ENGENHARIA_MECANICA_Usinagem - ALUNO

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Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
MATERIAL INSTRUCIONAL ESPECÍFICO 
USINAGEM 
 
ALUNO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
1 
Questões 1 e 2 
Questão 1. 
Atualmente, a evolução da tecnologia proporciona excelentes níveis de qualidade nos 
processos de fabricação na indústria metalmecânica, sobretudo com utilização de máquinas 
CNC. Nesse sentido, no processo de fabricação de eixos de aço ABNT 1045, são utilizadas, em 
geral, operações de torneamento de desbaste e, em seguida, acabamento para atingir os 
baixos níveis de rugosidade exigidos pela indústria. Nesse contexto, os parâmetros de corte 
usados nas operações supracitadas são fundamentais para atingir o resultado de trabalho 
desejado. Assim sendo, conclui-se que no torneamento de 
A. desbaste deve-se aplicar, em geral, baixo avanço e baixa velocidade de corte. 
B. acabamento deve-se aplicar, em geral, elevado avanço e baixa velocidade de corte. 
C. acabamento deve-se aplicar, em geral, baixo avanço e elevada velocidade de corte. 
D. desbaste deve-se aplicar, em geral, baixo avanço e grande profundidade de corte. 
E. desbaste deve-se aplicar, em geral, pequena profundidade de corte e elevada velocidade 
de corte. 
 
Questão 2. 
Um eixo cilíndrico é fabricado em aço ABNT 1040, a partir de um material bruto com 25 mm 
de diâmetro. O diâmetro nominal do eixo acabado é de 20 mm. A operação é realizada em 
dois passes, sendo o primeiro de desbaste e o segundo, de acabamento, com uma 
profundidade de corte de 0,5 mm e avanço de 0,1 mm por rotação. É utilizada uma ferramenta 
de pastilha intercambiável de metal duro, com raio de ponta de 0,4 mm e ângulo de posição 
da ferramenta de 45°. 
a) Determine a profundidade de corte na operação de desbaste. 
b) Faça um esboço do plano de referência da ferramenta e indique o ângulo de posição. 
c) Com relação à ferramenta de corte, o operador da máquina tem as seguintes opções de 
escolha: metal duro da classe P10, aço-rápido M32, cerâmica mista (Al2O3 + TiC), metal 
duro da classe K40, Cermet. Relacione estes materiais de ferramentas de corte em ordem 
decrescente de tenacidade. 
d) Após a usinagem, o operador conferiu a medida do diâmetro do eixo usinado em 5 posições 
diferentes ao longo do comprimento e apresentou os valores listados na tabela. Observa-
se que uma das leituras foi muito diferente das demais. Explique o que pode ter acontecido 
e determine o diâmetro médio desse eixo. 
A. 1 
 
3Questão 33 – Enade 2005. 
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2 
Número Leitura de medidas (mm) 
1 19,78 
2 19,75 
3 19,80 
4 17,98 
5 19,87 
 
2 
1. Introdução teórica 
 
1.1. Classificação das operações de usinagem 
 
 As operações de usinagem podem ser classificadas em dois tipos: de desbaste e de 
acabamento. As operações de desbaste são caracterizadas por grande retirada de material 
em curto intervalo de tempo. As operações de acabamento visam a dar à peça suas dimensões 
finais com o acabamento esperado. 
Com relação à cinemática da usinagem, os parâmetros mais importantes são a 
velocidade de corte, a profundidade de corte e o avanço. 
A figura 1 mostra uma operação de torneamento. A velocidade de arranque de cavaco 
é igual à velocidade periférica da peça, que é função de sua rotação. Essa velocidade é 
conhecida como velocidade de corte (Vc). Ao movimento de avanço da ferramenta, dado pelo 
deslocamento da ferramenta na direção paralela ao eixo da peça usinada, está associada a 
velocidade de avanço (Vf). 
 
Figura 1. Parâmetros cinemáticos de uma usinagem. 
STOETERAU, 2025. 
 
Com relação à profundidade de corte p, ela é igual à penetração que a ferramenta 
executa para a remoção de material. Sendo d0 o diâmetro inicial da usinagem e df o diâmetro 
final, a profundidade de corte é: 
 
4Questão 40 – Discursiva – Enade 2008. 
 
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3 
𝑝 =
𝑑0 − 𝑑𝑓
2
 
 
Normalmente, na usinagem, o acabamento superficial melhora com o aumento da 
velocidade de corte. Essa melhora é mais acentuada abaixo de dada velocidade máxima, 
chamada de velocidade crítica, pois, acima dela, há aumento do gume postiço formado na 
ferramenta. 
Com relação ao avanço, o acabamento da superfície será mais uniforme quanto menor 
for o avanço da ferramenta. A figura 2 é uma representação do acabamento obtido para três 
diferentes avanços. 
 
Figura 2. Diferentes acabamentos para diferentes avanços. 
 
Na figura 2, da direita para a esquerda, vemos que existe redução do avanço (f). 
Notamos que o acabamento melhora quanto menor for o avanço, na medida em que a 
superfície fica mais uniforme. Com relação à profundidade de corte, ela é maior nas operações 
de desbaste e menor nas operações de acabamento. 
 
1.1.1. Ferramentas na usinagem em torno 
 
Nas usinagens em torno, a ferramenta utilizada apresenta forma alongada, com uma 
haste que se apoia na máquina pela base (figura 1). Essa ferramenta tem um único gume 
cortante, chamado de gume principal e indicado na figura 3. 
 
Figura 3. Ferramenta de torno. 
STOETERAU, 2025. 
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4 
Para o posicionamento da ferramenta junto à peça, são estabelecidos três sistemas de 
referência: 
• o sistema de referência da ferramenta; 
• o sistema de referência do trabalho; 
• o sistema de referência da máquina. 
O sistema de referência da ferramenta é usado para definir a geometria da ferramenta 
para sua fabricação e medição. Nele, são usados planos de referência, denominados planos 
da ferramenta, e seus nomes são: plano de referência da ferramenta, plano passivo da 
ferramenta e plano de trabalho convencional. A figura 4 mostra uma ferramenta e seus planos. 
 
 
Figura 4. Ferramenta com seu sistema e planos de referência. 
STOETERAU, 2025. 
 
Nas ferramentas de torno, o plano de referência da ferramenta passa um ponto 
selecionado no gume da ferramenta e é paralelo à base da ferramenta. O plano de trabalho é 
perpendicular ao plano da ferramenta e tangente à peça. O plano passivo é perpendicular aos 
outros dois. 
Observada pelo plano de referência, uma ferramenta para torneamento apresenta 
forma semelhante à representada na figura 5. Nessa figura, observamos dois ângulos que 
definem a posição relativa entre a ferramenta e a peça: 
• o ângulo de posição (), ângulo formado entre o plano de trabalho e o gume 
cortante; 
• o ângulo de quina (), ângulo formado entre o gume cortante e o gume secundário. 
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5 
 
Figura 5. Plano de trabalho e ângulo de posição de uma ferramenta. 
STOETERAU, 2025. 
 
1.2. Materiais usados nas ferramentas de usinagem 
 
Com relação aos materiais das ferramentas, as exigências básicas são: elevada dureza 
(a frio e a quente), grande tenacidade para resistir a esforços de corte e de impacto e 
estabilidade química. Esses materiais são agrupados nas sete classes citadas a seguir. 
• Aços ferramenta. 
• Aços rápidos. 
• Ligas fundidas. 
• Carbonetos sinterizados. 
• Cermet. 
• Cerâmicas. 
• Diamantes. 
Do primeiro para o último, existe uma crescente capacidade de usinar em velocidades 
de corte maiores e uma decrescente capacidade de absorver impactos. Ou seja, nessa 
sequência, os materiais são mais frágeis e menos tenazes. 
Os aços rápidos, cujo desenvolvimento partiu da adição de tungstênio, cromo e vanádio 
como elementos de liga, são materiais para ferramentas desenvolvidos para uso em aplicações 
de corte de metais em alta velocidade. Existem duas classificações: 
• aços rápidos ao molibdênio (grupo M), que têm teores de carbono entre 0,75% e 
1,52% e teores de molibdênio entre 4,50% e 11,0%; 
• aços rápidos ao tungstênio (grupo T), que têmteores similares de carbono aos aços 
ao molibdênio e altos teores de tungstênio, entre 11,75% e 21,0%. 
O quadro 1 mostra a composição química para vários tipos de aços rápidos, das classes 
T e M. 
 
 
 
Plano de 
Trabalho
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6 
Quadro 1. Composição dos aços rápidos. 
. 
CIMM, 2025. 
 
Com relação aos carbonetos sinterizados, conhecidos como “metais duros”, há uma 
gama muito grande de composições químicas, reunidas em grupos de aplicação pela norma 
ABNT NBR ISO 513:2013 - Versão Corrigida:2015. Essa norma estabelece campos de 
aplicação, designados pelas letras maiúsculas P, M, K, N, S e H. Esses campos referenciam os 
tipos de materiais a serem usinados e recebem o nome de grupos de usinagem (ABNT, 2015). 
O campo P, por exemplo, envolve materiais que produzem cavacos longos, como os 
aços carbono e os aços de baixa liga. O campo M relaciona, principalmente, materiais de difícil 
usinagem, como os aços inoxidáveis, os aços fundidos, os aços ao manganês e o ferro fundido 
maleável. O campo K compreende materiais que geram cavacos curtos (normalmente 
conhecidos como cavacos de ruptura), como os ferros fundidos cinzentos, além de não-
ferrosos e outros materiais congêneres, como latão e bronze. 
O sistema prevê propriedades relevantes para a seleção do material cortante, como a 
resistência ao desgaste (dureza) e a tenacidade. Na classificação, cada grupo de usinagem 
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7 
recebe uma graduação numérica segundo as exigências e a severidade da operação. Quanto 
menor for o valor da graduação, mais duro e resistente ao desgaste será o “metal duro” 
daquele grupo de usinagem. Um “metal duro” com numeração intermediária como, por 
exemplo, P25, apresenta equilíbrio entre as duas características e é usado na maior parte dos 
casos dentro de seu campo de aplicação. 
O quadro 2 mostra a relação entre os tipos de metal duro e as variáveis na usinagem. 
 
Quadro 2. Relação entre tipos de metal duro e parâmetros da usinagem. 
 
STOETERAU, 2004. 
 
As ferramentas de cerâmicas têm adquirido importância crescente na usinagem, sendo 
possível usinar com velocidades de corte de 4 a 5 vezes maiores que as empregadas com 
“metal duro”. Como ferramenta de corte, a cerâmica tem as características indicadas abaixo. 
• Alta dureza a quente, que se mantém até cerca de 1600oC. 
• Elevada estabilidade química. 
• Altíssima resistência à compressão. 
• Baixo coeficiente de atrito. 
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8 
As cerâmicas são principalmente indicadas para a usinagem de materiais que 
apresentam forte efeito abrasivo. 
 
4. Indicações bibliográficas 
 
• ARAUJO, A. C.; MOUGO, A. L.; CAMPOS, F. de O. Usinagem para Engenharia: um curso 
de mecânica do corte. Rio de Janeiro: Edição Própria, 2020. 
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. ABNT NBR ISO 513:2013 
Versão Corrigida:2015. Rio de Janeiro: ABNT, 2015. 
• CIMM – Centro de Informações Metal Mecânica. Aços rápidos. Disponível em 
. Acesso em 18 ago. 
2025. 
• DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L. Tecnologia da usinagem dos metais. 8. 
ed. São Paulo: Artliber, 2013. 
• MACHADO, A. R. et al. Teoria da usinagem dos metais. 3. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 
2015. 
• MONFERRATO. Ferramentas para a usinagem de peças fundidas. Disponível em 
. 
Acesso em 18 ago. 2025. 
• STOETERAU, R. L. Processos de usinagem – fabricação por remoção de material. 
Disponível em . Acesso em 18 ago. 2025. 
 
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9 
Questão 3 
Questão 3. 
Após a fundição, a sequência usual de fabricação de um molde de aço AISI P20 para injeção 
de plásticos é: 
A. forjamento, polimento, usinagem de desbaste, tratamento térmico e usinagem de 
acabamento. 
B. forjamento, usinagem de desbaste, usinagem de acabamento, tratamento térmico e 
polimento. 
C. laminação, usinagem de desbaste, usinagem de acabamento, polimento e tratamento 
térmico. 
D. trefilação, usinagem de desbaste, tratamento térmico, usinagem de acabamento e 
polimento. 
E. usinagem de desbaste, forjamento, tratamento térmico, usinagem de acabamento e 
polimento. 
 
Disponível em . Acesso em 11 jul. 2025. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
_______________________ 
5Questão 30 – Enade 2008. 
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1. Introdução teórica 
 
1.1. Fabricação mecânica 
 
A estrutura de um material e o acabamento de uma peça obtida por fundição podem 
não ser adequados para determinadas aplicações. O mesmo pode ser dito com relação à sua 
forma e às suas dimensões. Para a obtenção das propriedades e das dimensões desejadas, 
os metais passam por processamentos que visam a fornecer a forma e as propriedades 
mecânicas necessárias às peças produzidas com eles. Esses processos são chamados de 
processos primários. 
 
1.2. Processos primários 
 
Os processos primários mais comuns são a laminação, a trefilação, o forjamento e a 
extrusão. 
 
1.2.1. Laminação 
 
A laminação consiste em modificar a seção transversal de uma barra de metal pela sua 
passagem entre dois cilindros. A figura 1 representa uma barra sendo laminada e tendo sua 
espessura reduzida. 
 
Figura 1. Barra tendo sua espessura reduzida por meio de laminação. 
 
 
 
 
 
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11 
 
1.2.2. Trefilação 
 
A trefilação é um processo de conformação que força a passagem de uma barra de 
metal por uma seção de área menor que a sua. Esse tipo de operação é muito usado na 
fabricação de fios, conforme mostrado na figura 2. 
 
 
Figura 2. Produção de fios por meio de trefilação. 
Disponível em 
. Acesso em 19 ago. 2025. (com adaptações). 
 
1.2.3. Forjamento 
 
O forjamento é um processo de deformação plástica que, agindo por choque ou por 
pressão, resulta em uma peça com formato determinado. A figura 3 mostra um exemplo de 
uma peça fabricada por forjamento: trata-se de um tarugo cilíndrico que foi aquecido e, 
depois, conformado entre uma matriz e um punção, ficando com sua forma definida no 
segundo passo indicado na imagem. 
 
Figura 3. Forjamento em três etapas. 
Disponível em . Acesso em 19 ago. 2025 (com adaptações). 
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1.2.4. Extrusão 
 
A extrusão é um processo no qual o metal é comprimido em uma câmara, sendo forçado 
a escoar através de uma matriz que irá determinar a seção do produto resultante. A figura 4 
mostra um exemplo de um tarugo sendo extrudado. 
 
 
Figura 4. Processo de extrusão. 
ALUMICONTE, 2021 
 
1.3. Processos de usinagem 
 
Um processo primário pode não conferir à peça as dimensões e os acabamentos 
requeridos por dada aplicação. Após esse processo, as peças podem sofrer usinagem, a fim 
de que sejam obtidas as dimensões finais. 
As operações de usinagem são classificadas em dois tipos: 
• as operações de desbaste; 
• as operações de acabamento. 
As operações de desbaste são caracterizadas por grande retirada de material em curto 
intervalo de tempo. As operações de acabamento visam a dar à peça suas dimensões finais 
com o acabamento esperado. 
Entre as operações de acabamento mais comuns, destacam-se o polimento, a lapidação 
e o espelhamento. 
O polimento tem por objetivo conferir um acabamento liso na superfície, com 
tolerâncias inferiores a 0,025mm. A lapidação objetiva melhorar essa tolerância e o 
espelhamento visa a conferir tolerâncias inferiores a 0,001 mm. A figura 5 mostra, 
esquematicamente, uma operação de espelhamento. 
 
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Figura 5. Operação de polimento. 
Disponível em . Acesso em 19 ago. 2025. (com adaptações). 
 
As operações de acabamento devem dar contornos finais à peça, ou seja, não deve 
existir nenhum tipo de operação após as operações de acabamento. Assim, qualquer tipo de 
tratamento que, por exemplo, endureça a superfície e/ou aumente o limite de resistência do 
metal deve ser feito após as operações de desbaste e antes das operações de acabamento. 
 
3. Indicações bibliográficas 
 
• ABAL - Associação Brasileira do Alumínio. Laminação. Disponível em 
 Acesso em 18 ago. 
2025. 
• ALUIMICONTE. O processo de extrusão de alumínio e suas vantagens. Disponível em 
 Acesso em 18 ago. 2025. 
• CETILN, P. R. Fabricação por conformação mecânica. São Paulo: Artliber, 2024. 
• DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L. Tecnologia da usinagem dos metais. 8. 
ed. São Paulo: Artliber, 2013. 
• KIMINAMI, C. S.; CASTRO, W. B. de; OLIVEIRA, M. F. de Introdução aos Processos de 
Fabricação de Produtos Metálicos. 2. ed. São Paulo: Blucher, 2018. 
• MONFERRATO. Ferramentas para a usinagem de peças fundidas. Disponível em 
. 
Acesso em 18 ago. 2025. 
• SANTOS, B. K. do, QUADROS, M. L. de. Processo de conformação. São Paulo: Blucher, 
2018. 
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Questão 4 
Questão 4.3 
Uma empresa produz diariamente 650 buchas de ferro fundido cinzento da classe FE-45012, 
com dureza de 191 HB, utilizando o processo de torneamento. São normalmente realizadas 
as operações de desbaste, acabamento e faceamento nas peças. As ferramentas de usinagem 
estão com baixa produtividade, apresentando desgastes de flanco prematuros. No processo, 
foi verificado que estão sendo utilizadas ferramentas da Classe ISO P40, sem cobertura, sendo 
que os parâmetros de corte estão de acordo com o catálogo do fornecedor. Nessas condições 
de trabalho, a melhor estratégia para aumentar a produtividade do processo e minimizar o 
desgaste das ferramentas é: 
A. utilizar fluido de corte emulsionável. 
B. usar ferramenta da Classe ISO K40, sem cobertura. 
C. usar ferramenta da Classe ISO K10, com revestimento de TiN. 
D. usar ferramenta da classe ISO M40, sem cobertura de TiN. 
E. diminuir os parâmetros de corte (velocidade de corte e avanço). 
 
1. Introdução teórica 
 
1.1. Ferramentas de corte 
 
As operações de usinagem, em geral, são classificadas em dois tipos: de desbaste e de 
acabamento. As operações de desbaste são caracterizadas por grande retirada de material 
em curto espaço de tempo. As operações de acabamento visam a dar à peça suas dimensões 
finais, com o acabamento esperado. 
Com relação à cinemática da usinagem, os parâmetros mais importantes são a 
velocidade de corte, a profundidade de corte e o avanço. 
Na figura 1 (operação de torneamento), a rotação da peça produz velocidade periférica 
igual à velocidade de arranque de cavaco, conhecida como velocidade de corte (Vc). Ao 
movimento de avanço da ferramenta, dado pelo deslocamento da ferramenta com direção 
paralela ao eixo da peça usinada, está associada a velocidade de avanço (Vf). 
 
3Questão 12 – Enade 2011. 
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Figura 1. Parâmetros cinemáticos de uma usinagem. 
DINIZ, 2002 (com adaptações). 
 
 Com relação à profundidade de corte, ela é igual à penetração executada pela 
ferramenta para a remoção de material. 
Assim, quando chamamos de d0 o diâmetro inicial da usinagem e df o diâmetro final, a 
profundidade de corte p é: 
 
2
0 fdd
p
−
= 
 
Nas usinagens em torno, como a da figura 1, a ferramenta utilizada tem forma 
alongada, como a mostrada na figura 2. 
 
 
Figura 2. Ferramenta de Torno. 
 STOETERAU (2004). 
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Essas ferramentas apresentam um único gume cortante, chamado de gume principal. 
Para o posicionamento da ferramenta junto à peça, é necessário estabelecermos 
sistemas de referência. São usados três sistemas de referência: o da ferramenta, o do trabalho 
e o da máquina. 
O sistema de referência da ferramenta é usado para definir a geometria da ferramenta 
para sua fabricação e medição. Nele, são usados os seguintes planos de referência: plano de 
referência da ferramenta, plano passivo da ferramenta e plano de trabalho convencional. A 
figura 3 mostra uma ferramenta e seus planos. 
 
 
Figura 3. Ferramenta com seu sistema de referência. 
STEMMER (2005). 
 
Nas ferramentas de torno, o plano de referência passa por um ponto selecionado no 
gume da ferramenta e está paralelo à base da ferramenta, que é a parte inferior da haste. O 
plano de trabalho é perpendicular ao plano da ferramenta e é tangente à peça. O plano passivo 
é perpendicular aos outros dois. 
Observada pelo plano de referência, uma ferramenta para torneamento apresenta 
forma semelhante à representada na figura 4. Nessa figura, observamos os dois ângulos que 
definem a posição relativa entre a ferramenta e a peça: 
• o ângulo de posição , que é o ângulo formado entre o plano de trabalho e o gume 
cortante; 
• o ângulo de quina , que é o ângulo formado entre o gume cortante e o gume secundário. 
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Figura 4. Plano de Trabalho de ângulo de posição de uma ferramenta. 
STOETERAU (2004). 
 
1.2. Materiais para ferramenta de corte 
 
Com relação aos materiais das ferramentas, as exigências básicas são dureza (a frio e 
a quente), tenacidade (para resistir aos esforços de corte e impacto) e estabilidade química. 
Esses materiais são agrupados em sete classes: 
• aços ferrramenta; 
• aços rápidos; 
• ligas fundidas; 
• carbonetos sinterizados; 
• cermet; 
• cerâmicas; 
• diamantes. 
Do primeiro para o último, existe a crescente capacidade de usinar em velocidades 
maiores de corte e a decrescente capacidade de absorver impactos, ou seja, os materiais são 
mais frágeis e menos tenazes. 
Os aços rápidos são materiais para ferramentas desenvolvidos para aplicações de corte 
de metais em alta velocidade. Existem duas classificações: 
• aços rápidos ao molibdênio (grupo M), que têm carbono entre 0,75 e 1,52% e molibdênio 
entre 4,50 e 11,0%; 
• aços rápidos ao tungstênio (grupo T), que têm teores similares aos de carbono, mas 
apresentam altos teores de tungstênio, entre 11,75 e 21,0%. 
O quadro 1 mostra a composição química para vários tipos de aços rápidos, das classes 
T e M (CIMM, 2010). 
 
 
 
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Quadro 1. Composição dos aços rápidos. 
 
 CIMM, 2010. 
 
Nas primeiras ligas, os carbonetos sinterizados, também conhecidos como metal duro, 
apresentavam, basicamente, tungstênio e cobalto. Atualmente, existe uma gama de 
composições químicas reunidas em grupos de aplicação pela norma ABNT ISO 1832:2019. 
Essa norma estabelece três campos de aplicação designados pelas letras maiúsculas, P, M e 
K. Esses campos referenciam os tipos de materiais a serem usinados, recebendo o nome de 
grupos de usinagem. 
O campo ISO P cobre o campo de aplicação de materiais que produzem cavacos longos, 
como os aços carbono e os aços de baixa liga. O campo ISO M relaciona, principalmente, 
materiais de difícil usinagem, como aços inoxidáveis, aços fundidos, aços ao manganês e ferro 
fundido maleável. O campo ISO K compreende materiaisque geram cavacos curtos 
(normalmente conhecidos como cavacos de ruptura), como ferros fundidos cinzentos, além 
de não ferrosos e outros materiais congêneres (latão e bronze). 
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O sistema prevê, ainda, propriedades relevantes para a seleção do material cortante, 
como resistência ao desgaste (dureza) e tenacidade. Cada grupo de usinagem recebe uma 
graduação numérica segundo as exigências e a severidade da operação. Quanto menor for o 
valor da graduação, mais duro e resistente ao desgaste será o metal duro daquele grupo de 
usinagem. De maneira contrária, quanto maior o valor da graduação, maior será a tenacidade 
do metal duro dentro do grupo. Pastilhas com numeração intermediária, como, por exemplo, 
as pastilhas P25, apresentam equilíbrio entre as duas características e são aplicáveis na maior 
parte dos casos dentro de seu campo de aplicação. 
O quadro 2 mostra a relação entre os tipos de metal duro e as variáveis na usinagem. 
 
Quadro 2. Relação entre os tipos de metal duro e os parâmetros da usinagem. 
 
STOETERAU, 2004. 
 
Uma forma interessante de obtermos ferramentas que tenham alta resistência ao 
choque, combinada com alta resistência ao desgaste e, com isso, conseguirmos ferramentas 
de maior vida, é por meio do revestimento com camadas de alta dureza. 
Os principais revestimentos aplicados em ferramentas são os citados a seguir. 
• Carboneto de Titânio (TiC). 
• Nitreto de titânio (TiN). 
• Carbonitreto de titânio (Ti(C,N)). 
• Nitreto de alumínio-titânio ((Ti, Al)N). 
• Óxido de alumínio (Al2O3). 
• Camadas de diamante. 
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Nesses revestimentos, é frequente a deposição de várias camadas. A figura 5 mostra 
uma ferramenta de metal duro revestida com quatro camadas. 
 
Figura 5. Ferramenta de metal duro com várias camadas de revestimento. 
 STOETERAU, 2004. 
 
As ferramentas de cerâmicas têm importância crescente na usinagem, pois possibilitam 
a usinagem com velocidades de corte de 4 a 5 vezes maiores do que as empregadas com 
metal duro. 
As cerâmicas são principalmente indicadas para a usinagem de materiais que 
apresentam forte efeito abrasivo. 
Por ser ferramenta de corte, a cerâmica tem as seguintes características: 
• alta dureza à quente, que se mantém até cerca de 1600oC; 
• elevada estabilidade química; 
• altíssima resistência à compressão; 
• baixo coeficiente de atrito. 
 
1.3. Fluidos de corte 
 
Durante o corte, é desenvolvida grande quantidade de calor. Isso ocorre devido à 
necessidade de energia para deformação do cavaco e de atritos existentes entre a ferramenta 
e a peça e entre o cavaco e a ferramenta. 
Geralmente, a redução do calor é feita pela lubrificação (diminuição do atrito) e/ou 
refrigeração na usinagem, para diminuir o desgaste da ferramenta, a dilatação térmica da 
peça e o dano térmico na superfície da peça. 
Com a redução do atrito, ocorre também a redução dos esforços de corte. As principais 
formas de redução do atrito são o revestimento das ferramentas, o uso de materiais de peça 
com usinabilidade melhorada e a utilização de fluidos de corte com capacidade lubrificante. 
A utilização de fluidos de corte melhora a eficiência dos processos de usinagem, 
proporcionando aumento da vida da ferramenta de corte, maior controle de tolerâncias 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
21 
dimensionais, melhoria no acabamento superficial da peça usinada, redução nas forças de 
usinagem e amenização de vibrações. O efeito do uso de fluidos de corte depende não 
somente das propriedades do fluido, mas também das condições de usinagem, ou seja, da 
ferramenta de corte, do material da peça e dos parâmetros de corte. 
As funções dos fluidos de corte são classificadas em caráter funcional e caráter 
econômico. Com relação ao caráter funcional, destacamos a redução do atrito entre 
ferramenta e cavaco; a expulsão dos cavacos gerados; a refrigeração da ferramenta; a 
refrigeração da peça; a melhoria do acabamento da superfície usinada; e a refrigeração da 
máquina ferramenta. Com relação ao caráter econômico, temos a redução do consumo de 
energia; a redução dos custos de ferramenta; e a diminuição ou a eliminação da corrosão na 
peça. 
 
2. Indicações bibliográficas 
 
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. ABNT NBR ISO 1832:2019 - 
Pastilhas intercambiáveis para ferramentas de corte – designação. Rio de Janeiro: ABNT, 
2019. 
• ÁVILA, R. F. et al. Influência do fluido de corte sobre a força de usinagem e o acabamento 
do aço inoxidável austenítico ABNT 304. Disponível em 
. 
Acesso em 21 mar. 2012. 
• CHIAVERINI, V. Tecnologia mecânica – processos de fabricação e tratamentos. São Paulo: 
MacGraw-Hill, 1986. v.2. 
• CIMM – Centro de Informações Metal Mecânica. Aços Rápidos. Disponível em 
. Acesso em 01 set. 
2010. 
• DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L. Tecnologia da usinagem dos metais. São 
Paulo: Artliber, 2002. 
• FERRARESI, D. Fundamento da usinagem dos metais. São Paulo: Edgard Blucher, 2000. 
• STEMMER, C. E. Ferramentas de corte I. Florianópolis: UFSC, 2005. 
• STOETERAU, R. L. Processos de usinagem – fabricação por remoção de material. Belém: 
UFPA, 2004. 
 
 
 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
22 
Questão 5 
Questão 5. 
Uma empresa produz eixos de componentes automobilísticos em aço SAE 8620 com dureza 
de 46 HRC pelo processo de torneamento, utilizando ferramentas de metal duro com 
revestimento. O cliente exige que a rugosidade máxima dos eixos esteja abaixo de 0,002 
micrometros. As ferramentas de torneamento disponíveis na empresa têm raios de ponta (r) 
de 0,4 mm e 0,8 mm, e os valores de avanço mínimo e máximo (f) que podem ser empregados 
no processo são 0,1 mm e 0,2 mm. O valor teórico de rugosidade máxima é definido pela 
equação 
r
f
Rmáxteor
8
2
= . 
Qual deve ser o par de variáveis, avanço/raio de ponta da ferramenta empregado para atender 
aos requisitos de rugosidade mínima exigidos pelo cliente? 
A. Avanço de 0,1 mm/rot e raio de ponta de 0,4 mm. 
B. Avanço de 0,1 mm/rot e raio de ponta de 0,8 mm. 
C. Avanço de 0,2 mm/rot e raio de ponta de 0,8 mm. 
D. Avanço de 0,2 mm/rot e raio de ponta de 0,4 mm. 
E. Avanço intermediário de 0,15 mm/rot e raio de ponta de 0,8 mm. 
 
1. Introdução teórica 
 
Rugosidade 
 
 As superfícies das peças apresentam saliências e reentrâncias irregulares na forma e 
no tamanho. A esse conjunto de imperfeições damos o nome de rugosidade. 
A rugosidade é o conjunto das irregularidades causadas pelo processo de produção: 
refere-se às marcas deixadas pela ferramenta no processo de fabricação. 
O sistema de medição de rugosidade adotado no Brasil é o sistema da linha média. Ele 
consiste em estabelecer uma linha paralela ao perfil da peça de tal modo que as somas das 
áreas acima e abaixo da linha sejam iguais. 
A figura 1 é a representação de uma peça com a orientação da usinagem e com o perfil 
da superfície. Nessa figura, destacamos a linha média e as saliências e reentrâncias que 
compõem a rugosidade. 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
23 
 
Figura 1. Peça usinada com destaque para o perfil e a linha média. 
 FMCQ, 2012 (com adaptações). 
 
Entre os parâmetros de rugosidade existentes, destacamos os que seguem. 
• Rugosidade média (Ra): média aritmética dos valores absolutos das ordenadas de 
afastamento, dos pontos do perfil de rugosidade em relação à linha média. 
• Rugosidade Máxima (Ry): maior valor das rugosidades parciais (Zi) observado no intervalo 
de medição. Na figura 2, o maior valor parcial é Z3. Esse valor corresponde à rugosidade 
máxima (Ry). 
 
Figura 2. Ferramenta perfilde rugosidade de uma peça, com destaque para a rugosidade máxima (Ry). 
 FMCQ, 2012. 
 
A rugosidade de peças usinadas pode ser influenciada pela geometria da ferramenta 
de corte, pelo avanço, pelas deformações do material processado e pela vibração da 
ferramenta de corte. 
A geometria da ferramenta combinada, principalmente, com o movimento de avanço, 
deixa seu perfil gravado na superfície da peça. 
A figura 3 mostra a influência do avanço na impressão deixada pela ferramenta de corte 
na superfície de uma peça usinada. 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
24 
 
Figura 3. Impressões na superfície da peça para diferentes avanços. 
 STEMMER, 2005 (com adaptações). 
 
Na figura 3, de cima para baixo, existe redução do avanço (f). A redução do avanço 
melhora o acabamento, pois quanto menor for o avanço, mais uniforme será a superfície. 
Segundo Canabrava Filho (2012), a rugosidade máxima teórica existente na superfície 
de uma peça usinada por uma ferramenta é dada pela relação
r
f
Rmáxteor
8
2
= , sendo máxteorR a 
rugosidade máxima teórica na superfície, f o avanço e r o raio da ponta da ferramenta. A 
figura 4 mostra uma ferramenta usinando uma superfície. 
 
 
Figura 4. Impressões na superfície da peça para uma ferramenta de raio de ponta rε e avanço f. 
 CANABRAVA FILHO, 2012 (com adaptações). 
 
 
2. Indicações bibliográficas 
 
• CANABRAVA FILHO, J. S. Desgaste e vida de ferramenta. Disponível em 
. Acesso em 28 mar. 2012. 
• FMCQ - CONSULTORIA EM METROLOGIA E QUALIDADE. Rugosidade – parâmetros. 
Disponível em . Acesso em 11 jul. 2025. 
• LOPES, K. S. S. Influência dos parâmetros de usinagem na resistência à fadiga de aços 
AISI 4140. Dissertação de Mestrado. Belo Horizonte: PUC Minas, 2006. 
• STEMMER, C. E. Ferramentas de corte I. Florianópolis: UFSC, 2005. 
f
f
f
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
25 
Questão 6 
Questão 6. 
O engenheiro de processos sabe da importância do conhecimento prévio da potência de corte 
para que possa otimizar o processo com base nas restrições dos recursos das máquinas e das 
ferramentas disponíveis. No entanto, nem sempre estão disponíveis de antemão os dados de 
cálculo necessários para verificar se os parâmetros de usinagem planejados estão adequados 
em relação à potência disponível na máquina, como é o caso da pressão específica de corte 
do material da peça (ks) e o rendimento da máquina (h). Também não é pertinente que o 
setor fabril de uma empresa disponha de equipamentos sofisticados de medição de forças 
como dinamômetros/torquímetros, próprios de laboratórios. 
Nesse contexto, o engenheiro interessado em otimizar o processo pode recorrer a um 
procedimento alternativo rápido e barato, cujo resultado possibilita fazer o cálculo tanto da 
potência de corte quanto do rendimento da máquina. 
 
Esse procedimento consiste em medir o(a) 
A. rotação do eixo-árvore da máquina. 
B. deflexão elástica na ponta de corte da ferramenta. 
C. tensão elétrica no cabo de fase do motor da máquina. 
D. corrente elétrica no cabo de fase do motor da máquina. 
E. tempo de corte para um comprimento fixo de usinagem. 
 
1. Introdução teórica 
 
1.1. Força e potência de corte nas operações de usinagem 
 
A força que atua entre a ferramenta e a peça em um processo de usinagem é conhecida 
como força de usinagem (F). O conhecimento da força de usinagem e de seus componentes 
é a base para o projeto de uma máquina ferramenta, para a determinação das condições de 
corte durante o trabalho e para a avaliação da viabilidade de utilização de uma máquina 
ferramenta. 
Os componentes da força de usinagem são a força de corte (Fc), a força de avanço (Ff) 
e a força passiva (Fp). 
A figura 1 mostra, em um processo de torneamento, a força de usinagem e seus 
componentes. 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
26 
 
Figura 1. Força de usinagem e seus componentes em um torneamento. 
STOETERAU, 2004 (com adaptações). 
 
A força de corte (Fc) é a força necessária para o arranque do material da peça e, 
consequentemente, para a formação do cavaco. A força de corte é a responsável por quase 
todo o trabalho executado no corte. 
A força de avanço (Ff) é a força que a peça exerce na ferramenta no sentido oposto ao 
seu movimento. A força passiva (Fp) é a força existente na ferramenta na direção da 
profundidade de corte. 
As forças atuantes na usinagem são influenciadas pelos parâmetros envolvidos no 
processo de formação do cavaco, que são os materiais da peça e da ferramenta, a geometria 
da ferramenta, a velocidade de corte, o avanço e a profundidade de corte. 
Conhecida a profundidade de corte (ap) e o avanço (f), a força de corte (Fc) pode ser 
determinada por: 
fakF pcc = 
Na expressão anterior, kc é conhecido como pressão específica de corte que depende 
do material da peça e do avanço. O quadro 1 mostra alguns valores de kc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
27 
 
Quadro 1. Pressão específica de corte para alguns materiais. 
 
 
 STEMMER, 2005. 
 
Como a força de corte é a principal responsável pelo trabalho executado no corte, 
conhecida a velocidade de corte (vc), calculamos a potência de corte (Pc) por: 
 
ccc vFP = 
 
cpcc vfakP = 
 
Convém observar que a potência de corte difere da potência de acionamento (Pa), que 
é a potência fornecida pelo motor à máquina ferramenta, porque existem perdas por atrito 
nos mancais, nas engrenagens, nos sistemas de lubrificação, no sistema de avanço etc. 
Conhecidas a potência de corte e a potência de acionamento, definimos o rendimento 
da máquina () como a relação entre a potência de corte e a potência de acionamento: 
 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
28 
.
a
c
P
P
= 
 
Em média, o rendimento para as máquinas ferramentas é igual a 0,75. 
 
1.2. Potência de motores elétricos 
Motor elétrico é a máquina destinada a transformar energia elétrica em energia 
mecânica. Os motores elétricos podem ser de corrente alternada ou contínua. 
Os motores de corrente alternada podem ser síncronos ou de indução. Os motores 
síncronos funcionam com velocidade fixa e são utilizados somente para grandes potências, ou 
quando se necessita de velocidade invariável. Os motores de indução funcionam com rotação 
constante que varia ligeiramente com a carga mecânica aplicada ao eixo. Devido à sua grande 
simplicidade, robustez e baixo custo, é o motor mais utilizado. 
Determinamos a potência de uso de um motor elétrico de indução Pu por: 
 
cos3 = IUPu 
 
Na expressão anterior, cos é conhecido como fator de potência, que, para os motores 
trifásicos, pode ser determinado pelo gráfico da figura 2. 
 
 
 
Figura 2. Fator de potência para motores elétricos trifásicos. 
 CAGNON, 2012. 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
29 
2. Indicações bibliográficas 
 
• CAGNON, J. A. Equipamentos específicos – motores. Disponível em 
. Acesso em 19 mar. 
2025. 
• DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L. Tecnologia da usinagem dos metais. São 
Paulo: Artliber, 2002. 
• FERRARESI, D. Fundamento da usinagem dos metais. São Paulo: Edgard Blücher, 2000. 
• STEMMER, C. E. Ferramentas de corte I. Florianópolis: UFSC, 2005. 
• STOETERAU, R. L. Processos de usinagem – fabricação por remoção de material. Belém: 
UFPA, 2004. 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
30 
Questão 7 
Questão 7. 
Um fabricante de discos de freio desenvolveu um novo material para essas peças e não 
dispunha de parâmetros de usinagem de referência para operação de faceamento dos discosnos seus tornos frontais, especialmente adquiridos para essa finalidade, com faixa de rotações 
escalonadas por caixa de engrenagens de 100 a 6 500 rotações por minuto (rpm). O 
faceamento deverá ser feito a partir do diâmetro de 25 mm até o diâmetro de 150 mm do 
disco, que, associado à faixa de rpm da máquina, é possível realizar velocidades de corte 
desde 7 até 3 063 m/min. Considerando que a decisão do melhor material de ferramenta, 
juntamente com seus parâmetros de corte, deve estar embasada nos resultados de ensaios 
de usinabilidade e nos custos de produção dos discos, especialmente nos custos do tempo de 
troca de ferramentas, dos salários e das máquinas, a empresa realizou esses ensaios com o 
material dos discos e com três tipos de materiais de ferramenta: aço-rápido, metal duro e 
cerâmica. O resultado dos experimentos está apresentado na figura abaixo, na forma de 
curvas de vida de ferramentas. 
 
KALPAKJIAN, S. Manufacturing engineering and technology. 3. ed. Massachusetts: Addison-Wesley, 1995. p. 1269 (com 
adaptações). 
 
Considerando a situação descrita, analise as seguintes asserções. 
 
 
 
I. Dos três materiais de ferramentas experimentados, o aço-rápido proporcionará o menor 
custo de produção dos discos de freio. 
PORQUE 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
31 
II. Com ferramenta de aço-rápido e a inevitável condição do aumento da velocidade de corte, 
ao facear cada disco de freio no percurso de avanço da ferramenta desde o diâmetro 25 mm 
até 150 mm, tem-se a menor taxa de redução da vida útil da ferramenta e a possibilidade de 
menores tempos de produção. 
Acerca dessas asserções, assinale a opção correta. 
A. As duas asserções são proposições verdadeiras, e a segunda é uma justificativa correta 
da primeira. 
B. As duas asserções são proposições verdadeiras, e a segunda não é uma justificativa 
correta da primeira. 
C. A primeira asserção é uma proposição verdadeira, e a segunda, uma proposição falsa. 
D. A primeira asserção é uma proposição falsa, e a segunda, uma proposição verdadeira 
E. Tanto a primeira quanto a segunda asserções são proposições falsas 
 
1. Introdução teórica 
 
1.1. Falha e desgaste de uma ferramenta de corte 
 
A falha de uma ferramenta de corte pode ocorrer de três formas diferentes, conforme 
descrito a seguir. 
• Lascamento do gume: quebra de pedaços do gume que, por consequência, produz uma 
superfície usinada áspera e irregular. 
• Desgaste no flanco: presença de uma marca na ferramenta, chamada de marca de 
desgaste, que provoca aumento na temperatura de usinagem e na potência consumida. 
• Desgaste na face ou desgaste de superfície: presença de uma cratera na superfície de 
saída da ferramenta, que provoca o deslocamento do gume e, com isso, altera as 
características da superfície usinada. 
A figura 1 mostra uma ferramenta de usinagem com a representação desses tipos de 
desgaste. 
 
Figura 1. Ferramentas de usinagem com desgaste por lascamento, de flanco e de face. 
 STOETERAU, 2004. 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
32 
 
As causas do desgaste das ferramentas de corte são as seguintes: 
• deformação plástica do material da ferramenta; 
• abrasão que o material usinado faz na superfície da ferramenta; 
• aderência entre o material usinado e a ferramenta (nessa situação, existe a formação de 
um gume postiço); 
• difusão de componentes entre os materiais da peça e ferramenta e, com isso, mudança 
da composição química da ferramenta; 
• oxidação do material da ferramenta; 
• aparecimento de correntes elétricas iônicas produzidas no atrito entre a ferramenta e a 
peça. 
À medida que uma ferramenta se desgasta, são observadas variações no processo de 
usinagem, como, por exemplo, aumento da força de corte, elevação da potência consumida 
e alteração na superfície de usinagem etc. É necessário, então, fixar um ponto que represente 
o fim da vida da ferramenta. 
 
1.2. Vida de uma ferramenta de corte 
 
A vida de uma ferramenta de corte é o período no qual ela pode ser mantida usinando 
de forma econômica. 
O critério econômico pode ser relacionado principalmente com tolerâncias dimensionais 
e geométricas, qualidade superficial da peça, nível de vibrações no processo de usinagem, 
nível de esforços no processo e possibilidade de reafiação da ferramenta. 
Dentre os métodos usuais de especificação de vida de uma ferramenta, encontramos 
o método da velocidade de corte equivalente, também chamado de velocidade de Taylor, em 
que é determinada a velocidade de corte para uma vida prefixada. Por exemplo, v30 é a 
velocidade de corte que permite à ferramenta ter vida efetiva de 30 minutos entre duas 
afiações. 
Taylor demonstrou que a relação entre a vida da ferramenta e a velocidade de corte 
pode ser expressa por: 
 
t
n
vc CTv = 
 
Na equação: 
• cv é a velocidade de corte (dada em m/min.); 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
33 
• vT é o tempo efetivo de corte entre duas afiações sucessivas (tempo de vida da ferramenta 
em minutos); 
• tC é uma constante cujo valor depende de outras variáveis oriundas da máquina, da 
ferramenta e da peça (seu valor é numericamente igual à velocidade de corte que dá à 
ferramenta a vida de um minuto); 
• n é um expoente experimental. 
O quadro 1 mostra alguns valores do expoente n. 
 
Quadro 1. Valores para o expoente n 
Material da Ferramenta Material da Peça 𝑛 
Aço rápido 
Aço 
0,125 a 
0,167 
Ferro Fundido 
0,140 a 
0,250 
Latão 0,250 
Cobre 0,130 
Alumínio 0,410 
Metal duro 
Aço 0,200 
Ferro Fundido 0,250 
Alumínio 0,410 
Cerâmica Aço 0,500 
 STEMMER, 2005. 
 
O valor da constante tC depende principalmente do material da ferramenta, do material 
da peça, do fluido de corte e das dimensões do corte. 
O quadro 2 fornece alguns valores orientativos para tC . 
 
Quadro 2. Valores para a constante Ct. 
Metal a usinar 
Ferramenta 
Aço rápido 18-4-1 com fluido de 
corte 
Metal duro sem 
lubrificação 
ABNT 1112 125 785 
ABNT 1020 116 680 
ABNT 3140 46 310 
ABNT 4140 47 300 
ABNT 4340 - 407 
ABNT 8640 80 331 
AÇO INOXIDÁVEL 85 890 
FOFO – com 170HB - 585 
FOFO – com 183HB - 419 
FOFO – com 207HB - 306 
FOFO – com 215HB - 265 
 STEMMER, 2005. 
Assim, pela expressão de Taylor, a vida vT da ferramenta pode ser determinada por: 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
34 
 
n
c
t
v
v
C
T
/1






= 
 
Para certas condições de usinagem, os traçados gráficos mostram a relação entre a 
vida da ferramenta e a velocidade de corte. A figura 2 mostra o gráfico de vida de uma 
ferramenta de corte Sandvik Coromant TNMG 160404-PF GC 4015 P15 em função da 
velocidade de corte. 
 
Figura 2. Gráfico de vida de ferramenta de corte. 
 AMORIM, 2002. 
 
 
2. Indicações bibliográficas 
 
• AMORIM, H. J. Estudo da relação entre velocidade de corte, desgaste de ferramenta, 
rugosidade e forças de usinagem em torneamento com ferramenta de metal duro. Porto 
Alegre: UFRGS, 2002. 
• DINIZ, A. E. MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L.; Tecnologia da usinagem dos metais. São 
Paulo: Artliber, 2002. 
• FERRARESI, D. Fundamento da usinagem dos metais. São Paulo: Edgard Blücher, 2000. 
• STEMMER, C. E. Ferramentas de corte I. Florianópolis: UFSC, 2005. 
• STOETERAU, R. L. Processos de usinagem – fabricação por remoção de material. Belém: 
UFPA, 2004. 
 
 
 
 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
35 
Questão 8 
Questão 8. 
A análise das condições econômicas de usinagem leva em consideração, direta ou 
indiretamente, todas as informações técnicas e econômicas envolvidos no processo, sobretudo 
os tempos, os custos e a usinabilidade dos materiais, esta última representada pelas 
constantes K e x da equação de Taylor ( x
CvK −=T ). Depois de processadas tais informações, 
obtém-se, para cada situação particular de usinagem,o comportamento dos tempos e dos 
respectivos custos em função da velocidade de corte, conforme modelo apresentado no 
gráfico de custos abaixo. 
 
No gráfico, emprega-se a seguinte notação: 
• C1: parcela de custo relativa aos tempos de preparação da tarefa (setup de máquina, 
material, ferramentas, fixações) e improdutivos independentes da velocidade de corte 
(fixar /soltar peça, aproximar/afastar ferramenta, controle de qualidade). 
• C2: parcela de custo relativa aos tempos de efetivo corte, incluindo as despesas com mão 
de obra (salários) e com máquina (depreciação, energia consumida, manutenção, espaço 
ocupado). 
• C3: parcela de custo relativa à ferramenta (aquisição e troca). 
• Kp: custo total de usinagem por peça. 
• VC (m/min): Velocidade econômica de corte. 
 
Considerando os fatores da usinagem influentes nos custos de produção por peça e o 
comportamento das linhas de custos (curvas e reta) que compõem o gráfico-modelo acima, 
analise as asserções a seguir. 
 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
36 
 
 
 
I. Na conjuntura competitiva atual do setor industrial metal-mecânico que pratica altos custos 
produtivos, a necessária efetivação do menor custo de usinagem por peça (Min. Custo Û Vcmin) 
implica a necessária disponibilidade de máquinas com altas rotações e de ferramentas de alto 
desempenho. 
PORQUE 
II. Com o uso de máquinas de baixas rotações que possibilitam apenas baixas velocidades de 
corte, o custo relativo ao tempo efetivo de corte (C2) será elevado, assim como a adoção de 
ferramentas de baixa resistência ao desgaste e de baixo desempenho técnico operacional fará 
aumentar o custo de ferramentas, principalmente devido às paradas de máquina para suas 
trocas (C3). 
Acerca dessas asserções, assinale a opção correta. 
A. As duas asserções são proposições verdadeiras e a segunda é uma justificativa correta da 
primeira. 
B. As duas asserções são proposições verdadeiras e a segunda não é uma justificativa correta 
da primeira. 
C. A primeira asserção é uma proposição verdadeira e a segunda é uma proposição falsa. 
D. A primeira asserção é uma proposição falsa e a segunda é uma proposição verdadeira. 
E. Tanto a primeira quanto a segunda asserções são proposições falsas. 
 
1. Introdução teórica 
 
Custo de produção e usinabilidade 
 
O custo de produção de um lote de peças depende essencialmente do tempo necessário 
à sua execução. 
Com relação à velocidade de corte, o custo de fabricação por peça (Kp) pode ser dividido 
em três partes: 
• custo de preparação e secundários, também chamado de custo fixo; 
• custo principal, composto pelo custo de máquina e do operador; 
• custo de ferramenta, que leva em conta o tempo total despendido na troca de ferramenta. 
A relação entre esses custos e a velocidade de corte pode ser observada na figura 1. 
 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
37 
 
Figura 1. Custo de fabricação por peça relacionado à velocidade de corte. 
 STOETERAU, 2004 (com adaptações). 
 
A figura 1 mostra que o custo principal decresce com o aumento da velocidade de corte, 
enquanto o custo da ferramenta aumenta. Conclui-se que há uma velocidade de corte em que 
o custo total é o mínimo. 
 
2. Indicações bibliográficas 
 
• STEMMER, C. E.; Ferramentas de corte I. Florianópolis: UFSC: 2005. 
• STOETERAU, R. L.; Processos de usinagem – fabricação por remoção de material. Belém: 
UFPA, 2004. 
 
 
Material Específico – Engenharia Mecânica – Tomo 2 – CQA/UNIP 
38 
Questão 9 
Questão 9 
O planejamento e o desempenho dos processos de fabricação por usinagem são altamente 
dependentes das propriedades de usinagem dos materiais. Como as propriedades de 
usinagem interessam tanto a fabricantes de materiais e de ferramentas quanto aos seus 
usuários (indústrias), os ensaios de usinabilidade ganham importância relevante na 
determinação dessas propriedades. 
No entanto, existe uma série de dificuldades tanto para a realização de ensaios de 
usinabilidade quanto para a obtenção de resultados confiáveis e representativos da aplicação 
nos processos de fabricação, restringindo, assim, a aplicação dos resultados de maneira ampla 
e sistemática nas indústrias. 
FERRARESI, Dino. Usinagem dos metais. São Paulo: Edgard Blücher, 1977. 
 
Considerando que o texto acima tem caráter motivador, redija um texto dissertativo sobre o 
seguinte tema 
Ensaios de usinabilidade: dificuldades associadas. 
Aborde, em seu texto, os seguintes aspectos: 
a) diversidade de fatores influentes na usinagem dos materiais; 
b) dificuldade de padronização de metodologia; 
c) viabilidade econômica e técnica. 
 
1. Introdução teórica 
 
Usinabilidade e ensaios de usinabilidade 
 
Segundo Ferraresi (1970), apud Amorim (2002), a usinabilidade é 
 
uma grandeza tecnológica que expressa, por meio de um valor numérico 
comparativo (índice de usinagem), um conjunto de propriedades de 
usinagem de um material em relação a outro tomado como padrão. 
 
Também podemos definir usinabilidade como a capacidade dos materiais de se 
deixarem trabalhar com ferramentas de corte, ou seja, a usinabilidade é o grau de dificuldade 
em se usinar determinado material. 
A usinabilidade depende do estado metalúrgico da peça, da dureza, do limite de 
resistência e de escoamento do material, da composição química e das operações efetuadas 
no material (a quente ou a frio) antes da operação de usinagem. 
Ela não depende somente das condições intrínsecas do material (fatores metalúrgicos): 
depende também das condições de usinagem, das características da ferramenta, das 
condições de refrigeração e do tipo de operação. 
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Não é possível descrever usinabilidade em função de unidades fundamentais. A forma 
mais comum para avaliar a usinabilidade de um material é a comparação. 
Diversos métodos têm sido usados para avaliar a usinabilidade dos materiais. Muitos 
desses métodos são baseados em resultados de testes de vida da ferramenta, de velocidade 
de corte ou de medições de forças na ferramenta. 
Existem diversos métodos para medir a usinabilidade de um material. O método mais 
aceito é um ensaio chamado de ensaio de longa duração, em que o material ensaiado é 
comparado com outro tomado como padrão. Nesse ensaio, tanto o padrão quanto o objeto 
do ensaio são usinados até o fim da vida da ferramenta ou até determinado valor de desgaste 
da ferramenta. Esse desgaste pode ser de flanco (VB) ou de superfície (KT), conforme 
representado na figura 1. 
 
 
Figura 1. Desgaste de flanco e desgaste de superfície em uma ferramenta de corte. 
 
Esse ensaio permite a obtenção da velocidade de corte vc para determinada vida da 
ferramenta. Em geral, são usadas duas vidas: 20 minutos ou 60 minutos. 
Por meio do ensaio, determinamos o Índice de usinabilidade (IU): 
 
)(
) (
padrãov
ensaiadomaterialv
IU
c
c= 
 
Existem também os ensaios de curta duração, utilizados para avaliar outros fatores, 
como a rugosidade da superfície usinada e a força de usinagem. 
Na usinagem de dado material, os valores obtidos para a vida da ferramenta, a força 
de corte, a potência de corte e o acabamento superficial variam em função dos fatores 
dependentes da máquina, do fluido de corte e do processo. Logo, é praticamente impossível 
determinarmos o “índice de usinabilidade” como característica clara e definida de um material. 
Observando o texto, concluímos que a determinação da usinabilidade deve ficar restrita 
à determinada condição de usinagem. Os ensaios conhecidos são sempre comparativos e 
existe certa dificuldade em generalizar os resultados obtidos. 
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2. Indicações bibliográficas 
 
• AMORIM, H. J. Estudo da relação entre velocidade de corte, desgaste de ferramenta, 
rugosidade e forças de usinagem em torneamento comferramenta de metal duro. Porto 
Alegre: UFRGS, 2002. 
• MOTA, A. F. Usinabilidade dos materiais. Disponível em 
. Acesso em 11 jul. 2025. 
• RODRIGUES, J. R. P. et al. Investigação da usinabilidade de aços e ligas não ferrosas. São 
Luis: Pesquisa em Foco, n. 2, p. 53 – 59, 2009. v. 17. 
• STOETERAU, R. L. Processos de usinagem – Fabricação por remoção de material. Belém: 
UFPA, 2004. 
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Questão 10 
Questão 10. 
Um fabricante de eixos roscados, que são empregados como fusos de transmissão, decidiu 
fabricar as suas peças em um único passe de torneamento a fim de reduzir o tempo de 
produção. Assim, optou por alterar o processo de usinagem, no qual os fusos eram fabricados 
em 8 (oito) passes de torneamento com ferramentas de aço rápido, e passou a fabricar esses 
fusos, em um único passe, com ferramentas de metal duro revestidas. Antes dessa alteração 
na linha de produção, o fabricante ficou na dúvida se seria possível implementar essa 
modificação e resolveu calcular a potência de corte para saber se os tornos de sua fábrica 
teriam condição de atender tal alteração. 
O engenheiro de processos, utilizando os dados abaixo, calculou a força de corte (Fc) e a 
potência de corte (Pc) necessárias para a fabricação desse tipo de rosca, que tem perfil 
quadrado com dimensões de 16mm de diâmetro externo, 13mm de diâmetro interno e passo 
de 2mm. 
• Material: aço SAE 4320 
• Tensão específica de corte (Ks): 300kgf/mm2 
• S = área de cavaco [mm2] 
• Velocidade de corte (Vc): 100 m/min 
• Potência do torno: 20 CV 
Vc = (x d x n)/1 000 
[m/min] 
Fc = Ks x S [kgf] 
Pc = (Fc x Vc)/(75 x 60) [CV] 
 
Considerando esses dados, os valores da força de corte, em kgf, e da potência de corte e CV 
são, respectivamente, iguais a 
A. 150 e 7,5. B. 300 e 10. C. 300 e 12,5. D. 450 e 7,5. E. 450 e 10. 
 
3. Introdução teórica 
 
Força e potência de corte nas operações de usinagem 
 
A força que atua entre a ferramenta e a peça em um processo de usinagem é a força 
de usinagem (F). 
O conhecimento da força de usinagem e de seus componentes é a base para o projeto 
de uma máquina ferramenta, para a determinação das condições de corte durante o trabalho 
e para a avaliação da viabilidade de utilização de uma máquina ferramenta. 
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Os componentes da força de usinagem são a força de corte (Fc), a força de avanço (Ff) 
e a força passiva (Fp). A figura 1 mostra, em um processo de torneamento, a força de 
usinagem e seus componentes. 
 
 
Figura 1. Força de usinagem e seus componentes em um torneamento. 
 STOETERAU, 2015 (com adaptações). 
 
A força de corte (Fc) é a força necessária para o arranque do material da peça e, 
consequentemente, para a formação do cavaco. Ela é a responsável por quase todo o trabalho 
executado no corte. 
A força de avanço (Ff) é a força que a peça exerce na ferramenta no sentido oposto ao 
seu movimento. A força passiva (Fp) é a força existente na ferramenta na direção da 
profundidade de corte. 
As forças atuantes na usinagem são influenciadas pelos parâmetros envolvidos no 
processo de formação do cavaco: os materiais da peça e da ferramenta, a geometria da 
ferramenta, a velocidade de corte, o avanço e a profundidade de corte. 
A profundidade de corte é igual à penetração que a ferramenta executa para a remoção 
de material. Assim, quando se chama de d0 o diâmetro inicial da usinagem e de df o diâmetro 
final, a profundidade de corte (ap) pode ser determinada por: 
 
2
dd
a
f0
p
−
= 
 
Conhecidos a profundidade de corte (ap) e o avanço (f), a força de corte (Fc) pode ser 
determinada por: 
fakF pcc = 
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Na expressão anterior, o produto ap.f é a área de corte (S) e kc é conhecido como 
pressão específica de corte que depende do material da peça e do avanço. O quadro 1 mostra 
alguns valores de kc. 
 
Quadro 1. Pressão específica de corte para alguns materiais. 
 
 STEMMER, 2005. 
 
Com isso, a força de corte ( cF ) fica: 
SkF cc = 
Como a força de corte é a principal responsável pelo trabalho executado no corte, 
conhecida a velocidade de corte (vc), é possível calcular a potência de corte (Pc) pela expressão 
apresentada a seguir. 
 
ccc vFP = 
 
ccc vSkP = 
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Convém observar que a potência de corte difere da potência de acionamento (Pa), que 
é a potência fornecida pelo motor à máquina ferramenta, porque existem perdas por atrito 
nos mancais, nas engrenagens, nos sistemas de lubrificação e no sistema de avanço. 
Conhecidas a potência de corte e a potência de acionamento, podemos definir o 
rendimento da máquina () como a relação entre a potência de corte e a potência de 
acionamento: 
a
c
P
P
= 
 
Em média, o rendimento para as máquinas ferramentas é igual a 0,75. 
 
4. Indicações bibliográficas 
 
• DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L. Tecnologia da usinagem dos metais. São 
Paulo: Artliber, 2006. 
• FERRARESI, D. Fundamento da usinagem dos metais. São Paulo: Edgard Blücher, 2014. 
• STEMMER, C. E. Ferramentas de corte I. Florianópolis: UFSC, 2005. 
• STOETERAU, R. L. Fundamento dos processos de usinagem. Disponível em 
. Acesso 
em 04 out. 2025.