Aula 3 Geometria

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Processos de Usinagem
Aula 03
Fundamentos da Usinagem
- Geometria da Ferramenta Monocortante -
Prof. Dr. Eng. Rodrigo Lima Stoeterau
Processos de Usinagem
Prof. Dr. Eng. Rodrigo Lima Stoeterau
Aula 03
➔ Geometria da cunha de corte
➔ Influências da Geometria da Ferramenta
➔ Solicitações na cunha de corte: mecânicas e térmicas
Cinemática Geral dos Processos de Usinagem
Os processos de usinagem necessitam de um movimento relativo entre 
peça e ferramenta.
Peça
Movimento de 
corte
V
V
t
Cavaco Movimento de 
avanço
Ferramenta
Projeto de Engenharia Auxilado por Computador
Processos de Usinagem
Geometria da Cunha de Corte
Processos de Usinagem
Geometria da Cunha de Corte
➔ Para cada par material de ferramenta / material de peça têm uma 
geometria de corte apropriada ou ótima
A geometria da ferramenta influência na:
● Formação do cavaco
● Saída do cavaco
● Forças de corte
● Desgaste da ferramenta
● Qualidade final do trabalho
Processos de Usinagem
Geometria da Cunha de Corte
Direção de 
corte
Haste
Direção de 
avanço
Face
Gume 
secundário
Gume principal
Chanfro na face 
do gume principalChanfro na flanco do 
gume secundário
Flanco principal
Flanco secundário
Quina com raio de 
arredondamento
Chanfro na flanco do 
gume secundário
Processos de Usinagem
Geometria da ferramenta de tornear
α = ângulo de incidência 
β = ângulo de cunha
γ = ângulo de saída
ε = ângulo de quina
χ = ângulo de direção
λ = ângulo de inclinação
rε = raio de quina





,r
Cunha 
de corte
Face
Flanco
Processos de Usinagem
Ferramentas integrais
Processos de Usinagem
Ferramentas integrais
Influências da Geometria da Ferramenta
Processos de Usinagem
Aumento da estabilidade do gume
Desgaste
menor
Maiores forças passivas
Aumento da estabilidade do gume
Redução da vibração
Redução da Força
 de corte
 = 6° até 12°
Elevada estabilidade do gume
  = 10° até 100°
Redução da vibração
Redução da força
de corte
Fase da face
Desgaste menor
Aumento da estabilidade
 do gume
Baixa espessura de usinagem
Melhor formação do cavaco
Melhor superfície
Redução da força de corte
Desgaste menor
Aumento da 
qualidade
superficial
  = +6° até -6°
Guia do
fluxo do
cavaco
  = -10° até + 20°
r = 0,4 até 2 mm
Influências da Geometria da Ferramenta
ângulo de saída - n
– n - Relacionado com a superfície de saída (face) da ferramenta, sobre 
a qual escoa o material da peça (cavaco).
● Trabalho de dobramento do cavaco.
Processos de Usinagem
Processos de Usinagem
Tipos de quinas
Interseção efetiva 
dos gumes
Quina aredondada Quina chanfrada
b 
Cinemática do processo de torneamento
PEÇA
χr
Rtt ≈ f2/ (8*rε)
a p
f
.b.h
rε .f
ε
Onde:
χr - ângulo de direção do gume
ap - Profundidade de corte
f - Avanço
b - largura de usinagem
h - Espessura de usiangem
ap * f = seção de usinagem
b * h = seção de usinagem
Processos de Usinagem
Processos de Usinagem
Planos da ferramenta de corte
Plano passivo da 
ferramenta – Pp
Plano de trabalho 
convencional – Pf
Plano de referência 
da ferramenta – Pr
Direção presumida 
do movimento de 
avanço
Direção presumida do 
movimento de corte
Ponto selecionado no gume
Planos no sistema ferramenta na mão
Processos de Usinagem
Planos da ferramenta de corte
Plano do gume da 
ferramenta – Ps
Plano ortogonal da 
ferramenta – Po
Plano de referência 
da ferramenta – Pr
Direção presumida 
do movimento de 
avanço
Direção presumida do 
movimento de corte
Ponto selecionado no gume
Plano nprmal do 
gume – Pn
Planos no sistema ferramenta na máquina
Processos de Usinagem
Fatores a serem considerados na escolha da geometria da ferramenta:
➔ Material da ferramenta
➔ Material da peça
➔ Condições de corte
➔ Tipo de operação
➔ Geometria da peça
Processos de Usinagem
Ferramentas com insertos intercambiáveis
Ferrametas inteiriças
Ferramenta reta Ferramenta com 
ponta quadrada
Ferramenta com 
ponta em ângulo
Ferramenta com 
ângulo de direção
Ferramenta do 
tipo off-set
Processos de Usinagem
Processos de Usinagem
Ferramentas com insertos intercambiáveis
Forma dos insertos
- Formas comuns
Processos de Usinagem
Denominações para as ferramentas de furar
Processos de Usinagem
Quina
Face
Guia
Flancos 
Gumes 
principais
Canal
Gume 
Transversal
Direção 
do avanço
Direção de 
corte
Quina
,r


 


  = ângulo de incidência
  = ângulo de cunha
  = ângulo de saída
  = ângulo de ponta
  = ângulo do gume transversal
  = ângulo de quina
 r

 = raio de quina

Broca helicoidal
Geometria das brocas helicoidais
Processos de Usinagem
Ferramenta de furar
Relação com a ferramenta de tornear
Processos de Usinagem
Fresamento - Generalidades
O fresamento se diferencia do torneamento pela sua:
● cinemática
● torneamento peça rotaciona e ferramenta translada
● fresamento peça translada e ferramenta gira
Peça
Ferramenta
,n
Cavaco
Rotaçao
,f
Translaçao
Vc
Peça
Ferramenta
,f
Translação
Cavaco
Projeto de Engenharia Auxilado por Computador
Denominações para as ferramenta de fresar
Processos de Usinagem
Direção de avanço
Face
Gume secundário
1o Flanco principal
Flanco principal
Flanco secundário
Gume principal
2o Flanco principal
Corpo da 
ferramenta
Tipos de alagadores
Alargador de múltiplos gumes
Alargador de gume único
Projeto de Engenharia Auxilado por Computador
Classificação dos alargadores
Quanto ao tipo de dentes
Projeto de Engenharia Auxilado por Computador
corte P-P
guia
'p
p'
corte M-M
o
o
f
gume
secund'ario
P
M
M
P
gume
principal
r
Geometria dos alargadores
onde:
0 - Ângulo de saída ortogonal
r - Ângulo de direção do gume
’p - Ângulo de saída passivo do gume secundário
f - Ângulo de saída lateral (ângulo de hélice)
a0- Ângulo de incidência ortogonal
a’p - Ângulo de incidência passivo do gume secundário
Projeto de Engenharia Auxilado por Computador
Processos de Usinagem
Solicitações na cunha de corte
Processos de Usinagem
Regiões da formação do cavaco
Flanco
Face
Estrutura 
da peça
h
Estrutura 
do cavaco
Plano de 
cisalhamento
Ferramenta
Superfície 
de corte
,a
,b,e
,d
,c
Onde: 
a) zona de cisalhamento
b) região de separação do material para 
materias frágeis 
c) superfície do cavaco - deformações 
devidas a esforços
d) superfície de corte - deformações 
devidas a esforços
e) região de separação para materiais 
dúcteis
Processos de Usinagem
Conseqüência dos esforços na de Ferramenta
Peça
Ferramenta
,n
Cavaco
,f
Atrito
Forca
Movimento 
relativo
Calor
Desgaste
Material peça
 / 
material ferramenta
Processos de Usinagem
Conseqüência dos esforços na de Ferramenta
Processos de Usinagem
Forças de usinagem
Força de usinagem= f(condições de corte (f, vc, ap), geometria 
da ferramenta (, , ), desgaste da ferramenta)
Onde:
Fc = Força de corte
Ff = Força de avanço
Fp = Força de avanço
Fc e Ff ~ 250 a 400 N/mm2 - aços de construção mecânica
Fc e Ff ~1100 N/mm2 - materiais de difícil usinabilidade
,f ,n
Ff
Fp
Fc
F
Ve
Vc
Vf
Peça
Ferramenta
Mov. Efetivo
Mov.de Avanço
Mov.de Corte
Peça
Ferramenta
Ve
Vc
Vf
Mov. EfetivoMov.de Avanço
Mov.de Corte
Vc
Mov.de Avanço
Mov.de CorteVe
Vf
Mov. Efetivo
Peça
Ferramenta
Ve
Vc
Vf
Mov.de Avanço
Mov.de 
CorteMov. Efetivo
Peça
Ferramenta
Movimentos nos processos de usinagem
Processos de Usinagem