02. Fundamentos da Usinagem

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Usinagem dos Materiais
Aula 02
Fundamentos da Usinagem
Prof. Dr. Eng. Rodrigo Lima Stoeterau
Aula 02
Tópicos
➔ Definição das equipes
➔ Apresentação trabalho #1 – exemplo de peça usinada
➔ Cinemática do processo de usinagem
➔ Mecânismo de formação do cavaco
➔ Definição do trabalho #2
Usinagem dos Materiais
Grandezas do Processo
Peça Dispositivo de fixação 
 Ferramenta
Porta-ferramentas 
Máquina-ferramenta
Usinagem dos Materiais
Grandezas do processo
➔ Peça – Tudo aquilo que irá sofrer uma operação de usinagem
➔ Dispositivo de fixação – local onde será fixada a peça
➔ Ferramenta – tudo o que realiza uma operação de usinagem
➔ Porta-ferramenta - dispositivo destinado a fixar a ferramenta
➔ Máquina-ferramenta – elemento que proporcionará os movimentos, 
velocidade, avanço e a forças/potências necessárias ao processo de 
usinagem
Usinagem dos Materiais
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
Usinagem dos Materiais
Cinemática Geral dos Processos de Usinagem
➔ Movimentos que causam diretamente a remoção de cavaco:
• de corte
• de avanço
• efetivo de corte
➔ Movimentos que não causam diretamente a remoção de cavaco:
• de aproximação e afastamento
• de ajuste
• de correção 
Usinagem dos Materiais
Cinemática Geral dos Processos de Usinagem
Velocidades do Processo de Usinagem
➔ Velocidade de Corte (Vc)
Vc = f (material peça,material ferramenta)
(Eq. 1)
➔ Velocidade de Avanço (Vf) 
➔ Velocidade efetiva de corte (Ve)
V c=
∗d∗n
1000
Usinagem dos Materiais
Cinemática Geral dos Processos de Usinagem
Movimentos nos processos de usinagem
Vc
Peça
Ferramenta
Mov. 
Efetivo
Mov.de 
Avanço
Mov.de Corte
Ve
Vf
Peça
Ferramenta
Vc Mov.de 
Corte
Mov. EfetivoMov. de Avanço
VeVf
Usinagem dos Materiais
Cinemática Geral dos Processos de Usinagem
Movimentos nos processos de usinagem
Vc
Peça
Ferramenta
Mov.de 
Corte
Mov. 
Efetivo
Mov. de 
Avanço
Ve
Vf
Vc
Mov.de Corte
Vc
Peça
Ferramenta
Mov. Efetivo
Mov.de 
Avanço
Ve Vf
Vf
Usinagem dos Materiais
Grandezas do processo de usinagem
Peça
χr
f
.
b.h
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
Ferramenta
Usinagem dos Materiais
Relações que envolvem a qualidade de uma peça usinada
GEOMETRIA DA 
FERRAMENTA
DESGASTE DA 
FERRAMENTA
FIXAÇÃO DA PEÇA
ESTABILIDADE
DA PEÇA
PESO DA PEÇA
TEMPERATURA 
DE CONTATO
DADOS DE 
USINAGEM
ESTABILIDADE
. ESTÁTICA
. DINÂMICA
. TÉRMICA
RIGIDEZ 
ESTRUTURAL
 E DOS 
ACIONAMENTOS
ERROS NUMÉRICOS 
DE INTERPOLAÇÃO
SISTEMA DE 
MEDIÇÃO DE 
POSICIONAMENTO
REPETIBILIDADE DE 
POSICIONAMENTO
VIBRAÇÕESTEMPERATURA
EXATIDÃO
ERROS 
DEVIDOS AO 
MÉTODO DE 
OPERAÇÃO
PRECISÃO 
DA PEÇA
ERROS DA 
MÁQUINA
Erros do 
meio
Usinagem dos Materiais
Definição
Cavaco - porção de material da peça retirada pela ferramenta, 
caracterizando-se por apresentar forma irregular.
Peça
Movimento de 
corte
V
V
t
Cavaco Movimento de 
avanço
Ferramenta
Usinagem dos Materiais
Conseqüência dos esforços na de Ferramenta
Peça
Ferramenta
,n
Cavaco
,f
Atrito
Forca
Movimento 
relativo
Calor
Desgaste
Material peça
 / 
material ferramenta
Usinagem dos Materiais
Fatores de influencia na formação dos cavacos
 ÂNGULO DE SAÍDA
 ÂNGULO DE POSIÇÃO
 ÂNGULO DE INCLINAÇÃO 
DO GUME
 RAIO DE QUINA
GEOMETRIA DA 
FERRAMENTA
 POSTIÇO
 SINTERIZADO
 USINADO
QUEBRA-CAVACO
 TENACIDADE
 RESISTÊNCIA
 MICROESTRUTURA
MATERIAL DA PEÇA
 EMULSÃO
 ÓLEO DE CORTE
FLUIDO DE CORTE
 AVANÇO
 PROFUNDIDADE
 VELOCIDADE
CONDIÇÕES DE CORTE
 RESISTÊNCIA AO 
DESGASTE
 ATRITO NA SUPERFÍCIE 
DE SAÍDA
MATERIAL DA 
FERRAMENTA
 CARACTERÍSTICAS 
ESTÁTICAS E DINÂMICAS
MÁQUINA-FERRAMENTA
FORMA 
DO
 CAVACO
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Processo de corte
1. Penetração da 
cunha no material – 
deformação elástica 
e plástica
2. Escoamento após 
ultrapassar a tensão 
de cisalhamento 
máxima do material
3. Cavaco plenamente 
desenvolvido
Usinagem dos Materiais
Generalidades do processo de formação do cavaco
Usinagem dos Materiais
Denominações para a formação dos cavacos
FlancoFace
Peça
h α
γ
β
h ch
Onde:
α = ângulo de incidência 
β = ângulo de cunha
γ = ângulo de saída
h = espessura de usinagem 
(antes da retirada do cavaco)
hch = espessura de corte
(depois da retirada do cavaco)
'

==
h
hchλ 1>λ
λ = Fator de Recalque
Usinagem dos Materiais
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
Usinagem dos Materiais
Solicitações térmicas na cunha de corte
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Formação do cavaco
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Fim Aula 02
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