Webaula 1 - Máquinas Operatrizes - 2023

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Máquinas Operatrizes
Webaula 1
Prof. Dr. Iury Sousa e Silva
Iury Sousa e Silva
Formação:
Engenheiro Mecânico
Engenheiro Químico
Especialista em Engenharia de Segurança do Trabalho
MBA em Gestão de Projetos
Especialista em Metodologia de Ensino EAD
Mestre em Engenharia Química – Modelagem e Simulação de processos
Doutor em Engenharia Química – Modelagem, Simulação e Viabilidade de plantas industriais
Experiências:
Engenheiro de Processos – M&G Fibras Brasil
Coordenador de Qualidade – Frevo Industria de Bebidas
Analista de Meio Ambiente – SEMMA Paulista
Professor e coordenador de curso – UNINASSAU/Ser Educacional
Contatos:
E-mail: iury.silva@sereducacional.com
Instagram: @prof.iurysousa
Linkedin: Iury Sousa e Silva
História das máquinas-ferramentas
• Grande marco na utilização das máquinas-ferramentas ocorreu na Revolução Industrial
entre os anos de 1760 e 1820, nos quais desenvolveu-se a indústria de bens de capital e
foi necessário o uso de máquinas para adequação de processos
• Entretanto no século XX, a indústria foi de fato redimensionada em processos de
qualidade cada vez mais finos, visando à melhora do produto com o advento da
eletrônica - CNC (os centros numéricos de usinagem) (depois de 1940).
História das máquinas-ferramentas
• Ferramentas primitivas criadas para auxiliar tarefas ou realizar outras peças com a sua utilização: Paleolítico
(2,7 milhões de anos até 10.000 a.C.) e Neolítico (10.000 até 4.000 a.C.), teve uma ampla miscigenação de
ferramentas que eram utilizadas pelo ser humano para cortar frutas, árvores e caça.
• Período Egipcio (4.000 a.C. até 500 d.C. com os romanos) e grego (750 a.C. até 500 a.C.) também teve
bastante influência na criação de máquinas/ferramentas associadas ao cotidiano da época — muitas dessas
máquinas tinham a função de criar ferramentas: ao girar um pedaço de madeira, o princípio de torneamento
poderia ser utilizado para desbastar materiais.
• Na época medieval, não houve grandes avanços na produção das máquinas- ferramentas
História das máquinas-ferramentas
• Na Revolução Industrial, tem-se o desenvolvimento e fabricação de máquinas com base em
princípios modernos, sendo o torno um dos primeiros equipamentos desenvolvidos,
• Século XVIII, o principal material utilizado na Engenharia era a madeira, a qual era usinada
com ferramentas de aço-carbono.
Fatos históricos importantes:
1. John Wilkinson, 1774, que desenvolveu a 1ª máquina de mandrilar cilindros para máquinas à
vapor;
2. Henry Maudslay, 1797, que desenvolveu o 1º torno com avanço automático, viabilizando a
partir de então a fabricação de roscas com medidas definidas e em série;
3. J. R. Brown, 1862, que construiu a 1ª fresadora universal;
4. F. W. Fellows, 1896, que desenvolveu um equipamento capaz de trabalhar com qualquer
formato de engrenagem.
John Wilkinson
Henry Maudslay — Google Arts & Culture
História das máquinas-ferramentas
Outras máquinas-ferramentas se originaram, foram desenvolvidas e aperfeiçoadas,
principalmente no século XX. São elas: fresadora, retífica, plainadora, centro de
Usinagem, máquinas que envolvem retirada ou não de materiais
Retifica
Plaina Limadora
Fresadora
Máquinas Operatrizes e Processos de fabricação
A máquina ferramenta ou máquina operatriz é uma máquina utilizada na fabricação de 
peças (no processo de fabricação) de diversos materiais por meio da movimentação 
mecânica de um conjunto de ferramentas.
Cavaco como “uma porção de material retirada pela ferramenta”
Processo de conformação x Processo de Usinagem
Máquinas operatrizes e o processo de Usinagem
Usinagem: processo que conferem forma, dimensões ou acabamento à peça, produzindo
cavaco, sendo este, tido como a porção de material retirado da peça pela ação da
ferramenta através de esforços cisalhantes
Processos de usinagem de maior relevância, podem-se citar: o torneamento, a furação e o
fresamento
Todas operações podem ser divididas entre desbaste e
acabamento:
Debaste: implica na maior remoção de material possível, limitada
pela potência da máquina e pela resistência da ferramenta
Acabamento: focada na qualidade superficial da peça, bem como
na conferência das dimensões finais desejadas.
Antes de iniciar qualquer operação em máquinas operatrizes,
lembre-se sempre de utilizar o equipamento de proteção individual
(EPI): óculos de segurança, sapatos e roupas apropriadas e se
necessário, redes para prender o cabelo. Adicionalmente, o
operador não deve usar nenhum tipo de anel, pulseira ou bracelete,
que podem ficar presos em alguma parte móvel do equipamento.
Estas são precauções necessárias para evitar acidentes de trabalho.
Processo: Torneamento 
Máquina operatriz: torno
É caracterizado pelo movimento rotativo da peça em torno de seu próprio 
eixo contra uma ferramenta monocortante. Com objetivo principal conferir 
geometria cilíndrica ao objeto fabricado, seja em operações de desbaste ou 
acabamento
Processo: Torneamento 
Máquina operatriz: torno
Ferramenta de corte: 
https://www.youtube.com/watch?v=YIOflkXwe9s
“A espessura do material removido é denominada profundidade de corte e quanto 
maior for a velocidade de corte mais acelerado será o desgaste da ferramenta”
https://www.youtube.com/watch?v=YIOflkXwe9s
Processo: Torneamento 
Máquina operatriz: torno
Operações realizáveis em um torno,
verifica-se a versatilidade desta
máquina, podendo executar
atividades variadas
Faceamento:
https://www.youtube.com/watch?v=dtFIJ_PPfRQ
Sangramento:
https://www.youtube.com/watch?v=n3Ma5AyPy84&t=97s
Torneamento externo:
https://www.youtube.com/watch?v=-LBNNKvFif8
Torneamento cônico:
https://www.youtube.com/watch?v=pok-keL7sL0
Recartilhamento:
https://www.youtube.com/watch?v=XeVUfyCCkd0
https://www.youtube.com/watch?v=dtFIJ_PPfRQ
https://www.youtube.com/watch?v=n3Ma5AyPy84&t=97s
https://www.youtube.com/watch?v=-LBNNKvFif8
https://www.youtube.com/watch?v=pok-keL7sL0
https://www.youtube.com/watch?v=XeVUfyCCkd0
Processo: Torneamento 
Máquina operatriz: torno
Três movimentos principais que
a) movimento de corte, nesse caso rotativo e realizado pela peça;
b) movimento de avanço, executado pela ferramenta ao longo da superfície da
peça;
c) movimento de penetração, que determina a profundidade de corte.
Processo: Furação
Máquina operatriz: Furadeira de bancada/coluna
Consiste em executar furos em uma peça metálica, sendo esta mantida
estática enquanto a ferramenta, composta por duas ou mais arestas de corte, atua de
forma rotativa
Processo: Furação
Máquina operatriz: Furadeira de bancada/coluna
a) Furação com pré-furo: indicada para
furos de grandes dimensões, onde o furo
b) Furação escalonada: na maioria dos
casos, realizada para condições onde há a
necessidade de alojamento da cabeça de
parafusos.
c) Furação de centro: etapa fundamental
para execução de usinagem em peças de
grandes comprimentos.
d) Trepanação: quando apenas as bordas
são usinadas
Processo: Furação
Máquina operatriz: Furadeira de bancada/coluna
As brocas helicoidais são as ferramentas de corte mais utilizadas neste processo. Como o
nome já diz, possuem formato helicoidal em sua parte cortante devidos às duas ranhuras 
deste formato. Este tipo de broca possui três classificações:
Processo: Furação
Máquina operatriz: Furadeira de bancada/coluna
Em que 𝛼 é o ângulo de incidência ou de folga e possui a função de reduzir o atrito entre a broca e a peça e sua medida 
normalmente varia entre 6° e 15°. Quanto mais duro for o material menor é o ângulo de incidência. O ângulo de hélice (𝛾) é 
responsável pelo desprendimento do cavaco e controle do acabamento do furo. Quanto mais macio o material mais 
aberto deve ser este ângulo (𝛾).
O ângulo da ponta (𝜎) é o ângulo formado pelas arestas cortantes da broca, sendo que é de suma importância que as 
arestas cortantes possuam o mesmo comprimento e formem ângulos iguais em relação ao eixo da broca.
Processo: Fresamento 
Máquina operatriz: Fresa
O fresamento é uma operaçãode usinagem onde o material (cavaco) é removido da
peça a partir de uma ferramenta giratória chamada fresa. A máquina que realiza está operação
é denominada fresadora, que são divididas basicamente em três tipos: horizontais, verticais e
universais.
Processo: Fresamento 
Máquina operatriz: Fresa
Constituída por uma série de arestas de cortes (dentes) e gumes, normalmente dispostos
simetricamente em torno de um eixo. Os dentes não atuam simultaneamente, mas sim
alternadamente durante sua trajetória circular.
Basicamente a fresadora remove o material através de uma ferramenta giratória de múltiplos gumes
cortantes.
Cada gume remove uma pequena quantidade de metal em cada revolução do eixo onde a
ferramenta é fixada.
Essas ferramentas são utilizadas para executar as mais variadas operações de fresamento,
como rebaixos, faceamento, ranhuras ou rasgos e contornos
Processo: Fresamento 
Máquina operatriz: Fresa
A fresadora apresenta três movimentos simples para realizar as operações que são o
movimento de rotação da ferramenta posicionada no eixo-árvore e produz o corte, o 
movimento de avanço da peça fixada a mesa de trabalho e o movimento de penetração 
ligado à quantidade de material que será removido durante o deslocamento.
Processo: Fresamento 
Máquina operatriz: Fresa
O fresamento concordante ou ascendente é aquele em que a ferramenta de corte avança no 
mesmo sentido da direção de rotação. Esse é método normalmente mais recomendado desde 
que a máquina-ferramenta e a fixação da peça permitirem. No fresamento concordante 
periférico a espessura dos cavaco irá diminuir a partir do início do corte, se aproximando do 
zero gradualmente ao final do corte, essa é a regra de ouro em fresamento que dita que você 
deve sempre tentar obter cavacos espessos na entrada e finos na saída de corte.
Processo: Fresamento 
Máquina operatriz: Fresa
No fresamento discordante ou convencional a direção de avanço da ferramenta de corte é 
simultânea e oposto à sua rotação. Nesta situação a espessura do cavaco começa fina e aumenta 
no final do corte. A aresta de corte é forçada para dentro do corte criando um efeito de 
esfregamento ou de queima em razão do atrito, altas temperaturas e contato devido ao 
endurecimento causado pela aresta de corte anterior reduzindo assim a vida útil da ferramenta.
Este tipo de fresamento pode fazer com que os cavacos grudem ou sejam soldados na
aresta de corte e as forças de corte possuem tendência a empurra a fresa e a peça para longe uma 
da outra e além disso a levantar a peça da mesa. Sendo assim o fresamento discordante pode ser 
vantajoso quando ocorrerem grandes variação na folga e também quando pastilhas de cerâmicas 
forem utilizadas como ferramenta, pois elas são mais sensíveis a impactos na entrada da peça.
Processo: Fresamento 
Máquina operatriz: Fresa
Há um processo de fabricação específico
das fresadoras: as engrenagens. Neste
caso, destacam-se os procedimentos para
usinagem de engrenagens de dentes retos
por meio de ferramenta de perfil (dente a
dente) e, também, pelo processo Fellows,
no qual a ferramenta se move
alternativamente contra à superfície a
usinar, executando mais de um dente
simultaneamente.
Processo: Fresamento 
Máquina operatriz: Fresa
A correta escolha da ferramenta de corte (fresa) no fresamento depende do tipo do 
material que será usinado principalmente. Os dentes da fresa formam ângulos que forma a 
cunha de corte e esses ângulos são o ângulo de saída (𝜸), o ângulo de cunha (𝜷) e o ângulo 
de folga (𝜶).
Processo: Fresamento 
Máquina operatriz: Fresa
A fresa do tipo W por ter um ângulo de cunha menor (57°), possui menor resistência. 
Desta forma ela é recomendada para usinagem de materiais não ferrosos com baixa 
dureza como o bronze, plásticos e alumínio.
A fresa do tipo N, com ângulo de cunha de 73°, é mais resistente do que a fresa do tipo 
W e é recomendada para usinagem de materiais com média dureza, como por 
exemplos aços com resistência a tração de até 700 MPa.
As fresas do tipo H são recomendadas para usinagem de materiais duros e 
quebradiços como aços que apresentam resistência a tração maior do que 700 MPa.
Processo Integrado: Torneamento, fresamento e furação 
https://www.youtube.com/watch?v=Mwgo
bIVj4fU
Vídeo: Torneamento, fresamento e furação
https://www.youtube.com/watch?v=MwgobIVj4fU
https://www.youtube.com/watch?v=MwgobIVj4fU
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