Curso Usinagem Manufatura 2013

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Boa noite!
Sejam bem-vindos!
2013
Processos de Fabricação Usinagem
Rodrigo Sforni Mota - Prof. Dr. Paulo Rosa da Mota
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SÍNTESE DO CURSO 
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
USINABILIDADE DOS MATERIAIS
FERRAMENTAS DE CORTE
MECANISMOS DE DESGASTE
TEMPO DE USINAGEM
CONDIÇÕES ECONÔMICAS DE CORTE
EXEMPLOS PRÁTICOS 
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Objetivos
	Capacitá-los quanto à usinabilidade de metais, de forma que ao final do curso vocês serão capazes de identificar e propor mudanças quanto aos processos de usinagem, bem como conhecer os principais mecanismos de desgaste que danificam as ferramentas de corte utilizadas nas indústrias.
Como objetivos específicos podem-se destacar os seguintes:
Discutir com vocês alguns temas importantes para a compreensão da usinabilidade;
Avaliar os tempos de fabricação, quando são alterados os principais parâmetros de corte, como avanço e velocidade de corte; 
Apresentar os principais mecanismos de desgaste que ocorrem em ferramentas de corte durante a usinagem de metais; 
Oferecer uma revisão geral do processo de usinagem, de maneira a proporcionar maior capacidade de análise e segurança na tomada de decisão para otimizar o processo e solucionar problemas.
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Contribuições / Inovações
	Pretende-se repassar para os alunos alguns conhecimentos acadêmicos e práticos sobre processos de fabricação, relacionando os conhecimentos adquiridos ao longo de 30 anos de experiência na área de usinagem dos metais. 
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“DEVEMOS LEMBRAR QUE NÃO EXISTE MATERIAL RUIM, MAS SIM MATERIAL MAL EMPREGADO!”
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Desgaste das Ferramentas de Corte
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QUE RELAÇÃO ESSA TRANSPARÊNCIA TEM COM A USINAGEM ?
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Processos de Fabricação
O que é FABRICAÇÃO?
“Fabricar é transformar matérias primas em produtos acabados, por vários processos, seguindo planos bem organizados”.
“A importância da fabricação, pode ser melhor entendida ao observarmos que todos os objetos ao nosso redor tem formas diferentes”. 
“Existe atualmente uma grande variedade de materiais e processos de fabricação, os quais são utilizados para produzir desde esfera de aço de 0,25 mm de diâmetros até produtos sofisticados como jatos supersônicos”. 
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Introdução 
É fácil fabricar clipes???
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Vários fatores são considerados num processo de fabricação
Um simples clipe envolve:
 projeto
seleção de material
seleção do método de fabricação
Introdução 
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Introdução 
É fácil fabricar clipes???
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Introdução 
É fácil fabricar clipes???
 
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Introdução 
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INTRODUÇÃO: PROCESSOS DE FABRICAÇÃO CONCORRENTES
Afinal, qual processo é o melhor?
 Forjado
Fundido 
 Usinado
Sinterizado 
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Introdução 
E fabricar uma maquininha dessas??
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Introdução 
É simples fabricar um carro???
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Motor
Suspensão e freios
Diferencial
Transmissão
Introdução 
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Introdução 
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Introdução 
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Introdução 
E uma aeronave???
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Exemplos de produtos fabricados com material metálico
Introdução 
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O que é USINAGEM?
Resposta n° 1:
“UM PROCESSO DE FABRICAÇÃO” 
O que é FABRICAÇÃO?
“Fabricar é transformar matérias primas em produtos acabados, por vários processos, seguindo planos bem organizados”.
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O que é USINAGEM?
Resposta n° 2:
“Processo de fabricação com remoção de cavaco”.
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O que é USINAGEM?
Resposta n° 3 (Ferraresi)
“Operação que ao conferir a peça a forma, ou as dimensões ou o acabamento, ou ainda uma combinação qualquer desses três itens, produzem cavaco”.
O que é cavaco?
“Porção de material da peça, retirada pela ferramenta, caracterizando-se por apresentar forma geométrica irregular”.
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Principais Formas de Cavacos
Qual desses cavacos vocês acham que surgem durante a usinagem (furação, corte com serra) na sua área de trabalho? 
fragmentado
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Torneamento Cilíndrico Externo
Torneamento Cilíndrico Interno
Furação
Retífica
Aplainamento
Cortar (sangrar)
Corte Ortogonal
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Qual processo escolher para fabricar essas peças???
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O que é USINAGEM?
Resposta n° 4:
	“Um processo complexo e simples, ao mesmo tempo, onde se produzem peças removendo-se excesso de material, na forma de cavaco”.
	COMPLEXO devido às dificuldades de se determinar as imprevisíveis condições ideais de corte.
	SIMPLES porque uma vez determinadas as condições ideais de corte, o cavaco se forma corretamente, proporcionando um espetáculo muito interessante, sem exigir qualquer tipo de ação especial do operador.
Como se classificam os Processos de Fabricação?
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Classificação dos processos de fabricação (Machado e Da Silva, 2004). 
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IMPORTÂNCIA DA USINAGEM
Processo de fabricação mais popular entre todos os outros;
Cerca de 10% de toda a produção de metais é transformada em cavacos. Só nos EUA isto é igual a 15 milhões de tonelada/ano;
O custo de usinagem no Reino Unido (U.K.) é estimado em US$ 50 bi/ano.
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Cálculo de Velocidades
Velocidade de corte [m/min]:
Velocidade de avanço [mm/min]:
Velocidade efetiva de corte [m/min]:
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Introdução 
Fabricação
Desenho
Avaliação Final
Revisão do Projeto
ão
Avaliação
Teste do Protótipo
Modelos Físicos e Analíticos
Análise do Projeto
Projeto do conceito
Conceito Original
Necessidade do Produto
Especificação do Material; Seleção do Processo e de Equipamentos; Projeto e Construção de Ferramentas e Matrizes
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 Na seleção do processo de fabricação, considerar os seguintes fatores:
Tipo do material e suas propriedades
Propriedades finais desejadas (qualidade, mercado, etc)
Tamanho, forma e complexidade do componente
Tolerâncias e acabamento superficial requeridos
Processo subsequente envolvido (solda, pintura, montagem, transporte, etc)
Projeto e custo de ferramental; efeito do material na vida da ferramenta 
Sucata gerada e seu valor (cavacos, retalhos de chapas)
Disponibilidade do equipamento e experiências operacionais
Número de partes requeridas e taxa de produção desejada
Custo total do processamento
Introdução 
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Formação do Cavaco
Recalque (deformação elástica)
	
O material da peça, em excesso e que deve ser cortado, será comprimido devido a ação da ferramenta de corte. Essa compressão irá promover a deformação elástica. 
Isso ocorre na furação e no corte com serras?
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Formação do Cavaco
Deformação Plástica
Logo após a deformação elástica, o limite de escoamento do material da peça é superado, então o material da peça irá deformar plasticamente.
	Esquema mostrando as zonas de cisalhamento primária e secundária.
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Saída do cavaco
Após a passagem pela zona de cisalhamento, resta então ao material retirado (cavaco) deslocar se sobre a superfície de saída da ferramenta de corte, onde aparece outra região de grandes deformações chamada de Zona de cisalhamento secundária 
 Formação do Cavaco
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 CONTROLE DE CAVACO
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É mais fácil usinar MADEIRA ou AÇO? 
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?????????
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MATERIAIS
NATURAIS
POLÍMEROS
METAIS
CERÂMICAS
COMPÓSITOS
PEAD
PEBD
PVC
PET
ABS
HIPS
PA6
SBS
PP
PMMA
PRFV
Aço C
PP+CaCO3
AL2O3
INOX
COBRE / LIGAS
AL/LIGAS
FF
BAIXA LIGA
AÇO FERRAMENTA
Mg/LIGAS
WC
SiC/Al2O3
TiC
CaO
CaCO3
ZrO2
MgO
EPOXY
B
VIDRO
DIAMANTE
PU
EVA
BORRACHA NATURAL
MADEIRA
Seleção de Materiais: Introdução
Quem deforma mais quando submetido ao calor? Aço ou madeira?
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Vigas de madeira
e aço após um incêndio: note que a estrutura em aço se deformou completamente, enquanto que a viga de madeira ainda sustenta sua carga mesmo após o contato com o fogo em altas temperaturas. 
CURIOSIDADES
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Considerações ao material da peça 
Usinabilidade
	Para se usinar com baixas forças de corte, baixas tensões, baixas temperaturas de corte e portanto pequenas taxas de desgaste e boa usinabilidade, são desejáveis as seguintes propriedades nos materiais da peça (normalmente o contrário que se deseja nos materiais de ferramentas):
baixa dureza
baixa ductilidade 
baixo limite de escoamento
baixo índice de encruabilidade
alta condutividade térmica (Quem conduz mais? Derivados da Madeira ou Aço)
baixa reatividade química com a ferramenta e com a atmosfera 
baixa tenacidade
sem tendência à formação de APC.
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Quais são os principais problemas durante a usinagem de Aço?
É difícil usinar materiais ferrosos?
Que experiência vocês possuem com outros materiais? 
É possível comparar a usinabilidade desses materiais com os citados por vocês?
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O que poderia ser feito neste caso?
Vocês já pensaram em revestir algumas ferramentas específicas para a usinagem de Aço? Quais processos?
Vocês acreditam que é possível ajustar esses parâmetros e alterar a produção?
Corte/serra
Quando utilizar?
Isso é válido para qualquer ferramenta de corte?
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Utilização de fluidos de corte
Quantidade de fluido
TENDÊNCIA MUNDIAL
MQL
Seco
Fluido em abundância
Custos com fluido
Pressões ambientais
Riscos à saúde
 Reduzir o atrito e o calor gerado.
 Melhorar a distribuição térmica.
 Facilitar a remoção do cavaco. 
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- Poluição do meio ambiente;
- Prejudicial a saúde humana;
- Custos consideráveis;
- Na HSM, para que ocorra o efeito de resfriamento na zona de corte é necessário aplicar uma grande quantidade de líquido, sempre no ponto certo, durante a rápida movimentação da ferramenta;
- Uma temperatura da zona de corte mais baixa não necessariamente é algo vantajoso, tanto do ponto de vista da aresta de corte quanto da formação do cavaco;
- Fadiga térmica.
Fluido de corte
Ar comprimido
Névoa
Jorro
Refrigerante a alta pressão
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Formas de aplicação de fluido de corte
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FLUIDOS DE CORTE
Funções dos Fluidos de Corte
	
	Principais:
Lubrificação à baixas velocidades de corte;
Refrigeração à altas velocidades de corte.
	
	Secundária 
Ajudar a retirar o cavaco da zona de corte;
Proteger a máquina ferramenta e a peça de corrosão atmosférica.
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PRINCIPAIS PROBLEMAS CAUSADOS PELOS FLUIDOS
Problemas relativos a saúde e segurança;
 Promovem choques térmicos nas ferramentas;
Acelera o aparecimento de trincas de origem térmica;
Manutenção e descarte.
Pessoas que trabalham freqüentemente com fluidos de corte podem:
Ter contato com a pele
Respirar sprays e vapores de fluidos
Engolir partículas
Dermatites
Problemas nos sistemas respiratórios e digestivos
Câncer
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CLASSIFICAÇÃO DOS FLUIDOS DE CORTE
AR
AQUOSOS
ÁGUA
EMULSÕES 
Fluidos emulsionáveis 
Fluidos semi-sintéticos (microemulsões)
SOLUÇÕES QUÍMICAS (FLUIDOS SINTÉTICOS)
ÓLEOS
MINERAIS
GRAXOS (VEGETAIS E ANIMAIS)
COMPOSTOS
EP
USOS MÚLTIPLOS
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REFRIGERANTE - A altas velocidades de corte
	Reduzindo a temperatura de usinagem
			 COMO?
Aumentando a dissipação do 	Reduzindo a geração de calor calor pelo efeito refrigerante		pelo efeito lubrificante
Os Fluidos de corte podem ter suas funções afetadas em superfícies quentes, pela formação de colchões de vapor que impedem o acesso do fluido.
Esses conceitos valem para todas as ferramentas de corte?
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FRESA
 É uma ferramenta de trabalho multicortante que compõe as máquinas do tipo fresadoras
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FRESA
 Outros modelos de ferramentas de corte 
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Operações de Fresamento
Desbaste de aços
Acabamento/perfilamento de aços
Alumínio
CoroMill 245
CoroMill 390
CoroMill 200
CoroMill 245
CoroMill Plura
CoroMill 300
CoroMill Century
CoroMill 390
CoroMill Plura
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O efeito do desenvolvimento do material da ferramenta sobre a produtividade do usuário final
1950
1960
1970
1990
2000
2010
1957
1969
1980
1989
Pastilhas intercambiáveis
Primeiras pastilhas revestidas
Cobertura de alumina espessa
Gradientes funcionais
1999
Nova geração de coberturas
2006
Uma nova geração de pastilhas
1980
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1
2
3
4
5
6
7
8
Ramping
Profiling
Contouring
6
7
8
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Faceamento e usinagem de cavidades
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Fresamento de cavidades
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Materiais para Ferramentas de Corte
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MÁQUINAS-FERRAMENTAS
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FRESADORAS São as máquinas que realizam a operação de fresamento
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Máquinas Ferramentas p/ Torneamento
Torno CNC-convencional
Centro de Torneamento Horizontal
Centro de Torneamento Vertical
4 eixos / 2 eixos árvores
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Máquinas Ferramentas de 3 eixos
Fresadora CNC de 3 eixos
 Furadeira CNC de 3 eixos
 Centro de Usinagem-Vertical
 Mandriladora
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Máquinas Ferramentas de 5 Eixos
x
3 eixos
+ Flexibilidade
= 5 eixos
 Eixos 
Translação
Rotação
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Máquina CNC de 5 eixos múltiplas funções 
Componente de turbina em titânio
Mastercenter Machine (Vertical) – indústria aeronáutica (RR) 
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EXTRA: SERRA MECÂNICA E BROCHADEIRA
Qual ou quais são os materiais constituintes das ferramentas de corte? Existe algum tratamento térmico envolvido no processo de fabricação das mesmas? Quais?
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Introdução 
		O primeiro metal surgiu quando pedras de minério de ferro foram usadas em fogueiras para aquecer as cavernas. Pelo efeito combinado do calor e da adição de carbono pela madeira carbonizada, o minério transformou-se em metal. A evolução ao longo dos séculos levou a sofisticação dos métodos de fabricação e combinações de elementos, resultando nos materiais de alto desempenho hoje disponíveis, tais como:
		
Aço Ferramenta 
Aço Rápido 
Ligas Fundidas 
Metal Duro 
Cermet 
Cerâmica 
Nitreto de Boro Cúbico Cristalino
 
Diamante 
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Ferramentas de Corte
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Exigências básicas para um material de corte 
Elevada dureza a frio e a quente 
	A dureza da ferramenta deve ser bem maior que a do material a ser usinado, porém, dentro de um limite para que este não se torne muito quebradiço (frágil).
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Exigências básicas para um material de corte
Tenacidade
	O material deve ter uma boa tenacidade para resistir aos choques/impactos que ocorrem durante a usinagem, evitando com isso o surgimento de trincas e lascamentos na ferramenta. 
As ferramentas de corte são estáticas ou estão sujeitas à movimentos suaves e bruscos? 
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Qual ou quais regiões das ferramentas de corte sofrem mais tensões cisalhantes? 
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FERRAMENTAS DE CORTE
 PROPRIEDADES REQUERIDAS AO
 MATERIAL DA FERRAMENTA (Revisão)
Alta dureza; ()
Tenacidade suficiente para evitar falha por fratura; ()
Alta resistência ao desgaste; ()
Alta resistência à compressão; ()
Alta resistência ao cisalhamento; ()
Boas propriedades mecânicas e térmicas à temperaturas elevadas; ()
Alta resistência ao choque térmico; ()
Alta resistência ao impacto; ()
Ser inerte quimicamente ()
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FERRAMENTAS DE CORTE
	O MELHOR MATERIAL DE FERRAMENTA DE CORTE NÃO É NECESSARIAMENTE AQUELE QUE DÁ MAIOR VIDA À FERRAMENTA OU O MAIS BARATO.
	CONFIABILIDADE E PREVISIBILIDADE DA PERFORMANCE SÃO DE EXTREMA IMPORTÂNCIA PRINCIPALMENTE EM SE TRATANDO DE USINAGEM DE MATERIAIS NOBRES E CAROS.
Vocês concordam? () 
	
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O que limita os processos de usinagem?
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Limites dos Processos de Usinagem
Em síntese: calor, temperatura, desgaste, segurança, confiabilidade, etc. 
É possível usinar sem fluido de corte? Se usar fluido de corte onde descartar os resíduos? ()
Pode-se fixar uma peça fundida e usiná-la com alta
velocidade de corte ?() 
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Carga
Temperatura 
Fricção
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CONDIÇÕES DE CORTE IDEAIS EM USINAGEM: 
Entendimento do processo é a chave da USINAGEM: O QUE E COMO ACONTECE NA REGIÃO DE CORTE: 
INTERFACE PEÇA-CAVACO-FERRAMENTA
ENTENDIMENTO: conhecer o material da peça, da máquina-ferramenta, seleção da ferramenta, condições de corte, desenho, metrologia, segurança do processo;
MUITO ESTUDO!!!
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Condutividade térmica de diversos materiais a 27°C
Devido a organização estrutural do tecido, que retém pequenos volumes de ar em seu interior, a madeira impede a transmissão de ondas de calor ou frio, tornando-se, assim, um mau condutor térmico (baixa condutividade térmica), isolando calor ou frio.
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POR QUÊ A MADEIRA É POBRE NA CONDUÇÃO DE CALOR (ENERGIA)?
Devido a organização estrutural do tecido, que retém pequenos volumes de ar em seu interior, a madeira impede a transmissão de ondas de calor ou frio, tornando-se, assim, um mau condutor térmico (baixa condutividade térmica), isolando calor ou frio.
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ANATOMIA DA MADEIRA
Composição básica da madeira - CELULOSE
 quimicamente é um hidrato de carbono 
60% celulose
25% lignina
15% matérias tânicas, hemicelulose, cálcio etc.
Corresponde à 
50% de carbono
43% de oxigênio
5% de hidrogênio
1% de nitrogênio
1% cinzas
 
 Mas qual ferramenta de corte deve ser utilizada na usinagem de madeira e derivados? E dos aços, alumínio, latão, etc?
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FERRAMENTAS DE CORTE - Lista dos materiais de ferramentas de corte
 
	
�
Aço Carbono
Comum
com elementos de liga (V, Cr)
Aço Semi-Rápido (Baixo W)
Aço Rápido (Podem ser fundidos ou fabricadas pela Metalurgia do Pó)
sem revestimento
com revestimento
Aço Super-Rápido (Elevado teor de V)
Ligas Fundidas
Metal Duro (Podem ser com ou sem revestimento)
Classes:
P
M
K
Cermets (Podem ser com ou sem revestimento)
Cerâmicas
Com e sem revestimento
A base de Si3N4
A base de Al2O3
Pura
com adições
ZrO2 (branca)
TiC (preta ou mista)
SiC (whiskers)
Ultraduros
CBN – PCBN
PCD
	Diamante Natural
Aumento de tenacidade�
�
Aumento de dureza e resistência ao desgaste�
�
SIALON
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FERRAMENTAS DE CORTE - Propriedades das ferramentas de corte
 
	
???
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FERRAMENTAS DE CORTE
O MATERIAL DA FERRAMENTA
IDEAL DEVE TER:
A dureza do diamante natural
A tenacidade do aço-rápido
A inércia química da alumina
As ferramentas de corte são complexas? Por quê? ()
	
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Superfície de Saída
Região
 Cônica
Canais 
Superfície de Folga
Calcanhar
Região de Maior Desgaste
Geometria de um Macho de Corte de Metal Duro 
(M13 X 1,5 mm) Revestimento - TiAlN
Detalonamento ou Folga
Superfície de Folga Secundária
Alívio 
(5 a 40) µm
Dentes Alisadores
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Aço Ferramenta
	-Denomina-se de aço ferramenta o material descrito a seguir (aço não ligado). Há diferenças de nomenclatura na bibliografia, que pode também denominar aço ferramenta toda a gama de aços usados para fabricação de ferramentas. 
 
	-Foi o único material (aço) empregado na confecção de ferramentas de corte até 1900.
Esse tipo de material ainda existe no mercado? Que tipo de ferramentas de corte vocês conhecem com essa composição química? () 
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Aço Ferramenta
	Característica -Composição: 0.8 a 1.5% de carbono. Aplicação Após o surgimento do aço rápido seu uso reduziu-se a aplicações secundárias, tais como: - Reparos, uso doméstico e de lazer. - Ferramentas usadas uma única vez ou para fabricação de poucas peças. - Ferramenta de forma. São ainda atualmente usados pelas seguintes características: - São os materiais mais baratos. - Facilidade de obtenção de gumes vivos. - Tratamento térmico simples. - Quando bem temperado obtem-se elevada dureza e resistência ao desgaste. Limitação -Temperatura de trabalho: até 250°C, acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza. 
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Aço Rápido
Desenvolvido por Taylor e apresentado publicamente em 1900 na Exposição Mundial de Paris.
Composição
- Elementos de Liga: tungstênio, cromo e vanádio como elementos básicos de liga e pequena quantidade de manganês para evitar fragilidade. - Em 1942 devido a escassez de tungstênio provocada pela guerra, este foi substituído pelo molibdênio. 
Características 
- temperatura limite de 520 a 600°C; - maior resistência à abrasão em relação ao aço-ferrameta; - preço elevado; - tratamento térmico complexo. 
Citem 02 exemplos () 
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Aço Rápido
Aço Rápido com Cobalto
 O aço rápido ao cobalto, denominado de aço super-rápido, apareceram pela primeira vez em 1921.
Característica - maior dureza a quente; - maior resistência ao desgaste; - menor tenacidade.
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Aço Rápido
Aço Rápido com Revestimento TiN 
	O revestimento de TiN é aplicado pelo processo PVD conferindo uma aparência dourada a ferramenta. 
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Aço Rápido com Revestimento TiN
	Característica - Redução do desgaste na face e no flanco da ferramenta; - Proteção do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissão de calor do TiN. 
	
	- baixo atrito; - não há formação de gume postiço.
Aço Rápido
Além dos revestimentos, o que pode ser feito ou o que é praticado nas fábricas de ferramentas de corte para endurecê-las? ()
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Os materiais são constituídos de átomos, e são estes que determinam se o material é um plástico, madeira, metal ou ar... (é a estrutura geral do átomo que diferencia um material do outro).
Os produtos são feitos de materiais que conseguem atender não só, as exigências de mercado, mas também às exigências técnicas de adequação ao uso e ao processo de fabricação.
Materiais 
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Representação esquemática de uma peça de um metal puro indicando os diferentes níveis estruturais
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CIÊNCIA DOS MATERIAIS 
 Sistemas Cristalinos 1
Amorfo
Cristalino
CCC
CFC
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Como é a estrutura cristalina dos aços?
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ESTRUTURA CRISTALINA
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Cristalografia dos Metais
Os átomos são unidades estruturais de todos os materiais. 
São de tamanho microscópico, cerca de 2 a 5 Å (ângstrom). 1 Å = 10-10m.
Átomo de Bohr 
 em 1913
Níveis de energia
dos elétrons
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Sistema Cúbico de Face Centrada - CFC
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Sistema Cúbico de Corpo Centrado- CCC
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Sistema Hexagonal Compacto - HC
Empacotamento compacto HC : AB, AB...
Empacotamento compacto CFC: ABC, ABC...
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*
Estruturas cristalinas mais comuns dos sólidos metálicos. 
As dimensões a e c são os parâmetros de rede.
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Diamante vs. Grafite
Ambos formados pelo elemento C
Ligações covalentes
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7 SISTEMAS CRISTALINOSE 14 REDES BRAVAIS
Por quê estudar os sistemas cristalinos? 
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Por quê fazer tratamentos térmicos nas ferramentas de corte? ()
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Limite de escoamento = tensão mínima para provocar deformação plástica (permanente).
Limite de resistência à tração = tensão máxima suportada sob tração sem sofrer fratura.
Ex. Esfera de 10 mm
Dureza Brinell
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Ligas Fundidas
Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922. Composição  - tungstênio, cromo e vanádio; - no lugar de tungstênio pode-se usar em partes, manganês, molibdênio, vanádio, titânio e tântalo; - no lugar do cobalto o níquel.  Característica  - elevada resistência a quente; - temperatura limite de 700 a 800°C; - qualidade intermediária entre o aço rápido e o metal duro
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Metal Duro
	O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie diamant - como diamante),
com uma composição de 81% de tungstênio, 6% de carbono e 13% de cobalto. 
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O que é difusão? ()
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Metal Duro - Revisão
Característica   - Elevada dureza; - Elevada resistência à compressão; - Elevada resistência ao desgaste; - Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela mudança específica dos carbonetos e das proporções do ligante. - Controle sobre a distribuição da estrutura.
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Metal Duro
	Composição O metal duro é composto de carbonetos e cobalto responsáveis pela dureza e tenacidade, respectivamente
	
	O tamanho das partículas varia entre 1 e 10 microns e compreende geralmente 60 à 95% da porção de volume.
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Metal Duro
	As primeiras ferramentas compostas unicamente de carbonetos de tungstênio(WC) e cobalto eram adequadas para a usinagem de ferro fundido. Durante a usinagem do aço havia formação de cratera na face da ferramenta devido a fenômenos de difusão e dissolução ocorridos entre o cavaco da peça e a face da ferramenta. Para solucionar tais problemas, começou-se a acrescentar outros carbonetos (TiC, TaC e NbC) que conferem as seguintes características:
	TiC (Carbonetos de Titânio):
	- pouca tendência à difusão, resultando na alta resistência dos metais duros; 
	- redução da resistência interna e dos cantos.
 TaC (Carbonetos de Tântalo) e NbC (Carboneto de Nióbio) - em pequenas quantidades atuam na diminuição do tamanho dos grãos, melhorando a tenacidade e a resistência dos cantos.
*
*
Metal Duro
Propriedades   As propriedades do metal duro são determinado pelo: - tipo e tamanho das partículas; - tipo e propriedades dos ligantes; - técnica de manufaturamento; - quantidade de elemento de liga.
*
*
Composição: Co, WC
Grão: Grosso
Composição: Co, WC
Grão: Fino
Composição: Co, WC, TiC, TaC, NbC
Grande quantidade de elemento de liga
Composição: Co, WC, TiC, TaC, NbC
Pequena quantidade de elemento de liga
Metal Duro
Como escolher o tipo correto de metal duro? ()
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Metal Duro
Seleção:
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha:
Material da peça
Operação
Condição de usinagem
Como é fabricado o metal duro? ()
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FABRICAÇÃO DA PASTILHA DE METAL DURO
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Prensagem
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Sinterização
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Retífica
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Escova
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Cobertura CVD / PVD
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Revisão de aula 
Comentar sobre os temas abaixo
Condutividade térmica dos materiais ()
Materiais das ferramentas de corte ()
Estrutura Cristalina dos Metais ()
Ferramentas de corte de aço-rápido ()
Ferramentas de corte de Metal Duro ()
Ferramenta de corte de aço-ferramanta ou aço ao carbono ()
Tratamentos Térmicos ()
Revestimento das ferramentas de corte ()
Temperatura de corte durante a usinagem ()
Vantagens das ferramentas de corte de metal duro em relação às ferramentas de aço-rápido ()
*
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CVD
PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD / PVD
Deposição
química
a vapor
Deposição
física
a vapor
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Prof. Fernando Penteado
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Variação da Dureza do Metal Duro com a Temperatura
Dureza Vickers [kgf/mm²]
Temperatura [°C]
1000
750
500
250
0
500
1000
2000
1500
aço rápido
MD 15% Co
MD 6% Co
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Prof. Fernando Penteado
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Classificação ISO de Metais Duros
TENACIDADE
+
RES. AO DESGASTE
+
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Prof. Fernando Penteado
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O que é CerMet ()?
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Cermet
Composição Cermet é um composto formado por cerâmica e metal (CERâmica/Metal). Quase tão antigo quanto o metal duro à base de tungstênio/cobalto, o cermet é um metal duro à base de titânio. Durante a década de 1930, os primeiros cermets (Ti/Ni) eram muito frágeis e pouco resistentes à deformação plástica. Durante os anos quarenta e cinqüenta, o metal duro WC/Co desenvolveu-se consideravelmente, com grandes avanços em melhoria da performance. Enquanto isso, os cermets avançaram marginalmente com a adição de materiais, provavelmente adicionados de modo tentativa-e-erro, e com o aprimoramento da tecnologia de sinterização. 
*
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Cermet
Característica - baixa tendência a formação de gume postiço; - boa resistência a corrosão; - boa resistência ao desgaste; - resistência a temperatura elevada; - alta estabilidade química;  
Aplicação Ao longo da história da usinagem, os cermets ganharam fama de suscetíveis à repentina e imprevisível falha das pastilhas e, como tal, não têm sido fáceis de compreender em sua aplicação. As próprias recomendações dos fornecedores freqüentemente são contraditórias: alguns especificam o uso somente se os fatores operativos no torneamento de acabamento estiverem exatamente corretos; outros indicam uma área ampla de utilização, incluindo o exigente semi-acabamento. Além disso, os cermets são amplamente usados no fresamento de materiais de peças duros com êxito. Assim, parece não haver diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na usinagem. 
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Cerâmica
		Inicialmente cerâmica era o nome atribuido a ferramentas de óxido de alumínio. Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas, os insertos passaram por considerável desenvolvimento, diferindo atualmente dos iniciais. 
		Hoje encontramos dois tipos básicos de cerâmica: 
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Cerâmica
Cerâmica a base de óxido (Puro)   
Característica:  - baixa resistência; - baixa condutividade térmica; (POR QUÊ?) - fratura do gume, caso a condição de corte não seja boa; - baixa dureza.  
Fabricação:
	A cerâmica branca é obtida através de prensagem a frio e a cerâmica cinza através
	de prensagem a quente. 
	Pequena quantidade de óxido de zircônio pode ser adicionada melhorando significamente a propriedade da cerâmica. 
Cerâmica a base de óxido (mista)  Característica:  Devido a adição de novos elementos como carbonetos de titânio e tungstênio, os insertos passaram a apresentar as seguintes características: - melhor resistência ao choque térmico; - melhor condutividade térmica.
*
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Cerâmica
Cerâmica a base de nitreto de silício   Material relativamente jovem desenvolvido em torno de 1970.  Característica: - melhor resistência ao choque; - considerável dureza a quente; - embora não apresente uma estabilidade química igual a da cerâmica a base de alumínio quando usinando aço, é excelente para usinar ferro fundido cinzento a seco; - é o número 1 na usinagem de ferro fundido cinzento com alta taxa de remoção.  Fabricação:  - Cerâmicas a base de nitreto de silício são constituídas por duas fases, cristais de nitreto de silício e ligante, tendo as propriedades determinada pela composição. - Os insertos são obtidos através de prensagem de alta pressão a frio seguida de sinterização, ou mais alternativamente, através de pressão a quente.
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Cerâmica
Característica:  - Alta dureza à quente (1600°C) - Não reage quimicamente com o aço; - Longa vida da ferramenta; - Usado com alta velocidade de corte; - Não forma gume postiço.  
Característica da cerâmica não metálica em relação ao aço: - 1/3 da densidade do aço; - alta resistência a compressão; - muito quebradiço; - módulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do aço; - baixa condutividade térmica; - velocidade de 4 à 5 vezes a do metal duro; - baixa deformação plástica;
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Cerâmica
Aplicação:
 - Ferro Fundido; - Aço endurecido; (hard steels) - Ligas resistentes ao calor. (Heat resistant alloys)
Fabricação:
  Pó finíssimo de Al2O3 (partículas compreendidas entre 1 e 10 mícrons) mais ZrO2 (confere tenacidade a ferramenta de corte) é prensado, porém apresenta-se muito poroso. Para eliminar os poros, o material é sinterizado a uma tempertura de 1700o C ou mais. Durante a sinterização as peças experimentam uma contração progressiva, fechando os canais e diminuindo a porosidade.  
Exigência:
  - Máquina Ferramenta com extrema rigidez e potência disponível.  
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Cerâmica
Recomendações:  - Usinagem
a seco para evitar choque térmico; - Evitar cortes interrompidos; - Materiais que não devem ser usinados:  
		-Alumínio, pois reage quimicamente; 
		-Ligas de titânio e materiais resistentes ao calor, 	pela tendência de reagir químicamente, devido a	altas temperaturas envolvidas durante o corte;
		-Magnésio, berílio e zircônio, por inflamarem na 	temperatura de trabalho da cerâmica.
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Nitreto de Boro Cúbico Cristalino (CBN)
		Material relativamente jovem, introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80, devido a exigência de alta estabilidade e potência da máquina-ferramenta.
Característica: - São mais estáveis que o diamante, especialmente contra a oxidação; - Dureza próxima à do diamante; - Alta resistência à quente; - Excelente resistência ao desgaste; - Relativamente quebradiço; - Alto custo; - Excelente qualidade superficial da peça usinada; - Envolve elevada força de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa, alta fricção durante a usinagem e resistência oferecida pelo material da peça.
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Nitreto de Boro Cúbico Cristalino (CBN)
Aplicação: - Usinagem de aços duros; - Usinagem de desbaste e de acabamento; - Cortes severos e interrompidos; - Peças fundidas e forjadas; - Peças de ferro fundido coquilhado; - Usinagem de aços forjados - Componentes com superfície endurecida; - Ligas de alta resistência a quente(heat resistant alloys); - Materiais duros (98HRC). 
 
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Nitreto de Boro Cúbico Cristalino (CBN)
Fabricação
	- Os cristais de boro cúbico são ligados por cerâmica ou ligante metálico, através de altas pressões e temperatura.
 - As partículas orientadas a esmo, conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sintético. - As propriedades do CBN podem ser alteradas através do tamanho do grão, teor e tipo de ligante.
		Ligante 	- CBN fabricados com ligantes de cerâmica possui melhor estabilidade 		química e resistência ao desgaste; 	- CBN sobre substrato de metal duro, oferecem melhor resistência ao choque. 
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Nitreto de Boro Cúbico Cristalino (CBN)
Recomendações - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanço (low feed rates); - Usinagem a seco para evitar choque térmico.  
 Nomes comerciais - Amborite; - Sumiboron; - Borazon.
E as ferramentas de diamante? Para que servem? Onde são recomendadas?
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Diamante
  Monocristalino - Tipos: Carbonos, ballos e Borts. - Característica marcante: são os materiais que apresentam maior dureza. - Materiais que podem ser empregados: usinagem de ligas de metais, latão, bronze, borracha, vidro, plástico, madeira, etc. 
	Parâmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte: 
	- Velocidade de corte permitida: 100 a 3000 m/min; - Avanço: 0,002 a 0,06 mm; - Profundidade de corte: 0,01 a 1,0 mm;
Esses parâmetros são para quaisquer materiais? Qual velocidade de corte vocês usam para furar aço nos centros de usinagem? 
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Diamante
	Limitação 
 - Ferramentas de diamante não podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro; - Não pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900°C devido a grafitização do diamante. Aplicação 
	- Usinagen fina, pois é o único material para ferramenta de corte que permite graus de afiação do gume até quase o nível de um raio atômico de carbono.
  - Usinagem onde é exigido ferramentas com alta dureza, por exemplo, furação de poços de petróleo.
Quantas afiações as ferramentas de corte podem sofrer ao longo da vida útil? 01, 02, 03, 05, etc? O que define a quantidade de afiações? ()
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Exemplo de como uma pastilha pode ser cortada oferecendo
insertos de PCD para o novo conceito de ferramenta.
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Metal Duro
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Dureza e condutividade de alguns materiais de corte
Vocês lembram qual é a dureza (Vickers) do metal duro? E do aço rápido? E da madeira? E a condutividade desses materiais?
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Quadro Comparativo
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Evolução da velocidade de corte ao longo dos anos 
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Mesmo assim há desgaste nas ferramentas de corte. O que causa esses desgastes? Quais são esses mecanismos? O que é desgaste?
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DESGASTE E MECANISMOS DE DESGASTE DAS FERRAMENTAS DE CORTE
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Em usinagem, normalmente, as ferramentas de corte se desgastam seguindo uma curva padrão, representada na Figura ABAIXO. Na ordenada o desgaste pode ser representado por qualquer um dos parâmetros que identificam os desgastes de flanco, cratera ou entalhe (VBB, VBBmax, VBN, ou KT).
Comportamento do desgaste de uma ferramenta de corte com o tempo de corte.
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COMO OCORREM OS DESGASTES EM BROCAS HELICOIDAIS DE METAL-DURO NA USINAGEM DO AÇO AISI P20 (AÇO PARA MATRIZ)?
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4. RESULTADOS
Desgaste
Ensaio interrompido, critério de parada 1200 furos (broca de metal duro)
 1 mm
Fim de vida com 600 furos (broca de metal duro)
Fotos das ferramentas na condição de emulsão, no fim de ensaio.
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Desgaste
Problemas tipicamente observados nos ensaios de usinagem a seco.
2 mm
Seco
40 furos
Adesão nas guias e elevado empacotamento do cavaco
Microlascamentos nas guias
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Destruição total do dente por fadiga
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Adesão (madeira)
Lascamento
Diamante
Metal Duro
Brasagem (interface Metal Duro e Diamante) 
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Desgaste e Mecanismos de
 Desgastes das Ferramentas de Corte
	DUAS CAUSAS PARA TROCA DA FERRAMENTA OU DA ARESTA DE CORTE:
	(i) Ocorrência de uma avaria
		- trinca
		- lasca
		- quebra
	(ii) O desgaste atinge proporções elevadas que pode comprometer o bom andamento do processo.
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Desgaste e Mecanismos de
 Desgastes das Ferramentas de Corte
	“No corte interrompido (fresamento), o desenvolvimento do desgaste uniforme na superfície de folga ou saída, será dominante apenas se a ferramenta de corte possuir tenacidade suficiente para resistir aos choques mecânicos e térmicos inerentes a tais processos”.
 Senão, o que acontece, caso a ferramenta não possua tenacidade o suficiente para aguentar as pancadas e a variação da temperatura???
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Desgaste e Mecanismos de
 Desgastes das Ferramentas de Corte
	No corte interrompido as avarias podem ocorrer devido aos choques mecânicos na entrada da ferramenta na peça, na saída da ferramenta da peça, ou ainda por choques térmicos (ou fadiga térmica), em consequência da flutuação cíclica da temperatura. 	
	
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Desgaste e Mecanismos de
 Desgastes das Ferramentas de Corte
	Avarias no corte contínuo são muito raras, a não ser que:
	
As condições de corte são abusivas;
Geometria da ferramenta inapropriada;
Defeito de fabricação de ferramenta.
No processo de fresamento o corte é contínuo? E na furação?	
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Desgaste e Mecanismos de
 Desgastes das Ferramentas de Corte
Figura 11.1. Variação cíclica da temperatura de corte no processo de 	 corte interrompido 
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Desgaste e Mecanismos de
 Desgastes das Ferramentas de Corte
Figura 11.3. 	Sulcos desenvolvidos em forma de pentes 
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Desgaste e Mecanismos de
 Desgastes das Ferramentas de Corte
	As trincas de origem térmicas são, geralmente, perpendiculares à aresta de corte e prevalecem quando usinando à altas velocidades.
	As trincas de origem mecânica são, geralmente, paralelas à aresta de corte e prevalecem quanto usinando à baixas velocidades.
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Desgaste e Mecanismos de
 Desgastes das Ferramentas de Corte
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Desgaste e Mecanismos de
 Desgastes das Ferramentas de Corte
Figura 11.4. Números de sulcos em forma de pente em função do percurso de corte por dente para o fresamento com diversos avanços por dente 
Avanço alto ou baixo???
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Desgaste e Mecanismos de
 Desgastes das Ferramentas de Corte
Figura 11.5. Influência
da velocidade de corte sobre a formação de sulcos 	 no fresamento 
Velocidade alta ou baixa???
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Desgaste e Mecanismos de
 Desgastes das Ferramentas de Corte
TRÊS FORMAS DE DESGASTE
	(i) 	Desgaste de cratera
	(ii) Desgaste de flanco
	(iii) Desgaste de entalhe (notch wear)
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Na usinagem de chapas de aço vocês já observaram algo semelhante?
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Principais áreas desgaste de uma ferramenta de corte (Dearnlev e Trent, 1982)
Mecanismos e processos de desgaste que podem acontecer nas ferramentas de corte (Trent e Wright, 2000) 
Principais tipos de desgaste e avarias encontrados nos machos de corte (OSG, catálogo, 2004) 
Como diminuir o desgaste nas ferramentas de corte???????
O QUE ISSO TEM COM HSC??
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Exemplos de Desgaste (Ferramentas de Corte) 
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Após os testes na indústria (Tupy S.A.) analisou-se o desgaste de todas as ferramentas em um microscópio ótico (metalográfico). Constatou-se que houve desgastes nas superfícies de folga e saída de todos os machos de corte.
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Comparação do desgaste nos dentes alisadores (4º dente da segunda carreira - M3)
em função do desgaste
20%
 40%
60%
80%
100% 
0,1 mm
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Evolução do desgaste de flanco em função da vida dos machos de corte 
Resultados e Discussões
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Imagem geral de um dente de um macho de corte que usinou 12.000 roscas 
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Desgaste nas superfícies de folga 
e saída.
O quê causou esses desgastes? 
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Ferramenta revestida com TiN/TiAlN utilizada com 75 m/min, após usinar 800 roscas;
Fotografia ótica mostrando a superfície de saída (estéreo microscópio)
Resultados e Discussão
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Análise Química
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Análise Química
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Espectro por energia dispersiva (análise química) dos principais elementos químicos presentes na região analisada. 
Espectro por energia dispersiva (análise química) dos principais elementos químicos presentes na superfície de folga da ferramenta 
Análise Química
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 Mecanismos Causadores dos Desgastes das Ferramentas
a) Aresta Postiça de Corte
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b) Abrasão Mecânica
A abrasão (ou atrito) mecânica é uma das principais causas de desgaste da ferramenta.
O desgaste gerado pela abrasão é incentivado pela presença de partículas duras no material da peça e pela temperatura de corte, que reduz a dureza da ferramenta.
Assim, quanto maior a dureza a quente da ferramenta, maior sua resistência ao desgaste abrasivo. 
As vezes, partículas duras arrancadas de outra região da ferramenta por aderência ou mesmo por abrasão e arrastadas pelo movimento da peça, causam o desgaste abrasivo em uma área adjacente da ferramenta.
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c) Aderência
Se duas superfícies metálicas são postas em contato sob cargas moderadas, baixas temperaturas e baixas velocidades de corte, forma-se entre elas um extrato metálico que provoca aderência. 
A resistência deste extrato é elevada a tal ponto que, na tentativa de separar as superfícies, ocorre ruptura em um dos metais e não na superfície de contato.
O fenômeno da aderência está presente na formação da aresta postiça de corte, mas pode-se ter desgaste por aderência mesmo sem a formação da aresta postiça.
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Adesão na superfície de brocas após a usinagem de ferro fundido (MOTOR FIRE)
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d) Difusão
A difusão entre ferramenta e cavaco é um fenômeno microscópico ativado pela temperatura na zona de corte.
 
A difusão no estado sólido consiste na transferência de átomos de um metal a outro.
Depende da temperatura, da duração do contato e da afinidade físico-química dos dois metais envolvidos.
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 Difusão (continuação)
A difusão dos átomos de ferro do aço do cavaco para a ferramenta, principalmente se esta for de metal duro, muda as condições de equilíbrio entre os elementos constituintes da mesma, levando a uma reação química entre eles.
Estas reações químicas, no caso de metal duro, provocam a formação de carbonetos complexos (Fe W C26), que são menos resistentes e são rapidamente removidos por abrasão.
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Exigências básicas para um material de corte 
 Estabilidade química
	Na usinagem a ferramenta e a peça apresentam diferentes composições químicas e estão submetidas a elevadas temperaturas, formando assim uma condição favorável para o surgimento de reações. Estas reações podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da ferramenta. 
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 Desgaste Frontal (ou de flanco)
Ocorre na superfície de folga da ferramenta, causado pelo contato entre ferramenta peça. É o tipo de desgaste mais comum.
Todo processo de usinagem causa desgaste frontal.
Figura 6.1 – Desgaste Frontal
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Desgaste de Cratera
É o tipo de desgaste que ocorre na superfície de saída da ferramenta, causado pelo atrito entre a ferramenta e o cavaco. Esse tipo de desgaste pode ocorrer durante a usinagem de aço e alumínio? O que vocês acham?
Não ocorre em todos os processos de usinagem, como ferramentas de metal duro recoberto, ferramentas de cerâmica e quando o material da peça é frágil (gera cavacos curtos).
Figura 6.2 – Desgaste de Cratera
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 Deformação Plástica da Aresta de Corte
Muitas vezes, a pressão aplicada à ponta da ferramenta somada à alta temperatura gera deformação plástica da aresta de corte. E nesse caso? O que vocês pensam?
Tais deformações provocam deficiências do controle de cavacos e deterioração do acabamento superficial da peça.
O crescimento desta deformação pode gerar a quebra da aresta de corte.
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O que mostra essa imagem? Quais mecanismos de desgaste ocorreram?
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Quebra
Todos os desgastes e avarias da ferramenta, ao crescerem podem gerar a quebra da ferramenta.
Algumas vezes, porém, a quebra pode ocorrer inesperadamente devido à alguns fatores como:
 Ferramenta muito dura, carga excessiva sobre a ferramenta, raio da ponta, ângulo de ponta ou ângulo de cunha pequenos, corte interrompido, parada instantânea do movimento de corte, etc.
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Quebra (continuação)
A quebra da ferramenta ocasiona não somente dano à ferramenta, mas também ao porta-ferramenta e à própria peça. Vocês já tiveram alguma experiência semelhante???
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Adesão (madeira)
Lascamento
Diamante
Metal Duro
Brasagem (interface Metal Duro e Diamante) 
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Lascamento
É um tipo de avaria da ferramenta, pois ao contrário dos desgastes frontal e de cratera que retiram continuamente partículas muito pequenas da ferramenta, no lascamento, partículas maiores são retiradas de uma só vez.
Ocorrem principalmente em ferramentas com material frágil e/ou quando a aresta de corte é pouco reforçada.
Prejudicam o acabamento superficial da peça e, se continuam crescendo, provocam a quebra da ferramenta.
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Trincas
São causadas pela variação da temperatura e/ou pela variação dos esforços mecânicos.
Quando tem origem térmica, elas ocorrem perpendicularmente à aresta de corte.
Figura 6.5 – Trincas de Origem Térmica 
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Trinca de origem térmica ou mecânica
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Exigências básicas para um material de corte
Resistência ao desgaste 
por abrasão 
	Na região de contato entre a peça-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressões e presença de partículas muito duras. Essas partículas, devido ao movimento relativo entre os componentes (peça-ferramenta-cavaco, penetram no material da ferramenta. A subsequente remoção das partículas pode ocorrer (desgaste), caso a ferramenta não possua elevada resistência.
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Exigências básicas para um material de corte
Custo e facilidade de obtenção
	
 Existem materiais para ferramenta que são fáceis de fabricar e apresentam baixo custo de produção. No entanto, não apresentam todas as propriedades desejadas e por
isto tem seu uso limitado, exemplo: aço ferramenta. Por outro lado, tem-se a disposição materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistência ao desgaste, porém com elevado custo. Portanto o balanço qualidade-custo deverá ser adequado a necessidades específicas. 
 
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Processos de Usinagem: os 3 principais processos mecânicos de usinagem mais conhecidos e praticados são: 
1) Torneamento: destinado à obtenção de superfícies de revolução com o auxílio de uma ou mais ferramentas monocortantes. 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. Distingue-se: Torneamento cilíndrico (interno ou externo), Torneamento cônico (interno ou externo); Sangramento (radial e axial) ); Torneamento de faceamento; Perfilamento (radial e axial). 
2) Furação: processo áestinado à obtenção de um furo geralmente cilíndrico numa peça, com o auxílio de uma ferramenta geralmente multicortante. 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.
3) Fresamento: processo de usinagem destinado à obtenção de superfícies quaisquer com o auxílio de ferramentas geralmente multicortantes. A ferramenta gira e a peça ou a ferramenta se deslocam segundo uma trajetória qualquer.
*
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2.1 - MOVIMENTOS NO PROCESSO DE USINAGEM
Norma ABNT - NBR 6162 1989: MOVIMENTOS E RELAÇÕES GEOMÉTRICAS NA USINAGEM DOS METAIS - TERMINOLOGIA –
			
			
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*
1º.) Que causam diretamente a saída do cavaco:
MOVIMENTO DE CORTE: aquele que ocorre entre a peça e a ferramenta, o qual sem o movimento de avanço origina somente uma única retirada do cavaco;
MOVIMENTO DE AVANÇO: aquele que ocorre entre a peça e a ferramenta, o qual juntamente com movimento de corte origina a retirada contínua de cavaco;
MOVIMENTO EFETIVO: movimento resultante dos movimentos de corte e avanço realizado ao mesmo tempo.
2º.) Que NÃO tomam parte direta na formação do cavaco:			,
DE APROXIMAÇÃO: movimento que aproxima a ferramenta da peça
DE AJUSTE: movimento que determina espessura material a ser removida
DE CORREÇÃO: movimento que compensa o desgaste da ferramenta
DE RECUO: movimento, que após o corte, a ferramenta se afasta
2 GRUPOS:
2.1 - MOVIMENTOS NO PROCESSO DE USINAGEM
*
DIREÇÃO DE CORTE: direção instantânea do movimento de corte
DIREÇÃO DE AVANÇO: direção instantânea do movimento de avanço
DIREÇÃO EFETIVA: direção instantânea do movimento efetivo de corte
2.2 – DIREÇÕES DOS MOVIMENTOS e
	 VELOCIDADES EM USINAGEM
VELOCIDADE DE CORTE (Vc): é a velocidade instantânea do ponto de referência da aresta de corte da ferramenta, segundo a direção e sentido de corte;
VELOCIDADE DE AVANÇO (Vf): é a velocidade instantânea do ponto de referência da aresta de corte da ferramenta, segundo a direção e sentido de avanço;
VELOCIDADE EFETIVA DE CORTE (Ve): é a velocidade instantânea do ponto de referência da aresta de corte da ferramenta, segundo a direção e sentido efetivo de corte.
*
TORNEAMENTO
2.2 – DIREÇÕES DOS MOVIMENTOS e 
	 VELOCIDADES EM USINAGEM
Cont.
*
FURAÇÃO
FRESAMENTO
Cont.
2.2 – DIREÇÕES DOS MOVIMENTOS e 
	 VELOCIDADES EM USINAGEM
*
*
Velocidade de corte [m/min]:
Velocidade de avanço [mm/min]:
Velocidade efetiva de corte [m/min]:
2.3 – CÁLCULO DE VELOCIDADES
Para processos com movimento retilíneo:
* gpm: número de golpes por minuto;	
* L: percurso da ferramenta.
 Vc = 2 .L .gpm /1000 [m / min]
Processos de movimento de rotação
*
PERCURSO DE CORTE (Lc): espaço percorrido pelo ponto de referência da aresta de corte sobre a peça, segundo a direção de corte
PERCURSO DE AVANÇO (Lf): espaço percorrido pelo ponto de referência da aresta de corte sobre a peça, segundo a direção de avanço
PERCURSO EFETIVO (Le): espaço percorrido pelo ponto de referência da aresta de corte sobre a peça, segundo a direção de efetiva de corte
2.4 – PERCURSOS DA FERRAMENTA NA PEÇA
*
2.5 – CONCEITOS AUXILIARES: PLANOS, ÂNGULOS e SUPERFÍCIES em Usinagem
PLANO DE TRABALHO, Pfe: contém direções de corte e avanço – onde se realizam mov. responsáveis pela retirada de cavaco.
ÂNGULO DA DIREÇÃO DE AVANÇO, : ângulo entre a direção de avanço e a direção de corte (Obs. nem sempre forma 90º)
ÂNGULO DA DIREÇÃO EFETIVA, : ângulo da direção efetiva de corte e a direção de corte 
TORNEAMENTO
*
*
Plano de trabalho, ângulo da direção de avanço e ângulo da direção efetiva
FRESAMENTO
2.5 – CONCEITOS AUXILIARES: PLANOS, ÂNGULOS e SUPERFÍCIES em Usinagem
*
2.5 – CONCEITOS AUXILIARES: PLANOS, ÂNGULOS e SUPERFÍCIES em Usinagem
SUPERFÍCIES EM USINAGEM: aquelas geradas pela ferramenta 
1) SUPERFÍCIE PRINCIPAL DE USINAGEM
2) SUPERFÍCIE SECUNDÁRIA DE USINAGEM
*
*
2.6 – GRANDEZAS DE CORTE
São as grandezas ajustadas na máquina:
Avanço, f: o percurso de avanço em cada volta ou cada curso da ferramenta
- Avanço por dente (fz): percurso de avanço de cada dente, na direção do avanço ferramenta (geração de 2 superf. em usinagem consecutivas) – ( f = fz . z)
Avanço de corte, fc: distância entre 2 superf. consecutivas em usinagem na direção perpendicular à direção de corte no plano de trabalho
Avanço efetivo de corte, fe: distância entre duas superfícies consecutivas em usinagem, medida na direção perpendicular à direção efetiva de corte no plano de trablaho.
*
2.6 – GRANDEZAS DE CORTE
Profundidade de corte, ap: é a profund. ou largura de penetração da ferramenta na peça, medida na direção perpendicular ao plano de trabalho.
Penetração de trabalho, af: é a penetração da ferramenta na peça, medida no plano de trabalho e na direção de avanço
Penetração de trabalho, ae: é a penetração da ferramenta na peça, medida no plano de trabalho e na direção perpendicular à direção de avanço
ISSO INFLUENCIA NA FORÇA, NA PRESSÃO ESPECÍFICA E NA POTÊNCIA DE USINAGEM???
*
*
*
	No processo de formação do cavaco, o movimento da ferramenta em relação à peça faz com que a cunha da ferramenta exerça um esforço de penetração na peça, que responde a este esforço, fazendo aparecer um ‘sistema de forças atuando na cunha de corte, que geram tensões. 	
								Forças 											Tensões
 
FORÇA, PRESSÃO ESPECÍFICA
 E POTÊNCIA DE USINAGEM
*
*
*
 
FORÇA, PRESSÃO ESPECÍFICA
 E POTÊNCIA DE USINAGEM
	Razões para se conhecer o comportamento das forças de usinagem:
Diagnosticar o processo
Para se estimar a potência requerida no corte
Projetos de máquinas e seus componentes
Ela tem influência direta no desenvolvimento dos desgastes das ferramentas
São usadas como parâmetro para controle adaptativo
*
*
Dinamômetro modelo 9123C1211 (telemetria) e sistema de aquisição utilizado nesta pesquisa 
Dinamômetro por telemetria
Amplificador
 de carga
Computador com Software LabVIEW
*
*
Influência do diâmetro do pré-furo nas forças e no torque 
Procedimentos Experimentais
*
*
Furação escalonada
Os sinais das forças radiais (Fx e Fy) não mostraram nenhuma alteração significativa em função da variação dos diâmetros dos pré-furos. Entretanto, quando houve alteração da concentricidade...
*
*
Variação do erro de concentricidade dos machos de corte em relação aos pré-furos 
*
*
Variação da força X em função do deslocamento do macho de corte (40% de desgaste) em relação ao pré-furo 
*
*
Usinagem de roscas com corte interrompido
*
*
Sinal do torque adquirido para o rosqueamento com corte interrompido nos primeiros 8 mm de profundidade rosqueado (Vc = 5 m/min) 
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Comparação das forças nas direções X, Y e Z entre roscas fabricadas com os pré-furos com corte interrompido 
Resultados e Discussões
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FORÇA, PRESSÃO ESPECÍFICA
 E POTÊNCIA DE USINAGEM
POTÊNCIA DE USINAGEM
Potência de corte
Potência de avanço
Potência de efetiva
Potência fornecida pelo motor
onde  é o rendimento da máquina ferramenta, que vale geralmente de 60 a 95%.
	
DESPRESÍVEL
Ne  Nc
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FORÇA, PRESSÃO ESPECÍFICA
 E POTÊNCIA DE USINAGEM
Componentes das forças de usinagem em função de Fc e Ff
								FT = Fc sen + Ff cos
								FN = Fc cos - Ff sen
								FZ = Fc cos - Ff sen
								FNZ = Fcsen + Ff cos 	
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FORÇA, PRESSÃO ESPECÍFICA
 E POTÊNCIA DE USINAGEM
Em Resumo:
Variáveis principais que influenciam a Força de Usinagem:
Velocidade de corte
Avanço e profundidade de corte
Material da peça (aço, madeira, plástico...)
Material da ferramenta
Geometria da ferramenta 
Estado de afiação da ferramenta
Outros
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Continuação: Parâmetros de Velocidade de Corte e Avanço
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Continuação: Parâmetros de Velocidade de Corte e Avanço
E os plásticos? Quais são os parâmetros recomendados? 
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ferramenta
peça
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3.4.4 Grandezas físicas no processo de corte
A “rugosidade” do estado de superfície é definida pelo avanço por dente caracterizado pela grandeza normalizada fz. O avanço por dente é definido como o passo das marcas deixadas nos materiais a serem usinados e esta grandeza é, na maioria das vezes, visível nas superfícies usinadas. Então ele se torna o fator que vai determinar o estado da superfície. Quanto menor o avanço por dente, melhor será o acabamento, porém, maior será o desgaste da ferramenta. Sempre existe essa correlação entre qualidade e rapidez do desgaste dos gumes, (BONDUEELE, 2001), apud, JUNIOR, 2009. Um avanço por dente recomendado para operações de aplainamento ou fresamemento deve estar entre 1 mm < fz < 1,8 mm (usinagem de madeira). Esse intervalo corresponde ao melhor compromisso “qualidade/desgaste”. O valor de 1 mm gera um acabamento melhor do que o valor 1,8 mm, mas o desgaste será um pouco mais rápido para o primeiro valor. Já para a operação de corte de acabamento e de precisão com serra circular, os valores recomendados 20 do avanço por dente devem estar entre 0,08 mm < fz < 0,25 mm para o corte longitudinal (refilagem). 
JUNIOR, N. D. DE SOUZA.; QUALIDADE DE SUPERFÍCIE NA PRODUÇÃO DE PEÇAS S2S NO SETOR DE
USINAGEM DE UMA INDÚSTRIA DE MOLDURAS DE PINUS
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ – TCC – CURITIBA - 2009
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Usinagem dos Metais
CONDIÇÕES ECONÔMICAS DE CORTE
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	Condições Econômicas de corte
	As condições econômicas de corte são aquelas que irão produzir um lote de peças com o mínimo custo de fabricação.
	Entretanto, estas condições não são, necessariamente, aquelas que irão produzir o maior número de peças na unidade de tempo. Vai existir outra condição de corte que irá gerar a máxima produção.
	Assim, a escolha das condições de usinagem deve ser feita através de uma análise dos diversos fatores relacionados com o tempo total e o custo total envolvidos no processo.
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Condições Econômicas de corte
O tempo total de fabricação por peça é composto de:
Tempo de operação por peça
Tempo improdutivo por peça
O custo total de fabricação por peça é composto de:
Custo de usinagem por peça
Custo do tempo improdutivo por peça
Custo da ferramenta por peça
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Qual é a maior preocupação das empresas que trabalham com manufatura de peças mecânicas: aumentar a vida das ferramentas de corte ou aumentar a produtividade?
Aliás, o que é produtividade? ()
E ainda, o que é vida da ferramenta? () 
Como aumentar a vida das ferramentas de corte e preservar suas vidas? ()
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Aumentar a vida da ferramenta ou aumentar a produtividade?
O que é Vida de Ferramenta? Quais fatores a influenciam?
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Vida da Ferramenta e
 Fatores que a Influenciam
	VIDA DA FERRAMENTA é o tempo em que a mesma trabalha efetivamente, sem perder o corte, ou até que se atinja um critério de fim de vida previamente estabelecido.
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Vida da Ferramenta e
 Fatores que a Influenciam
	O critério de fim de vida é, geralmente, estabelecido pelo grau de desgaste. A grandeza deste desgaste depende de inúmeros fatores, entre eles:
a) receio da quebra da aresta de corte devido ao desgaste;
b) temperaturas excessivas atingida pela ferramenta;
c) as tolerâncias dimensionais não são mais possíveis de se obter;
d) o acabamento superficial não é mais satisfatório;
e) aumento excessivo das forças de usinagem;
f) etc...
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Vida da Ferramenta e
 Fatores que a Influenciam
	A vida da ferramenta pode ser expressa de várias maneiras:
através do tempo total de trabalho (caso de cortes interrompidos, fresamento) [min]
percursos de corte [Km]
percurso de avanço [mm]
volume de material removido [cm3]
número de peças produzidas
velocidade de corte para um determinado tempo de vida [m/min]
Qual ou quais dessas maneiras vocês adotarão nas empresas que trabalham ou que irão trabalhar?
Aumentar somente os parâmetros de corte é correto? Como aumentá-los sem correr riscos de acidentes e de danificar as máquinas e as ferramentas?
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Condições Econômicas de corte
VELOCIDADE DE CORTE E A TAXA DE PRODUÇÃO
tt - tempo total de usinagem por peça
tc - tempo de operação propriamente dito
t1 - tempo improdutivo.
t2 - tempo de colocação, fixação e retirada da peça.
t3 - tempo de troca e afiação da ferramenta
vcm - Velocidade de máxima produção
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Condições Econômicas de corte
VELOCIDADE DE MÁXIMA PRODUÇÃO
	Para se obter a velocidade da máxima produção, deve-se chegar na equação de tempo de fabricação por peça, em função da velocidade de corte, derivar e igualar a zero.
	Esta velocidade pode ser determinada, também, experimentalmente, com auxílio de um gráfico da taxa de produção (peças/hora) em função da velocidade de corte.
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Machining Economy 
- Dados de Corte e Custo
Como calcular o tempo de usinagem?
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Pode-se utilizar os mesmos avanços e as mesmas velocidades de corte para usinar essa peça? 
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Velocidade de Corte
Custo por Peça
Machining Economy 
- Dados de Corte e Custo
Vejamos como o aumento da Velocidade de Corte, influencia nos custos de usinagem.
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Velocidade de Corte
Custo por Peça
Machining Economy 
- Dados de Corte e Custo
Custo fixo
A Velocidade de Corte não afeta os custos fixos
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Velocidade de Corte
Custo por Peça
Machining Economy 
- Dados de Corte e Custo
Custo fixo
Custo Máquina
A medida em que a Velocidade de Corte aumenta, mais peças são produzidas e, portanto, os custos por peça reduzem.
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Velocidade de Corte
Custo por Peça
Machining Economy 
- Dados de Corte e Custo
Custo fixo
Custo Máquina
Custo Ferramenta
Quando aumenta-se a Velocidade de corte, mais insertos serão necessários e, portanto, o custo por peça aumentará.
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Velocidade de Corte
Custo por Peça
Machining Economy 
- Dados de Corte e Custo
Custo fixo
Custo Máquina
Custo Ferramenta
Custo de Produção
Se somarmos todos os custos , obteremos uma curva do custo total de produção.
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Velocidade de Corte
Custo por Peça
Machining Economy 
- Dados de Corte e Custo
Custo fixo
Custo Máquina
Custo Ferramenta
Custo de Produção
Custo por Peça
Lote de Produção
A medida em que a Velocidade de Corte aumenta, a produção horária também se eleva, chegando a um ponto em que disperdissamos tempo em demasia na troca de insertos. Isso começa afetar a produção
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Velocidade de Corte
Custo por Peça
Machining Economy 
- Dados de Corte e Custo
Custo fixo
Custo Máquina
Custo Ferramenta
Custo de Produção
Custo por Peça
Lote de Produção
Velocidade
Econômica
O ponto mais baixo da curva do custo total de produção corresponde à Velocidade de Corte Econômica.
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Velocidade de Corte
Custo por Peça
Machining Economy 
- Dados de Corte e Custo
Custo fixo
Custo Máquina
Custo Ferramenta
Custo de Produção
Custo por Peça
Lote de Produção
Velocidade
Econômica
Velocidade para 
Máxima Produção
O ponto mais alto da curva de custo total de produção corresponde à velocidade corte máxima.
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Velocidade de Corte
Custo por Peça
Machining Economy 
- Dados de Corte e Custo
Custo fixo
Custo Máquina
Custo Ferramenta
Custo de Produção
Custo por Peça
Lote de Produção
Velocidade
Econômica
Velocidade para 
Máxima Produção
 Alta Performance
A Velocidade de Corte entre os dois pontos, define a alta eficiência, onde sempre devemos trabalhar..
Q = ap × fn × vc
Maximizando a produtividade
Através da profundidade de corte
Q = ap × fn × vc
Maximizando a produtividade
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Q = ap × fn × vc
P-990505
 Através do avanço – WF / WM
Pastilha Standard
Pastilha Wiper
Avanço, mm / rot
Raio da Wiper
Raio de ponta
Acabamento superficial
Ra
µ mm
0,8 1,2
CNMG 0,8/ DNMX 1,2 CNMG 1,2/DNMX 1,6
 TNMX 1,2
4,0
3,0
2,0
1,0
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
Maximizando a produtividade
Através da velocidade
Q = ap × fn × vc
Maximizando a produtividade
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EFEITO DOS PARÂMETROS DE CORTE SOBRE A VIDA DA FERRAMENTA E PRODUTIVIDADE 
 ap : pouco efeito na Vida da Ferramenta .
 f : médio efeito na Vida da Ferramenta .
Vc : grande efeito na Vida da Ferramenta .
 Utilize o potencial de :
ap : reduzir Nº de cortes
f : reduzir tempo de corte
Vc : reduzir tempo de corte.
Maximizando a produtividade
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Conceito sobre Velocidades de Corte
Resumo
Velocidade de corte é a velocidade ideal para que uma ferramenta corte o material através de um movimento circular ou através de golpes linear.
É o espaço percorrido pela ferramenta cortando um material, na unidade de tempo.
 Vocês concordam com esses conceitos? Eles são válidos para a usinagem de ferros fundidos?
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Usinagem de peças
Se o movimento for circular (furação, torneamento, fresamento, retificação, etc,) é necessário calcular a rotação de corte (RPM) da peça ou da ferramenta que executa o trabalho.
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Velocidade de corte
Tipo do material da ferramenta; metal duro, PCD, etc.
Tipo do material a ser usinado; aço, alumínio, etc.
Tipo de operação a ser realizada; desbaste, acabamento, etc.
Condições da refrigeração; ar, vácuo, água e óleo(?)
Condições da máquina; boas, ruins, péssimas, etc.
 Existem outras variáveis? E a rotação?
 E o avanço de corte? 
 
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Vamos exercitar um pouco?
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Exercícios Práticos (Cálculos de RPM)
Calcular o número de rotações que uma máquina-ferramenta deve trabalhar para usinar aço ABNT 1010, sabendo-se que o material da ferramenta de corte é metal duro e que a chapa de aço tem ¾” de espessura. 
Faltou informação? Qual ou quais?
Velocidade de corte recomendada pelo fabricante da ferramenta: 200 m/min
Faltou mais informações? Qual ou quais?
A ferramenta de corte é uma broca de diâmetro igual a 1/2“ (meia polegada).
E se o material da ferramenta de corte for de PCD (Diamante policristalino)? 
Velocidade de corte para ferramenta diamantada – 60 m/s (???)
Divino, e se o material a ser furado fosse aço ABNT 1060 (chapa de aço)?
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Exercícios Práticos (Cálculos de RPM)
Calcular o número de rotações para usinar MDP, sabendo-se que o material da ferramenta de corte é metal duro, brasado com diamante e que a chapa (MDP) tem 19 mm de espessura. A operação de usinagem é o fresamento de contornos (cheio e nas laterais da peça). O diâmetro da fresa é de 20 mm e a velocidade de corte é de 80 m/s. 
E se a fresa fosse de aço-rápido? 
Nesse caso, a velocidade de corte teria que ser menor. Digamos de 80 m/min .
Qual é a velocidade de avanço da mesa para as duas situações, sabendo-se que a fresa possui três arestas de corte? Sugiro iniciar com fz de 0,01 mm por dente. Depois aumente para 0,1 mm/dente e finalmente para 1 mm/dente.
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CÁLCULO DOS TEMPOS DE USINAGEM
2- tempo ativo: tempo real de usinagem, com a ferramenta cortando o material. Pode ser determinado, na fresadora, por exemplo, quando se trabalha com avanços automáticos no sentido vertical, transversal ou longitudinal.
Fórmulas
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CÁLCULO DOS TEMPOS DE USINAGEM
Tempo de usinagem é o tempo necessário para fabricar uma determinada peça, utilizando os processos convencionais de usinagem. Pode ser:
1- tempo passivo: é o tempo que o operador necessita para preparar a máquina, são dados em tabelas e não podem ser calculados.
1.1 - instalação da ferramenta de corte
1.2 - carregamento de máquina
1.3- centragem da ferramenta
1.4-retorno da ferramenta de corte à posição de inicio
1.5 - dar a profundidade de corte
1.6- ligar e desligar o avanço
1.7- etc. 
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Sentido de Corte – Concordante ou Discordante
Quando usinar com a ferramenta concordando com o sentido da mesa? Quais são as vantagens e desvantagens de cada processo?
O que vocês acham ()?
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Corte em concordância
A trajetória da peça e da ferramenta tem o mesmo
Sentido;
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Corte em oposição
Direção de alimentação da peça é oposta a trajetória da ferramenta de corte
Quais são as vantagens e desvantagens desse processo em relação ao corte concordante?
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USINAGEM DISCORDANTE
O movimento de corte da ferramenta e o movimento relativo de avanço do material encontram-se opostamente sincronizados;
É o método mais empregado, principalmente em equipamentos convencionais de avanço manual;
O primeiro contato do gume da ferramenta com a madeira (a) não inicia o corte, o qual acontece um pouco mais adiante (b). Neste operação, apenas há uma espécie de raspagem da ferramenta em relação à peça e um força de esmagamento do material;
Forma-se, então, uma apara comprida de espessura crescente, até atingir os pontos de saída do gume da ferramenta (c1 e c2).
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Vantagens: maior fendilhamento; maior durabilidade de corte; melhor ângulo de corte; redução da força motriz; possibilidade do movimento de entrada e saída do material.
Desvantagens: fibras reversas em madeiras maciças geram má qualidade de corte, ocorrendo arrancamentos e lascamentos do material.
Corte Discordante
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USINAGEM CONCORDANTE
O movimento de corte da ferramenta e o movimento relativo de avanço do material encontram-se sincronizados no mesmo sentido;
O primeiro contato do gume da ferramenta com a madeira é um ponto de impacto, é o início da operação de corte, com os gumes da ferramenta cortando da espessura maior para a menor, não formando tensões de lascamento;
O cavaco é compacto pela ação do corte, que termina no ponto zero (0) sobre a superfície usinada.
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Usinagem Concordante
Vantagens: superfície de corte lisa (mesmo com fibras reversas); menor esforço no movimento de avanço; possibilidade de trabalhar com velocidades de avanço maiores.
Desvantagens: devido aos ângulos na geometria de corte e à falta de fendilhamento da madeira durante a usinagem, há maior consumo de energia motriz e menor durabilidade de corte da ferramenta; tipo de usinagem empregado com avanço mecânico, devido aos altos riscos ao operador em avanço manual.
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CORTE PERIFÉRICO
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Grandezas de Corte: 
Grandezas de usinagem de um aplainamento: avanço por dente (fz), profundidade do arco colóide (t), velocidade de corte (Vc) e velocidade de avanço (Vf).
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Figura retirada dos catálogos da Wirutex: onde estão os erros???
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Vida da ferramenta é o tempo que ela trabalha efetivamente até perder a sua capacidade de corte.
Atingido esse tempo, a ferramenta deve ser reafiada ou substituída.
Desgaste e Vida da Ferramenta
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Fatores que determinam o fim da vida da ferramenta:
Desgaste elevado que pode levar à quebra da aresta de corte em operações de desbaste
Desgaste frontal que prejudica o acabamento
Desgaste que provoca
a elevação acentuada da temperatura com o conseqüente amolecimento e embotamento da aresta de corte
Desgaste que provoca aumento excessivo na força de corte.
Desgaste e Vida da Ferramenta
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Desgaste e Vida da Ferramenta
Fatores que influenciam na rugosidade da peça:
Vibração, velocidade de corte, desgaste da ferramenta, etc 
ferramenta
peça
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Comparação de faixas de velocidades convencionais e HSC (Titex Plus)
Influência das Características do Processo HSC (Schulz, 1996) 
Definição atual de Usinagem com Alta Velocidade de Corte (Schulz, 1996)
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Corpo de prova de ferro fundido cinzento
Rosqueamento 
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ROSQUEAMENTO INTERNO
O rosqueamento interno com macho de corte é uma das operações de usinagem mais complexas devido aos problemas ocasionados pelas dificuldades de remoção do cavaco e lubrificação adequada das arestas de corte do macho.
Macho quebrado em uma peça de ferro fundido (REIS, 2004) 
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Furação
Rosqueamento
Calibração
Cabeçote Fixo
Garantia de Aceleração
35 mm
Rosqueamento 
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Cabeçote de rosquear auto-reversível CST TAPMATIC RDTIC-50 (Bezerra, 2003).
Rosqueamento 
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Rosqueamento 
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Maximização da Produtividade
Profundidade de corte, mm
Avanço, mm/rot
Velocidade de corte, m/min
t
t
t
ap
fn
vc
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Tempo de Usinagem
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Número de Operações
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 Material
 Tamanho do lote
 Forma
 Redução de peso
 Integridade do produto
FATORES QUE DETERMINAM A OPÇÃO PELO PROCESSO
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Processo de furação
Adaptado de KÖNIG e KLOCKE (2002).
f
fz
Peça
Gume 1
Gume 2
Broca helicoidal
Utilização: cerca de 30% das operações de usinagem.
Complexidade das operações: 
- dinâmica do processo;
- formação do cavaco;
 parâmetros variáveis;
 entre outros.
Processo destacado quanto à:
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Geometria de uma broca helicoidal – DIN 6581
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Parâmetros de corte durante a furação: velocidade e avanço de corte
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Furação
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Furação
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Furação
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Furação
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Fp – Força Passiva
Fc – Força de Corte
Ff – Força de Avanço
Componentes das forças na furação com brocas helicoidais
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Brocas
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CURIOSIDADE: Cinemática do processo de retificação dos canais de uma broca helicoidal
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Brocas
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Brocas
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Na furação de chapas finas tem-se frequentemente duas dificuldades: furos não redondos e muitas rebarbas. A re-afiação da broca para que fique com um ângulo bastante obtuso reduz grandemente estes problemas.
E se fosse madeira? O ângulo seria o mesmo?
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Brocas
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Brocas
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Representação esquemática entre a furação e o torneamento
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Variação da velocidade de corte em função do diâmetro de uma broca helicoidal 
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Torque (Mz) em função da variação do avanço durante a furação
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Brocas
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Brocas
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Fatores que influenciam a qualidade e precisão do furo
● Erros geométricos
● Erros dimensionais
● Posicionamento
● Circularidade
● Forma
● Presença de rebarbas
● Precisão
● Processo
● Peça
● Ferramenta
● Máquina
● Parâmetros
● Rigidez
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Alargadores
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	Considerações ao material da peça
	CONCLUSÃO FINAL 
(Retirada da apostila dos Professores Álisson Machado e Márcio Bacci – UFU)
	REFLEXÃO
	Como que num volume de material tão pequeno (volume da cunha cortante - < 2mm3) pode ocorrer tantos fenômenos complexos, com conseqüências, às vezes, insolúveis?
	Talvez possamos agora definir usinagem mais uma vez:
	“Processo que concentra a maior densidade de problemas por milímetro cúbico na ponta de uma ferramenta”.
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Obrigado pela atenção!
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Economics of production is at the heart of manufacturing and is the basis of “why choose Sandvik Coromant”. 
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Veamos cómo un incremento de velocidad de corte afecta los varios costos en mecanizado
Vejamos como o aumento da Velocidade de Corte, influenciam nos custos de usinagem.
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Let us look at how an increase cutting speed influence the various costs
La velocidad de corte no afecta los costos fijos
A Velocidade de Corte não afeta os custos fixos
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Let us look at how an increase cutting speed influence the various costs
A medida que la velocidad de corte aumenta, más piezas son producidas y por lo tanto, el costo por pieza reduce.
A medida em que a Velocidade de Corte aumenta, mais peças são produzidas e por tanto, os custos com peça reduz.
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Let us look at how an increase cutting speed influence the various costs
Cuando la velocidad de corte aumenta, más herramientas son consumidas y, por lo tanto, el costo por pieza se ve incrementado.
Quando a Velocidade de corte é aumenta, mais insertos serão necessários e por tanto, o custo por peça aumentará
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Let us look at how an increase cutting speed influence the various costs
Si sumamos todos los costos juntos, obtendremos una curva del costo total de producción
Se somarmos todos os custos , obteremos uma curva do custo total de produção.
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Let us look at how an increase cutting speed influence the various costs
A medida que la velocidad de corte aumenta, las piezas por hora aumentan hasta que llegamos a un punto en que desperdiciamos demasiado tiempo en recambios y la producción comienza a disminuir.
A medida em que a Velocidade de Corte aumenta, a produção horária também se eleva, chegando a um ponto em que disperdissamos tempo em demasia na troca de insertos. Isso começa afetar a produção.
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Let us look at how an increase cutting speed influence the various costs
El punto más bajo en la curva del costo total de producción corresponde a la velocidad de corte económica.
O ponto mais baixo da curva do custo total de produção corresponde a Velocidade de Corte Econômica.
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Let us look at how an increase cutting speed influence the various costs.
El punto más alto en la curva del costo total de producción corresponde a la velocidad máxima.
O ponto mais alto da curva de custo total de produção corresponde a velocidade corte máxima.
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Let us look at how an increase cutting speed influence the various costs
La velocidad entre esos dos puntos es el Rango de Alta Eficiencia, en donde siempre debemos estar tratando de operar.
A Velocidade de Corte entre os dois pontos, define a alta eficiência, onde sempre devemos trabalhar.
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