Aula 5 Forças de Corte

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MEC019 – PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II Prof. Dr. Carlos Renato Pagotto
FORÇAS E POTÊNCIAS NA USINAGEM 
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FORÇAS E POTÊNCIAS NA USINAGEM 
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FORÇAS E POTÊNCIAS NA USINAGEM 
 As forças na usinagem são consideradas como uma ação da peça sobre a ferramenta.
 A Força total resultante que atua sobre a cunha cortante durante a usinagem é chamada de
força de usinagem (F).
 A princípio, nem a direção nem o sentido da força de usinagem são conhecidos, tornando-
se impossível medi-la e conhecer melhor as influências de diversos parâmetros no seu
valor.
 Então, não se trabalha com a força de usinagem propriamente, mas com suas componentes
segundo diversas direções conhecidas.
 Estas componentes estão descritas a seguir.
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FORÇAS E POTÊNCIAS NA USINAGEM 
 Força de corte (Fc) : projeção de F sobre a direção de corte
 Força de Avanço (Ff) : projeção de F sobre a direção de avanço
 Força passiva (Fp) : projeção de F sobre a direção perpendicular à direção de
avanço, situada também no plano de trabalho.
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FORÇAS E POTÊNCIAS NA USINAGEM  222 fcp FFFF De forma empírica as forças, para o torneamento, se relacionam da seguinte maneira: 
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 Porém, de forma prática a força de corte pode ser dada pela seguinte expressão, de
acordo com as condições de trabalho:
onde Ks é a pressão específica de corte e A é a área da secção de corte (secção do
cavaco) e que depende do ângulo de posição da ferramenta χ
No torneamento: A = ap. f = b. h
 Os fatores que influenciam a pressão específica de corte são o material da peça.
AKF sc .
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PRESSÃO ESPECÍFICA DE CORTE
 Vários autores e instituições já propuseram fórmulas para o cálculo de Ks, dentre eles:
Taylor, ASME, AWF, Hucks e Kronenberg e Kienzle.
 O autor Kienzle apresentou uma fórmula suficientemente precisa para o cálculo de Ks.
Nesta fórmula, Ks está em função da espessura de corte (h) e largura de corte (b) e
vale para todas as operações de usinagem.
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 Ângulo de posição da ferramenta: χ
Então, no torneamento:
b = ap/senχ e h = f. senχ
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PRESSÃO ESPECÍFICA DE CORTE
A Força de corte dada por Kienzle é:
Os valores de Ks1 e 1-z são tabelados e são constantes do material usinado e esses 
valores dependem de vários materiais ensaiados por Kienzle. 
 ks1 [N/mm2]
bhkbhkF zssc 
1
1
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POTÊNCIAS NA USINAGEM 
 Uma máquina-ferramenta gera potência para girar seu eixo árvore e executar o movimento
de corte e o movimento de avanço:
 Potência de corte:
[KW]
Normalmente Fc é dado em Newton [N] e Vc em [m/min]
31060 

 ccc
vF
P
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 Potência de avanço:
[KW]
Onde, Vf em [mm/min].
61060 


ff
f
vF
P
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POTÊNCIAS NA USINAGEM 
 Relação entre a Potência de corte e a Potência de avanço:
Mas Vf = f.n [mm/min] e Vc = (π.d.n)/1000 [m/min], então:
No torneamento tem-se que Fc ~ 4.5. Ff
No fresamento tem-se que Ff ~ 1,2.Fc
ff
cc
f
c
vF
vF
P
P


1000
nf
nd
F
F
P
P
f
c
f
c




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POTÊNCIAS NA USINAGEM 
 Potência fornecida pelo motor:
onde η é o rendimento da máquina operatriz, igual a 60 a 80%.

c
m
P
P 
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EXERCÍCIO
Em uma determinada empresa, para o torneamento de um eixo de aço 8620 cujo diâmetro
d = 40 mm, usou-se uma rotação de 400 rpm, profundidade de corte ap = 1mm, avanço f
= 0,2 mm/revolução e uma ferramenta de metal duro com um ângulo de posição (χ) em
relação à peça de 60°, calcule:
a) Velocidade de corte (Vc)
b) Velocidade de avanço (Vf)
c) Espessura de corte (h)
d) Largura de corte (b)
e) Potência de corte
f) Potência no motor da máquina ferramenta que tem um rendimento de 60%.
 Dados para aço 8620: 1-z = 0,74 e Ks1 [N/mm2] = 2100