Mecanismo de Formação do Cavaco

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Usinagem - UNESP / Campus de Guaratinguetá
Marcelo dos Santos PereiraMarcelo dos Santos Pereira
DepartamentoDepartamento de de Materiais Materiais e e Tecnologia Tecnologia 
FaculdadeFaculdade de de EngenhariaEngenharia -- Campus de GuaratinguetCampus de Guaratinguetáá -- UNESPUNESP
USINAGEMUSINAGEM
AulaAula 12 12 
Mecanismo Mecanismo de de FormaFormaçção ão do do CavacoCavaco
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MotivaMotivaççãoão e e ConceitosConceitos BBáásicossicos
Uma operação de corte de metal é baseado no 
processo fundamental, no qual uma ferramenta com o 
formato de uma cunha com aresta cortante, quando 
recalcada contra o material de trabalho, retira material na 
forma de cavaco.
A formação do cavaco influencia diversos fatores 
ligados à usinagem, tais como o desgaste da ferramenta, os 
esforços de corte, o calor gerado na usinagem, a 
penetração do fluido de corte, etc. Assim estão envolvidos 
com o processo de formação do cavaco aspectos 
econômicos e de qualidade da peça, a segurança do 
operador, a utilização adequada da máquina-ferramenta,
etc.
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MotivaMotivaççãoão e e ConceitosConceitos BBáásicossicos
O corte dos metais envolve o cisalhamento
concentrado ao longo de um plano chamado plano de
cisalhamento (zona primária de cisalhamento). O ângulo 
entre o plano de cisalhamento e a direção de corte é
chamado de ângulo de cisalhamento (φ). Quanto maior a 
deformação do cavaco sendo formado, menor o ângulo 
de cisalhamento e maiores são os esforços de corte. Esta 
influência é marcante na usinagem de materiais dúcteis, 
muito susceptíveis á deformação.
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MotivaMotivaççãoão e e ConceitosConceitos BBáásicossicos
Figura 1. Esquema da Formação do Cavaco 
mostrando o Plano de Cisalhamento.
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MotivaMotivaççãoão e e ConceitosConceitos BBáásicossicos
Em geral a formação do cavaco, nas condições 
normais de usinagem com ferramentas de metal duro ou 
de aço rápido, se processa da seguinte forma:
1. Penetração da ferramenta na peça.
2. Recalque (deformações elástica e plástica) de 
uma pequena porção de material contra a superfície de 
saída da ferramenta.
3. O material recalcado sofre uma deformação 
plástica até que se inicie um deslizamento (sem que haja 
perda de coesão) entre a porção de material recalcada e 
a peça.
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MotivaMotivaççãoão e e ConceitosConceitos BBáásicossicos
4. Haverá uma ruptura parcial (cavaco contínuo) 
ou completa (cavaco de cisalhamento ou de ruptura) 
na região de cisalhamento, dependendo da ductilidade 
do material e das condições de usinagem.
5. Prosseguindo, devido ao movimento relativo 
entre a ferramenta e a peça, inicia-se um 
escorregamento de uma nova porção de material 
deformada e cisalhada (cavaco) sobre a superfície de 
saída da ferramenta.
“Formação do cavaco é um fenômeno periódico”.
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MovimentosMovimentos nana UsinagemUsinagem
Figura 2. Seqüência Típica de Formação do Cavaco.
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ControleControle dada Forma do Forma do CavacoCavaco
a) Segurança do operador.
b) Possível dano à ferramenta e a peça.
c) Manuseio e armazenagem do cavaco.
d) Forças de corte, temperatura e vida da ferramenta.
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ClassificaClassificaççãoão dos dos CavacosCavacos
Os cavacos são classificados de diversas maneiras. Uma 
das mais didáticas é aquela que classifica o cavaco em tipos
e formas.
• Os tipos de cavacos são:
a) cavaco contínuo - apresenta-se constituído de 
lamelas justapostas numa disposição contínua. A disposição 
das lamelas não é nítida. Forma-se na usinagem de materiais 
dúcteis (o aço, por exemplo) e homôgeneos, onde o ângulo 
de saída deve assumir valores elevados.
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ClassificaClassificaççãoão dos dos CavacosCavacos
b) cavaco de cisalhamento - apresenta-se constituído 
de lamelas justapostas bem distintas. Obtidos com 
velocidades de corte inferiores a 100m/min e ângulo de saída 
pequeno.
c) cavaco de ruptura - apresenta-se constituído de 
fragmentos arrancados da peça usinada. A superfície de 
contato entre cavaco e superfície de saída da ferramenta é
reduzida, assim como a ação do atrito. Obtidos na usinagem 
de materiais frágeis (FoFo e latão, por exemplo).
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ClassificaClassificaççãoão dos dos CavacosCavacos
Em geral, materiais dúcteis (aço e alumínio) formam 
cavacos contínuos ou de cisalhamento e materiais frágeis 
(ferro fundido e latões) formam cavacos de ruptura.
• As formas de cavacos são:
a) cavaco em fita (contínuo).
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ClassificaClassificaççãoão dos dos CavacosCavacos
b) cavaco helicoidal (cisalhamento).
c) cavaco espiral (cisalhamento).
d) cavaco em lascas ou pedaços (ruptura).
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ClassificaClassificaççãoão dos dos CavacosCavacos
A formação do cavaco contínuo é favorecida 
quando temos:
a) Material dúctil.
b) Avanço pequeno.
c) Alta velocidade de corte.
d) Ângulo de saída grande.
e) Impedimento mínimo ao fluxo contínuo de cavaco.
- Superfície de saída polida.
- Lubrificante que possa impedir a adesão de 
fragmentos.
- Material da ferramenta com baixo coeficiente de atrito.
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ClassificaClassificaççãoão dos dos CavacosCavacos
A formação do cavaco de ruptura ou
cisalhamento é favorecida quando temos:
a) Material frágil.
b) Avanço grande.
c) Baixa velocidade de corte.
d) Ângulo de saída pequeno.
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Mudança da forma do cavaco.
Pode-se provocar a mudança e forma do cavaco sob 
diferentes maneiras:
a) alterando-se as condições de usinagem (profundidade 
de corte, avanço e velocidade de corte).
b) dando-se uma forma especial a superfície de saída da 
ferramenta.
c) colocando-se elementos adicionais na superfície de saída 
da ferramenta.
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ClassificaClassificaççãoão dos dos CavacosCavacos
Figura 3. Representação da Forma do Cavaco 
em Função da Profundidade de Corte e do Avanço.
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TemperaturaTemperatura de Cortede Corte
Praticamente toda a energia mecânica associada a 
formação do cavaco se transforma em energia térmica 
(calor).
As fontes geradoras de calor são:
a) a deformação e o cisalhamento do cavaco.
b) o atrito do cavaco com a ferramenta.
c) o atrito da ferramenta com a peça.
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ClassificaClassificaççãoão dos dos CavacosCavacos
Figura 4. Variação da Distribuição de Energia de 
Corte com a Velocidade de Corte.
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ClassificaClassificaççãoão dos dos CavacosCavacos
Figura 5. Distribuição Típica de Temperatura na 
Ponta de uma Ferramenta de Metal Duro.