da peça.
DIREÇÕES DOS MOVIMENTOS
Segundo Diniz, Marcondes e Coppini (2006), direções, sentidos, percursos e velocidades estão associados aos
movimentos que tomam parte direta da formação do cavaco. Sendo assim, tem-se:
DIREÇÃO DE CORTE (DC)
É a direção instantânea do movimento de corte (MC). Nas operações em que o movimento de corte é circular, a DC
será sempre tangente a trajetória do ponto de referência (P), no instante de análise considerado. Nas operações em
que o movimento de corte (MC) é linear, a direção de corte (DC) se confunde com o movimento de corte (MC).
DIREÇÃO DE AVANÇO (DA)
É a direção instantânea do movimento de avanço (MA). Nas operações em que o movimento de avanço (MA) é linear,
a direção de avanço (DA) se confunde com o movimento de avanço (MA).
DIREÇÃO EFETIVA DE CORTE (DEC)
É a direção instantânea do movimento efetivo de corte.
Exemplos de movimentos e direções em algumas operações de usinagem:
TORNEAMENTO CILÍNDRICO TANGENCIAL
 
Fonte: EnsineMe
FRESAMENTO TANGENCIAL
 
Fonte: EnsineMe
FURAÇÃO
 
Fonte: EnsineMe
APLAINAMENTO
 
Fonte: EnsineMe
PERCURSOS
PERCURSO DE CORTE (LC):
Espaço percorrido pelo ponto referencial (P) na direção e sentido do movimento de corte.
 
Fonte: EnsineMe
PERCURSO DE AVANÇO (LF):
Espaço percorrido pelo ponto referencial (P) na direção e sentido do movimento de avanço.
 
Fonte: EnsineMe
PERCURSO EFETIVO DE CORTE (LE)
Espaço percorrido pelo ponto referencial (P) na direção e sentido do movimento efetivo de corte.
 
Fonte: EnsineMe
VELOCIDADES
VELOCIDADE DE CORTE
É a velocidade instantânea do ponto de referência (P), medida na direção e sentido do movimento de corte. Nas
operações em que o movimento de corte é circular:
VC = 
PERCURSO DE CORTE
UNIDADE DE TEMPO = 
LC
MIN = Π · D · N
MM
MIN =
Π · D · N
1000
M
MIN
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
vc é a velocidade de corte, expressa em m/min
d é o diâmetro da ferramenta (ou da peça), expresso em mm
n é a rotação da ferramenta (ou da peça), expressa em rpm
A velocidade de corte está diretamente relacionada com o tipo de operação a ser executada.
Desbaste
Se a operação for de desbaste, a velocidade de corte será mais baixa, resultando em um acabamento superficial de
baixa qualidade.

Acabamento
Se a operação for de acabamento, a velocidade de corte será mais alta, gerando um acabamento superficial de
melhor qualidade, ou seja, menor rugosidade da superfície.
 ATENÇÃO
A velocidade de corte é um parâmetro de usinagem com valores fornecidos pelos fabricantes de ferramentas de corte
em função do material da peça a ser usinada.
A seguir, apresenta-se exemplos desses valores.
TABELA DE VELOCIDADES DE CORTE (VC) PARA TORNEAMENTO
medidas em metros por minuto (m/m)
Materiais
Ferramentas de aço rápido Ferramentas de metal duro
Desbaste Acabamento
Roscar e
racartilhar
Desbaste Acabamento
Aço 1020 25 30 10 200 300
( ) ( )
Aço 1045 20 25 8 120 160
Aço duro (1060) 15 20 6 40 60
Ferro fundido
maleável
20 25 8 70 85
Ferro fundido gris 15 20 8 65 95
Ferro fundido
duro
10 15 6 30 50
Bronze 30 40 10-25 300 380
Latão e cobre 40 50 10-25 350 400
Alumínio 60 90 15-35 500 700
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
TABELA DE VELOCIDADES DE CORTE (VC) PARA FRESAMENTO FRONTAL
COM FRESA DE TOPO
Velocidades de corte - Metal duro
Fresas de topo
Aplicação
Resistência
do material
(N/mm²)
Vc
(m/min)
Avanço por dente (mm)
Ø 2-4
Ø 5-
10
Ø
11-
16
>Ø
16
Aço sem liga 700 200 0,032 0,05 0,08 0,12
Aço para construção 500-950 180 0,025 0,04 0,07 0,08
Aço para beneficiamento 500-950 130 0,025 0,04 0,07 0,08
Aço Fundido 950 110 0,02 0,036 0,07 0,08
Aço para cementação 950 130 0,025 0,04 0,07 0,08
Aço
inoxidável/Ferrítico/Martensítico/Austenítico
500-950 60 0,012 0,02 0,04 0,05
Aço Ferramenta 950-1400 90 0,014 0,022 0,04 0,07
Ligas de alumínio - cavaco longo 550 900 0,032 0,05 0,08 0,12
Ligas de cobre - cavaco longo 300-700 280 0,02 0,036 0,07 0,1
Metal puro / mole 500 200 0,02 0,036 0,07 0,1
Termoplástico 40-70 250 0,03 0,04 0,1 0,12
Ferro fundido cinzento
100-400
(120-260
HB)
160 0,032 0,05 0,08 0,12
Ferro fundido cinzento com liga
150-250
(160-230
HB)
110 0,025 0,04 0,07 0,08
Ferro fundido nodular
400-800
(120-310
HB)
110 0,02 0,04 0,07 0,1
Ferro fundido maleável
350-700
(150-280
HB)
90 0,025 0,05 0,08 0,12
Ligas de magnésio 160-300 400 0,032 0,05 0,08 0,12
Ligas de titânio - resistência média 950 60 0,014 0,025 0,04 0,07
Liga básica de níquel - resistência média 950 30 0,01 0,02 0,04 0,05
Ligas de alumínio - cavaco curto 400 250 0,032 0,05 0,08 0,12
Ligas de cobre - cavaco curto 500 250 0,02 0,036 0,07 0,1
Ligas de titânio - resistência alta 900-1400 40 0,01 0,02 0,04 0,05
Ligas básicas de níquel - altas
temperaturas
900-1400 20 0,01 0,02 0,03 0,04
Ferro fundido de alta dureza 300-600 40 0,01 0,02 0,04 0,05
Plástico duro 20-40 300 0,02 0,04 0,08 0,1
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
 Valores de velocidade de corte para fresamento frontal com fresa de topo
VELOCIDADE DE AVANÇO
É a velocidade instantânea doponto de referência (P), medida na direção e sentido do movimento de avanço.
VF =
PERCURSO DE AVANÇO
UNIDADE DE TEMPO = 
F
L
MIN = F · N
MM
MIN
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
vf é a velocidade de avanço, expressa em mm/min
f é avanço, expresso em mm/ciclo
A velocidade de avanço também está diretamente relacionada com o tipo de operação a ser executada.
Desbaste
Se a operação for de desbaste, a velocidade avanço é mais alta, gerando um acabamento superficial de pior
qualidade.
( )

Acabamento
Se a operação for de acabamento, a velocidade de avanço é mais baixa, resultando em um melhor acabamento
superficial.
VELOCIDADE EFETIVA DE CORTE
É a velocidade resultante quando as velocidades de corte e de avanço são acionadas na máquina simultaneamente,
medida na direção e sentido do movimento efetivo de corte.
VE = VC 2 + VF 2 - 2 . VC . VF . COS Φ
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 ATENÇÃO
O ângulo φ é formado entre as direções de corte e de avanço. Nas operações de fresamento e retificação varia de 0
até φmáx. Em todas as demais operações (Torneamento, furação, aplainamento, brochamento, entre outros) a direção
de corte será sempre perpendicular a direção de avanço, em qualquer instante de análise, logo φ = 90º.
ANGULO DA DIREÇÃO EFETIVA DE CORTE
É o ângulo que define a direção efetiva de corte, em relação a direção de corte. É calculado pela seguinte expressão:
TG Η = 
SEN Φ
COS Φ + 
VC
VF
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
OBS: nas operações em que o movimento de corte é circular e DA é perpendicular a DC, tem-se:
√ ( ) ( )
TG Η = 
VF
VC =
F · N
Π · D · N =
F
Π · D
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
PLANO DE TRABALHO (X)
É o plano que, passando pelo ponto de referência (P), contém as direções de corte (DC) e de avanço (DA).
Vamos agora utilizar as mesmas operações apresentadas anteriormente para identificar os percursos, velocidades,
ângulos das direções e plano de trabalho.
FRESAMENTO TANGENCIAL
 
Fonte: EnsineMe
TORNEAMENTO CILÍNDRICO TANGENCIAL
 
Fonte: EnsineMe
FURAÇÃO
 
Fonte: EnsineMe
APLAINAMENTO
 
Fonte: EnsineMe
TEMPO DE CORTE
O tempo de corte, tc, é definido como o tempo em que a ferramenta está se deslocando com velocidade de avanço ao
longo do percurso de avanço, lf. Para o torneamento cilíndrico pode ser calculado por:
TC =
LF
VF =
LF
F · N =
Π · D · LF
1000 · F · VC
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 ATENÇÃO
A fórmula acima não pode ser empregada quando não se tem uma rotação constante ou a trajetória da ferramenta é
complexa. Nesses casos, é preferível cronometrar o tempo de corte em vez de calculá-lo.
Pela formulação, percebe-se que quanto maior for a velocidade de corte e o avanço, menor o tempo de corte,
consequentemente, maior a produtividade.
GRANDEZAS DE CORTE
São as grandezas que devem ser ajustadas na máquina-ferramenta de forma direta ou indireta para haver
possibilidade de remoção contínua ou repetida de cavaco.
PARA A COMPREENSÃO DOS PARÂMETROS QUE COMPÕEM AS
GRANDEZAS DE CORTE, É NECESSÁRIO DEFINIR AS SUPERFÍCIES DE
CORTE.
SUPERFÍCIES DE CORTE
São as superfícies geradas na peça-obra pelas arestas, dentes ou navalhas de uma ferramenta de corte. Podem
existir dois tipos de superfícies de corte:
Superfície Principal de Corte (SPC)
Gerada na peça pela aresta principal de uma ferramenta de corte.

Superfície Lateral de Corte (SLC)
Gerada na peça pela aresta lateral de uma ferramenta de corte.
 
Fonte: EnsineMe
 Exemplo de SPC e SLC no rosqueamento
AVANÇO
O avanço, f, é o quanto a ferramenta se desloca ao longo da direção de avanço, por ciclo (da ferramenta ou da peça,
dependendo do tipo de operação).
Corte circular
A unidade é mm/rotação para operações em que o movimento de corte é circular.

Corte linear
A unidade é mm/golpe para operações em que o movimento de corte é linear.
Na figura a seguir, é dado pelo percurso 1-2 (ou 4-3), considerando que a ferramenta se deslocou nesse percurso
após um ciclo da peça.
 
Fonte: EnsineMe
 Avanço
O avanço é um parâmetro de corte que tem grande influência no acabamento superficial da peça. Quanto menor o for
o avanço, melhor será o acabamento superficial na peça. A seguir apresenta-se um exemplo de tabela fornecida por
um fabricante de ferramentas de corte, onde o avanço pode ser obtido na operação torneamento, em função do
material da peça.
 
Fonte: Mitshubshi Materials (ferramentas de corte 2020-2021)
AVANÇO POR DENTE
O avanço por dente, fz, é o percurso de avanço de cada dente, medido na direção do avanço da ferramenta, e
corresponde à geração de duas superfícies de corte consecutivas. Assim:
FZ = 
F
ZC NA QUAL F = ZC · FZ
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
zc é o número de dentes da ferramenta.
A figura a seguir apresenta um exemplo de avanço por dente (fz) na operação fresamento frontal de faceamento, com
uma fresa frontal de zc = 6 dentes.
 
Fonte: Sandvik Coromant
 Exemplo no fresamento frontal de faceamento
O avanço por dente é um parâmetro de usinagem fornecido pelos fabricantes de fresas em função do material a ser
usinado.
 
Fonte: Mitsubishi Materials
 Exemplo de valores tabelado de avanço por dente na operação de fresamento
AVANÇO DE CORTE
Do avanço por dente, fz, deriva o avanço de corte, fc, que é a distância entre duas superfícies de corte consecutivas,
medida no Plano de Trabalho e perpendicular à direção de corte. A fórmula do avanço de corte é dada por:
FC = FZ · SENΦ = 
F
ZC · SENΦ
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
PROFUNDIDADE OU LARGURA DE CORTE
A profundidade ou largura de corte, ap, é o quanto da aresta de corte penetra na peça-obra, sendo medida segundo
uma perpendicular ao Plano de Trabalho.
PLANO DE TRABALHO
Plano de Trabalho é o plano que contém as direções de corte e de avanço.
EXEMPLOS DE CÁLCULO DE PROFUNDIDADE DE
CORTE
NO TORNEAMENTO
AP = 
ØDINICIAL - ØDFINAL
2
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 
Fonte: EnsineMe
javascript:void(0)
NO FACEAMENTO
AP = LI - LF
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 
Fonte: EnsineMe
NO SANGRAMENTO
AP = LARGURA DO BEDAME
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 
Fonte: EnsineMe
NA FURAÇÃO
AP = 
Ø D ( DIÂMETRO DA BROCA )
2
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 
Fonte: EnsineMe
GRANDEZAS RELATIVAS AO CAVACO
Essas grandezas são derivadas das Grandezas de Corte e são obtidas por meio de cálculos. São estimativas das
grandezas obtidas por medição do cavaco.
COMPRIMENTO DE CORTE
O comprimento de corte, b, é o comprimento de cavaco a ser retirado, medido na superfície de corte, segundo a
direção normal à direção de corte. É, portanto, calculado na intersecção da superfície de corte com o plano normal à
velocidade de corte, passando pelo ponto de referência da aresta cortante. Em ferramentas com aresta cortante
retilínea e sem curvatura na ponta, temos:
B =
AP
SEN ( Χ )
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 
Fonte: Sandvik Coromant (adaptada)
Em que χ é o ângulo de posição da ferramenta junto à peça.
ESPESSURA DE CORTE
A espessura de corte, h, é a espessura calculada do cavaco a ser retirado, medida normalmente à superfície de corte
e segundo a direção perpendicular à direção de corte. Em ferramentas com aresta cortante retilínea e sem curvatura
da ponta, tem-se:
H = FC · SEN ( Χ )
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
ÁREA DA SEÇÃO DE CORTE
A área da secção de corte, s (ou simplesmente seção de corte) é a área calculada daseção de cavaco a ser retirado,
medida no plano normal à direção de corte.
S = FC · AP
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
O comprimento de corte, b, é definido pelos comprimentos 1-4 ou 2-3 do paralelogramo que representa o cavaco
teórico formado a cada rotação da peça no torneamento.
A espessura de corte, h, é definida pela altura do paralelogramo que representa o cavaco teórico formado a cada
rotação da peça no torneamento, tendo como base o comprimento de corte, b.
A área da seção de corte, s, é definida pela área do paralelogramo 1-2-3-4 que representa o cavaco teórico formado a
cada rotação da peça no torneamento.
No Torneamento zc = 1 aresta em contato com a peça e φ = 90°, logo f = fz = fc
 
Fonte: Sandvik Coromant (adaptada)
 Área da seção de corte
Exemplos de identificação das grandezas de corte e relativas ao cavaco nas operações fresamento tangencial,
torneamento, furação e aplainamento.
FRESAMENTO TANGENCIAL
 
Fonte: EnsineMe
TORNEAMENTO CILÍNDRICO TANGENCIAL
 
Fonte: EnsineMe
FURAÇÃO
 
Fonte: EnsineMe
APLAINAMENTO
 
Fonte: EnsineMe
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. PARA A USINAGEM DA PEÇA A SEGUIR, CONSIDERE AS SEGUINTES CONDIÇÕES DE
TORNEAMENTO: 
 
I – A ROTAÇÃO DA PEÇA É DE 320 RPM. 
II – O DIÂMETRO REFERENCIAL Ø D É IGUAL AO MAIOR DIÂMETRO DA PEÇA. 
III – O AVANÇO DA FERRAMENTA É DE F= 0,15 MM/ROT. 
 TORNEAMENTO
PERGUNTA-SE: 
• QUAL É O VALOR DA PROFUNDIDADE DE CORTE (AP)? 
• QUAL É O VALOR DA VELOCIDADE DE CORTE (VC)? 
• QUAL É O VALOR DA VELOCIDADE DE AVANÇO (VF)? 
• QUAL É O VALOR DO TEMPO DE CORTE (TC)?
A) 3,0 mm; 49,9 m/min; 48 mm/min; 1,75 min
B) 1,5 mm; 51,1 m/min; 37 mm/min; 1,85 min
C) 1,5 mm; 51,1 m/min; 48 mm/min; 1,85 min
D) 3,0 mm; 55,3 m/min; 48 mm/min; 1,85 min
E) 1,5 mm; 51,4 m/min; 40 mm/min; 1,05 min
2. PARA A USINAGEM DA PEÇA A SEGUIR, CONSIDERE AS SEGUINTES CONDIÇÕES DE
FRESAMENTO FRONTAL: 
 
I – A VELOCIDADE DE CORTE DA FRESA É DE VC= 85 M/MIN 
II – O DIÂMETRO DA FRESA FRONTAL DE FACEAR É DE 75 MM 
II – O DIÂMETRO REFERENCIAL Ø D É IGUAL AO MAIOR DIÂMETRO DA FRESA FRONTAL
DE FACEAR 
III – O AVANÇO POR DENTE FZ= 0,02 MM/ROT POR DENTE 
IV – O NÚMERO DE DENTES DA FRESA FRONTAL DE FACEAR É DE 6 DENTES 
 FRESAMENTO FRONTAL
PERGUNTA-SE: 
• QUAL É O VALOR DA ROTAÇÃO (N) DA FRESA? 
• QUAL É O VALOR DA VELOCIDADE DE AVANÇO (VF)?
A) n = 375 RPM e vf = 58,9 mm/min
B) n = 380 RPM e vf = 37,5 mm/min
C) n = 300 RPM e vf = 29,7 mm/min
D) n = 361 RPM e vf = 43,3 mm/min
E) n = 325 RPM e vf = 40,8 mm/min
GABARITO
1. Para a usinagem da peça a seguir, considere as seguintes condições de torneamento: 
 
I – A rotação da peça é de 320 RPM. 
II – O diâmetro referencial Ø d é igual ao maior diâmetro da peça. 
III – O avanço da ferramenta é de f= 0,15 mm/rot. 
 Torneamento
Pergunta-se: 
• Qual é o valor da profundidade de corte (ap)? 
• Qual é o valor da velocidade de corte (vc)? 
• Qual é o valor da velocidade de avanço (vf)? 
• Qual é o valor do tempo de corte (tc)?
A alternativa "C " está correta.
 
Profundidade de corte:
 AP = ØDINICIAL - ØDFINAL2=50,8 - 47,82 =1,5 MM
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Velocidade de corte:
 VC=ΠDN1000=Π. 50,8 . 3201000= 51,07 ≈ 51,1 M/MIN
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Velocidade de avanço:
VF=F∙N = 0,15. 320 = 48 MM/MIN
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Tempo de corte:
TC=LFVF= 8948 ≈ 1,85 MIN
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
2. Para a usinagem da peça a seguir, considere as seguintes condições de fresamento frontal: 
 
I – A velocidade de corte da fresa é de vc= 85 m/min 
II – O diâmetro da fresa frontal de facear é de 75 mm 
II – O diâmetro referencial Ø d é igual ao maior diâmetro da fresa frontal de facear 
III – O avanço por dente fz= 0,02 mm/rot por dente 
IV – O número de dentes da fresa frontal de facear é de 6 dentes 
 Fresamento frontal
Pergunta-se: 
• Qual é o valor da rotação (n) da fresa? 
• Qual é o valor da velocidade de avanço (vf)?
A alternativa "D " está correta.
 
Cálculo da rotação (n) da fresa:
VC=ΠDN1000 ONDE N = 1000 . VC ΠD = 1000 . 85 Π. 75 = 361 RPM
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Cálculo da velocidade de avanço (vf):
VF= F . N E F = ZC·FZ
 
ASSIM, VF=ZC∙FZ ∙N = 6. 0,02 . 360 = 43,3 MM/MIN
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
MÓDULO 3
 Identificar os ângulos formadores da geometria da ferramenta de corte e os principais materiais
empregados
A GEOMETRIA E OS MATERIAIS QUE COMPÕEM A
FERRAMENTA DE CORTE
GEOMETRIA DA CUNHA CORTANTE DAS
FERRAMENTAS DE CORTE
A definição da geometria da cunha cortante da ferramenta interessa para o projeto, para o desenho e para a
fabricação e/ou reparo de uma ferramenta de corte. Os ângulos que compõem a cunha cortante influenciam no
acabamento da superfície usinada, na força de corte e no desgaste da ferramenta.
CONHECER OS ÂNGULOS DA FERRAMENTA E COMO A VARIAÇÃO DELES
INFLUENCIA NA USINAGEM É DE SUMA IMPORTÂNCIA PARA A ESCOLHA
ADEQUADA DA FERRAMENTA DE CORTE.
PARTES COMPONENTES DA CUNHA CORTANTE
 
Fonte: EnsineMe(esquerda) e Sandvik Coromant(direita)
 Exemplo na ferramenta monocortante para torno e plaina
ÂNGULOS FORMADORES DA CUNHA CORTANTE DE UMA
FERRAMENTA DE CORTE
ÂNGULO DE PONTA
É o ângulo formando entre as arestas principal e lateral da ferramenta de corte.
 
Fonte: Sandvik Coromant
 Ângulo de ponta
Esse ângulo define o formato básico da pastilha, onde cada letra (R, S, C, W, T, D e V) especifica um ângulo de ponta:
 
Fonte: Sandvik Coromant
 Formato da pastilha
O ângulo de ponta define, por exemplo, o tipo de rosqueamento que está sendo confeccionado. No caso de roscas
métricas, por exemplo, o ângulo de ponta da pastilha é definido como 60⁰. Em roscas do sistema Whitworth, esse
ângulo vale 55⁰.
 
Fonte: TOOLS, 2009 (adaptado)
 Rosca métrica
ÂNGULO DE FOLGA
O ângulo de folga, (α) é o ângulo formado entre a superfície de folga da ferramenta e a peça, com o objetivo que se
tenha apenas uma aresta da ferramenta em contato com a peça na região do corte. O desgaste na superfície de folga
da ferramenta (denominado desgaste de flanco) é normalizado e tem grande importância no estudo de vida da
ferramenta pois reduz consideravelmente a sua vida útil.
 
Fonte: CARBIDE, 2001 (adaptada)
 Ângulo de folga
ÂNGULO DE SAÍDA
O ângulo de saída, (γ) define a inclinação da superfície de saída do cavaco. Junto com o ângulo de folga (α), este
ângulo é responsável pela especificação adequada do ângulo da cunha cortante (β) da ferramenta (
α + β + γ = 90 º ). Esta especificação é realizada em função das condições de usinagem em que a ferramenta irá
atuar: material da peça, profundidade de corte, avanço, condições de corte rígido ou não rígido, etc.
O ângulo de saída, (γ) possui grande importância nos estudos de forças e potências na usinagem e desgastes e vida
da ferramenta. A inclinação da superfície de saída pode ser positiva (+), negativa (-) ou zero graus.
 
Fonte: CARBIDE, 2001 (adaptada)
 Ângulo de saída
ÂNGULO DE CUNHA
O ângulo de cunha é o ângulo formado entre a superfície de saída do cavaco e a superfície de folga, principal ou
lateral. Como visto anteriormente, este ângulo é obtido em função dos ângulos de folga (α) e de saída (γ), onde: 
β = 90 º - α - γ.
Nas operações com condições de usinagem severas (material da peça duro ou muito duro e desbaste de superfícies
com médias e grandes profundidades ou larguras de corte (ap) e avanços de corte (fc)), o ângulo de cunha deve ser
reforçado com chanfro (βc) pois o esforço sobre a cunha cortante da ferramenta é grande. No entanto, sempre que
possível, a superfície de saída deve possuir inclinação positiva (+) para reduzir a força necessária ao corte.
Nas operaçõesde acabamento superficial em materiais não ferrosos ou aços comuns de baixo e médio teor de
carbono, com pequenas e médias profundidades de corte (ap) e avanços de corte (fc), o ângulo de cunha pode ou não
sofrer reforço com chanfro (βc),dependendo da (ap). No entanto, a superfície de saída deve possuir inclinação positiva
(+) para facilitar a saída do cavaco da região do corte.
 
Fonte: Manual de treinamento da Sandvik Coromant (adaptado)
ÂNGULO DE POSIÇÃO
O ângulo de posição, χ, reduz o impacto de entrada na usinagem e tem influência sobre a espessura de corte 
h = fc . sen χ = fz . sen φ . sen χ 
 
Fonte: CARBIDE, 2001 (adaptada)
 Efeitos na espessura do cavaco devido à variação do ângulo de posição
 
Fonte: Sandvik Coromant (adaptada)
( )
 ângulo de posição
ÂNGULO DE POSIÇÃO DA ARESTA SECUNDÁRIA (LATERAL)
O ângulo de posição da aresta secundária evita a interferência entre a superfície usinada e a ferramenta (aresta de
corte secundária ou lateral).
 
Fonte: CARBIDE, 2001 (adaptada)
 Ângulo de posição da aresta secundária (lateral)
ÂNGULO DE INCLINAÇÃO DA ARESTA DE CORTE
O ângulo de inclinação, λ, define a inclinação da aresta de corte da ferramenta, podendo ser positiva (λ(+)), negativa (
λ(-)) ou zero graus. Em usinagem pesada, a aresta de corte recebe um choque extremamente grande no início da
usinagem. A inclinação da aresta de corte previne a aresta de receber este choque e quebrar.
 
Fonte: CARBIDE, 2001 (adaptada)
 Ângulo de inclinação da areta de corte
MATERIAIS EMPREGADOS NAS FERRAMENTAS DE
CORTE
O primeiro metal surgiu quando pedras de minério de ferro foram usadas em fogueiras para aquecer as cavernas.
 VOCÊ SABIA
O minério transformou-se em metal pelo efeito combinado do calor e da adição de carbono pela madeira carbonizada.
A evolução ao longo dos séculos levou a sofisticação dos métodos de fabricação e combinações de elementos,
resultando nos materiais de alto desempenho hoje disponíveis.
Segundo Diniz, Marcondes e Coppini (2006), não existe uma classificação geral de materiais para ferramentas.
Entretanto, com base nas características químicas, os materiais podem ser agrupados da seguinte maneira:
AÇO FERRAMENTA
Há diferenças de nomenclatura na bibliografia, que pode também denominar aço ferramenta toda a gama de aços
usados para fabricação de ferramentas. Foi o único material (aço) empregado na confecção de ferramentas de corte
até 1900. Após o surgimento do aço rápido, seu uso reduziu-se a aplicações secundárias, tais como:
Reparos, uso doméstico e de lazer.
Ferramentas usadas uma única vez ou para fabricação de poucas peças.
Ferramenta de forma.
AÇO RÁPIDO
Desenvolvido por F. W. Taylor e apresentado publicamente em 1900 na Exposição Mundial de Paris. É composto por
elementos de liga como tungstênio, cromo e vanádio, elementos básicos de liga e pequena quantidade de manganês
para evitar fragilidade. Em 1942, devido à escassez de tungstênio provocada pela guerra, este foi substituído pelo
molibdênio.
LIGAS FUNDIDAS
Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922. Entre suas características estão:
Elevada resistência a quente
Temperatura limite de 700 a 800°C.
Qualidade intermediária entre o aço rápido e o metal duro.
METAL DURO
Também chamado de carbonetos sinterizados. Surgiram em 1927 com o nome de widia (wie diamant — como
diamante), com uma composição de 81% de tungstênio, 6% de carbono e 13% de cobalto. As pastilhas de metal duro
são fabricadas pelo processo de fabricação de Metalurgia do Pó.
CERMET
Composto formado por cerâmica e metal (CERâmica/METal). Quase tão antigo quanto o metal duro à base de
tungstênio/cobalto, o cermet é um metal duro à base de titânio. Durante a década de 1930, os primeiros cermets
(Ti/Ni) eram muito frágeis e pouco resistentes à deformação plástica.
javascript:void(0)
CERÂMICA
Inicialmente, cerâmica era o nome atribuído a ferramentas de óxido de alumínio. Na tentativa de diminuir a fragilidade
destas ferramentas, os insertos passaram por considerável desenvolvimento, diferindo atualmente dos iniciais.
Atualmente, encontramos dois tipos básicos de cerâmica: base de óxido de alumínio e base de nitreto de silício.
NITRETO DE BORO CÚBICO CRISTALINO (CBN)
Material relativamente jovem, introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80, devido a exigência de alta
estabilidade e potência da máquina-ferramenta.
DIAMANTE
É o material natural com a maior dureza encontrada. No entanto, ferramentas de diamante não podem ser usadas na
usinagem de materiais ferrosos devido à afinidade do carbono com o ferro. Não pode ser usado em processos com
temperaturas acima de 900°C por causa da grafitização do diamante. Sua aplicação é feita em usinagem fina, pois é o
único material para ferramenta de corte que permite graus de afiação do gume até quase o nível de um raio atômico
de carbono.
ELWOOD P. HAYNES (1857-1925)
 
Fonte: Wikimedia Commons
Inventor metalúrgico, pioneiro da indústria automóvel, empresário e industrial norte-americano. Inventou as ligas
metálicas estelite e martensita de aço inoxidável, além de idealizar e construir um dos primeiros automóveis
feitos nos Estados Unidos. É reconhecido por ter criado o primeiro design americano para produção em massa
e, com os irmãos Apperson, fundou a primeira empresa dos Estados Unidos rentável na produção de
automóveis.
Fonte: Wikipedia
O gráfico a seguir mostra como os diversos tipos de materiais empregados nas ferramentas de corte se comportam
com relação às propriedades de velocidade de corte, resistência ao desgaste e dureza a quente em função da
tenacidade e resistência à flexão.
 
Fonte: DINIZ, MARCONDES; COPPINI, 2006 (adaptada)
 SAIBA MAIS
As ferramentas que utilizam menores velocidades de corte são também as mais tenazes, ou seja, que resistem mais a
impactos. À medida que as ferramentas utilizam materiais que permitem o emprego de maiores velocidades de corte,
a resistência à flexão diminui, visto que a ferramenta fica menos dúctil.
METAL DURO
Atualmente, o metal duro com cobertura representa 80-90% de todas as pastilhas das ferramentas de corte. Seu bom
desempenho como material da ferramenta de corte se deve à sua exclusiva combinação de resistência ao desgaste e
tenacidade, além de sua habilidade para conformidade com formatos complexos.
Os tipos de cobertura podem ser:
CVD
Significa Deposição Química de Vapor (do inglês Chemical Vapor Deposition).
É gerada por reações químicas em temperaturas de 700-1050°C.

PVD
Significa Deposição Física de Vapor (do inglês Physical Vapor Deposition).
São formadas em temperaturas relativamente baixas (400-600°C).
O processo envolve a evaporação de um metal que reage, por exemplo, com nitrogênio para formar uma cobertura de
nitreto dura na superfície da ferramenta de corte.
GRUPOS DE MATERIAL DA PEÇA
A indústria de usinagem produz uma variedade extremamente ampla de peças usinadas em materiais muito diferentes
(COROMANT, 1995). Cada material tem suas características exclusivas que são influenciadas pelos elementos de
liga, tratamento térmico, dureza etc. A combinação desses influencia significativamente a escolha da geometria da
ferramenta de corte, a classe e os dados de corte. Para facilitar a triagem, os materiais da peça foram divididos em
seis grupos principais de acordo com a norma ISO e cada grupo tem propriedades exclusivas em relação à
usinabilidade:
ISO P
O aço é o maior grupo de materiais na área de usinagem, variando de materiais sem ligas a de alta liga e incluindo
aços fundidos e aços inoxidáveis ferríticos e martensíticos. A usinabilidade geralmente é boa, mas varia muito de
acordo com a dureza do material, do teor de carbono etc.
ISO M
Os aços inoxidáveis são materiais com liga com um mínimo de 12% de cromo. Outras ligas podem incluir níquel e
molibdênio. As diferentes condições como ferríticos, martensíticos, austeníticos e austeníticos-ferríticos (duplex)
formam a grande gama de materiais. Um ponto comum para todosesses tipos de materiais é que as arestas de corte
são expostas a uma grande quantidade de calor, desgaste, tipo entalhe e aresta postiça.
ISO K
Ao contrário dos aços, os ferros fundidos são um tipo de material de cavacos curtos. Os ferros fundidos cinzentos
(GCI) e os ferros fundidos maleáveis (MCI) são bastante fáceis de usinar, enquanto os ferros fundidos nodulares
(NCI), ferros fundidos vermiculares (CGI) e ferros fundidos austemperados (ADI) são mais difíceis. Todos os ferros
fundidos contêm SiC (carboneto de silício) que é muito abrasivo para a aresta de corte.
ISO N
Os metais não ferrosos são mais macios como o alumínio, cobre, latão etc. O alumínio contém um teor de silício (Si)
de 13% que é muito abrasivo. Geralmente, as altas velocidades de corte e vida útil longa podem ser esperadas para
pastilhas com arestas vivas.
ISO S
As superligas resistentes ao calor incluem muitos ferros alta-liga, níquel, cobalto e materiais à base de titânio. Eles
são pastosos, criam aresta postiça, endurecem durante o trabalho (endurecido por trabalho) e geram calor. Eles são
muito semelhantes à área ISO M, mas são muito mais difíceis de cortar e reduzem a vida útil das arestas da pastilha.
ISO H
Esse grupo inclui aços com uma dureza entre 45-65 HRc e ferros fundidos coquilhados com cerca de 400-600 HB. A
dureza faz com que sejam difíceis de usinar. Os materiais geram calor durante o corte e são muito abrasivos para a
aresta de corte.
O (OUTROS)
São os ISO Termoplásticos, termomoldados, GFRP (polímeros/plásticos reforçados com fibras de vidro), CFRP
(plástico reforçado com fibra de carbono), compósitos de fibra de carbono, plástico reforçado com fibra de aramida,
borracha endurecido, grafite (técnico).
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. A DEFINIÇÃO DA GEOMETRIA DA CUNHA CORTANTE DA FERRAMENTA INTERESSA
PARA O PROJETO, PARA O DESENHO E PARA A FABRICAÇÃO E/OU REPARO DE UMA
FERRAMENTA DE CORTE. OS ÂNGULOS QUE COMPÕEM A CUNHA CORTANTE
INFLUENCIAM NO ACABAMENTO DA SUPERFÍCIE USINADA, NA FORÇA DE CORTE E NO
DESGASTE DA FERRAMENTA. OBSERVE A FIGURA A SEGUIR:
 FERRAMENTA MONOCORTANTE
NA FERRAMENTA MONOCORTANTE MOSTRADA NA FIGURA, AS LETRAS A, B, C, D E E
REPRESENTAM, RESPECTIVAMENTE:
A) Superfície principal de folga, aresta lateral de corte, superfície de saída, ponta de corte e superfície lateral de folga.
B) Superfície lateral de folga, aresta lateral de corte, superfície de saída, ponta de corte e superfície principal de folga.
C) Superfície lateral de folga, aresta lateral de corte, superfície principal de folga, ponta de corte e superfície de saída.
D) Superfície de saída, aresta lateral de corte, superfície principal de folga, ponta de corte e superfície lateral de folga.
E) Superfície de saída, aresta lateral de corte, superfície lateral de folga, ponta de corte e superfície principal de folga.
2. AS PRIMEIRAS FERRAMENTAS PRODUZIDAS PELO HOMEM, COMO FACAS, PONTAS DE
LANÇAS E MACHADOS, ERAM FABRICADAS COM LASCAS DE GRANDES PEDRAS.
SOMENTE NO FIM DA PRÉ-HISTÓRIA, O HOMEM PASSOU A USAR METAIS NA
FABRICAÇÃO DE FERRAMENTAS E ARMAS. A EVOLUÇÃO DOS MATERIAIS USADOS NAS
FERRAMENTAS DE CORTE PERMITIU QUE:
A) As ferramentas de corte tivessem mais resistência à flexão e, consequentemente, aumentassem a produtividade.
B) Fosse possível aumentar os valores de velocidade de corte e, consequentemente, a produtividade do processo.
C) Materiais poliméricos fossem empregados em processos de usinagem e, com isso, uma maior taxa de remoção de
material fosse obtida.
D) Os processos de usinagem não necessitassem mais de fluidos de corte, pois houve uma redução na geração de
calor durante o corte.
E) Materiais como o diamante pudessem ser usados como ferramenta de corte, empregando altos valores de
velocidade de corte em aços com elevada dureza.
GABARITO
1. A definição da geometria da cunha cortante da ferramenta interessa para o projeto, para o desenho e para a
fabricação e/ou reparo de uma ferramenta de corte. Os ângulos que compõem a cunha cortante influenciam
no acabamento da superfície usinada, na força de corte e no desgaste da ferramenta. Observe a figura a
seguir:
 Ferramenta monocortante
Na ferramenta monocortante mostrada na figura, as letras A, B, C, D e E representam, respectivamente:
A alternativa "E " está correta.
 
(A) Superfície de saída do cavaco (SS): Superfície por onde o cavaco desliza e sai da região do corte, após ser
removido pela aresta de corte.
(B) Aresta lateral de corte (ALC): Aresta formada pela interseção da superfície de saída (SS) com a superfície lateral
de folga (SLF).
(C) Superfície lateral de folga (SLF): Sua inclinação, junto com a inclinação da superfície de saída, possibilita a
formação da aresta lateral de corte (ALC) e, consequentemente, do ângulo lateral de cunha (βL).
(D) Ponta de corte: Formada pela interseção da aresta principal de corte (APC) com a aresta lateral de corte (ALC) da
ferramenta.
(E)Superfície principal de folga (SPC): Sua inclinação, junto com a inclinação da superfície de saída, permite a
formação da aresta principal de corte (APC) e, consequentemente, do ângulo principal de cunha (β)
2. As primeiras ferramentas produzidas pelo homem, como facas, pontas de lanças e machados, eram
fabricadas com lascas de grandes pedras. Somente no fim da pré-história, o homem passou a usar metais na
fabricação de ferramentas e armas. A evolução dos materiais usados nas ferramentas de corte permitiu que:
A alternativa "B " está correta.
 
Com a evolução dos materiais, as ferramentas de corte passaram a ter menos resistência à flexão por conta do
aumento da dureza. Materiais poliméricos não podem ser empregados em ferramenta de corte por não possuírem
dureza e tenacidade suficientes para cortar materiais ferrosos. A geração de calor aumentou consideravelmente com
o aumento das velocidades de corte, necessitando de uma refrigeração adequada com fluido de corte apropriado.
Ferramentas de diamante não podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos, devido à afinidade do carbono
com o ferro, nem em processos com temperaturas acima de 900°C, devido à grafitização do diamante.
MÓDULO 4
 Calcular a força e a potência de usinagem no torneamento
O CÁLCULO DA FORÇA E DA POTÊNCIA DE
USINAGEM
CONCEITOS
O objetivo de se calcular a força e a potência em uma operação de usinagem é identificar se o motor existente em
determinada máquina possui potência instalada suficiente para que a operação possa ser realizada ou, no caso de um
projeto de uma máquina, efetuar o dimensionamento do motor da máquina para o fim a que ela se propõe.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Motor de uma máquina
A MÁQUINA-FERRAMENTA PODE TER UM MOTOR PARA TODOS OS
MOVIMENTOS OU UM MOTOR PARA CADA MOVIMENTO, SENDO ESTES
ELÉTRICOS.
FORÇAS DURANTE A USINAGEM
As forças de usinagem serão consideradas agindo em direção e sentido sobre a ferramenta.
FORÇA DE USINAGEM PU
A força de usinagem é a força total que atua sobre uma cunha cortante durante a usinagem.
No processo de usinagem por abrasão, a força de usinagem praticamente não pode ser referida a uma aresta
cortante única, devendo, portanto, ser referida à parte ativa do rebolo em dado instante.
COMPONENTES DA FORÇA DE USINAGEM
A componente da força de usinagem num plano ou numa direção qualquer é obtida mediante a projeção da força de
usinagem, Pu, sobre esse plano ou direção; isto é, por meio de uma decomposição ortogonal.
Praticamente, assumem importância especial aquelas componentes que estão contidas no plano de trabalho e no
plano efetivo de referência (É o plano perpendicular à direção efetiva de corte.) . Baseando-se na técnica empregada
na medida dessas forças, o plano efetivo de referência é frequentemente confundido com o plano perpendicular à
direção de corte.
AS COMPONENTES DA FORÇA DE USINAGEM QUE NÃO SÃO OBTIDAS
ATRAVÉS DE UMA DECOMPOSIÇÃO GEOMÉTRICA DA FORÇA DE
USINAGEM, PU, E SIM POR INTERMÉDIO DE CONSIDERAÇÕES
TECNOLÓGICAS E FÍSICAS DA FORMAÇÃO DO CAVACO, DEVEM SER
DEFINIDASEM UMA NORMA ESPECIAL.
Especial interesse é dado à Força de Corte, Pc, Força de Avanço, Pf, e Força Efetiva de Corte, Pe, que originam,
respectivamente, a Potência de Corte, Nc, Potência de Avanço, Nf, e Potência Efetiva de Corte, Ne.
POTÊNCIA DE CORTE
A potência de corte, Nc, expressa em CV, é o produto da força de corte, Pc, expressa em kgf, pela velocidade de
corte, vc, expressa em m/min:
NC =
PC · VC
60 · 75
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
O dividendo (60∙75) tem por objetivo converter as unidades kgf∙m/min em CV.
Para a potência de corte, Nc, expressa em kW, a força de corte é expressa em N e a fórmula da potência de corte é
dada por
NC =
PC · VC
60000
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
A velocidade de corte, vc, também é expressa em m/min.
POTÊNCIA DE AVANÇO
A potência de avanço, Nf, expressa em CV, é o produto da força de avanço, Pf, expressa em kgf, pela velocidade de
avanço, vf, expressa em mm/min:
NF =
PF · VF
60 · 75 · 1000
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
O dividendo (60∙75∙1000) tem por objetivo converter as unidades kgf∙mm/min em CV.
POTÊNCIA EFETIVA DE CORTE
A potência efetiva de corte, Ne, expressa em CV, é o produto da força efetiva de corte, Pe, expressa em kgf, pela
velocidade efetiva de corte, ve, expressa em m/min:
NE =
PE · VE
60 · 75
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
O dividendo (60∙75) tem por objetivo converter as unidades kgf∙m/min em CV.
Como o movimento efetivo de corte é resultante dos movimentos de corte e de avanço, quando atuam
simultaneamente, a Potência efetiva de corte (Ne) pode ser calculada por:
NE = NC + NF
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
RELAÇÃO ENTRE A POTÊNCIA DE CORTE E POTÊNCIA DE
AVANÇO
A partir da razão entre as potências de corte e de avanço, tem-se:
NC
NF = 1000 ·
PC · VC
PF · VF
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Para o torneamento:
NC
NF =
PC
PF ·
Π · D · N
F · N =
PC
PF ·
Π · D
F
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Estima-se que no torneamento Pc≅4 , 5 Pf (FERRARESI, 1970). Tomando, por exemplo, a usinagem de uma peça de
diâmetro d = 50 mm com um avanço f = 1 mm/rotação, tem-se:
NC
NF ≅ 4,5 ·
Π · 50
1 ≅ 707, ONDE NC > > > > > NF
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Dessa forma, conclui-se que a maior parcela da potência efetiva de corte, Ne, é fornecida pela potência de corte, Nc.
Assim, pode-se considerar, sem perda considerável de precisão nos cálculos, que:
NE≅NC
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
ESTIMATIVA DA FORÇA DE CORTE
A força de corte pode ser expressa por
PC = KS · S
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
s é a área da seção de corte
ks é a pressão específica de corte, ou seja, a força de corte por unidade de área da seção de corte
Como a área da seção de corte pode ser estimada por meio dos parâmetros de usinagem, profundidade de corte e
avanço de corte, resta estimar a pressão específica de corte.
CÁLCULO DA PRESSÃO ESPECÍFICA DE CORTE
Vários pesquisadores propuseram fórmulas analíticas para estimar a pressão específica de corte em função de
diversas grandezas que a influenciam.
 DICA
Para dado material a ser usinado com certa ferramenta, geralmente os ângulos efetivos de trabalho já se acham
tabelados, isto é, já foram determinados, baseados de certa forma em condições econômicas.
A influência da velocidade de corte sobre a pressão específica, ks, é pequena, de maneira que para determinado par
ferramenta-peça resta saber como varia ks em função da área e da forma da seção de corte.
FORMULAÇÃO DE TAYLOR
F. W. Taylor foi um dos primeiros pesquisadores que desenvolveu formulações analíticas para a estimativa da
pressão específica de corte.
SUAS EXPRESSÕES SÃO:
KS =
88
F0,25 · A
0,07
P
, PARA FERRO FUNDIDO CINZENTO
KS =
138
F0,25 · A
0,07
P
, PARA FERRO FUNDIDO BRANCO
KS =
200
F0,07 , PARA AÇO SEMIDOCE
Após Taylor, outros pesquisadores propuseram formulações para estimar a pressão específica de corte. Como mais
importantes, destacam-se as associações ASME (American Society of Mechanical Engineers — Sociedade Norte-
americana de Engenheiros Mecânicos), AWF (Associação de produção econômica da Alemanha) e o engenheiro
alemão Otto Helmut Kienzle.
FREDERICK WINSLOW TAYLOR (1856-1915)
 
Fonte: Wikimedia Commons
Engenheiro mecânico americano escritor do livro Os Princípios da Administração Científica e que observou de
perto os trabalhadores responsáveis pelo corte de metais em empresas siderúrgicas industriais. Disso resultou o
javascript:void(0)
javascript:void(0)
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planejamento da organização científica do trabalho.
Fonte: Biografías y Vidas – La Enciclopedia Biográfica en Línea. (Tradução nossa)
AÇO SEMIDOCE
Aço semidoce é um aço com média porcentagem de carbono (0,25 a 0,40%)
OTTO HELMUT KIENZLE (1893-1969)
Engenheiro alemão, planejador de produção e professor universitário. Em 1947, Otto Kienzle foi contratado para
representar a cadeira de máquinas-ferramentas na Universidade Técnica de Hanove. Lá ele se voltou para a
tecnologia de conformação de peças individuais e montou o centro de pesquisa de forjamento e processamento
de chapas metálicas.)
Fonte: Wikipedia
ASME
A Sociedade Norte-americana de Engenheiros Mecânicos apresenta várias tabelas da velocidade e da potência de
corte (por unidade de volume de cavaco e por minuto) para diferentes materiais e diferentes ferramentas (ASME,
1952). A partir desses dados, estima-se ks por meio da fórmula:
KS =
CA
FN
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Ca é a constante do material
f é o avanço
n é uma constante, sendo 0,2 para aços e 0,3 para ferro fundido
A tabela a seguir contém os valores de Ca para alguns materiais:
Material Ca
ABNT 1020 182
ABNT 1035 201
ABNT 1045 215
ABNT 1060 245
ABNT 1095 280
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
 Constantes de materiais de acordo com as normas ABNT
AWF
A Associação de Produção Econômica da Alemanha propõe uma tabela de ks para vários materiais (AWF, 1949):
KS =
CW
F0,477
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Cw é a constante do material
f é o avanço
A tabela a seguir contém os valores de Cw para alguns materiais:
Material Cw
ABNT 1020 120
ABNT 1035 140
ABNT 1045 145
ABNT 1060 150
ABNT 1095 160
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
 Constantes de materiais de acordo com as normas ABNT
KIENZLE
A formulação de Kienzle (KIENZLE 1952) se mostrou bastante simples e precisa para os cálculos práticos da força de
corte. Em sua fórmula, a pressão específica de corte, ks, é em função da espessura de corte, h, e não em função do
avanço, f. Segundo Kienzle, esta formulação é aplicável a todas as operações de usinagem. A força de corte
calculada por Kienzle é:
PC = KS1 · H1 - Z · B
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
ks1 e (1-z) são constantes do material
h é a espessura de corte
b é o comprimento de corte
Correção da formulação de Kienzle em função do ângulo de saída (γ)
Para obtenção das constantes ks1 e (1 – z) Kienzle utilizou em seus experimentos ferramentas com ângulo de saída γ
kienzle = 6° para usinagem de peças de aço e γkienzle = 2° para usinagem de peças de ferro fundido. Se o ângulo de
saída da ferramenta a ser empregada na operação de torneamento tiver um γ diferente desses valores, Kienzle
sugere um aumento ou diminuição de 1 a 2% na força de corte (usar valor médio de 1,5%), para cada aumento ou
diminuição de 1o, respectivamente. Desta forma, a formulação de Kienzlecorrigida fica:
PC ( CORRIGIDA ) = PC . 1 - 1 , 5% Ɣ - ƔKIENZLE( ( ( )
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
A tabela a seguir contém os valores de 1-z e ks1 para alguns materiais:
Material 1 - z Ks1
ABNT 1035 0,74 199
ABNT 1045 0,83 211
ABNT 1060 0,70 226
ABNT 4140 0,74 250
ABNT 8620 0,74 210
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
 Constantes de materiais de acordo com as normas ABNT
POTÊNCIA NECESSÁRIA NO MOTOR DA MÁQUINA-
FERRAMENTA
Em nenhuma máquina-ferramenta o rendimento mecânico será igual a 100%. Há uma perda de rendimento nos
elementos de máquina (polias, correias, engrenagens) que transmitem o movimento do motor principal até a região
onde o corte acontece. Assim, a potência necessária no motor que comanda o movimento de corte (Nm) deve ser
sempre maior do que a potência necessária na região do corte (Nc). Nos Tornos Mecânicos o rendimento mecânico
varia entre 60 e 80%, dependendo da idade da máquina. Em Tornos novos, sem folga entre os elementos de
trasnmissão, o rendimento pode chegar a 80%. Nos tornos muito antigos ou com muito uso, a folga entre os
elementos de transmisão fazem com que o rendimento mecânico possa chegar a 60%. Assim, tem-se que:
NM =
NC
ΗMEC
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Onde Nmec é o rendimento mecânico da máquina-ferramenta, indicado pela fabricante.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. A FORÇA EXISTENTE ENTRE A FERRAMENTA DE CORTE E A PEÇA-OBRA DURANTE A
USINAGEM É GERADA EM FUNÇÃO DA SEPARAÇÃO DO CAVACO DA PEÇA-OBRA. EM
FUNÇÃO DAS VELOCIDADES ENVOLVIDAS, A POTÊNCIA DE USINAGEM GERADA
DURANTE O PROCESSO DEVE SER SUPRIDA PELO MOTOR DA MÁQUINA-FERRAMENTA.
PARA O CÁLCULO DA POTÊNCIA DE USINAGEM, PODEMOS AFIRMAR QUE:
A) A maior parcela da potência de usinagem é a potência de corte, podendo-se desprezar a potência de avanço.
B) A maior parcela da potência de usinagem é a potência de avanço, podendo-se desprezar a potência de corte.
C) Para calcular a potência de usinagem, devemos obter a pressão específica de corte que é constante para cada
material.
D) Em todas as formulações para estimar a pressão específica de corte, observamos que o avanço não tem relação
com a pressão específica de corte.
E) A área da seção de corte é inversamente proporcional à potência de corte.
2. PARA UM TORNEAMENTO CILÍNDRICO EXTERNO DE UMA PEÇA DE AÇO ABNT 1035
COM DIÂMETRO DE 85 MM, EMPREGANDO UMA PROFUNDIDADE DE CORTE DE 2 MM, UM
AVANÇO DE 0,4 MM/ROTAÇÃO, UMA FERRAMENTA COM ÂNGULO DE SAÍDA DE 12° E
ÂNGULO DE POSIÇÃO DE 45⁰ E VELOCIDADE DE CORTE DE 140 M/MIN, O VALOR DA
POTÊNCIA DE CORTE, EM CV, SEGUNDO TAYLOR, ASME, AWF E KIENZLE, VALE
RESPECTIVAMENTE:
A) 5,00 CV; 6,40 CV; 5,29 CV; 6,15 CV
B) 5,70 CV; 6,80 CV; 5,75 CV; 6,00 CV
C) 6,25 CV; 5,10 CV; 6,45 CV; 5,86 CV
D) 6,92 CV; 5,59 CV; 6,05 CV; 5,23 CV
E) 5,30 CV; 6,00 CV; 5,39 CV; 6,26 CV
GABARITO
1. A força existente entre a ferramenta de corte e a peça-obra durante a usinagem é gerada em função da
separação do cavaco da peça-obra. Em função das velocidades envolvidas, a potência de usinagem gerada
durante o processo deve ser suprida pelo motor da máquina-ferramenta. Para o cálculo da potência de
usinagem, podemos afirmar que:
A alternativa "A " está correta.
 
A potência de avanço é uma parcela muito pequena da potência de usinagem, podendo ser desconsiderada para fins
de cálculo da potência de usinagem. Para dado par ferramenta-peça, resta saber como varia a pressão específica de
corte em função da área e da forma da seção de corte. Todas as formulações para estimar a pressão específica de
corte têm relação direta com o avanço. Pela formulação, observamos que a área da seção de corte é diretamente
proporcional à força de corte (Pc=ks∙s).
2. Para um torneamento cilíndrico externo de uma peça de aço ABNT 1035 com diâmetro de 85 mm,
empregando uma profundidade de corte de 2 mm, um avanço de 0,4 mm/rotação, uma ferramenta com ângulo
de saída de 12° e ângulo de posição de 45⁰ e velocidade de corte de 140 m/min, o valor da potência de corte,
em CV, segundo Taylor, ASME, AWF e Kienzle, vale respectivamente:
A alternativa "E " está correta.
 
Iniciamos com o cálculo da pressão específica de corte:
TAYLOR:
KS=200F0,07=2000,40,07=213,25 KGFMM2
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
ASME:
KS=CAFN=2010,40,2=241,43KGFMM2
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
AWF:
KS=CWF0,477=1400,40,477=216,74 KGFMM2
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
KIENZLE:
Kienzle já calcula a força de corte em sua formulação:
PC=KS1.B.H(1-Z)=199.2,828.0,2830,74=221,13(KGF)
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Onde:
ks1 e (1 - z) são constantes do material da peça
Da tabela, para aço ABNT 1035 ks1=199(1-z) = 0,74
B=APSENΧ=2SEN45O=2,828MM
 
H=FC.SENΧ=0,4.SEN45O=0,283MM(NO TORNEAMENTO FC=F)
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Correção da Pc devido ao ângulo de saída (γ)
PC CORRIGIDA=PC1-1,5100(12O-6O=221,13.0,91=201,2KGF
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
TAYLOR:
PC=KS∙S=213,25∙0,8=170,6 KGF
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
ASME:
PC=KS∙S=241,43∙0,8=193,14 KGF
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
AWF:
PC=KS∙S=216,74∙0,8=173,39 KGF
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
A potência de corte segundo as formulações de Taylor, ASME, AWF e Kienzle é
TAYLOR:
NC=PC∙VC60∙75=170,6∙14060∙75=5,30 CV
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
ASME:
NC=PC∙VC60∙75=193,14∙14060∙75=6,00 CV
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
AWF:
NC=PC∙VC60∙75=173,39∙14060∙75=5,39 CV
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
KIENZLE:
NC=PC∙VC60∙75=201,2∙14060∙75=6,26 CV
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Obs: kienzle é considerada a formulação com maior precisão para a estimativa da força de corte.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Apresentamos, neste tema, os conceitos dos processos de fabricação por usinagem e as principais máquinas-
ferramentas utilizadas para realizar as operações de usinagem.
Como vimos, os parâmetros de usinagem podem ser ajustados na máquina-ferramenta de forma direta ou indireta
para haver possibilidade de remoção contínua ou repetida de cavaco e, de acordo com os parâmetros ajustados,
obtém-se maior ou menor qualidade superficial da peça usinada e maior ou menor produtividade.
Além disso, conhecemos os ângulos que formam a geometria da cunha cortante e os materiais empregados nas
ferramentas de corte, em especial o Metal Duro que corresponde à maior parcela de materiais empregados na
produção de ferramentas para usinagem.
Por fim, apresentamos os conceitos de força e potência de usinagem e as principais formulações para o cálculo da
pressão específica de corte, parâmetro fundamental para estimar a potência consumida durante a usinagem.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
ASME Research Committee on Metal Cutting Data and Bibliography. Manual on Cutting of Metals: With Singlepoint
Tools. ASME, 1952.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Conceitos da Técnica de Usinagem - Forças, Energia,
Trabalho e Potências - Terminologia. NBR-12545. São Paulo, 1991.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Grandezas básicas em usinagem e retificação. Parte 1:
Geometria da parte cortante das ferramentas de corte — Termos gerais, sistemas de referência, ângulos da
ferramenta e de trabalho e quebra-cavacos. NBR-3002-1. São Paulo, 2013.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Usinagem - Processos mecânicos. NBR-6175. São Paulo,
2015.
AWF, Kurzausgabe