Notas de aula Usinagem

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NOTAS DE AULA- DISCIPLINA DE USINAGEM 
 
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Geometria de Corte da Ferramenta 
Para cada par (material de ferramenta / material de peça) têm uma geometria 
de corte apropriada ou ótima. A geometria da ferramenta tem influência na: (a) 
formação do cavaco; (b) saída do cavaco; (c) forças de corte; (d) desgaste e 
avaria da ferramenta; (e) qualidade final do trabalho. 
Ângulos da ferramenta de corte 
O fenômeno de corte é realizado pelo ataque da cunha da ferramenta, o 
rendimento desse ataque depende dos valores dos ângulos da cunha, pois é 
esta que rompe as forças de coesão do material da peça. Os ângulos e 
superfícies na geometria de corte das ferramentas são elementos fundamentais 
para o seu rendimento e durabilidade. A denominação das superfícies da 
ferramenta, dos ângulos e das arestas é normalizada pela norma brasileira 
NBR 6163/90. Os ângulos da ferramenta de corte são 
classificados em: de folga  (alfa), de cunha  (beta), 
de saída  (gama), de ponta  (epsilon), 
de posição  (chi), de inclinação de aresta 
cortante  (lambda). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Arestas e superfícies que formam a cunha cortante de uma ferramenta de 
barra para o torneamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Cunha de Corte: cunha formada pelas superfícies de saída e de folga 
da ferramenta. Os cavacos formam-se sobre a cunha cortante por meio 
do movimento relativo entre a peça e a ferramenta. 
 
• Superfície de saída Aγ: superfície da cunha cortante sobra a qual o 
cavaco desliza 
 
• Superfície de folga: é a superfície da cunha cortante que define a folga 
entre a superfície em e a ferramenta. Distingue-se a superfície principal 
de folga Aα e a secundária de corte A’α. 
• Arestas de corte: são formadas pelas superfícies de folga e de saída. São 
definidas a aresta principal de corte S e a aresta secundária de corte S’. 
 
• Aresta principal de corte S: aresta de corte cuja cunha de corte, 
observada no plano de trabalho e para m ângulo da direção de avanço ϕ 
= 90º indica a direção de avanço. 
• Aresta secundária de corte S’: aresta de corte cuja cunha de corte, 
observada no plano de trabalho, e para o ângulo da direção de avanço ϕ 
= 90
o
, indica a direção contrária à direção de avanço. 
• Ponta de corte: região da cunha cortante formada pela intersecção das 
arestas principal e secundária de corte 
• Ponto de corte escolhido: ponto tomado como referência para as 
definições dos ângulos da cunha cortante. 
 
 
 
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Ângulos medidos no Plano de Referência 
kr (ângulo de direção do gume da ferramenta): formado entre o plano de 
trabalho (Pf) e o gume principal, medido no plano de referência (Pr); 
r (ângulo de quina da ferramenta): Formado entre o gume principal e o gume 
secundário, medido no plano de referência Pr; kr' (ângulo de direção do gume 
secundário da ferramenta): formado entre o plano de trabalho (Pf) e o gume 
secundário, medido no plano de referencia Pr. (kr + er + kr') = 180º 
 
 
 
 
 
 
 
Ângulo de folga  : 
É o ângulo formado entre a superfície de folga e o plano de corte medido no 
plano de medida da cunha cortante; influencia na diminuição do atrito entre a 
peça e a superfície principal de folga. Para tornear materiais duros, o ângulo 
deve ser pequeno; para materiais macios, deve ser maior. Geralmente, nas 
ferramentas de aço rápido está entre 6º e 12º e em ferramentas de metal duro, 
a está entre 2º e 8º. 
Em portas ferramentas com pastilhas 
Intercambiáveis o ângulo de folga 
compreende entre 5º30’ e 7º 45’, caso 
fosse de 0º, iria encostar na superfície 
usinada produzindo forte atrito. 
 
• Os ângulos de folga muito pequenos quando utilizados em condições 
inadequadas têm como consequência: (a) forte aquecimento da pastilha, 
(b) maior desgaste da superfície de folga, (c) aumento da força de corte 
na cunha de corte. 
• Ângulos de folga muito grande quando utilizados em condições 
inadequadas têm como consequências: (a) grande variação dimensional 
na peça, devido ao desgaste na superfície de folga, (b) aumento do risco 
de rupturas ou quebras da pastilha,(c) maior aquecimento da pastilha, 
(d) aumento do desgaste como um todo, (e) má qualidade superficial na 
peça 
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Observação: o ângulo de folga medido na ferramenta só é igual ao ângulo livre 
que age na peça quando a ponta da ferramenta é posicionada na linha de 
centro da peça. 
Ângulo de cunha  
 Formado pelas superfícies de folga e de saída; é medido no plano de medida 
da cunha cortante. Para tornear materiais moles,  = 40º a 50º ; materiais 
tenazes, como aço,  = 55º a 75º ; materiais duros e frágeis, como ferro fundido 
e bronze,  = 75º a 85º. 
 
 
 
 
Ângulo de saída  
Formado pela superfície de saída da ferramenta e pelo plano de referência 
medido no plano de medida; é determinado em função do material, uma vez 
que tem influência sobre a formação do cavaco e sobre a força de corte. Para 
tornear materiais moles,  = 15º a 40º ; materiais tenazes,  = 14º ; materiais 
duros,  = 0º a 8º . Geralmente, nas ferramentas de aço rápido,  está entre 8º 
e 18º; nas ferramentas de metal duro, entre -2º e 8º. 
 
 
 
 
 
 
 
A soma dos ângulos α+β+=90º, medidos no plano de medida, é igual a 90º 
Ângulo  negativo 
È usado nos trabalhos de desbaste e em 
cortes interrompidos de peças quadradas, 
com rasgos ou com ressaltos, em materiais 
 duros, quando a ponta da ferramenta for a 
parte mais baixa em relação à aresta de corte. 
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Ângulo  positivo 
Diz-se que  é positivo quando a ponta da 
ferramenta em relação à aresta de corte for 
a parte mais alta; é usado na usinagem de 
materiais macios, de baixa dureza . 
 
Ângulo  neutro 
Diz-se que  é neutro quando a ponta da 
ferramenta está na mesma altura da aresta 
de corte; é usado na usinagem de materiais 
duros e exige menor potência do que  positivo 
 ou  negativo. O cavaco se apresenta espiralado 
e contínuo, situação em que um grande volume pode ocasionar acidentes. 
 
Ângulo r de posição 
Por intermédio de um ângulo de posição adequado, pode se evitar flexões que 
ocorrem em função do formato da peça (por exemplo, em peças longas e 
instáveis). Estas flexões podem produzir oscilações na peça. 
O ângulo de ataque determina a posição da aresta principal na peça. 
Com um ângulo de posição pequeno, a força radial se torna grande. 
Ângulos de posição médios (45° a 70°) são utilizados em peças estáveis, cujo 
comprimento não ultrapasse a razão de L = 6 D. 
Ângulos de posição maiores (70° a 95°) são empregados em peças longas e 
instáveis, cujo comprimento é 6D  L≤ 12D. 
Quanto maior for o ângulo de posição, menor será a força radial, e 
consequentemente menor será a tendência da peça flexionar. 
 
 
 
 
 
 
 
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Pastilhas com  neutras ou negativas 
Normalmente são pastilhas bifaciais, ou seja, podem 
ser utilizadas uma ou duas faces. São identificadas 
 por ter dimensões das faces iguais; o ângulo de 
cunha é indicado para operações severas; consomem 
maior potência que as pastilhas positivas, o que requer 
 maquinário rígido e potente; É montada em porta-ferramenta negativo com 6º 
graus de ângulos de folga, evitando que haja grande área de contato entre a 
ferramenta e a peça. 
Pastilhas com  positivas 
São pastilhas de face única, ou seja, apenas 
um lado é utilizado. A face superior é maior 
que a inferior; são mais frágeis 
(que as com ângulo  negativas);o ângulo de cunha é menor; consomem menos potência; geram esforços de 
corte bem menores; são montadas em porta ferramentas positivos; 
preferencialmente são usadas em usinagem internas de desbastes leves, em 
semi-acabamento e acabamento onde ferramentas longas (maior balanço) são 
necessárias pois geram menores forças de corte, diminuindo a tendência a 
vibrações; também são indicadas para desbastes externos leve ou médio, 
livres de vibrações e cortes interrompidos.