Processo de usinagem Serramanto, mandrilamento, abrasão e processos de acabamento Aula 3

Prévia do material em texto

PRÁTICAS INDUSTRIAISPRÁTICAS INDUSTRIAIS
PROCESSOS DEPROCESSOS DE
USINAGEM:USINAGEM:
SERRAMENTO,SERRAMENTO,
MANDRILAMENTO,MANDRILAMENTO,
ABRASÃO E PROCESSOSABRASÃO E PROCESSOS
DE ACABAMENTODE ACABAMENTO
Autor: Me. Jerry Mendelski
Revisor : Cami lo A lves
IN IC IAR
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 1/39
introdução
Introdução
Das atividades de um processo de usinagem, podemos identificar operações
que podem apresentar desde um grau de complexidade mais baixo até um
grau de complexidade mais alto. Nesse sentido, abordaremos três processos
específicos que, devido às suas características, são comumente utilizados em
empresas e organizações. Basicamente, observamos as especificações e as
características que definem os processos de serramento e de mandrilamento,
em que verificaremos suas definições assim como os   seus respectivos
maquinários.
Por fim, mas não menos importante, trataremos das operações de abrasão
assim como das operações que permitem o processo de acabamento das
peças e seus componentes.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 2/39
Durante a operação com metais, necessariamente em algumas situações, nos
deparamos com a necessidade da realização de algum tipo de corte nos
metais que estamos processando, assim, é possível que consigamos a
atividade de corte, podendo ser de metais ou de outros materiais, como uma
das operações mais comumente utilizadas e aplicadas de forma fabril. Em
que essa atividade busca estabelecer uma divisão da matéria-prima a ser
trabalhada que, por sua vez, pode ser identificada em forma de chapas,
barras ou tarugos.
Desse modo, podemos facilmente identificar que existem diversas maneiras
para a realização de uma operação de corte, as quais necessariamente
dependem das características dos materiais a serem seccionados.
Entre os processos existentes podemos enumerar aqueles que têm como
base de utilização o oxiacetilênico, o laser, o plasma ou o jato d’água
(podendo o jato ser na condição pura ou incrementado de um elemento
abrasivo). Esses processos são classificados como processos não
convencionais de usinagem, pois não utilizam as consideradas cunhas
Processo deProcesso de
Usinagem:Usinagem:
SerramentoSerramento
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 3/39
cortantes. Além disso, outra característica em comum entre eles, com
exceção do corte por oxiacetilênico, é que todos esses processos são
classificados como processos de custo elevado e de aplicações muito
específicas, nesse sentido, podemos evidenciar, conforme a Figura 3.1, a
segmentação dos processos de usinagem por meios convencionais, assim
como os chamados meios não convencionais.
Figura 3.1 - Processos de Usinagem
Fonte: Elaborada pelo autor.
Dentro da operação de corte podemos citar o corte realizado por meio de
lâminas sem dentes, sendo normalmente utilizados para operações de corte
em chapas finas, com espessura de até 1 mm, é realizado através do emprego
de uma chamada tesoura manual, conforme a Figura 3.2. Da mesma forma, é
possível ressaltarmos a utilização de tesouras que são utilizadas para realizar
cortes com características retas e curvas.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 4/39
Figura 3.2 - Corte tesoura manual
Fonte: Schan / 123RF.
Para chapas que possuem espessura de 1 e 1,5 mm, utiliza-se tesouras de
bancada, já para as chapas que apresentam espessuras maiores que 1,5 mm
é recomendado o uso de guilhotinas, de acordo com a Figura 3.3.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 5/39
Figura 3.3 - Corte guilhotina
Fonte: Vvoennyy / 123RF.
Além das operações de corte que estudamos, podemos citar também os
chamados cortes com lâminas dentadas, processo comumente chamado de
serramento.
O processo de serramento é um processo mecânico de usinagem, orientado
para execução de um seccionamento ou um recorte realizado por meio da
utilização de ferramentas com características multicortantes e de pequena
espessura.
Operacionalmente, a realização do corte é efetuada por meio de um
ferramental que apresenta um movimento de giro ou deslocamento,
podendo ser as duas situações juntas, em que a peça é movida ou fica
parada, normalmente, a peça é cortada em uma dimensão pré-definida e,
para o processo, podem ser adotados equipamentos específicos, como:
serras do tipo fita, serras tipo arco ou serras circulares. Na realização do
processo, os cavacos são gerados por meio da ação direta dos dentes
presentes na serra, onde eles são colocados de forma linear ao longo da
lâmina da serra.Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 6/39
Basicamente, as forças atuantes no processo são caracterizadas como forças
muito complexas e que não possuem um histórico de estudos e avaliações
acadêmicas documentadas, a exemplo das forças atuantes em um processo
de torneamento. De uma forma geral, podemos considerar que devido a
qualidade observada nas lâminas nos dias de hoje, o processo tem a
capacidade de realização de atividades com uma velocidade boa, aliado às
tolerâncias identificadas como apertadas, apresentando também uma boa
repetitividade e previsibilidade, ocasionando que o processo seja considerado
como confiável.
reflita
Reflita
Conforme já verificamos e
mencionamos anteriormente, o
processo de usinagem de serramento
apresenta como característica a falta
ou a quantidade reduzida de estudos
que visem avaliar as suas
características e a influência de seus
parâmetros de corte. Nesse sentido,
reflita sobre qual a importância de
estudos que busquem entender um
pouco melhor esses parâmetros.
Em estudos realizados por Ferraresi (2003), identificamos que o processo de
serramento pode ser dividido em: serramento retilíneo e serramento circular.
Para o processo de serramento retilíneo, a ferramenta possui a característica
de deslocar-se de acordo com uma trajetória retilínea, onde poderá haver um
movimento, definido o processo como um serramento retilíneo alternativo,Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 7/39
conforme a Figura 3.4, ou, em outra situação, como um serramento retilíneo
contínuo, conforme a Figura 3.5.
Figura 3.4 - Serramento retilíneo alternativo
Fonte: Aleksandr Matveev / 123RF.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 8/39
Figura 3.5 - Serramento retilíneo alternativo
Fonte: Filipe de Rodrigues / Unsplash.
A realização da operação com a utilização de uma serra circular, vide Figura
3.6, é efetivada de acordo com a ferramenta que possui um movimento de
giro em torno de seu eixo, sendo que a peça ou a ferramenta realizam o
movimento de deslocamento para a realização do corte.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 9/39
Figura 3.6 - Serramento circular
Fonte: Photoroad / 123RF.
Nos trabalhos realizados por Moreira et al . (2013), podemos observar que as
operações deserramento com serras circulares foram consideradas uma das
pioneiras entre as operações de usinagem utilizadas   para a confecção dos
produtos nas indústrias.
De acordo com estudos de Koether e Rau (2008), evidenciamos que o
processo de corte realizado com a lâmina de serra circular é caracterizado
por representar um processo contínuo, considerado muito rápido e que
proporciona a obtenção de uma superfície de corte com a característica de
muito pouca ou de nenhuma rebarba.
Desse modo, podemos considerar que o processo de serramento é
habitualmente utilizado para separação de peças e, também, para operações
de semiacabamento, ademais, pode ser utilizado para obtenção de corte com
características de sulcos e ranhuras.
Quando avaliamos os cavacos gerados, o processo de serramento origina
cavacos com a forma de arco. Na situação de um subdimensionamento dos
parâmetros de corte, a lâmina da serra circular em vez de dividir os cavacos,
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 10/39
ocasionará um atrito entre peça e cavaco, ocasionando uma fragmentação
dele.
Com relação ao tipo de movimento utilizado, durante o processo de
serramento, ele pode ser classificado como discordante ou concordante, em
que o   sentido do movimento de avanço for efetivamente oposto a direção
realizada pelo movimento de rotação da ferramenta, tem-se o movimento
discordante.
Em um outro sentido, o movimento de corte é identificado como
concordante, quando o sentido do movimento de avanço for efetivamente
igual ao sentido de rotação da ferramenta.
Ao avaliarmos as máquinas empregadas no processo, podemos observar a
adoção de (a) com serra de lâmina, (b) com serra de fita vertical e (c) com
serra circular.
Figura 3.7 - Máquinas de serra
Fonte: Groover (2017, p. 55).
O processo de serramento com máquinas de serra alternativa é realizado
com uma ferramenta com formato de arco, que possui uma lâmina com
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 11/39
fixação através de tração. Na operacionalização da atividade, o movimento de
avanço ocorre no mesmo instante em que ocorre o movimento cortante e,
assim, a lâmina repousa em seu retorno, sendo que a ferramenta executa o
corte somente em um sentido do movimento.
Enquanto o momento de recuo da lâmina, há o distanciamento respectivo da
peça a fim de evitar danos aos gumes da lâmina de serra, do mesmo modo,
também há a possibilidade de cortes angulares.
Com relação a operação de corte com serra de fita, o movimento
apresentado é considerado como contínuo e, normalmente, reto, seguindo
um percurso de rotação onde a ferramenta utilizada é uma lâmina com
dentes, cujas extremidades são unidas por meio de brasagem. Basicamente,
devido ao corte ser considerado como contínuo, não há efetivamente um
percurso que possa ser improdutivo durante seu movimento de corte.
No caso de serras circulares, elas podem ser consideradas como similares as
fresas que executam ranhuras com pequena espessura, que, de forma
prática, são compostas por um disco e por dentes dispostos no contorno da
sua extremidade.
Com relação a forma de fabricação das serras, podemos considerar que elas
são fabricadas e determinadas levando em consideração o material que será
necessário cortar, sendo confeccionadas com a utilização de aços especiais e
o seu diâmetro é compatível ao equipamento em que será efetuada a
operação.
De forma efetiva, a resistência da lâmina de serra deve ser inferior à
resistência identificada no acionamento do equipamento, dessa forma, os
esforços são caracterizados como excessivos, apenas a lâmina da serra será
danificada ao invés da peça que está sendo cortada.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 12/39
praticar
Vamos Praticar
Ao analisarmos as especificações existentes, se considerarmos que o processo está
baseado na operação de corte através de um movimento contínuo e reto, seguindo
um percurso de rotação em que a ferramenta utilizada é uma lâmina com dentes,
estamos falando de qual tipo de serramento?
a) Serramento circular.
b) Serramento alternativo.
c) Serramento contínuo em fita.
d) Serramento manual.
e) Serramento de bancada.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 13/39
Ao considerarmos todas as operações de usinagem existentes, o processo de
usinagem mecânica, identificado como mandrilamento, especifica uma forma
de usinagem utilizada para obtenção de superfícies de revolução e
acabamento de furos de alta precisão.
Para realizarmos o processo de mandrilamento, necessariamente precisamos
do processo de usinagem preliminar de desbaste, que tem o objetivo de
deixar a condição de sobremetal em uma quantidade que seja possível obter
o acabamento desejado, além de possibilitar uma aproximação das
características dimensionais especificadas do furo para facilitar o atingimento
das tolerâncias finais do acabamento.
Por meio dos estudos de Wang et al . (2013) e Bhattacharyya et al. (2006),
identificamos que o mandrilamento é especificado como uma usinagem de
precisão, onde o objetivo é alargar o diâmetro dos furos para alcançar
estreitas tolerâncias finais exigidas pelo produto, como:
Processo deProcesso de
Usinagem:Usinagem:
MandrilamentoMandrilamento
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 14/39
Diâmetro;
Desvio de circularidade;
Cilindricidade;
Rugosidade;
Posição.
Assim, quando consideramos os processos de produção como em série,
percebemos que, para podermos obter um bom resultado final no furo, é
preciso que todas as precedentes operações ao processo de mandrilamento
tenham um controle em relação às suas características, devido ao fato da
ferramenta de mandrilamento na prática tender a seguir a orientação do furo
de desbaste existente.
Nesse sentido, os estudos de realizados por Bhattacharyya et al . (2006)
analisam que o desalinhamento da posição dos furos pode gerar uma
variação na profundidade de corte em cada aresta da ferramenta em rotação.
Conforme estudos de Jun et al . (2006), esse desalinhamento pode causar
uma certa deflexão,   ocasionando uma possível alteração do batimento do
ferramental e, com isso, um aumento do desbalanceamento da força de
corte.
Desse modo, há situações em que o projeto do processo estabelece a
necessidade da divisão dessas formas operacionais, devido a definição do
primeiro ponto de referência da peça ser realizada a partir da superfície bruta
da peça, onde as tolerâncias e as variações entre uma peça e outra
trabalhadas são maiores.
Assim, há uma grande dificuldade em realizar a usinagem das características
do furo final partindo-se basicamente da situação de fixação da peça bruta,
dessa forma, a operação de desbaste é considerada intermediária e possui
dois objetivos bem definidos:
I. Aproximar as tolerâncias da peça bruta em relação à peça acabada;
II. Gerar novos pontos de referência, os quais são usinados com tolerâncias
mais estreitas.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 15/39
Nesse sentido, essas novas referências usinadas no desbaste, a peça passa a
ser apoiada e fixada para usinagem da operação de acabamento.
Outra característica do processo está relacionada com as faixas de tolerâncias
dimensionais existentes para o processo,em que para atender faixas tão
reduzidas as barras de mandrilar podem ser longas e compridas, conforme a
Figura 3.8, fazendo com que elas estejam sempre sujeitas aos desvios
estáticos e dinâmicos, onde esses desvios ou vibrações da ferramenta
ocasionam uma alteração nos parâmetros operacionais, bem como também
existe uma indução a erros dimensionais e na qualidade da superfície, além
da vida do ferramental.
Figura 3.8 - Barras de mandrilar
Fonte: Phuchit Aunmuang / 123RF.
Assim, para obtermos resultados satisfatórios com o processo de
mandrilamento devemos levar em consideração as forças de corte atreladas
ao processo, as quais resultam na distribuição não uniforme de uma
espessura do cavaco, assim como da força de corte.
As mandriladoras, por sua vez, podem ser horizontais ou verticais, em que
essa designação se refere à orientação do eixo de rotação da ferramenta.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 16/39
Para uma operação de broqueamento horizontal, a configuração pode ser de
duas maneiras:
Na primeira configuração, a peça é fixada ao eixo giratório e a
ferramenta é presa a uma ferramenta de broquear em balanço,
que avança sobre a peça conforme a Figura 3.9a;
Na segunda configuração, a ferramenta é montada em uma barra
de mandrilar, que é apoiada e girada entre os centros. A peça é
presa a um mecanismo de avanço que a desloca através da barra
de mandrilar na qual está montada a ferramenta. Essa
configuração, conforme a   Figura 3.9b, pode ser utilizada para
realizar uma operação de mandrilar em uma mandrilhadora.
Figura 3.9 - Operações de broqueamento horizontal
Fonte: Groover (2017, p. 35).Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 17/39
Uma mandriladora de eixo vertical é utilizada para peças grandes e pesadas
com diâmetros grandes. Frequentemente, o diâmetro da peça de trabalho é
maior que seu comprimento, como na Figura 3.10, a peça é fixada a uma
mesa de trabalho que gira em relação à base da máquina. Nesse sentido,
existem mesas de trabalho de até 12 m de diâmetro.
A mandriladora típica consegue posicionar e usar várias ferramentas de corte
simultaneamente. As ferramentas são montadas em cabeçotes que podem
avançar horizontalmente e verticalmente em relação à mesa de trabalho.
Assim, um ou dois cabeçotes são montados em um trilho horizontal (ou
transversal) acima da mesa de trabalho. As ferramentas de corte montadas
acima da peça podem ser utilizadas para o faceamento e o mandrilamento.
Além das ferramentas no trilho horizontal, mais um ou dois cabeçotes podem
ser montados nas colunas laterais da máquina para permitir o torneamento
no diâmetro externo da peça de trabalho.
Figura 3.10 - Mandriladora de eixo vertical
Fonte: Groover (2017, p. 36).
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 18/39
Ainda com relação ao ferramental, nos estudos realizados por Koppka   e
Abele (2003) é possível perceber que, em função das menores velocidades de
corte empregadas nas ferramentas de metal duro, em relação às ferramentas
de cerâmica ou CBN (nitreto cúbico de boro), utiliza-se maior número de
insertos de metal duro, permitindo maiores velocidades de avanço,
compensando parcialmente a perda de produtividade.
Figura 3.11 - Barra de mandrilar
Fonte: Groover (2017, p. 35).
Operacionalmente, a operação de mandrilamento é efetivada onde a
ferramenta apresenta um movimento de giro, sendo que a peça ou a
ferramenta possuem um movimento de deslocamento de forma simultânea
em uma trajetória determinada, onde os modos considerados principais são:
Cilíndrico: gera uma superfície cilíndrica de revolução ao eixo
coincidente com o eixo de giro do ferramental;
Radial: gera uma superfície plana e perpendicular ao eixo de giro do
ferramental;
Cônico: gera uma superfície cônica de revolução;
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 19/39
Superfícies especiais: gera uma superfície de revolução, onde o eixo
coincide com o eixo do ferramental, em que podemos citar os
mandrilhamentos esférico, sangramento, entre outros.
Através de uma análise nos estudos de Guedes (2006), conseguimos perceber
que, dependendo do trabalho, o mandrilamento pode ser identificado como:
cilíndrico, cônico, radial ou esférico. Durante a operação de mandrilamento,
necessariamente, conseguimos como resultados superfícies com forma
cilíndricas ou cônicas, podendo ser internas, as quais são de difícil acesso.
Outra forma de definir o processo de mandrilamento é quanto a respectiva
finalidade, onde as operações de mandrilamento podem ser classificadas
como:
I. Mandrilamento de desbaste;
II. Semiacabamento;
III. Acabamento.
Assim, o processo de mandrilamento é realizado por ferramentas as quais
denominamos como barras de mandrilar. Necessariamente, em operação de
desbaste são utilizadas ferramentas de múltiplas arestas, sendo que para
acabamentos com precisão são utilizadas barras de mandrilar
monocortantes.
Considerando o maquinário utilizado para a realização da operação de
mandrilar, elas são realizadas em centros de usinagem ou em mandriladoras
horizontais, onde a ferramenta rotativa avança axialmente por meio do furo.
Desse modo, são realizados furos passantes, não passantes, cruzados, longos
e curtos, frequentemente, em peças prismáticas como carcaças.
Em termos de dados de corte, suas definições estão listadas a seguir:
n = velocidade do fuso (rpm);
ap = profundidade radial de corte (mm);
Vc = velocidade de corte (m/min);Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 20/39
fn = avanço por rotação (mm/r);
Dc = diâmetro de mandrilamento (mm);
Vf = velocidade de avanço (mm/min);
fz = avanço por dente (mm/rot);
zc = relaciona o número efetivo de dentes que usina a superfície
final.
Basicamente, para estabelecer o modelo da barra de mandrilar, dependemos,
principalmente, do volume de material a ser removido, da distância entre o
fuso da máquina e ponto da usinagem, do acabamento e da tolerância
necessária para produzir determinado produto.
praticar
Vamos Praticar
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed do eiusmod tempor
incididunt ut labore et dolore magna aliqua, assinale a alternativa correta :
a) Mandrilamento cilíndrico.
b) Mandrilamento cônico.
c) Mandrilamento radial.
d) Mandrilamento de superfícies especiais.
e) Mandrilamento misto.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 21/39
Ao recordarmos a subdivisão existente no processo de fabricação, a qual é
realizada a operação de separação, podemos identificar que essa atividade
pode ser realizada por meio da utilização de um ferramental com geometrias
definidas e com ferramental de geometrias não definidas.
A operação de usinagem com a utilização de ferramentas de geometria não
definidas ocorre por meio da ação direta de partículas abrasivas, que
possuem formatos aleatórios assim como possuem arestas minúsculas de
corte, sendo esse processo identificado como processo de usinagem por
abrasão, tendo por exemplo os processos responsáveis por:
Brunir;
Retificar;
Lapidar;
Tamborear;
Jatear, entre outros.
Basicamente, a importância dos processos de usinagem por abrasão está
relacionada à capacidade de obtermos peças com tolerâncias dimensionais,
Processo deProcessode
Usinagem: AbrasãoUsinagem: Abrasão
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 22/39
assim como geometrias superiores ao resultado obtido em operações que
usam ferramental de geometria definida, em que na operação de retificação,
podemos efetivamente alcançar qualidades de trabalho na faixa
representativa de IT4 ou IT3.
De outra forma, podemos considerar que as operações de usinagem por
abrasão podem ser identificadas como pouco eficientes, devido ao fato delas
necessitarem de um elevado consumo de energia que, necessariamente, é
revertido em uma baixa taxa de remoção de material.
Nesse sentido, podemos caracterizar as operações como mais eficientes
quando elas resultam na remoção de um elevado volume de material,
considerando em um curto período e um baixo consumo de energia e, assim,
exigindo forças de usinagem mais baixas.
De forma prática, a usinagem por abrasão pode ser realizada em qualquer
tipo de material e, assim, são produzidos acabamentos superficiais
consideravelmente   finos, representando até 0,025 mm e respeitando as
tolerâncias já vistas acima.
Em termos de classificação, apesar de  haver uma classificação padronizada
de suas operações, o processo de usinagem por abrasão pode ser classificado
conforme o estado de retenção dos abrasivos:
I. Abrasivos fixos: retificação, o lixamento e o brunimento;
II. Abrasivos soltos: lapidação e polimento.
Toda especificação considerada como científica e que estabelece a usinagem
por abrasão é considerada a Tribologia, em que ela pode ser definida como a
ciência que estuda a interação entre as superfícies que apresentam
movimento relativo. Nesse sentido, a Tribologia busca o estudo do efeito do
atrito, da lubrificação e do desgaste.
Dessa forma, ao considerarmos o ponto de vista tribológico, as operações de
retificação e de brunimento são definidas como atividades que envolvem dois
corpos (sendo que o movimento relativo se dá por deslizamento). De outra
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 23/39
forma, os processos estabelecidos de lapidação e de polimento são processos
considerados de três corpos.
Como podemos observar nos estudos realizados por Stemmer (1992), as
ferramentas de corte abrasivas possuem arestas cortantes geometricamente
indefinidas, a retirada do material é realizada pela interferência dos grãos
abrasivos que possuem alta dureza, os quais atuam soltos ou unidos por um
ligante. Além da alta dureza, os grãos abrasivos são termicamente estáveis,
resistindo às altas temperaturas e quimicamente estáveis, quando
submetidos a altas temperaturas e pressões de corte na presença de ar,
fluido de corte e do material que está sendo usinado. Na retificação, os grãos
abrasivos são unidos por um ligante formando o rebolo.
Assim, conforme os estudos de Hellmeister (2004), identificamos que a
remoção de cavaco na retificação ocorre pela ação dos grãos abrasivos, em
que cada um se configura como uma ferramenta de corte com arestas
geometricamente não definidas, ângulos de ataques distintos e, geralmente,
desfavoráveis ao processo para remoção dos cavacos.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 24/39
saibamais
Saiba mais
Conforme aprendemos, o processo de
abrasão está relacionado à utilização de
partículas abrasivas que atuam nas peças
que sofrem esse processo, dessa forma, uma
iminente sinergia entre abrasão e corrosão
ocorre em todo o processo. Assim, existe a
necessidade de tentarmos observar um
pouco melhor essa interação e suas
características. Para saber mais, acesse o link
a seguir.
ACESSAR
De uma forma prática, embora seja considerado como menos eficiente, nos
processos de três corpos, os abrasivos estão livres para girar, expondo novas
arestas cortantes com maior frequência.
Com o objetivo de verificarmos melhor as características dos processos de
usinagem por abrasão, a seguir destacamos os processos de retífica por
abrasão e brunimento.
Retificar
O processo de retífica é considerado como o processo abrasivo mais popular,
em virtude de sua flexibilidade e também da qualidade oferecida ao produto
final.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 25/39
https://www.researchgate.net/profile/Marcelo_Santos25/publication/320119124_ABRASAO-CORROSAO_NOVAS_INFORMACOES_A_PARTIR_DA_MEDIDA_DAS_FORCAS_NO_CONTATO/links/5a9d74bca6fdcc3cbacf1dee/ABRASAO-CORROSAO-NOVAS-INFORMACOES-A-PARTIR-DA-MEDIDA-DAS-FORCAS-NO-CONTATO.pdf
De forma operacional, essa operação é executada por meio de uma superfície
abrasiva, identificada como rebolo, que gira a velocidades elevadas (20 - 140
m/s) no mesmo momento em que há um contato em relação a peça,
aplicando uma força perpendicular à área de contato, onde, por meio desse
processo, o material é removido da peça e do rebolo. Além disso, uma força
tangencial tem atuação efetiva na interface rebolo-peça, resultando na
potência exigida pela operação.
A razão existente entre as forças tangencial e normal determina o coeficiente
de atrito entre o rebolo e a peça.
De forma que possamos classificar o processo de usinagem por retífica, esse
processo é classificado como:
I. Retificação plana: realizado pela face do rebolo em superfícies planas de
peças com uma orientação perpendicularmente ao eixo do rebolo. Possui
avanço retilíneo da peça ou avanço circular da peça. Nesse caso, podemos
citar quatro tipos de retificação plana: (a) eixo horizontal com movimento
alternativo da mesa, (b) eixo horizontal com mesa giratória, (c) eixo vertical
com movimento alternativo da mesa e (d) eixo vertical com mesa giratória,
conforme a Figura 3.12.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 26/39
Figura 3.12 - Processo de retífica plana
Fonte: Groover (2014, p. 463).
II. Retificação Tangencial: Operação que pode ser identificada na literatura
como retificação cilíndrica, podendo ser assim subdividida em dois tipos ,
retificação interna e externa, onde as mesmas são realizadas em superfícies
de revolução da ferramenta.
Figura 3.13 - Retificação tangencial cilíndrica
Fonte: Almeida (2015, p. 75).
Além disso, podemos citar os processos de creep feed e retificação sem
centros (center less).
No processo de retificação creep feed , o qual é identificado como uma forma
relativamente nova de retificação, desenvolvida por volta de 1958, a
retificação é realizada com profundidades de corte muito elevadas e baixas
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 27/39
taxas de avanço. Necessariamente, o equipamento apresenta uma elevada
rigidez equivalente à de uma fresadora, mas com a exatidão equivalente a
uma retificadora, onde essa rigidez deve ser de 5 vezes, representativamente,
a uma máquina convencional, representando 20 a 80 MN/m na extremidade
do eixo árvore, sendo a mesa acionada por um fuso com esferas recirculantes
e não pelo sistema hidráulico padrão de retificadoras convencionais.
Figura 3.14 - Retificadora plana pequena com três movimentos, X, Y e Z
Fonte: Fitzpatrick (2013, p. 329).
No processo centerless , são empregados dois rebolos específicos, sendo um
de corte e outro para arraste. Basicamente, a retirada do material é realizada
através do rebolo de corte, sendo a peça repousa sobre uma régua de apoio
com o rebolode arraste (com ligante de borracha), determinando a
velocidade da peça.
Em termos de parâmetros operacionais, o processo de retifica apresenta
como principais parâmetros de corte os seguintes itens:
Profundidade de corte:
a =
π. dw. vf
vw
Onde:
vf = velocidade de avanço (mm/min)
vw = velocidade da peça (mm/min)
Velocidade de mergulho:
Velocidade de corte:
vs =
π. ds. ns
60.1000
Onde:Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 28/39
vs = velocidade de corte (m/s)
ns = rotação do rebolo (RPM)
Velocidade da peça:
vw =
π. dw. nw
60.1000
Onde:
nw = rotação da peça (RPM)
Espessura equivalente de corte:
heq =
Qw′
vs
=
π. dw. vf
60.1000.vs
Brunir
A atividade de brunimento é considerada uma usinagem realizada por
abrasão, a qual necessariamente tem sua aplicação voltada para o
acabamento de furos com geometria cilíndrica de revolução.
De forma operacional, durante a realização do processo, todos os grãos
ativos existentes na ferramenta abrasiva entram em contato diretamente
com a peça a ser usinada e, assim, conseguem descrever trajetória
consideradas como helicoidais, em que a ferramenta especificamente
apresenta um movimento de giro e tem um movimento de deslocamento de
forma axial e com movimentos alternativos.
Figura 3.15 - Operação de brunimento
Fonte: Groover (2014, p. 468).
Por meio dos trabalhos de Dimkovski (2009), podemos evidenciar que a ação
dos grãos abrasivos ocasiona o rebaixamento dos picos das irregularidades
sem ocasionar uma alteração nos valores gerados pela retificação, resultando
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 29/39
em superfícies consideradas como apropriadas para retenção de óleo
lubrificante.
Desse modo, para realizarmos o brunimento em pequenos lotes, podemos
utilizar uma furadeira de bancada ou um torno adaptado. No mesmo sentido,
as furadeiras consideradas como portáteis podem ser utilizadas para os furos
em estruturas maiores e que tenham dificuldade de serem transportadas.
Porém, as máquinas consideradas como dedicadas necessariamente devem
ser utilizadas para o brunimento de grandes lotes.
No mercado, podemos encontrar máquinas com uma potência máxima até
37 kW e também uma capacidade de brunir diâmetros com até 1270 mm.
Industrialmente, os maquinários podem apresentar curso manual (para peças
menores com tolerâncias mais apertadas) ou mecanizado (para grandes
lotes).
Assim, podemos identificar as seguintes características de uma operação de
brunimento:
Velocidades consideradas como baixas;
Taxa de remoção de material considerada baixa;
Geração de calor em baixa quantidade;
Excelente qualidade de superfícies (baixa rugosidade e tolerâncias
estreitas);
Mínimas tensões residuais;
Menor eficiência para a remoção de grande volume de material.
Em termos de rugosidade, podemos observar valores encontrados na faixa de
Ra=0,1 – 0,8 μm, onde em algumas condições especiais pode-se chegar a
Ra=0,025 – 0,1 μm.
Da mesma forma, são estabelecidas as tolerâncias dimensionais de 0,025 a
0,0025 mm para operações internas em condições normais de trabalho,
podendo alcançar a 0,025 μm em operações consideradas de alta precisão.
Normalmente, a chamada taxa de remoção de material é inferior a 32000
mm3/min para os aços com baixa dureza, e a metade desse valor para os
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 30/39
aços considerados como tratados e com a dureza de aproximadamente 60
HRC.
praticar
Vamos Praticar
Em um processo de retífica iremos realizar a operação em uma peça de aço
carbono na condição plana, sendo utilizado no processo um rebolo com um
diâmetro de 300 mm e uma largura total de 30 mm. Em termos de parâmetros, a
rotação do rebolo ficou especificada em 2750 RPM e a profundidade da usinagem
necessária que realizamos está estabelecida em 0,15 mm com uma respectiva
velocidade de avanço avaliada em 6 m/min. Com os dados expostos e com a
utilização da fórmula vs =
π . ds . ns
60.1000, defina o respectivo valor da velocidade de corte
para este respectivo processo.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 31/39
Ainda dentro da concepção de operações de separação com a utilização de
ferramentas de geometria não definida, podemos citar e relacionar as
chamadas operações de acabamento realizadas pelo processo de abrasão.
Entre esses processos, podemos enumerar:
Lapidação: atividade operacional realizada com o processo de usinagem por
abrasão através de um porta-ferramenta específico, com o objetivo de obter
dimensões especificadas da peça.
No processo, é utilizada uma suspensão fluida de partículas com
características abrasivas de tamanho reduzido e posicionadas exatamente
entre a peça e a ferramenta de polimento. Em geral, os abrasivos utilizados
são o óxido de alumínio e o carboneto de silício, com tamanhos de grão
típicos entre 300 e 600.
Espelhamento: atividade operacional realizada com um processo de
usinagem por abrasão, sendo que o acabamento final da peça é obtido por
Processos deProcessos de
AcabamentoAcabamento
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 32/39
meios abrasivos com o intermédio de um porta-ferramenta específico para
cada operação;
Polimento: operação mecânica de usinagem através de abrasão, onde o
ferramental é constituído por um disco ou um conglomerado de discos com
revestimentos de substâncias abrasivas;
Lixamento: operação mecânica de usinagem por abrasão realizada através de
um abrasivo devidamente aderido a uma tela e movimentado com pressão
contra a peça;
Jateamento: operação mecânica de usinagem por abrasão, em que as peças
são submetidas a um jato abrasivo, para serem rebarbadas, asperizadas ou
receberem um acabamento;
Afiação: operação mecânica de usinagem por abrasão, em que é dado o
acabamento das superfícies da cunha cortante da ferramenta para que ela
esteja apta a realizar as suas funções com a obtenção de ângulos finais da
ferramenta;
Tamboreamento: operação mecânica de usinagem em que as peças são
colocadas no interior de um tambor com rotação, podendo haver a presença
também de materiais especiais, para serem rebarbados ou receberem um
acabamento;
Superacabamento: operação mecânica de usinagem por abrasão utilizada
especificamente para o acabamento de peças, em que os grãos, que são
considerados como ativos do ferramental abrasivo, estão sempre em contato
com a superfície da peça.
praticar
V P ti
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 33/39
praticar
Vamos Praticar
Os processos de acabamento por abrasão são utilizados para obtenção de
superfícies consideradas com acabamentos finos e com um elevado controle em
relação aos aspectos visuais e rugosidade. Nesse sentido, o processo que é
mecânico de usinagem por abrasão executado com abrasivo aplicado por porta-
ferramenta adequado, com objetivo de se obter dimensões especificadas da peça,
que podemos observar nesse processo é:
a) Afiação.
b) Jateamento.
c) Lapidação.
d) Lixamento.
e) Espelhamento.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 34/39
indicações
Material
Complementar
LIVRO
Aplicação e Utilização dos Fluidos deCorte
nos Processos de Retificação
Editora : Artliber
Eduardo Carlos Bianchi
ISBN : 9788588098152
Comentário : O processo de retífica tem uma
importância muito grande em relação aos demais
processos de usinagem existentes, isso ocorre por
possibilitar a obtenção de específico acabamento
superficial da peça a ser usinada. Nesse sentido, há a
necessidade de entendermos e trabalharmos os fluídos
de corte nesta operação.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 35/39
WEB
Máquina de Lapidação Robótica da Lapidart
Ano : 2011
Comentário : O processo de lapidação é considerado
um processo realizado por porta-ferramenta
adequado, com objetivo de se obter dimensões
especificadas da peça. Em muitas situações, esse
processo é realizado em pedras preciosas, conforme
podemos verificar no vídeo a seguir, é possível
encontrar maquinário automático para a realização
desta operação. Para conhecer mais, acesse o vídeo a
seguir.
ACESSAR
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 36/39
https://www.youtube.com/watch?v=P8dKEIKKyEA
conclusão
Conclusão
Nesta unidade, aprendemos sobre as características básicas das operações
relacionadas ao serramento, onde foi possível caracterizar e classificar os
tipos de operações de serramento, assim como as principais máquinas
utilizadas nesse processo. Da mesma forma, pudemos avaliar as operações
de mandrilamento, além de observarmos as características das operações de
usinagem por abrasão, onde ressaltamos o processo de retífica e brunimento,
sendo eles identificados os tipos de operações, características e maquinários
utilizados.
Adicionalmente, discorremos sobre os processos de acabamento por
abrasão, em que conseguimos exemplificá-los e caracterizar suas respectivas
operações.
referências
Referências
Bibliográficas
ALMEIDA, P. S. de. Processos de usinagem : utilização e aplicações das
principais máquinas operatrizes. São Paulo: Érica, 2015.Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 37/39
BHATTACHARYYA, O.; KAPOOR, S. G.; DEVOR, R. E. Mechanistic model for the
reaming process with emphasis on process faults. International Journal of
Machine Tools & Manufacture , [s.l.], v. 46, p. 836–846, 2006.
DIMKOVSKI, Z.; ANDERBERG, C.; ROSÉN, B. G.; OHLSSON, R.; THOMAS, T. R.
Quantification of the cold worked material inside the deep honing grooves on
cylinder liner surfaces and its effect on wear. Wear , [s.l.], v. 267, p. 2235–
2242, 1 dez. 2009.
FERRARESI, D. Fundamentos da usinagem dos metais . 11. ed. São Paulo:
Edgard Blücher, 2003.
FITZPATRICK, M. Introdução aos processos de usinagem . Porto Alegre:
AMGH, 2013.
GROOVER, M. P. Fundamentos da moderna manufatura : versão SI. Rio de
Janeiro: LTC, 2017. 2 v.
GROOVER, M. P. Introdução aos processos de fabricação . Rio de Janeiro:
LTC, 2014.
GUEDES, L. F. M. Processo de usinagem e conformação . Porto Alegre:
Faculdade de Engenharia da PUC, 2006.
HELLMEISTER, C. F. L. T. Monitoramento da dressagem na retificação
através do sinal puro de emissão acústica . 2004. 104 f. Dissertação
(Mestrado em Engenharia Industrial)-Universidade Estadual Paulista - UNESP,
Bauru, 2014.
JUN, M. B.; BHATTACHARYYA, O.; KAPOOR, S. G.; DEVOR, R. E. The effects of
process faults and misalignments on the cutting force system and hole quality
in reaming. International Journal of Machine Tools & Manufacture , [s.l.],
v. 46, p.  1281–1290, 2006.
KOETHER, R.; RAU, W. Fertigungstechnik für Wirtschaftsingenieure . 3 ed.
Munique: Carl Hanser Verlag, 2008.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 38/39
KOPPKA, F.; ABELE, E. Economical processing of compacted graphite iron. In :
COMPACTED GRAPHITE IRON MACHINING WORKSHOP, 6., 2003. Anais ...
Darmstadt: Technische Universitat Darmstadt, 2003.
MOCELLIN, F. Desenvolvimento de Tecnologia para Brunimento de
Cilindros de Blocos de Motores em Ferro Fundido Vermicular . 2007. Tese
(Doutorado em Engenharia Mecânica)-Departamento de Engenharia
Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2007.
MOREIRA, M. C. et al. Largura da fenda, formação de cavacos e desgaste
gerados pela operação de serramento circular. In : CONGRESSO BRASILEIRO
DE ENGENHARIA DE FABRICAÇÃO, 7., 2013, Itatiaia. Anais ... Belo Horizonte:
ABCM, 2013. Disponível em:
http://www.abcm.org.br/anais/cobef/2013/PDFS/COBEF2013-0075.PDF .
Acesso em: 25 abr. 2020.
SANTOS, M. B.; LABIAPARI, W. da S.; ARDILA, M. A. N.; MELLO, J. D. B. Abrasão-
corrosão: novas informações a partir da medida das forças no contato. In :
CONGRESSO ANUAL DA ABM - INTERNACIONAL, 70., 2015. Anais […] Rio de
Janeiro ABM, 2015. Disponível em: https://bit.ly/2BacW2X . Acesso em: 25
maio 2020.
STEMMER, C. E. Ferramentas de corte II : brocas, alargadores, ferramentas
de roscar, fresas, brochas, rebolos, abrasivos. 2. ed. Florianópolis: UFSC, 1992.
WANG, Y.; CUI, X.; XU, H.; JIANG, K. Cutting force analysis in reaming of ZL102
aluminium cast alloys by PCD reamer. The International Journal of
Advanced Manufacturing Technology , [s.l.], v. 67, p. 1509-1516, 2013.
Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
19/02/2025, 14:03 Ead.br
https://codely-fmu-content.s3.amazonaws.com/Moodle/EAD/Conteudo/ENG_PRATIN_20/unidade_3/ebook/index.html 39/39
http://www.abcm.org.br/anais/cobef/2013/PDFS/COBEF2013-0075.PDF
https://bit.ly/2BacW2X