Resumo Usinagem 1ºBIM

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Usinagem: São processos que conferem à peça, a forma ou as dimensões, ou o acabamento, ou 
ainda a combinação de qualquer um destes com a produção de cavaco. 
Cavaco: Porção de material da peça removida pela ferramenta. 
Ferramenta de usinagem mecânica: Ferramenta destinada à remoção do cavaco. No caso de 
possuir uma só saída, a ferramenta é chamada ferramenta monocortante. Quando possuir mais de 
uma superfície de saída, a ferramenta é chamada ferramenta multicortante. 
 
Tipos de Processos de Usinagem: 
 1) Processos que empregam ferramenta de corte com geometria definida. Ex: 
Torneamento, Fresamento, Furação. 
 2)Processos que empregam ferramenta com geometria não definida (grãos abrasivos). Ex: 
Retificação, Brunimento, polimento, Lapidação. 
 3)Processos especiais de usinagem. Ex: laser. 
 
Grupos de processos de fabricação: 
Grupo 1: fundição 
Grupo2: Conformação 
Grupo 3: Separação - usinagem 
Grupo 4: União 
Grupo 5: Tratamentos Térmicos / Revestimentos 
Grupo 6: Alteração de propriedades dos materiais 
 
Classificação dos Processos de Corte (ABNT 6175) 
Grupo 1: Torneamento, Furação, Fresamento 
Grupo 2 (uso de grãos abrasivos): Retificação, Brunimento, Lapidação 
Grupo 3: processos especiais de usinagem 
 
Movimentos dos processos de usinagem: 
1) Movimento de Corte: movimento relativo entre peça e ferramenta, o qual, sem o movimento 
de avanço, origina uma só remoção. 
2) Movimento de avanço: Movimento entre peça e ferramenta que, juntamente com o 
movimento de corte, origina a formação contínua de cavaco. 
3) Movimento efetivo de corte: Movimento resultante dos movimentos de corte e movimento de 
avanço, 
4) Movimento de Posicionamento: Movimento entre a peça e a ferramenta, com o qual a 
ferramenta, antes da usinagem, é aproximada à peça. 
5) Movimento de Profundidade: Movimento entre a peça e a ferramenta, no qual a espessura da 
camada de material a ser retirada é determinada de antemão. Exemplo: fixação, no torno, da 
profundidade p da ferramenta. 
6) Movimento de Ajuste: É o movimento de correção entre a peça e a ferramenta, no qual o 
desgaste da ferramenta deve ser recompensado. 
 
Velocidades do processo de usinagem: 
1) Velocidade de corte (Vc): é a velocidade instantânea do ponto de referência da aresta 
cortante, segundo a direção e sentido de corte. 
Vc = (pi) . d . n / 1000 (m/min) 
2)Velocidade de avanço (Va): é a velocidade instantânea da ferramenta segundo a direção 
e sentido de avanço. 
Va = a . n (mm/min) 
3) Velocidade efetiva de corte (Vef): é a velocidade instantânea do ponto de referência da 
aresta cortante, segundo a direção efetiva de corte. É a soma vetorial da velocidade de 
corte com a velocidade de avanço. 
 
 
ϕ: ângulo entre as direções de corte e avanço 
η: ângulo entre a direção de corte e direção efetiva de corte 
 
Grandezas de Corte 
São as grandezas que devem ser ajustadas na máquina direta ou indiretamente para a 
retirada de cavaco. 
1) Avanço – a (mm/volta) : é o percurso de avanço em cada volta ou em cada curso. 
2) Avanço por aresta – az (mm): é o avanço de cada aresta, medido no plano de 
trabalho. 
a = ad x Z Z: número de arestas 
3) Profundidade – p (mm): é a profundidade ou largura de penetração da aresta 
principal de corte, medida numa direção perpendicular ao plano de trabalho. 
4) Espessura de penetração – e (mm): É a espessura de corte em cada curso ou 
revolução, mediada no plano de trabalho e numa direção perpendicular à direção 
de avanço 
 
 
 
 
Grandezas relativas ao cavaco: 
1) Comprimento de corte (b): é o comprimento de cavaco a ser retirado, medido na 
superfície de corte, segundo a direção normal à direção de corte. 
2) Espessura de corte (h): é a espessura calculada (≠ de h´, espessura medida) do 
cavaco a ser retirado, medida normalmente à superfície de corte 
3) Área de Secção de corte (s): é a área calculada da secção de cavaco a ser retirado 
no plano normal à direção de corte. S = b.h = p.a (torneamento) 
 
Volume de corte: é o volume de material da peça a ser removido por uma aresta 
de corte num curso. 
Passe: é a camada de material a ser removida da peça, numa passagem da 
ferramenta, após um ajuste de profundidade. 
Volume de usinagem: é o volume da camada de material a ser removido da peça. 
Taxa de remoção de material: volume de usinagem por unidade de tempo 
Q = p.a.vc = s.vc 
 
Planos de Referência: 
Plano de trabalho: plano formado pelas direções de corte e direção de avanço (plano que 
ocorre a formação do cavaco). 
Plano de Referência da Ferramenta: plano definido para permitir a afiação da ferramenta 
(plano para geração da cunha de corte) 
Geometria das ferramentas de corte: 
Ângulos na cunha de corte: 
 
α: Angulo de folga (incidência) 
β: Angulo de cunha 
ɣ : Angulo de saída 
α + β + ɣ = 90o (Considerando o sinal do angulo) 
Angulos de posicionamento da cunha de corte:
 
Angulo de inclinação da aresta principal de corte: 
(vista lateral da ferramenta) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Influência dos ângulos da ferramenta: 
1) Angulo de posição : 
A) influi nas condições iniciais e finais de corte 
*Influi no impacto inicial e final da peça sob a ferramenta 
B) influi na espessura do cavaco 
C) influi no comprimento de corte do gume 
D) influi na direção de saída do cavaco 
E) influi nas direções das forças desenvolvidas durante o corte
 
2)Angulo de ponta (ε): 
A) influi na rugosidade da superfície usinada 
Arredondamento da ponta: é feito com um raio r. Diminui a rugosidade 
Chanfro da ponta: em vez de arredondamento é feito um chanfro. Diminui a 
rugosidade 
B)Influi na resistência mecânica da ferramenta 
 
 3) ângulo de saída (ɣ): 
 A)Influi no tipo de carregamento sobre a cunha de corte 
(tração/compressão) 
 B) influi na resistência mecânica da cunha 
 C) influi nas forças atuantes sobre o cavaco 
 
 4) Angulo de cunha (β): 
A) influi na área de dissipação de calor (fluxo de calor) 
B) influi na resistência mecânica da ferramenta 
 
 5)Angulo de inclinação(λ): 
A) influi nas direções de saída do cavado. Negativo, a saída do cavaco se dá para fora da 
peça. Positivo, a saída de cavaco se dá para dentro da peça. 
B) influi nas direções das forças atuantes sobre a ferramenta 
 
ANGULOS DE TRABALHO DA FERRAMENTA (ANGULOS EFETIVOS): 
São os ângulos entre a ferramenta e a peça que dependem não somente do formato da 
ferramenta como também da sua posição relativa à peça. Mudando a posição da 
ferramenta, estes ângulos se alteram, enquanto os ângulos da ferramenta permanecem 
constantes. 
Angulos de posição (χefet) 
Angulos de corte (αefet , ɣefet) 
 
MECANISMO DE FORMAÇÃO DE CAVACO: 
Materiais mais dúcteis: 
1) em fitas retas 
2) em fitas retorcidas 
3) em fitas helicoidais 
4) em fitas espiraladas 
5) em vírgulas 
Materiais mais frágeis: 
- Sob forma de lascas de pequenas dimensões 
Classificação dos tipos de cavacos quanto a formação: 
- Cavaco contínuo (mat. Dútil): não há ruptura durante a formação 
- Cavaco cisalhado (Mat. Dútil): ocorre ruptura e posterior caldeamento 
- Cavaco arrancado (Mat. Frágil): Forma de lascas 
Os cavacos contínuo e cisalhado podem vir associados à formação de um gume postiço 
 
Gume postiço: 
 Formação que acontece na cunha de corte e altera as características de remoção 
(ocorrência prejudicial). Pelo forte atrito entre o cavaco e a ferramenta. Pequenas 
partículas de material do cavaco quente são caldeadas (soldadas) ao longo da aresta ativa. 
A deposição continuada forma uma massa de material na aresta de corte. 
 A massa pode ter osseguintes comportamentos: 
A) Solta-se integralmente da ferramenta e é levada pelo cavaco. 
B) Fica estacionária na ferramenta (massa depositada = massa removida) 
C) É cisalhado e parte é incrustada na superfície usinada da peça e a outra parte é 
levada pelo cavaco. 
O aumento da velocidade de corte minimiza a ação do gume postiço, uma vez que não 
tem tempo de formação suficiente e já é arrastado pelo cavaco. 
 
Dispositivo Quebra-cavacos: 
É uma modificação na superfície de saída a fim de dar um dobramento adicional ao cavaco 
de forma a levá-lo a ruptura. Essa finalidade se deve ao fato de que cavados contínuos 
formados de usinagem de materiais de alta ductilidade são bem afiados e quentes, além 
de formar um emaranhado de cavacos, dificultando a refrigeração e a visualização do 
processo de usinagem. 
 
 
 
Fator de Recalque da espessura do cavaco: 
Deformação sofrida pelo cavaco durante o processo de remoção. 
É a relação entre a espessura real do cavaco e a espessura teórica do cavaco. Esse fator 
pode orientar sobre alguns fatores de usinabilidade, como: pressão específica do cavaco 
sobre a ferramenta, volume de cavacos produzidos por unidade de potência, temperatura. 
Um dos métodos mais precisos pesar numa balança analítica um pedaço de cavaco de 
comprimento conhecido. 
 
 
 
 
m: massa do cavaco (g) 
a: avanço (mm) 
p: profundidade (mm) 
ρ: massa específica (g/mm3) 
l´: comprimento do cavaco (mm) 
 
MATERIAIS PARA A FERRAMENTA DE CORTE: 
Ferramenta de corte: interação severa com a peça para produzir remoção. 
Elevada exigência: Mecânica, Térmica, Química. 
Propriedades desejadas na ferramenta: 
- Resistencia a compressão; 
- Resistencia a flexão; 
- Resistência de gume (aresta); 
- Resistência interna de ligação (estrutura); 
- Resistência a quente; 
- Resistência á oxidação; 
- Baixa tendência à difusão; 
- Baixa tendência a caldeamento; 
- Resistência à abrasão; 
- Condutividade Térmica 
- Calor Específico 
- Dilatação térmica 
 
Desgastes: Alterações geométricas e estruturais da ferramenta de cortes, consequência 
das diferentes solicitações de corte sofridas. Essas alterações influenciam 
significativamente nos tempos de fabricação, tempos de troca, custos, qualidade de 
trabalho, etc. 
 
Escolha do material e seleção da ferramenta: 
Este problema é de difícil solução pois depende de um grande número de variáveis. A 
escolha mais conveniente para cada caso é uma decisão que deve envolver diversos 
interesses produtivos. 
Aumento da velocidade de corte = Aumento de produção 
 
Revestimentos aplicados mas ferramentas: 
A aplicação de revestimentos nas ferramentas visa conferir características específicas a 
cada tipo de cunha de corte (agregar benefícios às ferramentas) 
 
Materiais Utilizados para revestimentos: 
- Óxido de Alumínio: Al2O3 
- Nitreto de titânio: TiN 
- Carbonitreto de titânio: TiCN 
- Carboneto de titânio: TiC 
Classes de materiais para ferramentas: 
- Aços-ferramentas: São ligas aço carbono com teores de 0,8 a 1,5%C e não 
possuem outros elementos. 
- Aço-Rápido: São ligas AC com % de tungstênio, cromo e vanádio. 
- Aço super Rápido: São aços rápidos com a adição de cobalto 8 a 12% 
- Ligas Fundidas: São materiais com elevados teores de tungstênio, cromo e cobalto, 
fundidos e vazados em moldes (não sofrem tratamentos térmicos). Stelite, rexlloy, 
Chromalloy, etc. 
- Metal-ouro: São materiais constituídos de carbonetos duros, dispersos em uma 
matriz de ligante. 
- Metal duro Original (widia): carboneto de tungstênio WC (wolfranio) 
Classificação ISO – 513/1975: 
- Grupo P – Azul – mat. Cavacos curtos 
- Grupo M – amarelo – uso geral 
- Grupo K – vermelho mat. Cavacos longos 
 
Cerâmicas (cerâmicas de corte): 
São obtidas por combinação de pós através da metalurgia do pó, tendo como o principal 
elemento o óxido de alumínio. Também podem ser produzidas com a adição de outros 
óxidos e carbonetos metálicos. 
 
Cermets (Cerâmicas +Metal): 
Misturas obtidas com uma ou mais fase metálica, servindo como ligante. 
Ex.: Siacon: nitreto de silício + Óxido de alumínio + Carbonetos de titânio 
 
Nitreto de Boro Cúbico (CBN): 
- É o segundo material mais duro que se conhece até hoje. 
- Material sintético, obtido pela reação de halogênios de boro com amoníaco 
- Fabricado com processo semelhante ao do diamante. 
Diamantes: 
- É o material mais duro até o momento, permitindo obter excelentes ferramentas. 
- Não pode ser trabalhado em ligas de aço carbono, pois o carbono provoca a 
grafitização do diamante. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Processo de Torneamento: 
Processo mecânico de usinagem destinado a obtenção de superfícies de revolução com auxílio de 
uma ou mais ferramentas monocortantes. Para tanto, a peça gira em torno do eixo principal de 
rotação da máquina e a ferramenta se desloca simultaneamente, segundo uma trajetória coplanar 
com o referido eixo. 
Quanto a forma de trajetória, o torneamento pode ser retilíneo ou crvilíneo. 
1) Torneamento retilíneo: Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo 
uma trajetória retilínea. O torneamento retilíneo pode ser: 
 1.1) Torneamento Cilíndrico: Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca 
segundo uma trajetória paralela ao eixo proncipal de rotação da máquina. Pode ser externo ou 
interno. 
 1.2) Torneamento Cônico: Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca 
segundo uma trajetória retilinea, inclinada em relação ao eixo principal de rotação da máquina. 
Pode ser externo ou interno. 
 1.3) Torneamento radial: Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca 
segundo uma trajetória retilínea, perpendicular ao eixo principal de rotação da máquina. Quando 
o torneamento radial visa a obtenção de uma superfície plana, o torneamento é denominado 
torneamento de faceamento. Quando o torneamento radial visa a obtenção de um entalhe 
circular, o torneamento é denominado sangramento radial. 
 1.4) Perfilamento: processo de torneamento no qual a ferramenta se deloca segundo uma 
trajetoria retilinea radial ou axial, visando a obtenção de uma forma definida, determinada pelo 
perfil da ferramenta. 
2) Torneamento Curvilíneo: Processo de torneamento, no qual a ferramenta se desloca segundo 
uma trajetória curvilínea. Quanto a finalidade, as operações de torneamento curvilíneo podem ser 
classificadas ainda em: 
 Torneamento de acabamento: operação de usinagem destinada a obter na peça as 
dimensões finais, ou um acabamento superficial especificado ou ambos. 
 Torneamento de desbaste: operação de usinagem anterior a de acabamento, visando a 
obter na peça a forma e dimensões próximas das finais.