Vida Útil da Ferramenta de Corte de Usinagem

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USINAGEM
Diego Batista Valim
 
Vida útil da ferramenta e 
fatores que a influenciam
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Analisar como o desgaste de flanco atua na vida útil da ferramenta 
de corte.
 � Identificar o fim da vida útil de uma ferramenta de corte.
 � Determinar os fatores que influenciam na vida útil da ferramenta de 
corte.
Introdução
Neste capítulo, você vai saber como identificar o fim da vida útil de uma 
ferramenta de corte. Veremos que, entre as diversas formas de desgaste, o 
desgaste de flanco é o responsável por diminuir o tempo de vida útil das 
ferramentas, e analisaremos os fatores que colaboram com a diminuição 
da vida útil das ferramentas de corte.
Desgaste e vida útil da ferramenta
A vida útil da ferramenta é definida como o tempo que a ferramenta trabalha 
efetivamente, descontados os tempos passivos (período no qual a ferramenta 
não está efetuando o corte, como, por exemplo: tempo gasto com a substituição 
de peça a usinar, tempo gasto para realizar movimento de aproximação, etc.), 
até perder a capacidade de corte dentro um critério estabelecido. Quando a 
ferramenta não apresentar mais eficiência no corte, ela deve ser substituída 
ou, caso seja possível, afiada novamente.
As Equações 1 e 2 são usadas para mensurar a vida útil da ferramenta de 
corte. O percurso de corte (Lc) e o percurso de avanço (Lf) são usados como 
parâmetros de quanto de material a ferramenta de corte conseguiu remover sem 
que fosse necessário substituí-la ou afiá-la novamente. Os resultados dessas 
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equações são expressos em distância; sendo assim, temos que a ferramenta 
de corte realizou o corte de X unidades de distância durante sua vida útil.
Lc =
vc · t
1000 [Km] (1)
Lf = f ∙ n ∙ t [mm] (2)
Onde:
vc = velocidade de corte [m/min];
t = tempo [s];
f = distância percorrida pela ferramenta [mm];
n = número de rotações [rpm].
Critério para a determinação do fim 
da vida útil da ferramenta
O desgaste das ferramentas de corte provoca alterações na usinagem — a 
temperatura desenvolvida durante o processo é mais elevada; a potência 
consumida aumenta, pois a força de corte é maior; as dimensões da superfície 
usinada se alteram, muitas vezes saindo da faixa de tolerância; e o acabamento 
superficial apresentado pela peça tem sua qualidade diminuída.
A determinação do ponto representativo do fim da vida útil da ferramenta 
depende da precisão de medidas e grau de acabamento (exigências da usinagem) 
e do material da ferramenta. Assim, podemos considerar as seguintes análises:
Falha completa da ferramenta
A quebra e produção de lascas inviabilizam a continuidade da operação com a 
ferramenta desgastada, pois a peça a usinar pode ser danificada. Na indústria 
não é comum deixar que as ferramentas cheguem a esse ponto, pois isso pode 
provocar a perda de peças e dificultar a reafiação da ferramenta (quando é 
possível realizá-la), o que reflete diretamente em gastos extras com a operação.
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Falha preliminar da ferramenta
Esse estágio de desgaste é dificilmente detectado na ferramenta. Geralmente, 
quando a ferramenta se encontra nesse estágio, antes da quebra ou do sur-
gimento de lascas, a detecção que ela está prestes a quebrar é realizada por 
meio da observação da qualidade superficial do acabamento da peça usinada. 
A superfície usinada da peça apresenta uma faixa polida, indicando a presença 
de atrito (além do normal) entre o flanco da aresta de corte da ferramenta e 
a peça.
Largura da marca de desgaste no flanco
Muito utilizado para determinar o fim da vida útil de corte das ferramentas de 
cerâmica e de metal duro. Quando a largura da marca de desgaste do flanco 
aumenta (de 0,8 a 2,0 mm para ferramentas de metal duro e 0,5 mm para 
ferramentas de cerâmica), essas ferramentas perdem sua eficácia no corte.
Vibrações intensas (chatter)
Durante o processo de usinagem, se forem verificadas vibrações da peça ou 
da ferramenta, ou ruídos mais altos, é provável que a vida útil da ferramenta 
de corte tenha chegado ao fim. Muitas vezes, esses fenômenos são provocados 
pelo desgaste de flanco.
Profundidade da cratera (kt)
Ao analisar a profundidade da cratera na superfície de saída da ferramenta, 
principalmente em peças de metal duro, ou faixa remanescente entre a cunha 
de corte e o início da cratera (Kl), é possível determinar o fim da vida útil da 
ferramenta. À medida que a cratera aumenta, as chances de surgir lascas na 
ferramenta também aumenta, devido à fragilização da cunha cortante provo-
cada pelo estreitamento da faixa remanescente entre a cunha e a cratera (Kl).
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Deficiência de acabamento superficial
A queda repentina da qualidade do acabamento da superfície usinada indica 
que a ferramenta de corte precisa ser substituída. Muitas vezes, a rugosidade 
superficial da peça é usada como padrão de qualidade.
Formação de rebarbas
Pequenas rebarbas na superfície usinada, que não deveriam estar presentes, 
são formadas pela perda da eficiência da ferramenta de corte.
Forma do cavaco
A forma do cavaco está relacionada principalmente ao material da peça, e 
algumas vezes pode ser alterada com as modificações dos parâmetros de 
processo. Portanto, ao usinar uma ou diversas peças de um mesmo material, 
o cavaco obtido deve apresentar o mesmo formato. Contudo, a alteração da 
geometria da cunha (devido ao desgaste) pode provocar a modificação da 
forma do cavaco, e essa mudança repentina é uma forma de avaliar o fim da 
vida útil da ferramenta.
Alteração de dimensões da peça
O desgaste sofrido pela cunha de corte provoca alterações nas dimensões da 
peça a usinar. Normalmente, em todas as operações de usinagem utiliza-se 
uma faixa de tolerância, e, quando a peça usinada se aproxima dos limites 
estabelecidos, uma das possíveis causas é o desgaste da ferramenta.
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Força de corte
O aumento da força de corte necessária para usinar uma peça se deve ao des-
gaste da ferramenta. Porém, medir a força de corte não é uma tarefa simples, 
pois é preciso usar equipamentos instalados na máquina/ferramenta. O aumento 
da potência (mostrado no painel da máquina/ferramenta) consumida no corte 
é relacionado com o aumento de força necessário para executar a tarefa.
Força de avanço
A força de avanço é mais realizada ao determinar o limite da vida útil das brocas 
em operações de furação. Seu aumento é provocado pelo desgaste de flanco.
Aumento da temperatura da cunha de corte
É uma técnica utilizada em laboratórios, no qual as temperaturas de corte são 
correlacionadas com o desgaste da ferramenta.
Marca do desgaste de flanco
As ferramentas de metal duro geralmente apresentam maior desgaste de flanco 
(desgaste frontal) em relação ao desgaste de cratera. O desgaste frontal aumenta 
quando a ferramenta é usada até ocorrer a quebra da cunha de corte, que provoca 
danos à peça, pode prejudicar o acabamento, modificar a geometria ou até mesmo 
danificar a superfície usinada. Dessa forma, foi condicionada a quebra da fer-
ramenta de acordo com a largura da marca do desgaste de flanco (Vb). Estudos 
observaram que a quebra da ferramenta de corte ocorre para valores de Vb entre 
0,8 e 1,5 mm. A Figura 1 mostra como é realizada a medição do desgaste 
do flanco. Em operações de acabamentos, procurando garantir qualidade 
superficial elevada, os valores aceitos para marcas de desgaste de flanco são 
bem menores: inferior a 0,3 mm para operações de torneamento.
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Figura 1. Parâmetros para medir desgastes na ferramenta de corte.
Fonte: Adaptada de Rebeyka (2016, p. 171).
Quando a ferramenta de corte utilizada é de metal duro revestido, o desgaste 
de flanco aumenta mais lentamente, devido à elevada resistência ao desgaste das 
camadas de revestimento. Ao atingir valores de Vb levemente superiores a 0,3 mm, 
a camada de revestimento da ferramenta normalmente foi consumida pelo des-
gaste; nesse momento, o corte passa a ser realizado pelo substrato (metal duro sem 
revestimento). Como o substrato apresenta resistência ao desgaste bem inferior 
à camada de revestimento, o desgaste da ferramenta é mais rápido, comparado 
ao desgaste inicial, necessitando, portanto, de atenção para que os valores de Vb 
não ultrapassem o limite estabelecido e ocorra a quebra da ferramenta de corte.
Na usinagem com ferramentas de aço rápido, o desgaste da ferramenta se 
deve ao aquecimento da peça durante a operação, provocando a diminuição 
da dureza da cunha de corte e, consequentemente, o aumento do desgaste. Os 
valores da marca de desgaste do flanco aceitáveis são similares aos utilizados 
em ferramentas de metal duro.
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As ferramentas de cerâmica normalmente apresentam valores pequeno ou 
nulos para marca de desgaste de flanco. Esse comportamento se deve à baixa 
tenacidade encontrada nessas ferramentas.
O desgaste de flanco ou desgaste frontal (Figura 2) ocorre na superfície de folga da 
ferramenta, provocado pelo atrito entre a ferramenta e a peça a usinar. É o tipo de 
desgaste mais comum nas operações de usinagem, responsável por modificar a 
geometria inicial da cunha de corte, provocando a queda de qualidade do acabamento 
superficial e alterações nas dimensões das peças usinadas.
Figura 2. Desgaste de flanco.
Fonte: Sandvik Coromant Academy (2015, documento on-line).
Curva de vida útil das ferramentas
O aumento da temperatura é o principal causador do desgaste das ferramentas 
de corte, e, dentre todos os parâmetros controlados durante a usinagem, a 
velocidade de corte é o que possui maior influência sobre a temperatura al-
cançada durante o processo. Por esse motivo, a curva de vida das ferramentas 
é construída e expressa em termos de velocidade de corte.
A curva de vida ferramenta é definida como o gráfico de vida (t) em 
função de corte (Vc), e cada conjunto de pares ferramenta/peça apresenta uma 
curva de vida. Ela é obtida empiricamente fixando-se os valores de avanço e 
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profundidade de corte, e alterando a velocidade de corte de cada ensaio. As 
curvas obtidas avaliando o desgaste ao decorrer do tempo são chamadas de 
“curvas de desgastes”. Após a obtenção dessa curva, é estabelecida a curva 
de vida útil da ferramenta para determinado valor de desgaste (previamente 
fixado de forma a não danificar a peça a usinar). Acompanhe no exemplo a 
seguir como uma curva de vida útil da ferramenta é obtida.
A Figura 3 apresenta as curvas de desgastes obtidas com ferramentas de metal duro 
avaliando o degaste de flanco. A relação entre os valores das variáveis é mostrada 
na Tabela 1.
Figura 3. Curva de desgaste.
Fonte: Adaptada de Machado et al. (2009, p. 268).
Velocidade de corte [m/min] Tempo de vida útil [minutos]
128 70
144 50
180 28
Tabela 1. Valores das variáveis
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Métodos usuais para medir a vida útil 
de uma ferramenta
Tempo de máquina
É o tempo característico que a ferramenta permanece na máquina em operação 
sem precisar ser trocada ou afiada novamente.
Tempo efetivo de corte
Normalmente medido em minutos, é o tempo total que a ferramenta pode ser 
utilizada em corte efetivo sem ser preciso trocar ou afiar novamente.
Considerando que o valor para marca do desgaste do flanco de 0,8 mm é o desgaste 
máximo aceito para não prejudicar a qualidade da peça e analisando o gráfico, é possível 
construir a curva de vida útil da ferramenta para Vb = 0,80 de acordo com a Figura 4.
Tempo de vida útil
(min)
Curva de vida útil
Velocidade de Corte (m/min)
Figura 4. Curva de vida para Vb = 0,80.
Fonte: Adaptada de Machado et al. (2009, p. 269).
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Volume do metal removido
Conhecendo a velocidade de corte, profundidade corte e avanço, é possível 
calcular quanto de material foi removido e, assim, expressar a vida útil da 
ferramenta em função da quantidade de cavaco produzido.
Número de peças usinadas
Aplicada na produção em série (linha de produção), onde é comum, durante 
um longo período, a usinagem de diversas peças “idênticas” utilizando os 
mesmos parâmetros de corte. Sendo assim, é possível expressar a vida de corte 
de uma ferramenta em função do número de peças usinadas.
Velocidade de corte equivalente
Também chamada de velocidade de Taylor, é a relação da velocidade de corte 
com o tempo útil de corte da ferramenta. Fixadas as condições de corte (ve-
locidade de corte e desgaste máximo aceitável), é possível obter um tempo 
efetivo pré-fixado. Esse monitoramento é expresso pela letra V, representando a 
velocidade de corte, seguido pelo tempo de corte que a ferramenta suporta para 
usinagem a essa velocidade. Por exemplo: V45 (para determinada velocidade 
de corte, a ferramenta tem vida útil de 45 minutos).
Fatores que influenciam no desgaste e 
vida útil da ferramenta
Parâmetros de usinagem
O aumento do desgaste é influenciado especialmente pela velocidade de corte, 
seguido pelo avanço e profundido de corte. O aumento da velocidade de corte 
provoca o aumento da temperatura e, consequentemente, a antecipação do 
desgaste da ferramenta. O aumento do avanço também ocasiona o aumento da 
temperatura, mas, diferentemente do aumento da velocidade de corte, provoca 
o aumento da área de contato da ferramenta com a peça e, consequentemente, 
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maior dissipação de calor. O aumento da profundidade de corte resulta somente 
na utilização de uma maior porção da aresta de corte, sendo este um fator 
pouco impactante no desgaste.
Geometria da ferramenta
Uma diminuição do ângulo de posição da ferramenta (Xr), para a utilização 
de um mesmo avanço e mesma profundidade de corte, provoca a diminuição 
da espessura de corte (h) e o aumento da largura de corte (b). Este, por sua 
vez, proporciona uma maior distribuição de calor na ferramenta de corte, que 
consequentemente diminui os efeitos da temperatura na ferramenta. O ângulo 
de ponta da ferramenta (𝜀r) confere resistência à cunha de corte, sendo que, 
quanto maior o ângulo, maior a resistência da ferramenta. Sendo assim, o 
ângulo de ponta deve ser o maior possível. O ângulo de saída da ferramenta 
(γ0) também apresenta relação com a resistência da cunha de corte, sendo 
que o aumento desse ângulo enfraquece a cunha. Porém, um ângulo de saída 
da ferramenta muito pequeno provoca maior deformação no cavaco, pressão 
específica de corte e o aumento de temperatura, causando, consequentemente, 
maior desgaste na ferramenta. O ângulo de folga da ferramenta (α0) é responsá-
vel por evitar o desgaste frontal. Um ângulo de folga maior diminui o contato 
entre ferramenta e peça, porém seu aumento provoca o enfraquecimento da 
ferramenta, sendo usualmente aplicado α0 = 5º ou próximo. 
Máquina/ferramenta
As máquinas/ferramentas que não apresentam rigidez, ou que apresentem folgas 
em seus mancais, polias ou engrenagens apresentarão vibrações, mesmo que 
pequenas, nas ferramentas e/ou nas peças. Essasvibrações vão gerar micro-
colisões entre ferramenta e peça, e esse impacto podem deixar as ferramentas 
com lascas. Isso é mais comum em ferramentas de cerâmicas e metal duro, já 
as de aço rápido são mais resistentes a esse desgaste.
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1. Normalmente, a ferramenta 
de corte se desgasta em três 
etapas. Leia as afirmações abaixo 
e marque a opção correta.
I. Durante o Estágio I, a ferramenta 
apresenta, inicialmente, um 
desgaste mais acentuado e, 
em seguida, uma redução 
na taxa de desgaste.
II. Durante o Estágio II, o desgaste se 
comporta quase que linearmente, 
sendo recomendada a utilização 
da ferramenta até o fim da etapa.
III. Durante o Estágio III, a 
ferramenta apresenta elevada 
taxa de desgaste, podendo 
ocorrer uma súbita ruptura.
a) As afirmativas I e II estão corretas.
b) As afirmativas I e III estão corretas.
c) As afirmativas II e III 
estão corretas.
d) As afirmativas I, II e III 
estão corretas.
e) Somente a afirmativa 
I está correta.
2. Um dos critérios de avaliação da 
qualidade superficial da peça 
usinada é a rugosidade apresentada 
pela superfície. A respeito da 
rugosidade, é correto afirmar:
I. A rugosidade é o resultado 
da ação de corte da 
ferramenta sobre a peça.
II. A rugosidade longitudinal 
se apresenta na direção do 
movimento de avanço.
III. Ferramenta adequada 
(conservação, geometria e 
posicionamento), aumento 
da velocidade de corte e 
redução do avanço contribuem 
para apresentar baixos 
valores de rugosidade.
a) Somente a alternativa 
I está correta.
b) Somente a alternativa 
II está correta.
c) Somente a alternativa 
III está correta.
d) As alternativas I e II estão corretas.
e) As alternativas I e III 
estão corretas.
3. Leia as sentenças a seguir.
I. O desgaste frontal da ferramenta 
de corte ocorre na superfície 
de folga da ferramenta e 
é provocado pelo atrito 
entre ferramenta e peça.
II. A marca do desgaste de 
flanco permite acompanhar 
a situação da vida útil da 
ferramenta de corte.
III. As ferramentas de cerâmica 
apresentam valor médio 
para marca de desgaste de 
flanco superior a 1,0 mm.
IV. Nas ferramentas de metal 
duro e metal duro revestido, o 
desgaste de flanco é o principal 
responsável por determinar 
a vida útil da ferramenta. 
Normalmente essas ferramentas 
quebram quando as marcas 
do desgaste de flanco atingem 
valores superiores a 0,8 mm. 
É correto afirmar que:
a) as afirmações I, II e III 
são verdadeiras.
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b) as afirmações I, II e IV 
são verdadeiras.
c) as afirmações I, III e IV 
são verdadeiras.
d) as afirmações II, III e IV 
são verdadeiras.
e) todas as alternativas 
são verdadeiras.
4. A curva de vida útil das ferramentas 
de corte permite o controle 
estimado do tempo de corte da 
ferramenta, pois ela é fornecida 
pelo fabricante, e como você sabe, a 
usinagem é um processo dinâmico, 
onde qualquer pequena alteração 
nos parâmetros, equipamentos 
e material da peça provocam 
alterações no consumo da 
ferramenta. Por essa razão, muitas 
indústrias costumam escolher outros 
métodos, com base na curva de 
vida, para determinar a vida útil 
da ferramenta de corte. Dentre as 
alternativas abaixo, qual representa 
um método de controle alternativo?
a) Tempo de máquina.
b) Tempo efetivo de corte.
c) Volume de metal removido.
d) Número de peças usinadas.
e) Nenhuma das alternativas 
anteriores.
5. Leia as afirmações a seguir e 
marque a alternativa correta.
I. O aumento da temperatura 
durante a usinagem é o maior 
responsável pela aceleração 
do desgaste da ferramenta, 
sendo a velocidade de corte 
o parâmetro com maior 
interferência na temperatura.
II. São recomendados ângulos 
de folga da ferramenta de 
aproximadamente 5°, pois 
ângulos maiores provocam o 
enfraquecimento da ferramenta, 
e ângulos menores aumentam o 
contato entre peça e ferramenta, 
e, consequentemente, o desgaste.
III. Para aumentar a resistência 
ao desgaste, são utilizados 
os maiores ângulos de ponta 
de ferramenta possíveis.
IV. Procura-se utilizar máquina/
ferramenta com elevada 
rigidez, evitando, assim, 
vibrações durante o processo 
e, consequentemente, 
diminuindo o efeito do 
desgaste por microcolisões.
a) Somente as afirmações 
I e II são corretas.
b) Somente as afirmações 
II e III são corretas.
c) As afirmações I, III e 
IV são corretas.
d) As afirmações II, III e 
IV são corretas.
e) Todas as afirmações são corretas.
13Vida útil da ferramenta e fatores que a influenciam
MACHADO, A. R. et al. Teoria da usinagem dos materiais. São Paulo: Blucher, 2009.
REBEYKA, C. J. Princípios dos processos de fabricação por usinagem. Curitiba: Intersa-
beres, 2016.
SANDVIK COROMANT ACADEMY. . Metal cutting technolog: training handbook. 2015. 
Disponível em: <http://sandvik.ecbook.se/se/pt/training_handbook/>. Acessado 
em: 30 maio 2018.
Leituras recomendadas
DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L. Tecnologia da usinagem dos materiais. 
São Paulo: MM, 1999. 
FERRARESI, D. Fundamento da usinagem dos metais. São Carlos: Blucher, 1969.
SANTOS, S. C.; SALES, W. F. Aspectos tribológicos da usinagem dos materiais. São Paulo: 
Artliber, 2007. 
STEMMER, C. E. Ferramentas de corte I. 3. ed. Florianópolis: UFSC, 1993.
Vida útil da ferramenta e fatores que a influenciam14
http://sandvik.ecbook.se/se/pt/training_handbook/
Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para 
esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual 
da Instituição, você encontra a obra na íntegra.