Usinagem 1

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PROCESSO DE 
CONFORMAÇÃO
Marcelo Quadros
Revisão técnica:
Delmonte N. Friedrich
Engenheiro Mecânico
Especialista em Gestão Empresarial
Mestre em Fabricação 
Catalogação na publicação: Karin Lorien Menoncin - CRB -10/2147
S194p Santos, Bruna Karine dos.
Processo de conformação / Bruna Karine dos Santos, 
Marcelo Luiz de Quadros; [revisão técnica : Delmonte N. 
Friedrich]. – Porto Alegre: SAGAH, 2018.
254 p. : il. ; 22,5 cm.
ISBN 978-85-9502-486-1
1. Engenharia mecânica. I. Quadros, Marcelo Luiz de. 
II.Título.
CDU 62-5
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Usinagem
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 Explicar o processo de usinagem.
 Definir as variáveis presentes na usinagem.
 Identificar os processos especiais de usinagem.
Introdução
O processo de usinagem consiste em dar forma aos materiais por meio da 
remoção de cavaco, conferindo ao produto final as formas, as dimensões 
e os acabamentos especificados em desenhos técnicos mecânicos. Para 
que isso seja possível, alguns fatores precisam ser considerados, como o 
tipo do material a ser usinado, as ferramentas de corte e, principalmente, 
as operações a serem realizadas. A usinagem pode ser efetuada por meio 
de processos convencionais, como o torneamento e o fresamento, por 
máquinas de comando numérico computadorizado (CNC) ou, ainda, por 
processos especiais de acabamento, de cortes e de perfis complexos.
Conhecer esses processos e as suas aplicações é de grande impor-
tância para o profissional da área, pois só assim poderá determinar qual 
é o melhor processo a ser empregado para a manufatura de um deter-
minado produto, de acordo com a sua aplicabilidade, viabilidade técnica-
-econômica e eficiência produtiva. Para tanto, devem ser levados em
consideração fatores econômicos, técnicos, operacionais, dimensionais
e tecnológicos.
Neste capítulo, você vai aprender a identificar as variáveis e particu-
laridades de cada método de usinagem, como as operações a serem 
efetuadas, o material da peça a ser usinada, as ferramentas utilizadas 
nessas operações e os parâmetros de corte. Por fim, você vai explorar a 
aplicabilidade das peças usinadas em diversos segmentos.
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Processo de usinagem
Na usinagem de componentes, podemos utilizar diversos tipos de processos 
de fabricação. Entre eles, temos dois grandes grupos, os mais conhecidos e 
utilizados: a usinagem convencional e a usinagem com CNC, que ganha 
cada vez mais mercados. A escolha do processo varia conforme a operação em 
que este será utilizado e depende das tolerâncias dimensionais, geométricas 
e de acabamento, bem como do material e da quantidade de peças a serem 
usinadas. A seguir, vamos conhecer os processos de fabricação com usinagem 
convencional e usinagem CNC, bem como as suas máquinas, ferramentas e 
operações (FITZPATRICK, 2013). 
As máquinas mais empregadas na usinagem são os tornos e as fresadoras, 
utilizadas tanto pelas oficinas mais simples quanto pelas grandes empresas 
multinacionais. Elas correspondem à usinagem convencional. A Figura 1 
mostra uma máquina de usinagem convencional e outra de usinagem CNC.
Figura 1. Máquinas de usinagem convencional e de CNC.
Fonte: Vereshchagin Dmitry/Shutterstock.com.
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Torneamento convencional
A ideia do torno foi evoluindo ao longo do tempo. As primeiras máquinas-
-ferramenta que surgiram foram os tornos de vara, que consistiam em uma 
corda amarrada a um galho em uma ponta e a uma peça na outra — quando 
o galho subia e descia, puxava a corda, realizando o movimento de rotação 
da peça. Os primeiros tornos automáticos surgiram na década de 1960, em 
razão da grande demanda pela sua aplicação. O torno mecânico universal 
(Figura 2), por sua vez, é o mais utilizado entre os vários tipos e modelos de 
tornos, devido à sua versatilidade. Além de efetuar todas as operações de 
torneamento, o torno universal pode executar operações que normalmente 
são feitas por outras máquinas, como a furadeira, a fresadora e a retifi cadora, 
com adaptações relativamente simples.
Figura 2. Torno mecânico universal.
Fonte: Andrey Eremin/Shutterstock.com.
A operação de torneamento, por se tratar de um processo de usinagem, 
consiste em remover material de determinada peça para adequá-la a um formato 
estabelecido. Esse processo de remoção de cavaco se baseia no movimento 
de rotação da peça, que é fixada em placas. O movimento de corte da peça 
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(a rotação) é efetuado junto com os movimentos de avanço e de penetração 
da ferramenta. No torneamento, são usinadas peças cilíndricas por meio de 
ferramentas com movimentos uniformes (Figura 3).
Figura 3. Processo de torneamento.
Fonte: Dovzhykov Andriy/Shutterstock.com.
Como vimos, o torno possui basicamente três eixos de movimento: 
  o de rotação da peça, responsável pelo corte, que consiste na quanti-
dade de rotações por minuto adequadas para a remoção do excesso de 
material da peça; 
  o de translação ou avanço da ferramenta, que consiste na direção e 
velocidade que a ferramenta vai avançar para remover o material da peça; 
  o transversal ou de penetração da ferramenta, que consiste na profun-
didade que a ferramenta vai entrar na peça para remover o material. 
Para cada operação a ser executada, existem ferramentas apropriadas, com 
medidas preestabelecidas. As operações e ferramentas de torneamento se dife-
renciam em relação ao formato, à aplicação, ao material da sua estrutura e às suas 
dimensões. Veremos, a seguir, algumas operações relacionadas ao torneamento.
Desbaste externo, interno e faceamento
São operações apropriadas para a remoção grosseira do cavaco, por possuir 
maior resistência mecânica. As operações de desbaste externo (Figura 4) ou 
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interno (Figura 5) e de faceamento (Figura 6) podem ser feitas por pastilhas 
de metal duro sinterizado ou por ferramentas de aço rápido (bits).
Figura 4. Desbaste externo.
Fonte: Pixel B/Shutterstock.com.
Figura 5. Desbaste interno.
Fonte: Vadim Ratnikov/Shutterstock.com.
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Figura 6. Faceamento.
Fonte: Red ivory/Shutterstock.com.
Acabamento externo e interno
Essa operação, posterior ao desbaste, é realizada com ferramentas alisadoras, 
deixando as peças nas dimensões exatas (Figura 7). Nesse caso, a peça não pas-
sará pelo processo de acabamento em máquinas especiais, como a retifi cadora, 
pois já sai pronta — não há necessidade de um melhor acabamento superfi cial.
Figura 7. Medindo a peça na operação de acabamento.
Fonte: Ikonoklast Fotografie/Shutterstock.com.
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Rosqueamento
Operação de usinagem de diferentes tipos de roscas, que podem ser métricas, 
whitworth, NPT, BSPP, entre outras (Figura 8). Podem ser fabricadas roscas 
com perfi s triangulares, quadrados, redondos ou trapezoidais.
Figura 8. Operação de rosqueamento.
Fonte: Dmitry Kalinovsky/Shutterstock.com.
Sangragem
São utilizadas para tornear cavidades ou fazer o corte das peças torneadas 
(Figura 9). É considerada uma das operações mais perigosas do torno con-
vencional, pois pode acarretar na quebra da ferramenta ou da peça que, se 
deslocada na direção do operador, pode ocasionar lesões.
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Figura 9. Operação de sangramento.
Fonte: fotografos/Shutterstock.com.
Perfilamento
Essa operação envolve ferramentas confeccionadas no formato do perfi l de-
sejado para a peça; ou seja, é o perfi l da ferramenta que determina o formato 
fi nal da peça. Dessa maneira, podem ser perfi ladas peças com formas variadas 
(Figura 10).
Figura 10. Peça perfilada.
Fonte: DmitryKalinovsky/Shutterstock.com.
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Recartilhamento
Operação utilizada para formar estrias ou sulcos paralelos e cruzados nas 
superfícies das peças cilíndricas para o melhor manuseio em aplicações em 
geral (Figura 11).
Figura 11. Peças recartilhadas no torno.
Fonte: OSABEE/Shutterstock.com.
Furação no torno
Operações bastante utilizadas nos processos de torneamento, as furações são 
realizadas por meio de brocas fi xadas em mandris (Figura 12). A furação é 
utilizada para formar o furo de centro das peças, para que ali posteriormente 
se posicione o contraponto para centralizar a peça no torno. Também é uma 
operação necessária para as demais furações a serem realizadas em peças.
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Figura 12. Operação de furação.
Fonte: worawit_j/Shutterstock.com.
O torno mecânico é uma importante máquina para usinar peças, mas também uma 
das mais perigosas em relação a acidentes de trabalho. Muitos operadores perderam 
mãos, braços e até mesmo a vida trabalhando nessas máquinas. Para evitar acidentes, 
é obrigatório o uso de equipamentos de proteção individual (EPIs): óculos de 
proteção, sapatos de segurança, protetor auricular e, no caso de o operador ter cabelos 
longos, rede de proteção.
Fresamento convencional
Nesse processo de fabricação, podemos usinar quase todos os tipos e formatos 
de superfícies de peças. As máquinas fresadoras podem realizar operações 
de desbaste, acabamento, faceamento, aberturas de canais e furações e, 
além disso, podem substituir algumas máquinas, como furadeiras e plainas. 
Caracterizado como um processo de usinagem, o fresamento consiste na 
remoção de excesso de material por meio das máquinas fresadoras e das 
suas ferramentas específi cas, com o objetivo de dar a forma desejada à peça 
(FITZPATRICK, 2013). 
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As fresadoras são classificadas em função da sua aplicação. Para aplica-
ções simples, utiliza-se uma fresadora universal, com menos recursos e de 
menor valor; quando precisamos usinar peças mais complexas, utilizamos 
uma fresadora ferramenteira, com vários recursos e, consequentemente, 
de maior custo.
A retirada de sobremetal das peças é feita com dois movimentos realizados 
em concordância: o movimento de rotação da ferramenta e o movimento 
linear da mesa da fresadora em que a peça está fixada. Nesse caso, a mesa 
da máquina se desloca no sentido longitudinal ou transversal por meio de um 
avanço calculado, levando a peça até a ferramenta que, com seu movimento 
giratório, remove o material excedente da peça até deixá-la nas dimensões 
especificadas no desenho técnico mecânico. As operações que uma máquina 
fresadora tem capacidade de realizar dependem da limitação da máquina, 
dos acessórios, das características, das ferramentas e das configurações. As 
operações realizadas na fresagem são o fresamento de superfícies planas 
(Figura 13), inclinadas (Figura 14), côncavas e convexas, o fresamento de 
alojamentos circulares e retangulares e de canais, a furação (Figura 15), o 
escariamento, o rebaixamento e o rosqueamento de furos.
Figura 13. Fresagem de superfícies planas.
Fonte: Pixel B/Shutterstock.com.
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Figura 14. Fresagem de superfícies inclinadas.
Fonte: Vadim Gavrilov/Shutterstock.com.
Figura 15. Operação de furação.
Fonte: wavebreakmedia/Shutterstock.com.
Existem diversos modelos de máquinas fresadoras com componentes 
diferentes, mas seguindo o mesmo conceito. Existe também uma grande 
variedade de ferramentas para operações distintas, como:
  as fresas de faceamento, utilizadas para fresamento plano frontal e lateral;
  as fresas de perfis constantes, que possuem diferentes formas para 
aberturas de canais específicos; 
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  as fresas angulares, utilizadas na fabricações de rasgos que contenham 
retas angulares; 
  as fresas de disco, para fabricação de canais; 
  as fresas de dentes postiços, que possuem insertos montáveis e desmon-
táveis para a usinagem das peças — os seus insertos também podem 
ser das mais variadas formas. 
A Figura 16 mostra uma variedade de ferramentas utilizadas na fresagem.
Figura 16. Ferramentas utilizadas na fresagem.
Fonte: Thomas Soellner/Shutterstock.com.
Usinagem com máquinas CNC
No decorrer dos anos, em função do aumento da demanda por produtos indus-
trializados, as máquinas de usinagem convencionais tiveram que ser automati-
zadas. Essa automatização foi denominada CNC, sigla do termo que se refere 
a máquinas que executam várias operações por meio de uma programação.
A máquina CNC surgiu nos Estados Unidos, e o seu desenvolvimento 
foi motivado pela força aérea americana. Em 1949, a força aérea americana 
estava certa de que as máquinas-ferramentas convencionais manuais não 
estavam aptas a acompanhar as mudanças da época e prover adequada pro-
dução de componentes de aviões. Com essa certeza, investiu em pesquisa, 
apoiando as experiências da Parsons Corporation. Em 1947, essa empresa 
colocou uma forma rudimentar de controle por números em uma máquina 
de usinagem convencional, ligando essa máquina a um computador que era 
alimentado por informações via cartões perfurados. Muitos formatos de 
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dispositivos de informação foram criados a partir dessa época, como a fita 
magnética, o cabo serial 232, os disquetes e, atualmente, os pen drives e os 
sistemas de dados por wireless.
Primeiramente, foram desenvolvidas as máquinas automatizadas, ou máqui-
nas CN. Com o surgimento dos controladores programáveis, essas máquinas 
passaram a ser computadorizadas, passando a se chamar, então, máquinas 
CNC. Atualmente, todos os processos de fabricação trabalham com máquinas 
CNC, incluindo a usinagem em tornos, fresadoras, retificadoras, dobradeiras, 
furadeiras, máquinas de soldagem, puncionadeiras, a usinagem com corte a 
laser e inúmeros outros processos.
A implementação das máquinas CNC em uma empresa possui inúmeras 
vantagens, como o aumento da produtividade, a facilidade de programa-
ção, o controle da produção, a troca automática de velocidade, a redução 
de custos em processos de qualidade, as ferramentas intercambiáveis, o 
aumento da versatilidade de operações, a possibilidade de simulação de 
usinagem, a redução da quantidade de máquinas, o aumento da vida útil 
das máquinas e ferramentas, a maior segurança do operador e a produção 
mais rápida. A Figura 17 mostra uma célula de manufatura que utiliza 
máquinas CNC.
Figura 17. Célula de manufatura com máquinas CNC.
Fonte: Monkey Business Images/Shutterstock.com.
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Um centro de usinagem CNC produz em torno de 10 vezes mais que uma máquina 
convencional, com maior qualidade e segurança. As máquinas CNC com tecnologia 
HSM (High Speed Machine) alcançam produções ainda maiores.
As máquinas CNC utilizam basicamente os eixos principais X, Y e Z; 
porém, estes mudam de uma máquina para a outra, e os sentidos desses eixos 
são especificados conforme a sua movimentação. Nas fresadoras, os eixos X 
e Y correspondem ao avanço longitudinal e transversal da mesa, e o eixo Z, 
ao deslocamento da ferramenta. Já nos tornos, o eixo X corresponde ao deslo-
camento da ferramenta transversal, e o eixo Z, ao deslocamento longitudinal.
As máquinas CNC em geral possuem dois grupos de programação, sendo 
as mais conhecidas a linguagem EIA/ISO, ou de códigos G, e a linguagem 
interativa, ou por blocos parametrizados. A linguagem ISO, conhecida como 
códigos G, é a mais utilizada mundialmente. Entre os fabricantes que a utilizam, 
estão Fanuc, Siemens, Fagor e Romi. Essa linguagem é normalizada conforme 
as Normas ISO 6983 e DIN 66025, que descrevemo formato das instruções 
do programa para máquinas de CN. Há um formato geral de programação, e 
não um formato específico para cada máquina. A flexibilidade dessas normas 
não garante intercambialidade de programas entre máquinas. Indiferentemente 
do tipo de programação ou da norma utilizada, os programas CNC possuem 
uma estrutura básica para qualquer processo executado, independentemente 
do tipo de máquina.
As variáveis presentes na usinagem
Em todo processo de usinagem, é necessário conhecer muito bem as variáveis 
envolvidas. Entre elas, as principais são:
  o material a ser usinado;
  a escolha da ferramenta de corte;
  os parâmetros de usinagem.
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Material a ser usinado
Os materiais possuem diferentes características. A escolha do material 
adequado para cada serviço a ser realizado é um problema frequentemente 
enfrentado pelos projetistas nas indústrias. Alguns fatores podem ser deter-
minantes para essa seleção e outros, confl itantes, por exemplo: um material 
com elevada resistência à corrosão pode ter o seu valor muito elevado e ser 
difícil de encontrar, levando o projetista a optar por um material semelhante 
e mais fácil de encontrar, mas não possuindo a mesma qualidade. No Quadro 
1, são apresentados os principais materiais utilizados nas indústrias.
Fonte: Adaptado de Fitzpatrick (2013).
Material Características
Ferro fundido 
branco
Devido à elevada dureza, o ferro fundido branco é muito 
frágil, difícil de usinar e não temperável. Apresenta 
baixa ductilidade, resistência à corrosão, excelente 
resistência à abrasão, baixa absorção de vibrações, baixa 
resistência à tração, ao impacto e à compressão.
Ferro fundido 
cinzento
Ideal para aplicações que exijam solicitações 
mecânicas reduzidas e oscilações de temperatura. 
Apresenta baixa dureza, boa resistência à abrasão 
e à compressão, boa absorção de vibrações.
Aço carbono Possui altas tenacidade, conformabiIidade, soldabiIidade, 
temperabilidade, ótimo comportamento em altas 
temperaturas e resistência ao desgaste.
Alumínio Tem baixa densidade, elevada condutibilidade elétrica, 
elevada condutibilidade térmica, não magnético, baixo 
ponto de fusão, boa elasticidade, resistência à tração 
de média à fraca, alta refletividade de luz e calor.
Bronze Possui de boas a excelentes propriedades mecânicas, 
como dureza, tenacidade, resistência ao desgaste 
e à fadiga superficial e resistência à corrosão.
Cobre Possui excelente condutibilidade elétrica (apenas 
inferior à da prata), elevadas condutibilidade 
térmica, ductilidade e flexibilidade.
Titânio Tem baixo peso, boa maleabilidade, baixa toxidade.
Quadro 1. Características dos materiais de usinagem
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Escolha das ferramentas de corte
Na usinagem em máquinas convencionais e máquinas CNC, devido à alter-
nância de peças com materiais diferentes a serem usinadas, as ferramentas 
ou insertos variam quanto à sua geometria e ao seu material de fabricação. 
Para os processos de torneamento e fresamento, devemos selecionar o inserto 
adequado conforme cada operação a ser executada, de acordo com os aspectos 
apresentados no Quadro 2.
Quanto à geometria do inserto
Inserto para desbaste: combinações de faixa de avanço e 
profundidade de corte maiores. Utilizado em operações 
que necessitem de maior segurança da aresta.
Inserto para usinagem média: operações de usinagem 
para desbaste leve. Possui grande variação em relação 
à profundidade de corte e à faixa de avanço.
Inserto para acabamento: operações com profundidades 
de corte leves e baixas faixas de avanço, nas quais 
os insertos possuam baixas forças de corte.
Quanto ao raio da ponta da ferramenta
Raio da ponta pequeno: é ideal para profundidades 
de corte pequenas, reduzindo a vibração; 
porém, o inserto possui menor resistência.
Raio da ponta grande: é ideal para faixas de avanço 
pesadas e para grandes profundidades de corte; 
possui aresta robusta e tem forças radiais maiores.
Quadro 2. Características dos insertos
(Continua)
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Quanto à sua forma, os insertos de usinagem podem ser triangulares, 
redondos, quadrados e em forma de losango. As propriedades de cada inserto 
correspondem a diferentes aplicações e características; algumas características 
visam a uma maior resistência ao desgaste, enquanto outras se devem à neces-
sidade de melhor acessibilidade para operações com precisão. As Figuras 18 e 
19 apresentam ferramentas de corte do torno e da fresadora, respectivamente.
Figura 18. Ferramentas de corte do torno.
Fonte: Uhryn Larysa/Shutterstock.com.
Quanto ao tamanho do inserto
Insertos com largura de até 25 mm: são utilizados para 
usinagem mais leve, pois têm menor estabilidade.
Insertos com largura acima de 25 mm: por possuírem melhor 
estabilidade, são utilizados para usinagem mais pesada.
Quadro 2. Características dos insertos
(Continuação)
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Figura 19. Ferramentas de corte da fresadora.
Fonte: Thomas Soellner/Shutterstock.com.
Parâmetros de usinagem
Os processos de usinagem com produção de cavacos são aqueles em que a 
ferramenta remove o material excedente da peça. Para esses processos serem 
realizados, temos que conhecer algumas técnicas, como os movimentos de 
usinagem, o cálculo dos parâmetros de corte, as rotações por minuto (RPM), 
os golpes por minuto (GPM) e, principalmente, a escolha da ferramenta mais 
adequada para a operação. É importante que os movimentos da usinagem 
sejam compreendidos, pois consistem nos caminhos que as ferramentas e as 
peças percorrerão durante a execução do processo. Nas diferentes máquinas de 
usinagem, temos movimentos circulares (giratórios) e lineares (longitudinais 
e transversais). Para esses movimentos serem realizados, devemos conhecer 
alguns conceitos e efetuar cálculos técnicos, mediante o uso de fórmulas.
Velocidade de corte
Consiste no resultado de deslocamento da peça em relação à ferramenta. As 
operações podem consistir no movimento giratório da ferramenta, como nas 
fresadoras, retifi cadoras e furadeiras, ou da peça, como no torno. Por meio da 
velocidade de corte, podemos calcular as rotações e os golpes por minuto que 
a ferramenta ou a peça efetuarão. Os movimentos de corte e avanço devem 
estar sincronizados. Alguns fatores relevantes em relação à velocidade de 
corte são o material da ferramenta, o material a ser usinado, a operação a ser 
realizada, as condições da refrigeração e as condições da máquina.
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Apesar de termos uma fórmula específica para o cálculo da velocidade de 
corte, essas informações são fornecidas em tabelas de manuais e catálogos 
técnicos, conforme as Tabelas 1 e 2. A fórmula para cálculo da velocidade 
de corte é a seguinte:
onde:
  Vc = velocidade de corte (m/min);
  d = diâmetro da ferramenta ou da peça (mm);
  n = rotações por minuto (RPM);
  π = 3,14.
Tabela de velocidade de corte para torno (m/min)
Materiais
Ferramenta de aço rápido
Ferramenta de 
metal duro
Desbaste Acabamento
Roscar e 
recartilhar
Desbaste Acabamento
Aço SAE 
1020
25 30 10 200 300
Aço SAE 
1045
20 25 8 120 160
Aço SAE 
1060
25 20 6 40 60
Ferro 
fundido
20 25 8 70 85
Bronze 30 40 25 300 380
Latão e 
cobre
40 50 25 350 400
Alumínio 60 90 25 500 700
Tabela 1. Velocidade de corte para alguns materiais usinados nos tornos
Usinagem196
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Tabela de velocidade de corte para fresadora (m/min)
Nota: para fresamentos com pastilhas de metal duro, utilizar velocidade de corte 
três vezes maior.
Materiais
Desbaste Acabamento
De Até De Até
Fresas cilindricas aço rápido
Aço baixo teor de carbono 12 14 18 22
Aço médio teor de carbono 10 12 14 18
Aço alto teor de carbono 8 1010 14
Ferro fundido 10 12 14 18
Metais leves 150 200 200 300
Fresas com haste
Aço baixo teor de carbono 16 18 20 24
Aço médio teor de carbono 14 16 18 20
Aço alto teor de carbono 12 14 16 18
Ferro fundido 14 16 18 20
Metais leves 140 180 150 180
Fresas cilíndricas frontais
Aço baixo teor de carbono 12 14 20 22
Aço médio teor de carbono 10 12 16 18
Aço alto teor de carbono 8 10 12 40
Ferro fundido 10 12 16 18
Metais leves 150 250 200 300
Tabela 2. Velocidade de corte para alguns materiais usinados nas fresadoras
197Usinagem
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A tabela completa de velocidades de corte pode ser conferida nos fabricantes de 
ferramentas, como Sandvik, Seco Tools, Iscar, Kennametal e Taegutec.
Velocidade de avanço
Corresponde à velocidade do movimento de avanço da ferramenta ou da peça 
durante o processo de usinagem, podendo ser calculada pela seguinte fórmula:
onde: 
  Vf = velocidade de avanço (mm/min);
  Vc = velocidade de corte (m/min);
  f = avanço (mm/volta);
  d = diâmetro da peça ou ferramenta (mm);
  π = 3,14.
Tempo de corte
É o tempo que os movimentos de corte e avanço levam para usinar uma peça 
durante cada passe da ferramenta. Pode ser calculado com a seguinte fórmula:
onde:
  If = percurso de avanço (mm);
  Vf = velocidade de avanço (mm/min);
  Vc = velocidade de corte (m/min);
  f = avanço (mm/volta);
  d = diâmetro da ferramenta (mm);
  n = rotações por minuto(RPM);
  tc = tempo de corte (min);
  π = 3,14.
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Rotações por minuto (RPM)
É uma informação de extrema importância para a usinagem, pois tem como 
fi nalidade indicar quantas voltas a cada minuto a ferramenta ou a peça vai 
girar. Uma peça ou ferramenta deve ter o seu RPM de acordo com o especi-
fi cado para obter uma usinagem segura e efi ciente. A fórmula para obtenção 
da RPM é a seguinte:
onde:
n = rotações por minuto (RPM);
Vc = velocidade de corte (m/min);
d = diâmetro da ferramenta ou da peça (mm);
π = 3,14.
Na maioria dos casos, quando calculamos a RPM, verificamos que não existem esses 
valores nas regulagens das máquinas convencionais. Por esse motivo, selecionamos 
os valores mais próximos disponíveis nas máquinas em relação aos encontrados nos 
cálculos.
Processos especiais de usinagem
Além dos processos de usinagem convencional e usinagem CNC, temos os 
diversos processos especiais de acabamento, de formas e de corte. A partir 
dessas usinagens, desenvolvemos as mais variadas peças, dos mais variados 
formatos, com grande precisão e acabamentos superfi ciais adequados.
Processos de usinagem de acabamento
Entre os processos especiais, um dos mais utilizados são as operações de 
acabamento superfi cial, que têm a fi nalidade de eliminar as irregularidades, 
deixando as superfícies com dimensões exatas e com excelente acabamento. 
Podem ser realizadas por meio de retifi cação, brunimento ou lapidação.
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Retificação
Para executar tarefas que exigem maior exatidão e acabamento superfi cial na 
produção de peças, a retifi cação é um dos processos mais sofi sticados dentro da 
indústria mecânica. As primeiras máquinas retifi cadoras foram construídas por 
volta de 1860, nos Estados Unidos. Com o avanço tecnológico, as retifi cadoras 
convencionais estão sendo substituídas por máquinas retifi cadoras CNC. A 
retifi cação possibilita um acabamento preciso às superfícies das peças e con-
siste na utilização de máquinas para remover materiais em até 0,001 mm. O 
processo da retifi cação acontece por meio de uma peça geralmente fi xada em 
placas e um eixo rotacional em que é colocada a ferramenta abrasiva (rebolo).
A retificação ocorre de duas formas:
  retificação plana — corresponde ao movimento longitudinal e trans-
versal da mesa e vertical do rebolo;
  retificação cilíndrica — corresponde ao movimento rotativo da peça 
em sentido horário e rotativo do rebolo no sentido inverso.
Os objetivos principais do processo de retificação são os seguintes: 
  reduzir rugosidades ou saliências e rebaixos de superfícies usinadas 
com máquinas-ferramenta, como furadeira, torno, plaina e fresadora; 
  dar à superfície da peça uma exatidão de medidas que permita obter 
peças semelhantes, capazes de serem substituídas umas pelas outras; 
  retificar peças que tenham sido deformadas ligeiramente durante um 
processo de tratamento térmico; 
  remover camadas finas de material endurecido por têmpera, cementação 
ou nitretação. 
A Figura 20 ilustra o processo de retificação.
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Figura 20. Processo de retificação.
Fonte: Khrushchev Georgy/Shutterstock.com.
O processo de retificação tem por objetivo corrigir problemas oriundos de outros 
processos de usinagem. Em muitas máquinas, mesmo que bem instaladas e precisas, 
é praticamente impossível deixar as peças com todos os seus padrões estabelecidos.
Brunimento
O processo de usinagem por brunimento tem como função dar acabamento às 
peças por meio da abrasão, utilizando grãos ativos do brunidor, que durante 
o giro e avanço é guiado pela peça e deslocado ao longo da sua superfície, 
geralmente cilíndrica, em movimentos alternativos de baixa rotação. A grande 
diferença entre os processos de brunimento e de retifi cação é a velocidade de 
rotação da ferramenta, que é menor no brunimento. Nas operações de retifi ca-
ção, podem surgir queimas e alteração da estrutura do material devido à alta 
rotação do rebolo. Com o processo de brunimento, devido à baixa velocidade 
de trabalho, evitamos esses defeitos. 
Além da correção dimensional das peças, uma aplicação desse processo é 
a formação de sulcos em que se retém óleo, diminuindo o atrito, melhorando 
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o deslizamento das peças e garantindo que os diâmetros internos estejam 
cilíndricos e na dimensão correta, como em cilindro de motores, canos de 
armas, cilindros de freios, cilindros de embreagem, cilindros hidráulicos, entre 
outros. O brunimento é recomendado também para a correção de defeitos 
provenientes de outras operações, como erros de circularidade, cilindricidade, 
concentricidade, coaxialidade, conicidade, ondulação e marcas provenientes 
de operações anteriores.
Lapidação
O processo de usinagem especial de acabamento por lapidação, como o 
nome sugere, consiste em lapidar as peças por meio de um pó abrasivo, 
deixando a superfície da peça com elevado grau de acabamento. Assim como 
ocorre com as pedras preciosas, a lapidação é realizada nas superfícies de 
vários metais para dar o acabamento desejado. No processo de lapidação, é 
colocado um líquido sobre a placa metálica e, depois, um pó abrasivo sobre 
o líquido, efetuando-se movimentos circulares até chegar ao acabamento 
superfi cial desejado (Figura 21). Como exemplo desse processo temos os 
blocos-padrão, as faces de contato de instrumentos de medição, os pinos 
e os furos em geral.
Figura 21. Processo de lapidação.
Fonte: maradon 333/Shuttertstock.com.
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Processos especiais de usinagem de formas
Quando queremos dar formatos às peças que passaram por processos conven-
cionais, como torneamento e fresamento, utilizamos os processos especiais, que 
podem ser realizadas por meio de mandrilamento, brochamento e eletroerosão 
por fi o ou por penetração.
Mandrilamento
O processo de usinagem por mandrilamento é considerado uma operação 
especial de fresagem. Para peças mais complexas, como colunas de máquinas 
e grandes blocos de motores, bem como peças de grande porte, é utilizada uma 
máquina especial denominada mandriladora. Nessa operação, a ferramenta 
de corte é fi xada a uma barra de mandrilar em um ângulo determinado pela 
operação a ser realizada; a máquina usina superfícies cilíndricas ou cônicasinternas com eixos perfeitamente paralelos (Figura 22). O mandrilamento pode 
ser cilíndrico, cônico, radial ou esférico. Nesses casos, a superfície mandrilada 
é cilíndrica, esférica, cônica ou radial e seu eixo de rotação coincide com o 
eixo em torno do qual a ferramenta gira.
Figura 22. Processo de mandrilamento.
Fonte: Moreno Soppelsa/Shutterstock.com.
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Brochamento
O processo especial de usinagem por brochamento, também conhecido como 
brochagem, apresenta como característica a remoção de material da super-
fície de peças de maneira progressiva, utilizando ferramentas multicortantes 
que retiram o material em pequenas quantidades ao longo do eixo. Essas 
remoções podem variar entre 0,06 e 0,15 mm, até a peça alcançar a forma e o 
perfi l fi nal desejado. Caso haja necessidade de remover grandes quantidades 
de material, será necessário um número elevado de dentes e uma máquina 
com um curso maior.
A ferramenta progressiva multicortante que realiza o trabalho de brochar 
a peça é denominada brocha, e o equipamento que realiza essa operação é a 
brochadeira. As máquinas brochadeiras são geralmente hidráulicas, devido 
ao grande esforço realizado no brochamento, e seu mecanismo produz o mo-
vimento progressivo linear entre a ferramenta e a peça. Elas dividem-se em 
máquinas verticais e horizontais, e seu movimento é unidirecional e retilíneo. 
Admite-se a realização de dois tipos de brochamento: o brochamento interno 
e o externo.
A brocha é feita de aço com propriedades mecânicas específicas para tal 
processo, e o seu material deve ser submetido à têmpera e ao revenido, já 
queos seus dentes cortantes executam grandes esforços de trabalho. A brocha 
apresenta dentes que formam uma série de elementos cortantes, utilizados para 
dar forma redonda, quadrada, hexagonal, octogonal, de oblongo, estriada, de 
rasgos de chaveta e de ranhuras múltiplas, em superfícies internas ou externas; 
por exemplo, encaixes de peças automotivas, como pontas de eixos, homo-
cinéticas, cardans, bielas, engrenagens, e ferramentas como chaves estrela, 
chaves combinadas, soquetes, entre outras.
Eletroerosão
A usinagem especial por eletroerosão é um processo de alta precisão que 
utiliza métodos complexos — descargas elétricas — na destruição progressiva 
e lenta das partículas de peças metálicas limitadas. Os materiais precisam 
ser condutores de eletricidade. A eletroerosão geralmente é utilizada para a 
fabricação de ferramentas e peças com geometrias complexas de grande dureza, 
para as quais os processos convencionais não são aplicáveis. Esse processo é 
dividido em eletroerosão por penetração e eletroerosão por fi o.
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Eletroerosão por penetração
A eletroerosão por penetração consiste em um processo em que a peça perma-
nece submersa em um líquido dielétrico, ou seja, um líquido não condutor de 
eletricidade, que possui alta resistência ao fl uxo da corrente elétrica. Ocorre a 
descarga de um eletrodo, que dará o formato desejado à peça a ser eletroerodida; 
a dissipação do calor gerado no processo é rápida. A peça geralmente é de 
cobre ou latão, ou de grafi ta, em alguns casos. Com o uso da descarga elétrica 
não existe esforço de corte, evitando assim que se formem as tensões comuns 
aos processos convencionais de usinagem. A eletroerosão por penetração tem 
como característica o fato de a imagem do eletrodo ser transferida à peça, sendo 
ambos mergulhados num recipiente que contém o fl uido dielétrico para que 
ocorra o processo. Peça e eletrodo são conectados a uma fonte CC por meio de 
cabos ligados a um interruptor: o eletrodo tem polaridade positiva e a peça tem 
polaridade negativa, gerando a descarga necessária para o desenvolvimento 
da usinagem especial (Figura 23).
Figura 23. Processo de eletroerosão por penetração.
Fonte: DuxX/Shutterstock.com.
Eletroerosão a fio
Os princípios da usinagem especial de eletroerosão a fi o são em geral seme-
lhantes aos da eletroerosão por penetração. Contudo, nesse processo, o corte 
é programado eletronicamente, ou seja, por CNC, o que permite o corte de 
perfi s complexos e de grande exatidão. Nesse processo, a ferramenta de corte 
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é um fi o de latão (eletrodo) eletricamente carregado que transpassa a peça. 
Para permitir a passagem do fi o, é feito um pequeno orifício no material, 
que é submerso em fl uido dielétrico em movimentos constantes, provocando 
descargas elétricas entre o fi o e a peça e possibilitando o corte do material. 
O fi o de latão tracionado, preso entre dois polos (corrente contínua), recebe 
uma tensão dos eletrodos de contato que se encontram nos bicos da máquina. 
Por esse fi o, passam alta corrente e baixa tensão. Ao ser ligado o interruptor, 
forma-se uma tensão elétrica entre o fi o e a peça, criando-se um arco voltaico 
entre os polos; esse arco voltaico é responsável pelo corte. A distância mínima 
entre o fi o e a peça denomina-se GAP. 
Esse processo de usinagem especial é utilizado em peças de perfis com-
plexos, que necessitam de exatidão de medidas e acabamento superficial. 
É bastante utilizada na indústria para a confecção de placas de guia, porta-
-punções e matrizes, como ferramentas de corte, dobra e repuxo.
Processos especiais de usinagem de corte
No caso de termos necessidade de cortar peças dos mais variados formatos, 
com precisão de corte e em grande produção, utilizamos os processos especiais 
de usinagem de corte, como o corte a laser, o corte plasma e o corte a jato 
d’água. Esses processos especiais geralmente utilizam a tecnologia CNC em 
suas modernas máquinas.
Corte a laser
Esse processo de usinagem especial para corte é um dos mais utilizados nas 
indústrias. O corte é defi nido com base na potência do laser empregado, 
em watts/cm2. O termo laser é a sigla para light amplifi cation by stimulated 
emission of radiation, que em português quer dizer: amplifi cação da luz por 
emissão estimulada da radiação. O laser produz um feixe de luz concentrado 
baseado na excitação dos elétrons, que provoca intensa energia em forma de 
calor. Assim, é possível furar e cortar praticamente qualquer material, pois se 
trata de um processo térmico que provoca mudanças na estrutura do material, 
mais especifi camente na região de corte.
A utilização de máquinas de corte a laser é recomendada quando as peças 
requerem formas complexas, exigindo melhor acabamento superficial, prati-
camente livre de rebarbas na região do corte. No corte a laser, a zona afetada 
pelo calor é mínima, e o corte ocorre com pouca distorção no material, mesmo 
em peças de desenho complexo.
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A velocidade de corte deve ser determinada em conjunto com a potência, a 
pressão e a vazão do gás de assistência. Valores muitos elevados de velocidade 
tendem a produzir estrias na superfície de corte — rebarbas —, que podem até 
mesmo impossibilitar o corte. Já as baixas velocidades produzem um aumento 
da zona térmica afetada, e pode haver baixa qualidade no corte. As vantagens 
de se utilizar o corte a laser são diversas: 
  minimiza a largura de corte aproximadamente em 0,12 mm, havendo 
pouca perda de corte;
  o corte pode ser iniciado em qualquer posição;
  a zona afetada pelo calor é reduzida, em comparação a outros processos 
de corte;
  minimiza o tempo de posicionamento da peça, em função de a chapa 
ser colocada inteira na máquina; 
  reduz ou elimina perdas de corte em cortes de perfis variados, por 
utilizar software especiais, como o nesting, utilizado para dispor os 
padrões de corte de forma a minimizar a perda da matéria prima e o 
tempo de fabricação;
  efetua contornos simples, geralmente lisos, em altas velocidades;
  efetua cortes paralelos precisos, facilitando a fixação nos processos 
posteriores;
  ausência dedistorção por contato;
  pode cortar perfis de contornos complexos, utilizando a tecnologia CNC;
  possui altas velocidades de corte.
Corte plasma
Esse processo de usinagem especial utiliza a tecnologia do plasma, conhecido 
como o quarto estado da matéria. O plasma é aplicado no mesmo estado em 
que foi descoberto. É utilizado para realizar cortes de vários metais com espes-
suras diferentes, em materiais como aço inoxidável, aço-carbono e alumínio. 
As características necessárias para um perfeito corte a plasma variam de 
acordo com o tipo de gás de corte, a quantidade de vazão do gás, o diâmetro 
do bocal (bico de corte), a tensão do arco elétrico e as propriedades do metal 
a ser cortado. Essas características, por sua vez, precisam ser controladas e 
utilizadas segundo princípios técnicos, bem como calculadas para se obter bom 
rendimento de trabalho. Uma vez que a vazão de gás é aumentada, a velocidade 
do jato de plasma é tão grande que empurra o metal fundido através da peça 
de trabalho, provocando o corte do material (Figura 24).
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Figura 24. Processo de corte a plasma.
Fonte: ProSha/Shutterstock.com.
Corte a jato d’água
Esse processo utiliza a tecnologia de jato d’água com abrasivo. É menos 
utilizado nas indústrias, se comparado aos demais processos de corte, pois 
exige um nível avançado de automação. O corte a jato d’água é capaz de 
cortar quase todos os materiais com efi ciência. Ele se inicia pela coleta de 
água por meio de uma bomba de altíssima pressão. Em um tubo de alimen-
tação, a água é misturada a um material abrasivo, e essa mistura é então 
liberada por um orifício de diamante e um tubo de focalização, produzindo 
um jato preciso de água e abrasivo, com uma pressão de aproximadamente 
4.000 Kgf\cm2 (Figura 25). Esse processo desenvolve cortes com bordas 
bem-acabadas; assim, o corte a jato d’água pode ser aplicado a produtos 
praticamente fi nalizados.
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Figura 25. Processo de corte a jato d’água.
Fonte: Red ivory/Shutterstock.com.
209Usinagem
Processo_Conrformacao_Book.indb 209 11/07/2018 15:33:03
FITZPATRICK, M. Introdução aos processos de usinagem. Porto Alegre: AMGH, 2013. 
(Série Tekne).
Referência
Leituras recomendadas
CENTRO DE INFORMAÇÃO METAL MECÂNICA. 2018. Disponível em: <https://www.
cimm.com.br>. Acesso em: 27 maio 2018.
CHIAVERINI, V. Tecnologia mecânica: processos de fabricação e tratamento. São Paulo: 
Pearson, 1995. v. 2.
FITZPATRICK, M. Introdução à usinagem com CNC. Porto Alegre: AMGH, 2013. (Série 
Tekne.)
SECCO, A. R. et al. Processos de fabricação: Telecurso 2000. São Paulo: Telecurso 2000, 
2006. Disponível em: <http://bmalbert.yolasite.com/resources/Telecurso%202000%20-
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SMITH, W. F.; HASHEMI, J. Ciências dos materiais: fundamentos da engenharia e ciência 
dos materiais. 5. ed. Porto Alegre: AMGH, 2015. 
211Usinagem
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