apostila processos de usinagem 2005

Prévia do material em texto

1 
 
Um subgrupo da norma DIN 8580 sob o termo "Separar", compreende os 
processos de fabricação com remoção de cavaco com ferramenta de geometria 
definida, que se caracteriza pela aplicação de ferramentas com características 
geometricamente definidas. Já há aproximadamente 12 a 50 mil anos o homem estava 
em condições de produzir ferramentas de pedras com gumes afiados por lascamento, 
como nos mostram achados arqueológicos da idade da pedra (figura abaixo). 
 
 Ferramentas de pedra lascada. 
 
Mas um fato marcante para o desenvolvimento tecnológico foi a descoberta 
dos metais, como: cobre, zinco e ferro. Já a partir de 700 anos Antes de Cristo, 
praticamente todas as ferramentas eram executadas em ferro, e a partir do século XVII 
foram descobertas constantes melhorias no processo de fabricação do ferro e na 
siderurgia do aço, que colocaram o aço em posição vantajosa em relação aos metais 
até então conhecidos. Estudos sistemáticos sobre a tecnologia de usinagem no 
entanto, só iniciaram no início do século XIX e levaram entre outros a descoberta de 
novos materiais de corte. No início de 1900, o americano F. W. Taylor com a 
descoberta do aço rápido, determinou um passo marcante no desenvolvimento 
tecnológico da usinagem. 
Os metais duros sinterizados e os materiais de ferramentas baseados em 
materiais oxicerâmicos são outros resultados de uma pesquisa intensiva na área de 
materiais para ferramentas que até hoje ainda não está concluída e sim está submetida 
a uma melhora constante; isto referido à fabricação e utilização de materiais para 
ferramentas como por exemplo os materiais nitreto de boro cúbico e ferramentas de 
diamante. 
 2 
Para poder satisfazer as exigências crescentes feitas à qualidade das peças 
e a viabilidade econômica do processo de fabricação, as ferramentas devem ser 
usadas de forma econômica para que todas as grandezas que participam no processo 
de usinagem como, geometria da ferramenta, condições de corte, material da peça e 
materiais auxiliares, tenham a sua influência e seu efeito sobre o resultado do trabalho 
considerados. O conhecimento da interdependência funcional dos diversos fatores, 
permite o aproveitamento das reservas tecnológicas disponíveis. Ponto básico no 
processo de usinagem, é o processo de corte propriamente dito com o que inicia esta 
apostila. 
No estudo das operações dos metais, distinguem-se duas grandes classes 
de trabalho: 
As operações de usinagem 
As operações de conformação 
Como operações de usinagem entendemos aquelas que, ao conferir à peça 
a forma, ou as dimensões ou o acabamento, ou ainda uma combinação qualquer 
destes três bens, produzem cavaco. Definimos cavaco como a porção de material da 
peça, retirada pela ferramenta, caracterizando-se por apresentar forma geométrica 
irregular. Além desta característica, estão envolvidos no mecanismo da formação do 
cavaco alguns fenômenos particulares, tais como o recalque, a aresta postiça de corte, 
a craterização na superfície de saída da ferramenta e a formação periódica do cavaco 
(dentro de determinado campo de variação da velocidade de corte). 
Como operações de conformação entendemos aquelas que visam conferir à 
peça a forma ou as dimensões, ou o acabamento específico, ou ainda qualquer 
combinação destes três bens, através da deformação plástica do metal. Devido ao fato 
da operação de corte em chapas estar ligada aos processos de estampagem profunda, 
dobra e curvatura de chapas, essa operação é estudada no grupo de operações de 
conformação dos metais. 
1.1 CLASSIFICAÇÃO E NOMENCLATURA DOS PROCESSOS MECÂNICOS 
DE USINAGEM 
1 - TORNEAMENTO - Processo mecânico de usinagem destinado à 
obtenção de superfícies de revolução com auxílio de uma ou mais ferramentas 
monocortantes1. Para tanto, a peça gira em torno do eixo principal de rotação da 
 
1
 Denomina-se ferramenta de usinagem mecânica a ferramenta destinada à remoção de cavaco. No 
caso de possuir uma única superfície de saída, a ferramenta é chamada ferramenta monocortante; quando possuir 
mais de uma superfície de saída, é chamada ferramenta multicortante. 
 3 
máquina e a ferramenta se desloca simultaneamente segundo uma trajetória coplanar 
com o referido eixo. 
Quanto à forma da trajetória, o torneamento pode ser retilíneo ou curvilíneo. 
1.1 - Torneamento retilíneo - Processo de torneamento no qual a ferramenta 
se desloca segundo uma trajetória retilínea. O torneamento retilíneo pode ser: 
1.1.1 - Torneamento cilíndrico - Processo de torneamento no qual a 
ferramenta se desloca segundo uma trajetória paralela ao eixo principal de rotação da 
máquina. Pode ser externo (figura 1) ou interno (figura 2). 
Quando o torneamento cilíndrico visa obter na peça um entalhe circular, na 
face perpendicular ao eixo principal de rotação da máquina, o torneamento é 
denominado sangramento axial (figura 3). 
1.1.2 - Torneamento cônico - Processo de torneamento no qual a ferramenta 
se desloca segundo uma trajetória retilínea, inclinada em relação ao eixo principal de 
rotação da máquina. Pode ser externo (figura 4) ou interno (figura 5). 
1.1.3 - 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 (figura 6). Quando o 
torneamento radial visa a obtenção de um entalhe circular, o torneamento é 
denominado sangramento radial (figura 7). 
1.1.4 - Perfilamento - Processo de torneamento no qual a ferramenta se 
desloca segundo uma trajetória retilínea radial (figura 8) ou axial (figura 9), visando a 
obtenção de uma forma definida, determinada pelo perfil da ferramenta. 
l.2 - Torneamento curvilíneo - Processo de torneamento, no qual a 
ferramenta se desloca segundo uma trajetória curvilínea (figura 10). 
Quanto à finalidade, as operações de torneamento podem ser classificadas 
ainda em torneamento de desbaste e torneamento de acabamento. Entende-se por 
acabamento a operação de usinagem destinada a obter na peça as dimensões finais, 
ou um acabamento superficial especificado, ou ambos. O desbaste é a operação de 
usinagem, anterior a de acabamento, visando a obter na peça a forma e dimensões 
próximas das finais. 
 
 4 
 
 
2 - APLAINAMENTO - Processo mecânico de usinagem destinado à 
obtenção de superfícies regradas, geradas por um movimento retilíneo alternativo da 
peça ou da ferramenta. O aplainamento pode ser horizontal ou vertical (figuras 11 a 
18). Quanto à finalidade, as operações de aplainamento podem ser classificadas ainda 
em aplainamento de desbaste a aplainamento de acabamento. 
 5 
 
3 - FURAÇÃO - Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de 
um furo geralmente cilíndrico numa peça, com auxílio de uma ferramenta geralmente 
multicortante. Para tanto, a ferramenta ou a peça giram e simultaneamente a 
ferramenta ou a peça se deslocam segundo uma trajetória retilínea, coincidente ou 
paralela ao eixo principal da máquina. A furação subdivide-se nas operações: 
3.1 - Furação em cheio - Processo de furação destinado à abertura de um 
furo cilíndrico numa peça, removendo todo o material compreendido no volume do furo 
final, na forma de cavaco (figura 19). No caso de furos de grande profundidade há 
necessidade de ferramenta especial (figura 23). 
 6 
 
3.2 - Escareamento- Processo de furação destinado à abertura de um furo 
cilíndrico numa peça pré-furada (figura 20). 
3.3 - Furação escalonada - Processo de furação destinado à obtenção de 
um furo com doisou mais diâmetros, simultaneamente (figura 21). 
3.4 - Furação de centros - Processo de furação destinado à obtenção de 
furos de centro, visando uma operação posterior na peça (figura 22). 
3.5 - Trepanação - Processo de furação em que apenas uma parte de 
material compreendido no volume do furo final é reduzida a cavaco, permanecendo um 
núcleo maciço (figura 24). 
 
 7 
4 - ALARGAMENTO - Processo mecânico de usinagem destinado ao 
desbaste ou ao acabamento de furos cilíndricos ou cônicos, com auxílio de ferramenta 
geralmente multicortante. Para tanto, a ferramenta ou a peça giram e a ferramenta ou a 
peça se deslocam segundo uma trajetória retilínea, coincidente ou paralela ao eixo de 
rotação da ferramenta. O alargamento pode ser: 
4.1 - Alargamento de desbaste - Processo de alargamento destinado ao 
desbaste da parede de um furo cilíndrico (figura 25) ou cônico (figura 27). 
4.2 - Alargamento de acabamento - Processo de alargamento destinado ao 
acabamento da parede de um furo cilíndrico (figura 26) ou cônico (figura 28). 
 
5 – REBAIXAMENTO - Processo mecânico de usinagem destinado à 
obtenção de uma forma qualquer na extremidade de um furo. Para tanto, a ferramenta 
 8 
ou a peça giram e a ferramenta ou a peça se deslocam segundo uma trajetória 
retilínea, coincidente ou paralela ao eixo de rotação da ferramenta (figuras 29 a 34)2. 
 
6 - MANDRILAMENTO - Processo mecânico de usinagem destinado à 
obtenção de superfícies de revolução com auxílio de uma ou várias ferramentas de 
barra. Para tanto, a ferramenta gira e a peça ou a ferramenta se deslocam 
simultaneamente segundo uma trajetória determinada. 
6.1 - Mandrilamento cilíndrico - Processo de mandrilamento no qual a 
superfície usinada é cilíndrica de revolução, cujo eixo coincide com o eixo em torno do 
qual gira a ferramenta (figura 35). 
6.2 - Mandrilamento radial - Processo de mandrilamento no qual a superfície 
usinada é plana e perpendicular ao eixo em torno do qual gira a ferramenta (figura 36). 
6.3 - Mandrilamento cônico - Processo de mandrilamento no qual a 
superfície usinada é cônica de revolução, cujo eixo coincide com o eixo em torno do 
qual gira a ferramenta (figura 37). 
6.4 - Mandrilamento de superfícies especiais - Processo de mandrilamento 
no qual a superfície usinada é uma superfície de revolução, diferente das anteriores, 
cujo eixo coincide com o eixo em torno do qual gira a ferramenta. Exemplos: 
mandrilamento esférico (figura 38), mandrilamento de sangramento, etc.. 
Quanto à finalidade, as operações de mandrilamento podem ser 
classificadas ainda em mandrilamento de desbaste e mandrilamento de acabamento. 
 
7 - FRESAMENTO - Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção 
de superfícies quaisquer com o auxílio de ferramentas geralmente multicortantes. Para 
tanto, a ferramenta gira e a peça ou a ferramenta se deslocam segundo uma trajetória 
qualquer. Distinguem-se dois tipos básicos de fresamento: 
7.1 - Fresamento cilíndrico tangencial - Processo de fresamento destinado à 
obtenção de superfície plana paralela ao eixo de rotação da ferramenta (figuras 39, 40 
a 42). Quando a superfície obtida não for plana ou o eixo de rotação da ferramenta for 
inclinado em relação à superfície originada na peça, será considerado um processo 
especial de fresamento tangencial (figuras 44 a 47). 
 
2
 As operações indicadas nas figuras 33 a 34 são denominadas por alguns autores, de escareamento. 
 9 
 
 
7.2 - Fresamento frontal - Processo de fresamento destinado à obtenção de 
superfície plana perpendicular ao eixo de rotação da ferramenta (figuras 41 a 45). O 
caso de fresamento indicado na figura 46 é considerado como um caso especial de 
fresamento frontal. 
Há casos que os dois tipos básicos de fresamento comparecem 
simultaneamente, podendo haver ou não predominância de um sobre outro (figura 43). 
A operação indicada na figura 48 pode ser considerada como um fresamento 
composto. 
 10 
 
 
8 - SERRAMENTO - Processo mecânico de usinagem destinado ao 
seccionamento ou recorte com auxílio, de ferramentas multicortantes de pequena 
espessura. Para tanto, a ferramenta gira ou se desloca, ou executa ambos os 
movimentos e a peça se desloca ou se mantém parada. O serramento pode ser: 
8.1 - Serramento retilíneo - Processo de serramento no qual a ferramenta se 
 11 
desloca segundo uma trajetória retilínea com movimento alternativo ou não. No 
primeiro caso, o serramento é retilíneo alternativo (figura 49); no segundo caso, o 
serramento é retilíneo contínuo (figuras 50 a 51). 
8.2 - Serramento circular - Processo de serramento no qual a ferramenta gira 
ao redor de seu eixo e a peça ou ferramenta se desloca (figuras 52 a 54). 
 
 
 
9 - BROCHAMENTO - Processo mecânico de usinagem destinado à 
obtenção de superfícies quaisquer com auxílio de ferramentas multicortantes. Para 
tanto, a ferramenta ou a peça se deslocam segundo uma trajetória retilínea, coincidente 
ou paralela ao eixo da ferramenta. O brochamento pode ser: 
9.1 - Brochamento interno - Processo de brochamento executado num furo 
 12 
passante da peça (figura 55). 
9.2 - Brochamento externo - Processo de brochamento executado numa 
superfície externa da peça (figura 56). 
10 - ROSCAMENTO - Processo mecânico de usinagem destinado à 
obtenção de filetes, por meio da abertura de um ou vários sulcos helicoidais de passo 
uniforme, em superfícies cilíndricas ou cônicas de revolução. Para tanto, a peça ou a 
ferramenta gira e uma delas se desloca simultaneamente segundo uma trajetória 
retilínea paralela ou inclinada ao eixo de rotação. O roscamento pode ser interno ou 
externo. 
10.1 - Roscamento interno - Processo de roscamento executado em 
superfícies internas cilíndricas ou cônicas de revolução (figuras 57 a 60). 
10.2 - Roscamento externo - Processo de roscamento executado em 
superfícies externas cilíndricas ou cônicas de revolução (figuras 61 a 66). 
 
 13 
 
11 - LIMAGEM - Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de 
superfícies quaisquer com auxílio de ferramentas multicortantes (elaboradas por 
picagem) de movimento contínuo ou alternativo (figuras 67 a 68). 
 
12 - RASQUETEAMENTO - Processo manual de usinagem destinado à 
ajustagem de superfícies com auxílio de ferramenta monocortante (figura 69). 
 
13 - TAMBORAMENTO - Processo mecânico de usinagem no qual as peças 
são colocadas no interior de um tambor rotativo, juntamente ou não com materiais 
especiais, para serem rebarbadas ou receberem um acabamento (figura 70). 
 
 
 14 
14 - RETIFICAÇÃO - Processo de usinagem por abrasão destinado à 
obtenção de superfícies com auxílio de ferramenta abrasiva de revolução3. Para tanto, 
a ferramenta gira e a peça ou a ferramenta se desloca segundo uma trajetória 
determinada, podendo a peça girar ou não. 
A retificação pode ser tangencial ou frontal. 
14.1 - Retificação tangencial - Processo de retificação executado com a 
superfície de revolução da ferramenta (figura 71). Pode ser: 
14.1.1 - Retificação cilíndrica - Processo de retificação tangencial no qual a 
superfície usinada é uma superfície cilíndrica (figuras 71 a 74). Esta superfície pode ser 
externa ou interna, de revolução ou não. 
Quanto ao avanço automático da ferramenta ou da peça, a retificação 
cilíndrica pode ser com avanço longitudinal da peça (figura 71), com avanço radial do 
rebolo (figura 73), com avanço circular do rebolo (figura 74) ou com avanço longitudinal 
do rebolo**. 
14.1.2 - Retificação cônica - Processo de retificação tangencial no qual a 
superfície usinada é uma superfície cônica (figura 75). Esta superfíciepode ser interna 
ou externa. 
Quanto ao avanço automático da ferramenta ou da peça, a retificação cônica 
pode ser com avanço longitudinal da peça (figura 75), com avanço radial do rebolo, 
com avanço circular do rebolo ou com avanço longitudinal do rebolo. 
14.1.3 - Retificação de perfis - Processo de retificação tangencial no qual a 
superfície usinada é uma superfície qualquer gerada pelo perfil do rebolo (figuras 76 a 
77). 
14.1.4 - Retificação tangencial plana - Processo de retificação tangencial no 
qual a superfície usinada é uma superfície plana (figura 78). 
14.1.5 - Retificação cilíndrica sem centros - Processo de retificação cilíndrica 
no qual a peça sem fixação axial é usinada por ferramentas abrasivas de revolução, 
com ou sem movimento longitudinal da peça (figuras 79 a 82). 
A retificação sem centros pode ser com avanço longitudinal da peça 
(retificação de passagem) ou com avanço radial do rebolo (retificação em mergulho) 
(figuras 80 a 82). 
 
3
 Denomina-se de usinagem por abrasão ao processo mecânico de usinagem no qual são 
empregados abrasivos ligados ou soltos. Segundo a Norma PB-26 - Ferramentas Abrasivas da A.B.N.T., 
denomina-se ferramenta abrasiva a ferramenta constituída de grãos abrasivos ligados por aglutinante, com formas a 
dimensões definidas. A ferramenta abrasiva com a forma de superfície de revolução adaptável a um eixo, E 
denominada rebolo abrasivo. Não são considerados rebolos abrasivos rodas ou discos de metal, madeira, tecido, 
papel, tendo uma ou várias camadas de abrasivos na superfície. 
 15 
14.2 - Retificação frontal - Processo de retificação executado com a face do 
rebolo. É geralmente executada na superfície plana da peça, perpendicularmente ao 
eixo do rebolo. 
A retificação frontal pode ser com avanço retilíneo da peça (figura 83), ou 
com avanço circular da peça (figura 84). 
 
 
 
 16 
 
 
15 - BRUNIMENTO - Processo mecânico de usinagem por abrasão 
empregado no acabamento de furos cilíndricos de revolução, no qual todos os grãos 
ativos da ferramenta abrasiva estão em constante contato com a superfície da peça e 
descrevem trajetórias helicoidais (figura 85). Para tanto, a ferramenta ou a peça gira e 
se desloca axialmente com movimento alternativo. 
 
16 - SUPERACABAMENTO - Processo mecânico de usinagem por abrasão 
empregado no acabamento de peças, no qual os grãos ativos da ferramenta abrasiva 
 17 
estão em constante contato com a superfície da peça. Para tanto, a peça gira 
lentamente e, a ferramenta se desloca com movimento alternativo de pequena 
amplitude e freqüência relativamente grande (figuras 87 a 88). 
 
17 - LAPIDAÇÂO - Processo mecânico de usinagem por abrasão executado 
com abrasivo aplicado por porta-ferramenta adequado, com objetivo de se obter 
dimensões especificadas da peça (figura 86)4. 
 
18 - ESPELHAMENTO - Processo mecânico de usinagem por abrasão no 
qual é dado o acabamento final da peça por meio de abrasivos, associados a um porta-
ferramenta específico para cada tipo de operação, com o fim de se obter uma 
superfície especular. 
 
19 - POLIMENTO - Processo mecânico de usinagem por abrasão no qual a 
ferramenta é constituída por um disco ou conglomerado de discos revestidos de 
substâncias abrasivas (figura 89 a 90). 
 
20 - LIXAMENTO - Processo mecânico de usinagem por abrasão executado 
por abrasivo aderido a uma tela e movimentado com pressão contra a peça (figuras 91 
a 92). 
 
21 - JATEAMENTO - Processo mecânico de usinagem por abrasão no qual 
as peças são submetidas a um jato abrasivo, para serem rebarbadas, asperizadas ou 
receberem um acabamento (figura 93). 
 
22 - AFIAÇÃO - Processo mecânico de usinagem por abrasão, no qual é 
dado o acabamento das superfícies da cunha cortante da ferramenta, com o fim de 
habilitá-la desempenhar sua função. Desta forma, são obtidos os ângulos finais da 
ferramenta (figura 94). 
23 - DENTEAMENTO - Processo mecânico de usinagem destinado à 
obtenção de elementos denteados. Pode ser conseguido basicamente de duas 
maneiras: formação e geração. 
 
4
 Segundo a Padronização Brasileira PB-26 da A.B.N.T., abrasivo é um produto natural ou sintético, 
granulado, usado de várias formas, com a finalidade de remover o material das superfícies das peças até o 
desejado. 
 18 
A formação emprega uma ferramenta que transmite a forma do seu perfil à 
peça com os movimentos normais de corte a avanço. 
A geração emprega uma ferramenta de perfil determinado, que com os 
movimentos normais de corte, associados aos característicos de geração, produz um 
perfil desejado na peça. 
O estudo deste processo não é feito aqui, por fugir do nosso objetivo de 
fornecer os conhecimentos gerais dos processos de usinagem. 
 
 
 
 
 
 
 19 
 
2.1. GENERALIDADES 
Para o estudo racional dos ângulos das ferramentas de corte, das forças de 
corte e das condições de usinagem é imprescindível a fixação de conceitos básicos 
sobre os movimentos e as relações geométricas do processo de usinagem. Estes 
conceitos devem ser seguidos pelos técnicos e engenheiros que se dedicam à 
usinagem e à fabricação das ferramentas de corte e máquinas operatrizes. Desta 
forma, torna-se necessária a uniformização de tais conceitos, objeto das associações 
de normas técnicas. Cada país industrializado tem, assim, as suas normas sobre 
ângulos das ferramentas, formas e dimensões das mesmas, etc. Na falta de norma 
brasileira sobre esse assunto, vamos seguir a norma DIN 6580, a qual é a mais 
completa e a que melhor se aplica aos diferentes processos de usinagem. Esta norma 
contém os fundamentos sobre uma sistemática uniforme de usinagem, constituindo a 
base para uma série de normas referentes ao corte dos metais. Aplica-se 
fundamentalmente a todos os processos de usinagem. Quando resultam limitações 
através de particularidades sobre certas ferramentas (por exemplo, ferramentas 
abrasivas), as mesmas são indicadas através de anotações. A numerosidade de 
conceitos, que servem somente para uma ferramenta ou um processo de corte, não é 
tratada nesta norma. Por outro lado, a validade universal do conceito para todos os 
processos de usinagem fornece a possibilidade de reduzir ao mínimo a quantidade de 
conceitos necessários à prática. 
Os conceitos tratados nessa norma se referem a um ponto genérico da 
aresta cortante, dito ponto de referência. Nas ferramentas de barra este ponto é fixado 
na parte da aresta cortante próximo à ponta da ferramenta. 
2.2. MOVIMENTOS ENTRE A PEÇA E A ARESTA CORTANTE 
Os movimentos no processo de usinagem são movimentos relativos entre a 
peça e a aresta cortante. Estes movimentos são referidos à peça, considerada como 
parada. 
Deve-se distinguir duas espécies de movimentos: os que causam 
diretamente a saída de cavaco e aqueles que não tomam parte direta na formação do 
 20 
cavaco. Origina diretamente a saída de cavaco o movimento efetivo de corte, o qual na 
maioria das vezes é o resultante do movimento de corte e do movimento de avanço. 
2.2.1. Movimento de corte 
O movimento de corte é o movimento entre a peça e a ferramenta, o qual 
sem o movimento de avanço origina somente uma única remoção de cavaco durante 
uma volta ou um curso (Figura 2.1, Figura 2.2 e Figura 2.3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.2.2. Movimento de avanço 
O movimento de avanço é o movimento entre a peça e a ferramenta, que, 
juntamente com o movimento de corte, origina um levantamento repetido ou contínuo 
 
Figura 2.1 - Furaçãocom broca helicoidal,mostrando os movimentos de corte e avanço. 
 
Figura 2.2 - Fresamento com fresa cilíndrica, mostrando os movimentos de corte e avanço. 
 21 
de cavaco, durante várias revoluções ou cursos (Figuras 2.1, 2.2 e 2.3). 
O movimento de avanço pode ser o resultante de vários movimentos 
componentes, como por exemplo o movimento de avanço principal e o movimento de 
avanço lateral (Figura 2.4). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.2.3. Movimento efetivo de corte 
O movimento efetivo de corte é o resultante dos movimentos de corte e de 
avanço, realizados ao mesmo tempo. 
Não tomam parte direta na formação do cavaco o movimento de 
posicionamento, o movimento de profundidade e o movimento de ajuste. 
2.2.4. Movimento de posicionamento 
É o movimento entre a peça e a ferramenta, com o qual a ferramenta, antes 
da usinagem, é aproximada à peça. Exemplo: a broca é levada à posição em que deve 
ser feito o furo. 
 
Figura 2.3 - Retificação plana tangencial mostrando os movimentos de corte e avanço. 
 
Figura 2.4 - Copiagem de uma peça mostrando as componentes do movimento de avanço: avanço 
principal e avanço lateral 
 22 
2.2.5. Movimento de profundidade 
É o 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 ap (Figura 2.5) da ferramenta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.2.6. Movimento de ajuste 
É o movimento de correção entre a peça e a ferramenta, no qual o desgaste 
da ferramenta deve ser compensado. Exemplo: movimento de ajuste para compensar o 
desgaste do rebolo na retificação. 
2.3. DIREÇÕES DOS MOVIMENTOS 
Deve-se distinguir a direção de corte, direção de avanço e direção efetiva de 
corte. 
2.3.1. Direção de corte 
É a direção instantânea do movimento de corte. 
2.3.2. Direção de avanço 
É a direção instantânea do movimento de avanço. 
2.3.3. Direção efetiva de corte 
É a direção instantânea do movimento efetivo de corte. 
2.4. PERCURSO DA FERRAMENTA EM FRENTE DA PEÇA 
Deve-se distinguir o percurso de corte, o percurso de avanço e o percurso 
 
Figura 2.5 - Torneamento. Superfície principal e lateral de corte. 
a
p
 
a
p
 
f 
S=ap.f=b.h 
f 
vf 
 23 
efetivo de corte. 
2.4.1. Percurso de corte 
O percurso de corte lc, é o espaço percorrido sobre a peça pelo ponto de 
referência da aresta cortante. segundo a direção de corte (Figura 2.6). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.4.2. Percurso de avanço 
O percurso de avanço lf é o espaço percorrido pela ferramenta, segundo a 
direção de avanço (Figura 2.6). Deve-se distinguir as diferentes componentes do 
movimento de avanço (Figura 2.4). 
2.4.3. Percurso efetivo de corte 
O percurso efetivo de corte Ie é o espaço percorrido pelo ponto de referência 
da aresta cortante, segundo a direção efetiva de corte (Figura 2.6). 
2.5. VELOCIDADES 
Deve-se distinguir a velocidade de corte, a velocidade de avanço e a 
velocidade efetiva de corte. 
2.5.1. Velocidade de corte 
A velocidade de corte v é a velocidade instantânea do ponto de referência da 
aresta cortante, segundo a direção a sentido de corte. 
2.5.2. Velocidade do avanço 
A velocidade de avanço vf é a velocidade instantânea da ferramenta 
segundo a direção e sentido de avanço. 
2.5.3. Velocidade efetiva de corte 
A velocidade efetiva de corte ve é a velocidade instantânea do ponto de 
 
Figura 2.6 - Fresamento tangencial com fresa cilíndrica. Percurso de corte lc, percurso efetivo de 
corte Ie; percurso de avanço lf (Os dentes 1 e 2 mostram o movimento da fresa). 
lf lf 
le 
 24 
referência da aresta cortante, segundo a direção efetiva de corte. Pode-se ter ainda, 
conforme o item 2, as velocidades de posicionamento, de profundidade e de ajuste. 
2.6. GRANDEZAS DE CORTE 
As grandezas de corte são as grandezas que devem ser ajustadas na 
máquina direta ou indiretamente para a retirada do cavaco. 
2.6.1. Avanço 
O avanço f é o percurso de avanço em cada volta (Figura 2.5) ou em cada 
curso (Figura 2.9). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.7 - Fresamento tangencial. Largura de corte ap; espessura de penetração e. 
ap 
 
Figura 2.8 - Fresamento frontal. Profundidade de corte ap; espessura de penetração e. 
ap 
 25 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.6.2. Profundidade ou largura de corte 
É a profundidade ou largura de penetração da aresta principal de corte, 
medida numa direção perpendicular ao plano de trabalho (Figura 2.5 e Figura 2.7 a 
213). 
No torneamento propriamente dito, faceamento, aplainamento, fresamento 
frontal e retificação frontal (ver figuras da unidade A), ap corresponde à profundidade de 
corte (Figuras 2.5, 2.8, 2.9 e 2.10). 
No sangramento, brochamento, fresamento tangencial (em particular 
fresamento cilíndrico) e retificação tangencial (ver figuras da unidade A), ap 
 
Figura 2.9 - Aplainamento. Profundidade de corte ap; avanço f=fc. 
ap 
 
Figura 2.10 - Retificação frontal. Profundidade de corte ap; espessura de penetração e 
ap 
 26 
corresponde à largura de corte (Figuras 2.7, 2.11 e 2.12). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Na furação (sem pré-furação), ap corresponde à metade do diâmetro da 
broca (Figura 2.13). 
A grandeza ap é sempre aquela que, multiplicada pelo avanço de corte f, 
origina a área da secção de corte s. Ela é medida num plano perpendicular ao plano de 
trabalho, enquanto que o avanço de corte fc é medido sempre no plano de trabalho. Em 
alguns casos recebe a denominação de profundidade de corte (Figuras 2.5, 2.8, 2.9 e 
2.10), enquanto que noutros casos recebe a denominação de largura de corte (Figura 
2.7, 2.11 e 2.12); porém, é sempre representada pela letra ap. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.11 - Brochamento. 
 
Figura 2.12 - Retificação plana tangencial. Largura de corte ap; espessura de penetração e. 
ap 
 27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.6.3. Espessura de penetração 
A espessura de penetração e é de importância predominante no fresamento 
e na retificação (Figuras 2.7, 2.8, 2.10 e 2.12). É a espessura de corte em cada curso 
ou revolução, medida no plano de trabalho e numa direção perpendicular à direção de 
avanço. 
2.7. GRANDEZAS RELATIVAS AO CAVACO 
Estas grandezas são derivadas das grandezas de corte e são obtidas 
através de cálculo. Porém, não são idênticas às obtidas através da medição do cavaco, 
que no momento não nos interessam. 
2.7.1. Comprimento de corte 
O 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 . 
É, portanto, medido na intersecção da superfície de corte com o plano 
normal à velocidade de corte, passando pelo ponto de referência da aresta cortante. 
Em ferramentas com aresta cortante retilínea a sem curvatura na ponta tem-se. 
sen
pa
APb 
 (2.1) 
onde  é o ângulo de posição da aresta principal de corte. 
2.7.2. Espessura de corte 
A espessura de corte h é a espessura calculada5 do cavaco a ser retirado, 
 
5
 A espessura calculada de cavaco não deve ser confundida com a espessura de cavaco h' obtida 
pela medição (com instrumento de medida: micrômetro, paquímetro, etc.). A primeira é obtida por cálculotrigonométrico, conforme a fórmula (2.2). 
 
Figura 2.13 - Furação. Largura de corte ap=d/2. 
ap 
 28 
medida normalmente à superfície de corte e segundo a direção perpendicular à direção 
de corte . 
Em ferramentas com aresta cortante retilínea e sem curvatura da ponta, tem-
se 
sen efh
 (2.2) 
2.7.3. Área da secção de corte 
A área da secção de corte s (ou simplesmente secção de corte) é a área 
calculada6 da secção de cavaco a ser retirado, medida no plano normal à direção de 
corte. 
 
 
6
 A área calculada da secção de cavaco não deve ser confundida com a área da secção de cavaco a 
qual é obtida pela medição do cavaco através de instrumentos de medida. 
 29 
2.8. A CUNHA DE CORTE - TERMOS E DENOMINAÇÕES 
 
No inicio do corte, a ponta da cunha penetra no material da peça que se 
deforma elástica e plasticamente. Após ultrapassar a tensão de cisalhamento máxima 
do material, este começa a escoar. Em dependência da geometria da cunha de corte, o 
material deformado passa a formar um cavaco que deslocar sobre a face da cunha de 
corte, figura 2.14. 
 
 
Figura 2.14 - Representação esquemática da formação do cavaco. 
 
Em todos os processos de remoção de cavaco, características do processo 
como formação de cavaco, saída do cavaco, força de corte, desgaste e o resultado do 
trabalho, são influenciados consideravelmente pela geometria da ferramenta. Em 
decorrência disto, a geometria da ferramenta deve ser adaptada ao material da peça, 
ao material da ferramenta e às condições específicas da máquina ferramenta . Os 
termos, a denominação e a designação da geometria da cunha, são normalizados pela 
DIN 6581 e a ISO 302/1. As explanações mostradas a seguir são tiradas destas 
normas. 
cavaco 
cunha de corte 
movimento de corte 
h espessura de 
usinagem 
hch espessura de 
 corte 
 ângulo de 
 incidência 
 ângulo de cunha 
 ângulo de saída 
 
 30 
 
Figura 2.15 - Superfícies, gumes, quina e chanfros, na ferramenta de torneamento ou 
aplainamento (DIN 6581). 
 
A figura 2.15, mostra uma ferramenta de torneamento ou aplainamento e 
define as superfícies, gumes, chanfros e quinas. Então, diz-se como sendo cunha de 
corte, o corpo limitado pela superfície indicada na figura. A intersecção das superfícies 
mostrada na figura, forma os gumes. O gume que se mostra no sentido da direção de 
avanço, é denominado de gume principal. Correspondentemente, o gume que tem a 
cunha normal ao sentido de avanço é denominado de gume secundário. A intersecção 
dos dois gumes, é denominada de quina da ferramenta e muitas vezes apresenta a 
forma arredondada. 
A face da ferramenta é a superfície sobre a qual sai o cavaco. Designam-se 
de flancos, as superfícies que se justapõem às superfícies novas formadas durante a 
usinagem; os flancos são designados como flanco principal e flanco secundário. Se 
tivermos chanfros nos gumes, designamos estes de chanfro do gume principal e 
chanfro do gume secundário. Podemos ainda ter chanfros nos flancos, denominando 
então chanfro do flanco principal e chanfro do flanco secundário. 
Para o esclarecimento da terminologia e dos ângulos da cunha, é propício 
distinguir entre o sistema de referência da ferramenta e o sistema de referência efetivo. 
Ambos os sistemas estão baseados em duas superfícies de referência, que no entanto, 
não são as mesmas. 
 
haste 
 
 
gume principal 
chanfro da face 
do gume principal 
chanfro do flanco 
do gume principal 
flanco principal 
quina com raio 
 de arredondamento 
flanco secundário 
chanfro da face 
do gume secundário 
gume secundário 
face 
 31 
 
Figura 2.16 - Sistema de referência na ferramenta (DIN 6581). 
 
O sistema de referência na ferramenta está mostrado na figura 2.16 e se 
baseia nas dimensões geométricas da ferramenta estática, sem considerar a 
cinemática do processo de usinagem. Este sistema é empregado para a fabricação e 
manutenção, bem como para a descrição da ferramenta de corte. 
Com isto, o sistema de referência na ferramenta é colocado de tal forma que 
a linha de referência passa por um ponto no gume, normal à direção do corte. Em 
decorrência disto, para ferramentas de torneamento e aplainamento, ela está localizada 
paralelamente à superfície de apoio da ferramenta de corte. A superfície normal à 
superfície de referência que passa pelo gume, é denominada de superfície de corte e 
esta, por sua vez, é normal à superfície de medição da cunha, o terceiro plano no 
sistema de coordenadas ortogonais. 
 
Figura 2.17 - Sistemas de referência efetivos (DIN 6581). 
Superfície 
de apoio 
Direção pressuposta do 
mov.de corte 
 32 
O sistema de referência efetivo, mostrado na figura 2.17, considera a 
velocidade de avanço durante o processo de usinagem. 
A superfície de referência efetiva em decorrência disto, é normal à direção 
efetiva do corte que resulta da soma da velocidade de corte e velocidade de avanço. A 
superfície efetiva de corte e a superfície efetiva de medição de cunha, se orientam da 
mesma forma que as superfícies no sistema de referência na ferramenta. 
Segundo a DIN 6580, a superfície de trabalho no sistema de referência e no 
sistema efetivo, são superfícies imaginárias que compreendem a direção da velocidade 
de corte e a direção da velocidade de avanço. Nela, nós temos a realização de todos 
os movimentos que estão relacionados com a formação de cavaco. Nas ferramentas de 
torneamento e aplainamento, ela normalmente é uma superfície normal ou paralela ao 
suporte da ferramenta. 
Os ângulos designados a seguir, servem para a determinação da posição e 
da forma de uma cunha de corte. Distingue-se entre os ângulos na ferramenta e os 
ângulos no sistema de referência, figura 2.18 e 2.19. No sistema efetivo os ângulos são 
acrescentados do termo efetivo com o index "e" (effective). 
 
Figura 2.18 - Ângulos na ferramenta para um ponto no gume principal, de uma 
ferramenta de torneamento (DIN 6581). 
CORTE C-D 
superfície pressuposta 
de trabalho Pf 
direção pressuposta 
de corte 
superfície de referência 
da ferramenta Pr 
CORTE A-B 
(sup de medição da 
cunha) 
face 
superfície de 
referência da 
ferramenta Pr superfície do gume principal 
flanco 
ponto de 
observação 
superfície 
pressuposta de 
trabalho Pf 
CORTE E-F 
(normal a sup. 
pressuposta de trab. Pf e 
à sup. de ref. da ferr. Pr) 
superfície de referência 
da ferramenta Pr 
superfície de 
referência da 
ferramenta Pr 
VISTA Z 
(sup. de trab. do gume 
princ. da ferr.) 
 
gume 
 
O plano de desenho da vista 
principal correspondente à 
sup. de ref da ferr. Pr. 
 33 
 
Figura 2.19 - Ângulos efetivos para um ponto que passa pelo gume de uma ferramenta 
de torneamento (DIN 6581). 
 
A distinção entre os ângulos no gume principal e no gume secundário, 
ocorre pela caracterização do índice “n” para o gume secundário. 
- O ângulo de posição “” é o ângulo entre a superfície de corte e a superfície de 
trabalho, medido na superfície de referência. 
- O ângulo de quina “”, é o ângulo entre a superfície do gume principal e do gume 
secundário, medido na superfície de referência. 
- O ângulo de inclinação lateral “” é o ângulo entre o gume e a superfície de 
referência, medidos na superfície de corte. Ele pode ser positivo ou negativo, 
valendo a mesma regra que para o ângulo de saída positivo e negativo. 
- O ângulo de incidência “”, é o ângulo entre o flanco e a superfície de corte, medido 
na superfície de medição da cunha. 
-O ângulo de cunha “”, é o ângulo entre o flanco e a face, medido na superfície de 
medição da cunha. 
- O ângulo de saída “”, é o ângulo entre a superfície de saída e a superfície de 
referência, medido na superfície da cunha. O ângulo de saída é positivo, se a 
superfície de referência colocada no ponto de intersecção e a superfície de medição 
de cunha, estão localizadas fora da cunha de corte. 
Direção efetiva Direção de corte 
CORTE C-D 
Sup. efetiva de referência Pre 
 Direção de avanço 
CORTE A-B 
(sup. efetiva de 
inclinação da cunha) 
face 
flanco 
Sup. do gume principal 
VISTA PRINCIPAL 
Ponto observado 
do gume 
Sup. efetiva do gume 
secundário 
VISTA Z 
(sup. efetiva do 
gume) 
Sup. efetiva 
de medição 
da cunha 
gume 
 
CORTE E-F 
(normal à sup. de trabalho e a 
sup. efetiva de ref.) 
Sup. efetiva 
de ref.Pre 
Sup. efetiva do 
gume principal 
 
 34 
 
Para a designação dos termos na cunha, foi empregada a geometria de uma 
ferramenta de torneamento, já que nesta é mais simples de exemplificar os diversos 
aspectos. As definições aqui representadas, em principio, valem para todas as 
ferramentas de corte de geometria definida. 
2.9. O PROCESSO DE CORTE. 
A figura 2.20 mostra a representação esquemática do mecanismo de 
formação de cavaco, como ele é visto na micrografia de uma raiz de cavaco (à direita 
da figura). A representação mostra que a deformação plástica contínua, que se mostra 
na região de formação de cavaco, pode ser dividida em três regiões. A configuração 
estrutural na peça (a) por cisalhamento, passa para configuração estrutural do cavaco, 
em (b). A deformação plástica na região de cisalhamento na usinagem de materiais 
frágeis, pode levar a separação do material na região por cisalhamento. Se o material 
no entanto, tem uma capacidade de deformação maior, então a separação só ocorre 
imediatamente diante do gume na região (e). A solicitação de tração, simultânea a 
aplicação de uma pressão vertical sobre a ferramenta em combinação com as 
temperaturas elevadas, leva a deformações na camada superficial da superfície de 
corte (c) a na superfície de corte (d). No deslizamento sobre a superfície da ferramenta, 
se formam superfícies limites que também sofrem deformações plásticas 
complementares. Essas regiões de escoamento (regiões não atacadas, brancas na 
parte inferior do cavaco na metalografia) que tem uma textura de deformação paralela 
à face da ferramenta, nos dão a impressão de escoamento viscoso com grau de 
deformação extremamente elevado. 
 
Figura 2.20 - Raiz de cavaco. 
O cavaco que se formou nesse processo acima descrito, é denominado de 
Estrutura da peça 
Superfície 
de corte 
flanco 
face 
ferramenta 
estrutura do cavaco 
plano de 
cisalhamento 
Mat. da peça Ck53 
Mat. da ferr. HM P30 
Veloc. de corte vc=100m/min 
Seção de usinagem ap.f=2.0,315 mm
2
 
 
Zona de 
cisalhamento 
ferramenta 
superfície de corte 
 35 
cavaco em forma de fita. Outras formas de cavaco são o cavaco em lamela, cisalhado 
e arrancado. Pressupondo que as condições de corte na região de cisalhamento, no 
máximo podem levar a um grau de deformação 0, podemos distinguir a forma do 
cavaco no diagrama tensão de cisalhamento x deformação, figura 2.21, e concluir 
sobre os seguintes relacionamentos, 
 
Figura 2.21 - Formas de cavaco em dependência das propriedades dos materiais 
(Vieregge). 
 
a) Cavacos contínuos: são formados quando o material tem uma 
capacidade de deformação suficientemente elevada (B>0), a estrutura na região do 
cavaco é regular e as deformações não levam a encruamentos acentuados na 
formação de cavacos, e o processo não é restringido por vibrações. 
 
b) Cavacos em forma de lamela: ocorrem quando (B<0<Z), que no 
entanto é maior que (ruptura). Também ocorre se a estrutura do cavaco é irregular e é 
levado a oscilações em decorrência de vibrações que por sua vez, levam a variações 
na espessura do cavaco. Cavacos de lamela podem ocorrer tanto para avanços 
grandes como para altas velocidades de corte. 
 
c) Cavacos cisalhados: constam de segmentos de cavacos, que são 
seccionados na região de cisalhamento e em parte caldeiam entre si. Eles se formam, 
se (Z< 0), de forma que isto não ocorre só para materiais frágeis como ferro fundido, e 
sim também quando a deformação produz um encruamento acentuado na estrutura do 
material. Cavacos cisalhados também podem ocorrer para velocidades de corte 
Cavaco contínuo Cavaco em lamelas Cavaco cisalhado 
Cavaco arrancado 
R
e
s
is
t.
 a
o
 c
is
a
lh
a
m
e
n
to
) 
Lamelas, cisalhado e 
arrancado contínuo 
Grau de deformação Grau de deformação no 
plano de cisalhamento 
def. elástica 
def. plástica 
def. com escoamento 
 36 
extremamente baixas (velocidades de corte de 1 a 3 m/min). 
 
d) Cavacos arrancados: normalmente ocorrem na usinagem de materiais 
frágeis com estrutura irregular como em alguns ferros fundidos e na usinagem de 
rochas. Os cavacos não são cisalhados e sim arrancados da superfície com o que a 
estrutura superficial da peça, muitas vezes é danificada por microlascamentos. 
2.10. SOLICITAÇÕES NA CUNHA DE CORTE 
A força de usinagem, aqui representada para o processo de torneamento, 
pode ser desmembrada em suas componentes: a força de corte Fc, a força de avanço 
Ff e a força passiva Fp, figura 2.21. Dessas forças, é possível deduzir as forças 
tangenciais Ft e força normal Fn. Se tivermos um ângulo de inclinação lateral =0, a 
influência do raio do gume secundário é pequena, isto é, o cavaco sai normalmente ao 
gume, então vale: 
 
   sinsin FFFF pfCn  coscos
 (3) 
 
   coscos  FFFF pfCt sinsin
 (4) 
 
Onde a expressão entre parênteses da equação 3 e 4 , corresponde a força 
normal ao gume Fkn, da figura 2.22. 
 
 
Figura 2.21 - Força de usinagem e suas componentes no torneamento. 
Movimento de corte 
(peça) 
F Força de usinagem 
Fc Força de corte 
Ff Força de avanço 
Fp Força passiva 
Movimento de avanço 
(ferramenta) 
 37 
 
Figura 2.22 - Componentes da força de usinagem na superfície de medição da cunha e 
na superfície de referência. 
 
As tensões médias normais e tangenciais sobre a face da ferramenta na 
usinagem do aço de construção mecânica, estão situadas na faixa de 350 a 400 N/mm2 
a 250 a 350 N/ mm2 respectivamente. Para materiais de difícil usinabilidade, estes 
valores podem atingir a 1100 N/mm2. A sua forma característica está representada na 
figura 2.23, qualitativamente. Em combinação com as temperaturas que temos na 
região de corte, que para a formação de cavacos contínuos pode estar situada acima 
de 1000oC, nós teremos deformações  entre 0.8 e 4 e velocidades de deformação  de 
aproximadamente 10000/s. Para uma comparação, na figura foram colocados os 
valores correspondentes de um ensaio. Para as condições de corte sob as quais 
trabalham as ferramentas de metal duro, nós teremos tempos de aquecimento e de 
deformação do material da peça, na ordem de grandeza de alguns milisegundos a 
velocidade de aquecimento, teoricamente está localizada na faixa de 106 oC/s. 
Fc Força de corte 
Ff Força de avanço 
Fp Força passiva 
Ffp Resultante de Ff e Fp 
Fn Força normal ao gume 
principal 
Ft Força tangencial ao gume 
Fn Força normal à face 
Ft Força tangencial à face 
Fn Força normal ao plano de 
cisalhamento 
Ft Força tangencial ao plano de 
cisalhamento 
Fcn Resultante de Fc e Fn 
 
 
 
 
h Espessura de usinagem 
hch Espessura do cavaco 
vc Velocidade de corte 
vch Velocidadede saída do cavaco 
 Ângulo de incidência 
 Ângulo de cunha 
 Ângulo de saída 
 Ângulo de inclinação lateral 
 Ângulo de cisalhamento 
 
 38 
 
Figura 2.23 - Condições de usinagem. 
 
O trabalho na usinagem, é resultante do produto entre o percurso decorrido 
e as forças que indicam a direção do percurso de usinagem, segundo a norma DIN 
6584. Correspondentemente podemos determinar as potências de usinagem, como 
sendo o produto das componentes da velocidade e da componente da força de 
usinagem respectiva. O trabalho de corte Wc e potência de corte Pc são: 
Wc = lc . Fc (5) 
Pc = vc . Fc/60 (6) 
O trabalho de avanço Wf e a potência de avanço Pf são: 
Wf = lf . Ff (7) 
Pf = vf . Ff (8) 
Entende-se como trabalho efetivo We a potência efetiva Pe, a soma das 
correspondentes parcelas de corte e avanço: 
We = Wc + Wf (9) 
Pe = Pc + Pf (10) 
Em decorrência da velocidade de avanço pequena e dos pequenos 
percursos de avanço, o trabalho de avanço e a potência de avanço no torneamento, 
normalmente são apenas da ordem de 0.03 a 3% do trabalho de corte ou da potência 
de corte. Na maioria das vezes portanto, pode ser escrito We  Wc e Pe  Pc. 
A figura 2.24, nos mostra a divisão do trabalho total de usinagem em 
Mat. da peça Ck 45; mat. da ferr. HM P20; ap.f=2.0,25mm
2
; vc=160m/min 
Temperatura de corte T1~1030
o
 C 
Veloc. de saída do cavaco vch=67m/min 
Veloc. de aquecimento 10
6 o
C/s 
Tensão normal média nm=350 dN/mm
2
 
Tensão de cisalhamento média m=250 dN/mm
2
 
 
comportamento 
das tensões 
região de cisalhamento 
 
ferramenta 
 recorte A 
 
 39 
trabalho de cisalhamento, trabalho de corte e trabalho de atrito, em dependência da 
espessura de usinagem. A figura mostra que as parcelas diferentes de trabalho, 
dependem da espessura de usinagem, onde o trabalho de cisalhamento tem a principal 
parcela para grandes espessuras de usinagem. 
 
Figura 2.24 - Subdivisão do trabalho efetivo na usinagem em dependência da 
espessura de usinagem (Vieregge). 
 
O trabalho mecânico efetivo, empregado para usinagem, é praticamente 
transformado completamente em energia térmica. Os centros de geração de calor são 
idênticos aos centros de deformação. Em decorrência disso, temos fontes de calor na 
região de cisalhamento e nas regiões de atrito na ferramenta. A figura 2.20, mostra que 
o grau de deformação na região de cisalhamento, no lado inferior do cavaco, é bem 
maior que na região de cisalhamento, de forma que entre o cavaco e a ferramenta nós 
teremos que esperar as maiores temperaturas. Uma vez que a espessura dessa região 
de cisalhamento é muito fina em relação à região de cisalhamento, essas temperaturas 
mais elevadas não são diretamente correlacionadas com a maior transformação de 
energia. 
A representação na figura 2.25 à esquerda, nos dá uma informação das 
quantidades de calor que são absorvidas pela peça, cavaco e ferramenta. A maior 
parte do calor é transportada pelo cavaco. A parcela principal da energia mecânica 
(nesse caso 75% e de uma forma genérica, maior que 50%), é transformada na região 
de cisalhamento. As quantidades de calor respectivas para as diversas regiões de 
transformação de energia, são dissipadas por condução, irradiação e convecção, para 
o meio ambiente. Como conseqüência desse balanço térmico, nós teremos campos de 
 
Trabalho 
efetivo 
We=Fe.le 
Trabalho de 
deformação 
Trabalho de 
atrito 
Trabalho de 
cisalhamento 
Trabalho de 
corte 
Atrito no flanco 
Atrito na face 
 
 
Energia latente 
e calor 
Mat. da peça 55NiCrMoV6 
Resist. à tração 800 N/mm
2
 
Veloc. de corte vc=100m/min 
Largura de usinagem b=4,25mm 
Ângulo de incidência =5
o
 
Ângulo de saída =10
o
 
Espessura de usinagem h 
atrito no flanco e trabalho de corte 
atrito na face 
trab. de cisalhamento 
trabalho total 
T
ra
b
a
lh
o
 e
fe
ti
v
o
 W
e
 /
 
c
o
m
p
ri
m
e
n
to
 d
e
 c
o
rt
e
 
 40 
temperatura que se modificam até que tenhamos um equilíbrio entre a quantidade de 
calor gerada e a transmitida para fora. O campo de temperatura típico, foi determinado 
matematicamente e mostrado a direita na figura 2.25. 
 
 
Figura 2.25 - Distribuição de calor e temperatura na peça, cavaco e ferramenta, para a 
usinagem de aço (Kronenberg e Vieregge). 
 
Se observarmos uma partícula de material na região de cisalhamento, então 
sua temperatura será no mínimo igual a de uma partícula na região de cisalhamento. 
Se continuarmos a deslizar essa partícula sobre a região de contato, esta partícula, na 
face inferior do cavaco, será aquecida consideravelmente pois a energia necessária 
para separar o cavaco, na interface cavaco e ferramenta, é praticamente transformada 
integralmente em calor. Como este fenômeno só ocorre nas regiões limites entre 
cavaco e ferramenta em uma camada de material muito fina, ele aquece a camada 
inferior do cavaco tanto mais quanto menor for o tempo, em decorrência da velocidade 
de corte, disponível para a condução do calor. A temperatura máxima não ocorre 
diretamente sobre o gume e sim afastada, do sentido de deslocamento da saída do 
cavaco. 
peça 
ferramenta 
cavaco 
Para aço 
Material da peça aço kf=850N/mm2 
Mat. da ferramenta HM P20 
Velocidade de corte vc=60m/min 
Espessura de usinagem h=0,32mm 
Ângulo de saída =10
o
 
 41 
 
Figura 2.26 - Temperatura média na face da ferramenta. 
 
Uma idéia da ordem de grandeza das temperaturas médias na face das 
ferramentas em dependência da velocidade de corte para diversos materiais de 
ferramenta, nos está dada na figura 2.26. Na faixa de velocidade de corte vc = 20 até 
50 m/min, o comportamento da temperatura no papel Log-Log não é linear. O motivo 
para isto, é que nesta faixa de velocidade nós temos a formação de gumes postiços 
(veja parágrafo 1.4.2), que perturba a condução de calor. 
2.10.1. Influência da geometria da cunha sobre a sua resistência 
Dependendo da função que a ferramenta deve exercer na usinagem, tem-se 
geometrias da cunha bastante distintas. A escolha da geometria depende de: 
- material da ferramenta, 
- material da peça, 
- condições de corte e 
- geometria da peça. 
 
 
 
 
Formação de 
gume postiço 
 
Material da ferram. HM P10, P30, HSS 12-1-4-5 
Material da peça Ck53N 
 
Geometria da ferramenta: 
Seção de usinagem ap.f = 3.0,25 mm
2
 
Tempo de corte t = 15 s 
Velocidade de corte vc 
T
e
m
p
e
ra
tu
ra
 n
a
 f
a
c
e
 
 42 
 
Ângulo de 
saída 
 
Ângulo de 
incidência 
 
Ângulo de 
inclinação 
 
Ângulo de 
posição 
 
Ângulo de 
quina 
 
Raio da 
quina 
r 
Aço rápido -6
o
 a +20
o
 6
o
 a 8
o
 
-6
o
 a +6
o
 10
o
 a 100
o
 60
o
 a 120
o
 0,4 a 2mm 
Metal duro -6
o
 a +15
o
 6
o
 a 12
o
 
Tabela 2.1 - Ângulos da ferramenta para a usinagem do aço. 
 
Geometrias usuais em ferramentas de corte, representadas pelos seus 
ângulos de cunha na usinagem de aço, são representadas na tabela 2.1. Cada 
determinação de um ângulo da geometria da ferramenta é uma solução de 
compromisso, que pode satisfazer a diversas exigências na usinagem, apenas 
aproximadamente. 
A figura 2.27, mostra em qual forma as variações de geometria da cunha 
influenciam as características de usinagem. 
 
Figura 2.27 - Influência da geometria da cunha sobre as características da usinagem. 
2.10.1.1. Ângulo de incidência “” 
O desgaste do flanco (caracterizado pela marca de desgastede flanco VB), 
é influenciado consideravelmente pelo ângulo de incidência. Se este for grande, a 
cunha é enfraquecida duplamente: na ferramenta poderemos ter um acúmulo de calor, 
que pode levar a perda da dureza a quente; uma cunha muito pequena além disso, 
aumenta o perigo do lascamento e quebra da ferramenta. 
Se o ângulo de incidência “” tende a 0o, o desgaste de flanco aumenta em 
decorrência dos caldeamentos na região de contato com o parceiro de atrito. 
2.10.1.2. Ângulo de saída “” , ângulo de cunha “” 
O ângulo de saída “”, ao contrário do ângulo “”, pode estar situado tanto 
 43 
no lado positivo quanto no lado negativo. O ângulo de saída é responsável pelo corte 
do material em questão. A ordem de grandeza do ângulo “”, influencia a estabilidade 
da cunha consideravelmente; em decorrência disso, ferramentas positivas podem 
quebrar como decorrência do enfraquecimento demasiado da cunha. Como vantagens 
de um ângulo de salda positivo, em primeiro lugar, devemos citar a diminuição da forca 
de corte e força de avanço, bem corno uma melhora considerável na qualidade da 
superfície da peça. A saída do cavaco, favorecida pelo ângulo de saída positivo, no 
entanto muitas vezes apenas propicia uma quebra de cavaco insuficiente (tendência a 
um cavaco contínuo). Ângulos de saída negativos, aumentam a estabilidade da 
ferramenta (aplicação por exemplo, no aplainamento e na usinagem de peças com 
interrupções de corte, tarefas de laminação ou de fundição). A deformação plástica na 
usinagem com ferramentas de ângulo de saída negativo é maior, e em decorrência 
disto temos forças de corte maior e uma solicitação térmica da cunha. Nós teremos um 
desgaste de cratera maior na face, que por sua vez pode levar a vidas mais curtas das 
ferramentas. 
O ângulo de saida “” e o ângulo de incidência “”, somados, formam o 
ângulo de cunha “”, a soma dos três ângulos, por definição, é 90o (figura 2.18 e 2.19). 
2.10.1.3. Ângulo de quina “” 
Para garantir uma boa estabilidade da ferramenta, principalmente quando 
se trata de uma solicitação pesada, o ângulo de quina deverá ser escolhido o tão 
grande quanto possível. Ângulos de quina pequenos, são empregados de sobre modo 
em tornos copiadores e na usinagem comandada numericamente. A faixa útil, com isto, 
está prescrita e o ângulo entre o gume secundário e a direção de avanço deve ser no 
mínimo 2o, para evitar que a ferramenta exerça um raspamento com o gume 
secundário sobre a superfície da peça. 
 
2.10.1.4. Ângulo de posição “” 
Para um avanço constante e profundidade de corte constante, com “” 
diminuindo, a largura de usinagem “b” aumenta. Com isso, diminui a força específica 
por unidade de comprimento de gume, de forma que a variação do ângulo de posição 
para valores pequenos, é especialmente favorável na usinagem de materiais de alta 
resistência, para com isto, garantir uma diminuição do desgaste da ferramenta. Por 
outro lado, a força passiva aumenta com a diminuição de “” e com isso incorremos ao 
perigo de que, em decorrência da instabilidade crescente do processo de usinagem, 
 44 
tenhamos vibrações regenerativas sobre a superfície da peça. 
2.10.1.5. Ângulo de inclinação “” 
Através de um ângulo de inclinação negativo, o processo de usinagem pode 
ser estabilizado, porque o inicio do corte da ferramenta não se dá na quina e sim na 
posição mais avançada em direção aparte central do gume. Com isso teremos uma 
solicitação adequada, de forma que o perigo da quebra do gume, em decorrência de 
uma solicitação excessiva, é evitado. A problemática da diminuição de solicitação no 
início de corte, tem uma importância maior em corte interrompido (por exemplo no 
fresamento a no aplainamento) e na usinagem de materiais fundidos e forjados (peças 
com furos transversais e vazios). 
Ângulos de inclinação lateral negativos, também provocam forças passivas 
grandes, que devem ser absorvidas pela máquina ferramenta (grande rigidez normal à 
árvore principal). 
O ângulo de inclinação lateral além disso, tem uma influência sobre o 
sentido e direcionamento da saída do cavaco. Um ângulo de inclinação lateral negativo, 
tem como conseqüência o direcionamento do cavaco sobre a superfície já usinada da 
peça e eventualmente com isso, podemos ter uma piora de qualidade da superfície 
usinada. 
2.10.1.6. Raio da Quina “r”. 
A escolha do raio da quina de uma ferramenta, depende do avanço “f” e da 
profundidade de corte “ap”. Em dependência do avanço escolhido, o raio de 
arredondamento da quina influencia a qualidade da superfície usinada, para a qual vale 
a equação seguinte: 
 
Rt  f
2/8.r (11) 
 
Raios de quina grandes, levam a uma melhora da qualidade superficial e a 
uma melhora da estabilidade dos gumes. Raios de quina pequenos têm a vantagem de 
tenderem menos a vibrações regenerativas, em decorrência da força passiva menor. 
 
 
 45 
 
 
- Deformação da raiz do cavaco 
- Atrito entre peça e ferramenta 
- Atrito entre cavaco e ferramenta 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os valores das proporções variam com: 
 o tipo de usinagem: torneamento, fresamento, brochamento, etc.; 
 o material da ferramenta e da peça; 
 a forma da ferramenta; 
 as condições de usinagem. 
Exemplo: quantidade de calor gerada na deformação plástica para aços de 
construção: 
vc = 50m/min 75% do total do calor gerado 
vc = 200m/min 25% do total do calor gerado 
logo, nos regimes de corte altos, o atrito é a fonte básica de calor. 
A temperatura da ferramenta se elevará de acordo com o calor específico e 
a condutibilidade térmica dos corpos em contato, além das dimensões das seções 
onde se escoa o calor. 
A temperatura é o principal fator limitante da utilização das ferramentas de 
corte em regimes de trabalho elevados, fixando, portanto as condições máximas de 
produtividade e duração das ferramentas. 
Como as deformações e forças de atrito se distribuem irregularmente, o 
calor produzido também se distribui de forma irregular. 
CALOR 
 Cavaco 
 Peça 
 Ferramenta 
 Meio ambiente 
D
is
s
ip
a
ç
ã
o
 
75% 
18% 
5% 
2% 
 46 
A quantidade de calor devida ao atrito do cavaco com a superfície de saída e 
que vai à ferramenta, é relativamente pequena. Porém, como esta superfície de contato 
é reduzida, desenvolvem-se ali temperaturas significantes. 
A quantidade de calor gerada aumenta com a velocidade e com a força de 
corte. Conseqüentemente, a temperatura cresce com o aumento da velocidade de 
corte, do avanço e da profundidade. 
Este aumento de temperatura é acelerado com o desgaste da ferramenta, o 
qual aumenta o valor do coeficiente de atrito e conseqüentemente a força de corte. 
Para aumentar a produtividade da ferramenta deve-se aumentar a 
velocidade, o avanço e a profundidade de corte. Todos estes fatores aumentam a 
temperatura. Portanto deve-se procurar diminuir esta temperatura além de empregar 
materiais de corte resistentes a altas temperaturas e ao desgaste. 
O meio mais barato para a diminuição da temperatura de corte é o emprego 
de fluidos de corte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 47 
 
O conhecimento da força de usinagem F ou de suas componentes: força de 
corte Fc, força de avanço Ff e da força passiva Fp, é a base: 
 Para o projeto de uma máquina ferramenta (dimensionamento das estruturas, 
acionamentos, fixações, etc.); 
 Para a determinação das condições de corte em condições de trabalho; 
 Para a avaliação da precisão de uma máquina ferramenta, em certas 
condições de trabalho (deformação da ferramenta,máquina e peça); 
 Para a explicação de mecanismos de desgaste. 
A força de usinagem é também um critério para a determinação da 
usinabilidade de um material de peça. 
Os componentes da força de usinagem (Fc, Ff e Fp) diminuem com o 
aumento da velocidade de corte vc devido à diminuição da resistência do material com 
o aumento da temperatura. 
Os componentes da força de usinagem aumentam com o aumento da 
profundidade de corte ap de uma forma proporcional (só vale para ap maior que o raio 
de quina). 
Influência do ângulo de saída  e do ângulo de inclinação  lateral sobre os 
componentes da força de usinagem: 
Influência sobre a força de usinagem por grau 
 Fc Ff Fp 
 Âng. de saída  1,5% 5,0% 4,0% 
Âng. de inclinação lateral 
 
1,5% 1,5% 10,0% 
 Âng. de saída  1,5% 5,0% 4,0% 
Âng.de inclinação lateral 
 
1,5% 1,5% 10,0% 
 
Uma variação do ângulo de incidência na faixa de 3o12o não tem 
influência considerável sobre as componentes da força de usinagem. 
Uma variação do raio de quina não influencia a força de usinagem, desde 
que a condição 2rap seja satisfeita. 
A força de usinagem aumenta linearmente com o aumento do teor de 
carbono da peça e da ferramenta. 
 48 
Pode-se ter variações consideráveis pela variação dos teores de elementos 
de liga que atuam sobre a diminuição da força de corte, como por exemplo pelo 
enxofre. 
O tipo de material da ferramenta, atua principalmente no coeficiente de atrito 
entre cavaco e ferramenta e em decorrência disso, principalmente sobre a força 
passiva e a força de avanço. 
Com o aumento da condutividade térmica do material da ferramenta, em 
regra geral, verifica-se o aumento da força de corte. 
O desgaste de cratera sobre a face da ferramenta que leva à formação de 
um ângulo de saída mais positivo, em regra, leva à diminuição das componentes da 
força de usinagem. 
O desgaste do flanco da ferramenta aumenta as componentes da força de 
usinagem devido ao aumento da superfície de atrito entre peça e superfície de 
incidência. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 49 
 
A força principal de corte Fc é a base para o cálculo da potência de 
usinagem. No caso do torneamento, pode-se estabelecer a seguinte relação entre a 
força de corte e a área da seção de usinagem: 
 
em que kc é a pressão específica de corte em [N/mm
2]. 
O valor de kc é equivalente à energia de corte por unidade de volume ec, ou 
seja, a energia necessária para remover uma unidade de volume da peça. Equivale 
ainda a potência de corte para remover a unidade de volume da peça por unidade de 
tempo, pc. 
kc [N/mm
2] = ec [J/cm
3] = pc [W.s/cm
3] 
Os valores de kc para alguns materiais segundo a norma alemã AWF-158 
são dados na tabela abaixo: 
Valores orientativos das pressões específicas de corte (AWF – 158) 
 
MATERIAIS 
r 
N/mm2 
(ou dureza) 
kc N/mm2 
Avanço em mm/rot 
0,1 0,2 0,4 0,8 
ST3411, St3711, St4211 (ABNT 1015 a 1025) 
ST5011 (ABNT 1030 a 1035) 
STR6011 (ABNT 1040 a 1045) 
ST7011 (ABNT 1060) 
ST 85 (ABNT 1095) 
 
Aço fundido 
 
 
Aço Mn, aços Cr-Ni, aços Cr-Mo e outros aços 
ligados 
 
 
Aço inoxidável 
Aço ferramenta 
Aço manganês-duro 
Ferro fundido GG12, GG14 
até 500 
500 a 600 
600 a 700 
700 a 850 
850 a 1000 
300 a 350 
500 a 700 
> 700 
700 a 850 
 
850 a 1000 
1000 a 1400 
1400 a 1800 
600 a 700 
1500 a 1800 
- 
HB até 200 
3600 
4000 
4200 
4400 
4600 
3200 
3600 
3900 
4700 
 
5000 
5300 
5700 
5200 
5700 
6600 
1900 
2600 
2900 
3000 
3150 
3300 
2300 
2600 
2850 
3400 
 
3600 
3800 
4100 
3750 
4100 
4800 
1360 
1900 
2100 
2200 
2300 
2400 
1700 
1900 
2050 
2450 
 
2600 
2750 
3000 
2700 
3000 
2500 
1000 
1360 
1520 
1560 
1640 
1720 
1240 
1360 
1500 
1760 
 
1850 
2000 
2150 
1920 
2150 
2520 
720 
 NfpackAckcF 
 50 
Ferro fundido GG18, GG26 
Ferro fundido ligado 
Ferro fundido maleável 
Ferro fundido duro 
Cobre 
Cobre com mica (coletores) 
Latão 
Bronze vermelho (10Sn, 4Zn, 86Cu) 
Bronze de fundição 
Ligas de zinco 
Alumínio puro 
Ligas de Al, c/ alto teor de Si (11-13%) 
Ligas p/ Al-Si (11-13,5% Si) (tenaz) 
Pistão G Al-Si (11-13,5% Si) 
Outras ligas de alumínio para fundição e trabalho 
a frio 
 
 
Ligas de magnésio 
Borracha dura, ebonite 
Baquelite, Pertinax, Novotext (massas isolantes 
prensadas, isentas de borracha) 
37.Papel duro 
HB 200 A 250 
HB 250 A 400 
 
Shore 65/90 
 
 
HB 80/120 
 
 
 
 
 
 
 
 
até 300 
300 a 420 
420 a 580 
 
 
2900 
3200 
2400 
3600 
2100 
1900 
1600 
1400 
3400 
940 
1050 
1400 
1400 
1250 
 
1150 
1400 
1700 
580 
480 
 
480 
380 
 
2080 
2300 
1750 
2600 
1520 
1360 
1150 
1000 
2450 
700 
760 
1000 
1000 
900 
 
840 
1000 
1220 
420 
350 
 
350 
280 
1500 
1700 
1250 
1900 
1100 
1000 
850 
700 
1800 
560 
550 
700 
700 
650 
 
600 
700 
850 
300 
250 
 
250 
200 
1080 
1200 
920 
1360 
800 
720 
600 
520 
1280 
430 
400 
520 
520 
480 
 
430 
520 
640 
220 
180 
 
180 
140 
 
A potência de corte Pc é a potência disponível no gume da ferramenta e 
consumida na operação de remoção de cavacos. É ela que interessa no cálculo de 
forças e pressões específicas de corte. 
A potência de acionamento Pa é a potência fornecida pelo motor à 
máquina-ferramenta. Ela difere da potência de corte pelas perdas que ocorrem por 
atrito nos mancais, engrenagens, sistemas de lubrificação e refrigeração, sistema de 
avanço, etc. 
A potência de avanço, embora seja uma parcela utilizada na operação de 
corte, é muito pequena em relação à potência de corte, sendo mais prático reuni-la no 
grupo das “perdas”. 
A potência em vazio Po é a potência consumida pela máquina-ferramenta 
ligada, com o mecanismo de avanço funcionando, porém sem que tenha lugar qualquer 
operação de corte. 
 
 51 
O rendimento da máquina é dado por: 
Valores usuais estão entre 60% e 80%. 
A potência de corte pode ser calculada pela equação: 
onde, 
Pc = potência de corte necessária no gume da ferramenta [kW]. 
Fc = força de corte [N]. 
kc = pressão específica de corte [N/mm
2]. 
A = seção de corte [mm3]. 
A.vc = volume de cavacos produzidos na unidade de tempo [mm
3/min] 
ap = profundidade de corte [mm]. 
f = avanço [mm/rot]. 
vc = velocidade de corte [m/min]. 
As dimensões de corte são o fator de influência preponderante na força e na 
potência necessária para a usinagem. De um modo geral verifica-se que a pressão 
específica de corte kc diminui com as dimensões do cavaco, sendo esta diminuição 
mais notada para um aumento do avanço do que para um aumento da profundidade de 
corte. 
Com base nas afirmações anteriores, pesquisadores determinaram fatores 
de correção para kc, sendo que o que mais se aproxima da realidade é Kienzle, 
propondo a seguinte fórmula: 
ou seja, 
 
 kW
cvfpackcvAckcvcF
cP 600006000060000






100100 


aP
oPaP
aP
cP
mc
cc hkk
 1.1
mc
cc hbkF
 11.1
  cavacodoespessurammfh  sen
  cortedeuralmmpab argsen  
 52 
kc1.1= pressão específica de corte para um cavaco de A = b.h = 1x1 mm
2. 
A fórmula de Kienzle se mostrou válida no cálculo da força de corte nos 
diversos processos de usinagem com espessura h constante do cavaco (tornear, 
plainar, furar, brochar) como também em processos com espessura variável (fresagem, 
serramento, denteamento de engrenagens), utilizando um valor médio hm. 
A tabela abaixo fornece, a título de exemplo, valores de 1-mc e kc1.1 para 
alguns materiais. 
 
Material DIN 
 
ABNT equivalente 
r 
[N/mm2] 
kc1.1 
[N/mm2] 
 
1-mc 
St 50 1030/1045 520 1990 0,74 
St 60 1040/1045 620 2110 0,83 
C 22 1020 500 1800 0,83 
Ck 45 1045 670 2220 0,86 
Ck 60 1060 770 2130 0,82 
65 Si 7 9260 960 1270 0,73 
100 Cr 6 52100 640 1600 0,71 
100 Cr 6 
recozido 
52100 710 2400 0,79 
GG L 14 FoFo cinzento com 950 0,79 
GG L 18 grafite lamelar 124 750 0,87 
GG 26 FoFo cinzento HB 200 1160 0,74 
GTW, GTS Maleável branco/preto > 400 1200 0,79 
GS 45 Aço fundido 300...400 1600 0,83 
GS 52 Aço fundido 500...700 1800 0,84 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 53 
6.1. EXIGÊNCIAS BÁSICAS PARA UM MATERIAL DE CORTE: 
- Elevada dureza a quente; 
- Elevada dureza a frio bem superior à da peça usinada; 
- Tenacidade para resistir aos esforços de corte e impactos; 
- Resistência à abrasão; 
- Estabilidade química; 
- Facilidade de obtenção a preços econômicos. 
Nenhum material dispõe de todas essas características. Deve-se, portanto 
verificar quais as primordiais e as secundárias. 
6.2. CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS DE CORTE: 
- Aços ferramenta 
- Aços rápidos comuns 
- Aços rápidos ao cobalto 
- Ligas fundidas 
- Carbonetos sinterizados 
- Cerâmicas de corte 
- Diamantes 
- Nitreto de boro cristalino cúbico (CBN) 
6.2.1. Aços ferramenta 
Possuem de 0,8% a 1,5 de C e mínima porcentagem de outros elementos de 
liga. Até 1900 eram os únicos materiais disponíveis para ferramentas. Obtém dureza 
por tratamento térmico. 
Apresentam baixa resistência a quente (~200o C), o que permite sua 
utilização em baixas velocidades de corte (~25m/min), tornando-os impróprios para 
usinar aços de alta resistência. 
São utilizados em aplicações secundárias, tais como: limas, cinzéis, serras 
para madeira, ferramentas domésticas, ferramentas de forma para usinagem de latão e 
ligas de alumínio, ferramentas para serem utilizadas uma única vez ou para poucas 
peças. 
Para melhorar a sua qualidade adiciona-se à sua composição pequenas 
quantidades de Cr, V e W. 
 54 
Principais vantagens: 
- Baixo custo 
- Facilidade de usinagem (gumes muito vivos) 
- Fácil tratamento térmico 
- Quando bem temperado, elevada dureza e resistência ao desgaste 
- Boa tenacidade. 
6.2.2. Aços rápidos 
6.2.2.1. Aços rápidos comuns 
Foram criados em 1900, por F.W. Taylor, sendo que originalmente usavam 
W, Cr e V como elementos de liga além de teores mínimos de Mn para evitar a 
fragilidade. No decorrer dos anos foram adicionados outros elementos de liga. 
Durante a Segunda Guerra Mundial a escassez de tungstênio (W) levou a 
sua substituição parcial ou total por Mo. Além disso, os aços ao Mo são mais baratos 
que os ao W. 
São ferramentas que mantém a dureza até temperaturas em torno de 600oC, 
possuindo maior resistência à abrasão associada à resistência a quente, o que permite 
a utilização de velocidades de corte maiores que os aços ferramenta. 
Apresentam como desvantagens o preço elevado e difícil tratamento 
térmico. 
6.2.2.2. Aços rápidos com cobalto 
Surgiram em 1921. O cobalto aumenta a dureza a quente e a resistência ao 
desgaste, mas diminui a tenacidade, sendo que o teor de Co varia de 5 a 12%. 
6.2.2.3. Aço rápido com revestimento de nitreto de titânio - TiN 
A aplicação sobre o aço rápido de um revestimento de TiN (1 a 3 m de 
espessura) aplicado por processos PVD (Physical Vapor Deposition) abaixo de 550o C 
conferem aparência dourada às ferramentas. Este revestimento reduz o desgaste da 
face e do flanco, pelo aumento da dureza. Além disso, o revestimento resulta numa 
diminuição do coeficiente de atrito reduzindo a força de corte (Fc) melhorando o 
acabamento superficial das peças usinadas. O revestimento com TiN protege o metal 
base contra temperatura, sendo que o sucesso da ferramenta depende mais da adesão 
do revestimento do que da sua espessura. 
O lascamento do revestimento tem sido a principal causa de falha deste tipo 
de ferramenta. 
Apresenta bons resultados em usinagem com corte interrompido 
 55 
(fresamento, plainamento, etc.) 
6.2.2.4. Aço rápido sinterizado 
São obtidos por processos de metalurgia do pó (sinterização), o que resulta 
numa estrutura cristalina muito fina e uniforme, apresentando uma menor deformação 
na têmpera e no revenido, além de possuírem menor tendência a trincas e tensões 
internas. Apresentam uma tenacidade um pouco mais alta que os aços rápidos 
comuns, além de uma vida mais longa e melhor aderência de revestimentos de TiN 
6.2.2.5. Ligas fundidas 
Foram descobertas por Haynes em 1922. Apresentam altas porcentagens de 
W, Cr e Co. 
As ligas são fundidas e vazadas em moldes, sendo as peças depois limpas 
de carepas de fundição e retificadas até a medida final. 
Apresentam como nomes comerciais: Stellite, Tantung, Rexalloy, 
Chromalloy, Steltan (Brasil). 
Uma composição tópica deste tipo de liga é: 
W = 17%, Cr = 33%, Co = 44%, Fe = 3% 
Possuem elevada resistência a quente permitindo a utilização em 
temperaturas em torno de 800o C. Apresentam qualidades intermediárias entre o aço 
rápido e o metal duro. 
6.2.3. Metal duro 
O tungstênio (W) é o metal de mais alto ponto de fusão (3387o C), maior 
resistência à tração (4200 N/mm2) e mais baixo coeficiente de dilatação térmica. 
A dificuldade de fusão do W levou ao desenvolvimento da metalurgia do pó. 
A Osram (fabricante de lâmpadas alemã) cedeu seus estudos sobre o 
desenvolvimento de filamentos de W para lâmpadas à Krupp, que os usou como base 
para pesquisas de aplicação do carboneto de tungstênio para a usinagem de metais. 
Em 1927 a Krupp lançou o produto Widia (“Wie diamant” – como diamante). 
Uma composição típica deste material é: 81% de W, 6% de C e 13% de Co. 
6.2.3.1. Técnica de fabricação do metal duro 
1 - O minério Scheelita ou tungstato de cálcio (CaWO4) é reduzido a trióxido 
de tungstênio (WO3). 
2 - A redução do trióxido de tungstênio (WO3) pelo hidrogênio (H2) dá origem 
ao tungstênio (W) puro em partículas. 
3 - O W é misturado a carbono puro (negro de fumo) e a mistura é levada a 
 56 
um forno onde se obtém carboneto de tungstênio. 
4 - O carboneto é moído e misturado em um moinho de bolas com pó muito 
fino e puro de cobalto (Co). 
5 - A mistura é comprimida (~400Mpa) a frio em matrizes obtendo-se 
pastilhas no formato desejado. 
6 - As pastilhas são levadas a um forno de sinterização que trabalha sob 
vácuo ou em atmosfera de hidrogênio (1350 a 1600oC). O material sofre uma contração 
de 15 a 22%. 
As pastilhas possuem elevada resistência à compressão (3500 N/mm2), 
dureza de 9,7 Mohs, mantendo elevada dureza até ~1000oC, sendo empregadas com 
sucesso na usinagem do ferro fundido e de materiais não ferrosos. 
Não se prestam para usinagem de aço devido ao forte atrito entre 
ferramenta e cavaco. O cavaco escorrega com grande pressão e sob elevada 
resistência, com forte geração de calor, formando-se rapidamente uma cratera sobre a 
face da ferramenta e lavando o gume ao esfacelamento. 
6.2.3.2. Componentes dos metais duros e suas propriedades 
A adição de carboneto de titânio e de tântalo ao metal duro reduz 
grandemente o atrito. Estes carbonetos