Aula 06 Processos de Conformação Usinagem-novo

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Universidade Paulista
Processos Conformação e 
Usinagem
Aula 06 
Curso Engenharia Mecânica 
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Usinabilidade dos Materiais
USINABILIDADE (slide 02/35)
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 Na obtenção de peças pela retirada de cavacos
verificamos que cada material tem um comportamento
diferente.
 Enquanto uns podem ser trabalhados facilmente,
outros apresentam problemas tais como:
Empastamento, desgaste rápido da ferramenta, mau
acabamento, necessidade de grande potência para o
corte, etc. Isto varia de acordo com a usinabilidade do
material
 Podemos definir usinabilidade como sendo o grau de
dificuldade que determinado material apresenta para
ser usinado.
USINABILIDADE (slide 03/45)
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 A usinabilidade não depende apenas das
características do material, mas também, de outros
parâmetros da usinagem, tais como: refrigeração,
rigidez do sistema máquina-ferramenta, das
características da ferramenta, tipo de operação, etc
 Assim, dependendo das condições de usinagem um
mesmo material poderá ter variações em sua
usinabilidade.
USINABILIDADE (slide 04/35)
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 A usinabilidade normalmente é determinada por
comparação e para determinada característica, tal como
a vida da ferramenta.
 Neste caso pode-se determinar um índice de
usinabilidade através da comparação com o
desempenho previamente conhecido de um material
padrão.
Critérios para a Determinação da Usinabilidade dos Materiais (slide 05/35)
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 Os principais critérios, que são passíveis de serem 
expressos em valores numéricos, são:
· Vida da ferramenta
· Força de corte
· Potência consumida
Critérios para a Determinação da Usinabilidade dos Materiais (slide 06/35)
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 Esses parâmetros servem, também, para definir o custo
do trabalho de usinagem.
.
 Assim, a vida da ferramenta entre duas afiações
sucessivas tem grande influência no custo de operação.
.
 A força e a potência limitam as dimensões máximas de
corte e, portanto, o volume de material removido por
hora-máquina.
 Além disso, a exigência de um acabamento de alta
qualidade poderá influir, também, no custo de
usinagem.
Critérios para a Determinação da Usinabilidade dos Materiais (slide 07/35)
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 Baseadas principalmente nestes critérios é que são
estabelecidas as tabelas e os gráficos que indicam o
comportamento de cada material na usinagem. Embora
seja impossível determinar-se com precisão um índice de
usinabilidade para cada material, estas tabelas são de
grande valor para estabelecer parâmetros iniciais de
partida que, de acordo com as condições específicas de
cada trabalho, poderão ser trazidos para valores mais
adequados, através de ensaios e experimentações.
Critérios para a Determinação da Usinabilidade dos Materiais (slide 08/35)
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 Dureza e resistência mecânica: Valores baixos
geralmente favorecem a usinabilidade
 Ductibilidade: Valores baixos geralmente favorecem a
usinabilidade
 Condutividade térmica: Valores elevados geralmente
favorecem a usinabilidade
 Taxa de encruamento: Valores baixos geralmente
favorecem a usinabilidade
Critérios para a Determinação da Usinabilidade dos Materiais (slide 09/35)
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Fonte: STEMMER, Caspar Erich. Ferramentas de Corte I-
Florianópolis: Ed. Da UFSC, 2007. p.168.
Critérios para a Determinação da Usinabilidade dos Materiais (slide 10/35)
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Exercício Resolvido:
Usinando barras trefiladas a frio de aço ABNT 1040, em
um torno automático com velocidade de corte 35 m/mim,
verificamos que a vida útil da ferramenta é de 3 horas.
Determinar:
a) O índice de usinabilidade para o aço ABNT 1040.
b) O índice de usinabilidade para o aço ABNT 1137.
c) A velocidade de corte, no mesmo torno automático,
utilizando uma barra de aço ABNT 1137, para obter a
mesma vida útil da ferramenta.

Critérios para a Determinação da Usinabilidade dos Materiais (slide 11/35)
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 Resolução
Dados
 Vc = 35 m/mim
 Vida útil da ferramenta = 3h
 IU (ABNT 1040) = ?
 IU (ABNT 1137) = ?
 Vc (utilizando ABNT 1137) = ?
Critérios para a Determinação da Usinabilidade dos Materiais (slide 12/35)
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 Utilizando a tabela, localizamos na mesma o IU, índice
de usinabilidade, do aço ABNT 1040.
Resposta:IU (ABNT 1040) = 60%
Critérios para a Determinação da Usinabilidade dos Materiais (slide 13/35)
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b) Utilizando a tabela novamente, localizamos na mesma o
IU, índice de usinabilidade, do aço ABNT 1137
Resposta: IU (ABNT 1137) = 75%
Critérios para a Determinação da Usinabilidade dos Materiais (slide 14/35)
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c) Com os dados obtidos anteriormente podemos
calcular a velocidade de corte da seguinte maneira:
Critérios para a Determinação da Usinabilidade dos Materiais (slide 15/35)
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FLUIDOS DE CORTE (slide 16/35)
O QUE SÃO? 
Fluidos de corte são aqueles líquidos e gases aplicados na 
ferramenta e no material que está sendo usinado, para facilitar 
a operação de corte.
Freqüentemente são chamados de lubrificantes ou
refrigerantes em virtude das suas principais funções na
usinagem:
reduzir o atrito entre a ferramenta e a superfície em corte.
(lubrificação) e diminuir a temperatura na região de corte.
(refrigeração) vida.
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FLUIDOS DE CORTE(slide 17/35)
O USO
O uso correto dos fluidos de corte nos processos de usinagem
pode trazer muitos benefícios, observados na qualidade e na
produtividade.
Por outro lado, se não forem manipulados e tratados
corretamente, eles podem ser nocivos a saúde e ao meio
ambiente.
Assim, a escolha do fluido de corte influi diretamente na
qualidade do acabamento superficial das peças, na
produtividade, nos custos operacionais e também na saúde dos
operadores e no meio-ambiente.
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Funções e Finalidades dos fluidos de corte slide(18/35) 
 Redução da Força e Potência necessárias ao corte;
 Redução do consumo de Energia;
 Diminuição da Temperatura da peça e da ferramenta em
trabalho;
 Desobstrução da região de corte;
 Aumento da Vida da ferramenta;
 Eliminação do Gume Postiço;
 Melhor Acabamento da superfície usinada.
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Como agem os fluidos de corte(slide 19/35)
Os fluidos de corte cumprem, nas suas aplicações,
uma ou mais das seguintes funções:
a)Refrigerar a região de corte.
b) Lubrificar as superfícies em atrito.
c) Arrastar o cavaco da área de corte.
d) Proteger a ferramenta, a peça e a máquina contra oxidação e
corrosão.
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A REFRIGERAÇÃO (slide 20/35)
Uma das principais funções dos fluidos de corte é refrigerar, ou
seja, remover o calor gerado durante a operação. Isso ajuda a
prolongar a vida útil das ferramentas e a garantir a precisão
dimensional das peças pela redução dos gradientes térmicos.
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TEMPERATURAS (slide 21/35)
De maneira geral, quanto maior a velocidade de corte (Vc),
maiores serão as temperaturas e maior a necessidade de
refrigeração.
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Na usinagem com ferramenta de geometria definida, a maior
parte do calor gerado vai para o cavaco.
TEMPERATURAS (slide 22/35)
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Na maioria dos casos, é benéfico diminuir temperaturas tão
altas. Nesses casos, se o calor não for removido, ocorrerão
distorções térmicas nas peças e alterações prejudiciais na
estrutura da ferramenta. Como resultado, tem-se o desgaste
prematuro e trocas mais freqüentes da ferramenta.
TEMPERATURAS (slide 23/35)
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Por outro lado, há casos onde as temperaturas elevadas
facilitam o corteda peça em virtude desta redução de
dureza. Nesses casos, é importante usar uma ferramenta
com temperatura crítica maior.
Um fator importante na vida da ferramenta é que a
temperatura de nenhuma de suas partes, especialmente do
gume, ultrapasse um valor crítico, além do qual se verifica
forte redução da dureza.
TEMPERATURAS (slide 24/35)
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LUBRIFICAÇÃO(slide 25/35)
Nos processos de usinagem, a lubrificação nas interfaces
peça-ferramenta-cavaco é difícil e complexa, em virtude
das elevadas pressões de contato nessas interfaces.
Outro agravante é a dificuldade de levar esse lubrificante
até a posição desejada.
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A eficiência do lubrificante vai depender das características e
da sua habilidade em penetrar na região entre o cavaco e a
ferramenta, formando um filme.
LUBRIFICAÇÃO(slide 26/35)
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Tanto a superfície do cavaco quanto a da ferramenta não
são perfeitamente lisas. Elas são rugosas, ou seja,
apresentam minúsculas saliências, asperezas em forma de
picos e vales da ordem de micrômetros. Os picos mais
salientes atritam-se, desgastando a ferramenta, gerando
calor e uma força de atrito. Com a progressão do desgaste,
pequenas partículas soldam-se no gume da ferramenta,
formando o gume postiço.
LUBRIFICAÇÃO(slide 27/35)
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Para reduzir esse atrito, o fluido de corte penetra na
interface rugosa por capilaridade. Como conseqüência,
reduz-se uma parcela da geração de calor. Também
reduzem-se o consumo de energia, a força necessária ao
corte e praticamente elimina-se o gume postiço.
LUBRIFICAÇÃO(slide 28/35)
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ARRASTAMENTO DE CAVACO (slide 29/35) 
 Em alguns processos de usinagem é muito importante
considerar o destino do cavaco após a sua formação. O
cavaco formado deve ser retirado da área de trabalho para
não riscar ou comprometer o acabamento da peça, danificar
a ferramenta ou impedir a própria usinagem.
 Na furação profunda o cavaco formado no fundo do furo
tende a se acumular, dificultando o corte e a formação de
mais cavaco.
 Até mesmo no torneamento externo, cavacos em forma de
fitas longas podem se enroscar na peça e na ferramenta e
atrapalhar o trabalho.
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O arrastamento pode ocorrer de 3 formas:
1) O escoamento de alta vazão do fluido ajuda a carregar
ou empurrar o cavaco para longe.
2) O resfriamento brusco do cavaco fragiliza-o e facilita sua
quebra ou fragmentação.
3) Ao se utilizar fluidos de corte os parâmetros de usinagem
podem ser ajustados de modo a facilitar a obtenção de
cavacos menores.
ARRASTAMENTO DE CAVACO (slide 30/35) 
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Gases e Névoas(slide 31/35)
 Névoas e gases são usadas em operações de mecânica de
precisão, usinagem de alta velocidade e em QMFC
(quantidade mínima de fluido de corte).
 O termo QMFC é empregado para sistemas de névoa onde o
consumo na operação permanece abaixo de 50 ml/h de fluido
de corte. Nesse tipo de aplicação o fluido é disperso na forma
de spray sobre a região que se quer refrigerar ou lubrificar.
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 Vantagens:
•Menor consumo de óleo, o que reduz os custos e os
impactos ao meio-ambiente;
•Melhor visibilidade;
•Melhora a vida da ferramenta.
 Desvantagens:
•Capacidade de lubrificação e refrigeração limitadas;
•É necessário um sistema de exaustão.
Gases e Névoas(slide 32/35)
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 FERRARESI, D. - Fundamentos da Usinagem dos Metais - Ed. Edgard 
Blucher, 1977
 BRESCIANI FILHO, E. ET alli - Conformação Plástica dos Metais – disponível 
para acesso livre em: 
<http://www.ocw.unicamp.br/fileadmin/user_upload/cursos/EM730/CONFORMACA
OPLASTICADOSMETAIS_1.pdf >, 2011.
 MACHADO, A. R. et alli – Teoria da Usinagem dos Materiais – Ed. Edgard 
Blucher, 2011
 NOVASKI, O. - Introdução à Engenharia de Fabricação Mecânica - Ed. Edgard 
Blucher, 2003
 NOVASKI, O. – Custos de Usinagem - Ed. Edgard Blucher, 2003
 MACHADO, A. R. et alli – Teoria da Usinagem dos Materiais – Ed. Edgard 
Bkucher, 2011
 SCHEAFFER, L. - Conformação Mecânica – Imprensa Livre, Porto Alegre, 1999.
 HELMAN, H. C. et alli - Fundamentos da Conformação Mecânica dos Metais –
Ed. Artliber, 2005;
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (slide 33/35)
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 DINIZ, A. ET alli – Tecnologia da Usinagem dos Materiais – Ed Artlieber, 2008
 https://www.home.sandvik/br/
 http://portal.inep.gov.br
 Fonte: STEMMER, Caspar Erich. Ferramentas de Corte I- Florianópolis: Ed. Da 
UFSC, 2007. p.168.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (slide 34/35)
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FIM !