Processos de Usinagem: Torneamento e Classificação

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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. 
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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 
 
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 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. 
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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. 
 
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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. 
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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). 
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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). 
 
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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 
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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). 
 
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 As operações indicadas nas figuras 33 a 34 são denominadas por alguns autores, de escareamento. 
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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. 
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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 
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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 
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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). 
 
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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). 
 
 
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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). 
 
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 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. 
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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). 
 
 
 
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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 
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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. 
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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. 
 
 
 
 
 
 
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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 carbonetosapresentam dureza maior que o de tungstênio. 
Atualmente são usados como componentes dos metais duros: 
6.2.3.2.1. WC – Co: 
O carboneto de tungstênio é solúvel no cobalto, e em decorrência disso 
temos uma alta correspondência entre a resistência de ligação interna com boa 
resistência de gume. 
 Por outro lado, o carboneto de tungstênio tem limitações de velocidade de 
corte devido a sua alta afinidade de difusão em temperaturas mais elevadas. 
6.2.3.2.2. TiC: 
Os carbonetos de titânio têm pouca tendência à difusão, o que resulta em 
uma maior resistência a quente. No entanto, as ferramentas apresentarão uma menor 
resistência de ligação interna e uma menor resistência do gume. 
Metais duros com altos teores de TiC são frágeis e de fácil fissura, sendo 
usados para usinagem de materiais ferrosos em altas velocidades de corte. 
6.2.3.2.3. TaC: 
Pequenas quantidades de carbonetos de tântalo diminuem o tamanho dos 
 57 
grãos aumentando a tenacidade e a resistência do gume. 
6.2.3.2.4. NbC: 
Os carbonetos de nióbio apresentam efeito semelhante aos TaC. 
 
Tabela 6.1 - Efeito de alguns elementos sobre o metal duro. 
6.2.3.3. Subdivisão dos metais duros 
Os metais duros convencionais são divididos pela Norma ISO – 153-1975, 
segundo sua aplicação, em três grupos: P, M e K. 
6.2.3.3.1. Grupo P 
Simbolizado pela cor azul, para usinagem de aço, aço fundido, FoFo 
maleável, nodular, ou ligado, ou seja, materiais de cavaco comprido. Possuem alta 
resistência a quente e pequeno desgaste abrasivo. 
Além de WC tem percentagens mais ou menos elevadas de TiC (até 35%) e 
de TaC (até 7%). 
6.2.3.3.2. Grupo M 
Simbolizado pela cor amarela. Para usinagem de aço, aço fundido, aço ao 
Mn, FoFo ligado, aços inoxidáveis austeníticos, FoFo maleável e nodular e aços de 
corte livre, ou seja, para uso universal em condições satisfatórias. Constituem tipos 
intermediários entre os grupos P e K, apresentando resistência a quente relativamente 
boa e boa resistência à abrasão. 
 
 
Elemento 
 
Quantidade 
relativa 
Efeito sobre 
Resistência ao 
desgaste 
Dureza a quente Resistência à 
formação de cratera 
Resistência mecânica 
 
 
Co 
Pequena Aumenta muito Aumenta Aumenta ligeiramente Diminui 
muito 
Grande Diminui 
muito 
Diminui Diminui 
ligeiramente 
Aumenta muito 
 
WC 
Pequena Diminui 
muito 
Diminui Diminui 
ligeiramente 
Aumenta muito 
Grande Aumenta muito Aumenta Aumenta ligeiramente Diminui 
muito 
TaC 
e 
NbC 
Pequena Aumenta ligeiramente Aumenta ligeiramente Aumenta ligeiramente Aumenta ligeiramente 
Grande Diminui 
ligeiramente 
Aumenta ligeiramente Aumenta grandemente Diminui 
ligeiramente 
 
TiC 
Pequena Aumenta ligeiramente Aumenta ligeiramente Aumenta ligeiramente Diminui 
ligeiramente 
Grande Aumenta grandemente Aumenta grandemente Aumenta 
moderadamente 
Diminui 
grandemente 
 
Grão fino 
Pequena Aumenta ligeiramente Pequeno efeito Aumenta ligeiramente Diminui 
grandemente 
Grande Aumenta grandemente Pequeno efeito Aumenta 
consideravelmente 
Diminui 
grandemente 
 
Grão 
grosseiro 
Pequena Diminui ligeiramente Pequeno efeito Diminui ligeiramente Aumenta ligeiramente 
Grande Diminui grandemente Pequeno efeito Diminui 
consideravelmente 
Aumenta grandemente 
 58 
6.2.3.3.3. Grupo K 
Simbolizado pela cor vermelha. Para usinagem de FoFo comum e 
coquilhado, FoFo maleável de cavaco curto, aços temperados, não ferrosos, não 
metálicos, pedra e madeira, ou seja, materiais de cavaco curto. 
Possuem menor resistência a quente e alta resistência ao desgaste, sendo 
constituídos quase que totalmente de WC-Co. 
Os metais mais duros são usados para usinagens de acabamento (altas vc e 
baixas ap). Em geral, as pastilhas possuem ângulo de saída negativo. 
Os menos duros e mais tenazes (alto Co) são usados em cortes pesados de 
desbaste, baixas vc, cortes interrompidos, vibrações, máquinas velhas, etc. 
A tabela 6.2, a seguir, dá as recomendações de aplicação dos metais duros 
em função do grupo de aplicação e do grau de dureza. 
6.2.3.4. Metais duros de múltiplas faixas de aplicação 
Partindo de matérias-primas de maior pureza e maior controle da 
sinterização, foi possível obter pastilhas de elevada resistência à flexão com mínima 
perda de dureza devido à granulometria mais fina e uniforme, distribuição mais perfeita 
dos carbonetos e melhor solubilidade dos carbonetos no metal de ligação. 
As pastilhas cobrem mais faixas de aplicação reduzindo os tipos 
necessários, existindo inclusive estudos para eliminar o grupo M. 
6.2.3.5. Metais duros com uma camada de revestimento 
Foram desenvolvidos com o objetivo de explorar melhor as vantagens 
isoladas de alguns materiais de elevada dureza e estabilidade química. 
São compostos por uma base de metal duro tenaz sobre a qual se aplica 
uma ou mais camadas finas, duras, resistentes à abrasão e de fina granulometria de 
um material composto de carbonetos (TiC, HfC, ZrC, etc.), nitretos (TiN, HfN, ZrN, etc.), 
carbonitretos (TiCN) ou de óxidos (p. ex. Al2O3). 
Os revestimentos aumentam varias vezes a vida de ferramenta. Aplicações 
típicas em torneamento e fresamento. 
O processo de revestimento mais utilizado é a deposição de um vapor 
químico (CVD - Chemical Vapor Deposition). 
 
 
 
 59 
Tabela 6.2 - Grupos de aplicação de metais duros (ISO 153-1975) 
Cor 
Desig-
nação 
Materiais a usinar Aplicação e condições de trabalho 
Direção de 
características 
crescentes 
A
Z
U
L
 
P 01 
Aço de 500 a 1400 N/mm
2
. 
Aços fundidos com mais de 
400 N/mm
2
. 
Torneamento e mandrilado de acabamento, dimensões precisas e fino 
acabamento. Operação isenta de vibrações. vc=alto, A=pequeno, 
n=negativo. 
V
e
lo
c
. 
c
re
s
c
e
n
te
 
A
v
a
n
ç
o
 c
re
s
c
e
n
te
 
R
e
s
is
t.
 a
o
 d
e
s
g
a
s
te
 
T
e
n
a
c
id
a
d
e
 
P 10 
Aços de baixo Cr. 
Aços fundidos. 
Torneamento de acabamento e desbaste leva, operações de cópia, 
abertura de roscas e fresagem de precisão. vc=alto, A=pequeno e 
médio, n=negativo ou moderadamente positivo. 
P 20 
Aços de baixo Cr, aços 
inoxidáveis, aços fundidos. 
F
o
F
o
 maleável de cavaco 
longo. 
Tornear, copiar, fresar, rosquear com vc e A médios, plainagem com 
avanços pequenos em máquinas rígidas, n=negativo ou positivo. 
P 30 
Aços inoxidáveis e aços 
resistentes ao calor 
F
o
F
o
 maleável de cavaco 
longo 
Tornear, fresar, plainar. vc=média e baixa, A=média a grande. 
Operações de desbaste e usinagem em condições desfavoráveis*. 
P 40 
Aço 
Aço fundido com inclusões 
de areia e cavidades 
Trabalhos gerais de desbaste em torno, plaina, fresa de ranhuras. 
vc=baixo, A=grande. Usinagem em condições desfavoráveis* em 
tornos automáticos. n=positivo, mesmo em trabalhos pesados. 
P 50 
Aço, aços fundidos de 
resistência média e baixa, 
com inclusões de areia e 
cavidades. 
Aços inoxidáveis 
austeníticos. 
Operações que exigem pastilhas muito tenazes; tornear, plainar, fresar 
ranhuras. vc=baixo, A=grande, possibilidade de =grande.. Usinagem 
em condições desfavoráveis* e trabalhos em tornos automáticos. 
A
M
A
R
E
L
O
 
M 10 
Aço, aço fundido, aço Mn, 
F
o
F
o
 cinzento, F
o
F
o
 ligado, 
maleável de cavaco curto, 
nodular. 
Torneamento com vc=média e alta e A=pequena ou média. 
V
e
lo
c
. 
c
re
s
c
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n
te
 
A
v
a
n
ç
o
 c
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s
c
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te
 
R
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 a
o
 d
e
s
g
a
s
te
 
T
e
n
a
c
id
a
d
e
 
M20 
Aço, aço fundido, aço 
austenítico ou Mn, F
o
F
o
 
cinzento, F
o
F
o
 ligado 
Torneamento e fresagem. vc=média e alta e A=média. 
M 30 
Aço, aço fundido, aço 
austenítico, F
o
F
o
 cinzento e 
ligas resistentes a altas 
temperaturas. 
Trabalhos gerais de torno, fresadora, plaina. vc=média e A=média a 
grande. Condições de corte mais severas. 
M 40 
Aços de baixa resistência, 
aços de corte fácil, 
materiais não-ferrosos, 
ligas leves. 
Aço inoxidável austenítico 
fundido. 
Tornear, corte com bedame, particularmente em tornos automáticos. 
vc=baixo e condições desfavoráveis*. 
V
E
R
M
E
L
H
O
 
K 01 
F
o
F
o
 cinzento muito duro, 
F
o
F
o
 coquilhado, ligas de Al 
com alto Si, aço temperado, 
plásticos altamente 
abrasivos, papelão duro, 
cerâmica. 
Torneamento, usinagem de alta precisão e acabamento, mandrilado, 
fresagem, rasqueteado. Apenas cortes contínuos. 
V
e
lo
c
. 
c
re
s
c
e
n
te
 
A
v
a
n
ç
o
 c
re
s
c
e
n
te
 
R
e
s
is
t.
 a
o
 d
e
s
g
a
s
te
 
T
e
n
a
c
id
a
d
e
 
K 10 
F
o
F
o
 cinzento acima de 220 
Brinell, F
o
F
o
 maleável de 
cavaco curto, aço 
temperado, ligas de Al-Si e 
de cobre, plásticos, vidro, 
borracha dura, papelão 
duro, porcelana, pedras. 
Uso geral para ferros fundidos. Tornear, fresar furar, mandrilar, 
brochar, rasquetear. Desbaste e acabamento. 
K 20 
F
o
F
o
 cinzento até 220 
Brinell, metais não-ferrosos, 
cobre, latão, alumínio. 
Tornear, fresar, plainar, mandrilar, brochar, exigindo pastilhas muito 
tenazes. 
K 30 
F
o
F
o
 cinzento de baixa 
dureza, aço de baixa 
resistência, madeira 
comprimida. 
Tornear, fresar, plainar, fresar ranhuras. Usinagem em condições 
desfavoráveis* e com possibilidade de uso de ângulos de corte 
grandes. 
K 40 
Madeira macia ou dura, 
materiais fibrosos. Metais 
não-ferrosos 
Como acima, em trabalhos sujeitos a solicitações dinâmicas e 
condições extremamente desfavoráveis*. 
vc = velocidade de corte; A = f.ap = seção de usinagem; n = ângulo de saída. 
* = material ou peças com formas que são difíceis de usinar: superfícies de peças fundidas ou forjadas, com incrustações de areia, carepas, dureza 
variável, etc; cortes de dimensões variáveis, cortes interrompidos, operações sujeitas a vibrações e efeitos dinâmicos. 
 
Para a geração de uma camada de TiC, vaporiza-se uma mistura de tetra-
cloreto de titânio (TiCl4) e metano (CH4). A mistura gasosa é levada para uma 
campânula, na qual estão colocadas milhares de pastilhas de metal duro, numa 
atmosfera protetora de hidrogênio (para evitar a formação de óxidos, que reduzem a 
aderência entre o revestimento e o metal duro). Numa temperatura de 900 a 1100oC e 
 60 
uma pressão levemente inferior à atmosférica, produz-se uma reação química, na qual 
é formado TiC. O vapor condensa sobre as pastilhas, produzindo uma camada de 
revestimento que cresce muito lentamente. 
6.2.3.5.1. Revestimento com uma camada de carboneto de titânio : 
TiC 
O TiC tem menor coeficiente de atrito que os metais duros convencionais de 
WC e TiC – Co. 
A redução do atrito e o baixo coeficiente de condutibilidade térmica do 
revestimento, produzem temperaturas mais baixas no gume diminuindo a difusão entre 
ferramenta e peça. Isto reduz o desgaste por abrasão e difusão. 
O TiC é mais duro que o TiN, o que o torna mais resistente ao desgaste por 
abrasão. Além disso, do seu uso resultam menores forças de usinagem devido ao 
menor atrito e menor aderência. 
O coeficiente de dilatação térmica menor o torna vantajoso em operações 
com variações de temperatura, como o fresamento. 
A espessura das camadas vai de 4 a 8 m. 
6.2.3.5.2. Revestimento com uma camada de nitreto de titânio : TiN 
O TiN é quimicamente mais estável que o TiC, ou seja, tem menor tendência 
à difusão com aços. Isto reduz o desgaste por formação de crateras na superfície de 
saída. No entanto, o desgaste do flanco é maior que no TiC, a aderência sobre o 
material de base não é muito boa. 
A espessura da camada vai de 5 a 7 m e tem a cor dourada. 
6.2.3.5.3. Revestimento com uma camada de óxido de alumínio : -
Al2O3 
O uso deste revestimento resulta em uma elevada dureza a quente e numa 
resistência à oxidação a altas temperaturas e ataques químicos. Isto proporciona uma 
elevada resistência ao desgaste de cratera. 
O óxido de alumínio é o mais frágil de todos os materiais duros (pequena 
resistência a choques e a oscilações de temperatura), e apresenta pouca aderência 
sobre bases de metal duro. 
6.2.3.6. Metais duros com múltiplas camadas de revestimento 
Apresentam menor tendência ao lascamento do revestimento que os de 
camada única. 
 61 
6.2.3.6.1. Revestimentos de carbonitreto de titânio : TiC-Ti (C,N)-TiN 
Combinam a resistência ao desgaste do flanco do TiC com a resistência ao 
desgaste de cratera e desgaste por oxidação do TiN. 
Sobre o material de base aplica-se uma camada de TiC puro, que assegura 
uma boa aderência. Aplica-se em seguida uma camada de TiN, gerando-se uma 
passagem progressiva do TiC para o TiN. 
Como o TiN é menos frágil e apresenta menores coeficientes de atrito que o 
TiC, ocorrem menores forças de usinagem e há condições de utilização em cortes 
interrompidos, como o fresamento. Aplica-se para usinagem de aço, aço fundido, FoFo 
cinzento, FoFo maleável e semelhantes, materiais duros com alta velocidade de corte. 
Não são adequados para a usinagem de materiais que tenham afinidade 
com o TiC ou o TiN, como ligas de alumínio, magnésio e titânio, materiais com altas 
ligas de níquel, aços de nitretação e alguns aços resistentes à corrosão e aos ácidos. 
6.2.3.6.2. Revestimentos de TiC-Al2O3 
Como a aderência do óxido de alumínio puro numa base de metal duro não 
é perfeita, usa-se aqui uma camada intermediária de TiC. Seu campo principal de 
aplicação é na usinagem de aço fundido e FoFo. 
A vida de ferramenta é aproximadamente seis vezes maior que o metal duro 
não revestido na usinagem de FoFo e três vezes maior para o aço. 
Na usinagem de peças forjadas e fundidas, tem-se obtido uma vida da 
ferramenta 120 a 140% maior. 
 
6.2.4. Cerâmicas de corte 
Muito importantes nos últimos anos na usinagem em alta velocidade de aço 
e FoFo. 
A velocidade de corte pode ser de 4 a 5 vezes maior que as ferramentas de 
metal duro (menor tempo de usinagem). 
A possibilidade de usar pequenos avanços (da ordem de 0,1 mm/rot) e altas 
velocidades de corte (da ordem de 1000 m/min) permite excelente acabamento 
(semelhante à retificação). 
Durante muitos anos não obtiveram sucesso comercial por exigirem 
máquinas-ferramenta de alta velocidade de corte, grande potência e extrema rigidez. 
A alta velocidade de corte implica num fluxo intenso de cavacos tornando 
necessária sua eficiente remoção e proteção do operador. 
 62 
6.2.4.1. Classificação dos materiais cerâmicos de corte 
As cerâmicas de corte são classificadas segundo o seu teor de óxidos de 
alumínio em cerâmica óxida e cerâmica mista. 
6.2.4.1.1. Cerâmica óxida 
Materiais com óxido de alumínio superior a 90% o que dá a cor branca. 
O componente principal é o coríndon (Al2O3), o qual é uma forma estável  
da alumina. 
O material de partida é um pó finíssimo (1 a 10 m), sendo que as peças 
são obtidas pela prensagem a frio da matéria-prima que pode ser Al2O3 com 99,98% de 
pureza, ou então, uma composição de 90 a 99% de coríndon e o restante de óxido de 
silício, de Mn, de Cr ou de Ni ou, ainda, outros componentes (hoje se adiciona ZrO2 na 
cerâmica pura para obter maior tenacidade). O material prensadoainda apresenta-se 
muito poroso, sendo sinterizado a ~1700oC. Durante a sinterização o material contrai 
diminuindo a porosidade. 
A qualidade de uma ferramenta de cerâmica depende de sua pequena 
porosidade associada a pequenos tamanhos de grãos. Isto exige controle rigoroso da 
sinterização. 
Vantagens das ferramentas de cerâmica oxida: 
- Alta dureza a quente (maior que as cerâmicas mistas), que se mantém 
até ~1600oC, permitindo altas velocidades de corte (5 a 10 vezes maiores 
que as do metal duro comum). 
- Elevada estabilidade química do óxido de alumínio, que se mantém até 
aproximadamente o seu ponto de fusão (2050oC). Não há pois 
fenômenos de oxidação ou difusão como no metal duro. 
- Como a cerâmica é isolante térmico, não há risco de desgaste eletro-
químico. 
- Alta resistência à compressão. 
- Baixo coeficiente de atrito. 
- Nenhuma afinidade química com o aço, não se formando gume postiço. 
- Excelente acabamento superficial. 
- Menor desgaste assegura melhor precisão dimensional. 
Problemas na aplicação de ferramentas de cerâmica óxida 
Grande fragilidade, o que a torna deficiente na usinagem interrompida, no 
emprego em máquinas pouco rígidas, grandes balanços das ferramentas, vibrações. 
 63 
Condutibilidade térmica muito baixa, o que a torna sensível a variações 
bruscas de temperatura. Por isso, não se recomenda o uso de fluidos refrigerantes. 
Quase todos os materiais podem ser usinados com cerâmica. As poucas 
exceções são: 
Alumínio, que reage quimicamente com Al2O3. 
Ligas de titânio, com alto teor de Ni e materiais resistentes ao calor, pela 
tendência a reações químicas. 
Magnésio, berílio e zircônio, que são inflamáveis na temperatura de trabalho 
da cerâmica 
6.2.4.1.2. Cerâmicas mistas 
Possuem teor de Al2O3 menor que 90%, com adição de óxidos e carbonetos 
metálicos, especialmente o TiC e o WC. Também denominados CERMETS 
(cerâmica+metal). 
São obtidas por prensagem a quente, o que produz uma estrutura mais 
fechada, sendo geralmente de cor preta. 
A presença de carbonetos de titânio e outros óxidos inibe o crescimento dos 
grãos. Isto dá elevada dureza, maior tenacidade e resistência a impactos, ao desgaste 
do gume e à formação de crateras. 
São condutores elétricos, tem razoável condutibilidade térmica e são menos 
frágeis. São menos sujeitas as trincas térmicas do que as cerâmicas óxidas. 
Empregada para desbaste e acabamento de ferro fundido duro, ferro fundido 
maleável, esferoidal e cinzento até dureza de 700HB e de aços (aços de cementação, 
beneficiamento, aço rápido e aço de alta liga) com dureza até 64 HRC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 64 
6.2.5. Diamante 
É o material mais duro conhecido. 
Dureza de diversos materiais empregados na fabricação de 
ferramentas
0 2000 4000 6000 8000
Diamante
Nitreto de boro cúbico
Carboneto de boro
Carboneto de silício
Corindon
Carboneto de W
Carboneto de vanádio
Carboneto de Titânio
Dureza Knoop
 
Classificam-se em diamantes naturais e sintéticos 
6.2.5.1. Diamantes naturais 
São classificados em Carbonos, Ballos e Borts. 
Os carbonos ou diamantes negros são aparentemente “amorfos” e perdem 
a dureza por aquecimento. São empregados em aplicações especiais, como 
ferramentas para afiar rebolos, pontas de brocas para minas, assim como para 
trabalhar fibras, borrachas e plásticos. 
Os ballos são diamantes claros, de crescimento irregular; especialmente 
duros em função de sua estrutura. Por serem redondos, não se aplicam à fabricação de 
ferramentas de corte e de rebolos. 
O bort, especialmente o africano, é claro. Seu valor depende da dureza, da 
qualidade e do número de bordos naturais de trabalho que oferece. Os gumes podem 
ser lapidados em ângulos apropriados. 
São monocristalinos e anisotrópicos (as propriedades mecânicas variam 
com a direção) e tem 4 direções preferenciais de clivagem. A lapidação deve ser feita 
na direção de menor dureza. A montagem no porta-ferramenta deve ser feita na 
direção de máxima dureza. 
São indicados para usinagens de metais leves, bronze, cobre, ligas de 
estanho, borracha dura e mole, vidro, plásticos e pedras. 
Aplicam-se para a usinagem fina (grande precisão e qualidade superficial 
semelhante ao polimento). 
A usinagem de aço e FoFo não é possível, em virtude da afinidade do ferro 
 65 
com o carbono. Na zona de contato da peça com a ferramenta o carbono, devido à alta 
temperatura, transforma-se em grafite e reage com o ferro. Isto leva a um rápido 
desgaste do gume. 
A velocidade de corte praticamente não tem limite superior. Velocidades de 
2000 m/min foram experimentadas com sucesso. 
A velocidade de corte mínima é de 100 m/min, avanços entre 0,02 e 0,06 
mm/rot, profundidades de corte entre 0,01 e 0,2 mm (excepcionalmente 1mm). 
6.2.5.2. Diamante sintético 
Em 1973 foi apresentada uma ferramenta revestida com uma camada de 
diamante sintético policristalino. 
A matéria-prima é partículas muito finas de diamantes sintéticos, de 
granulação muita definida para se obter o máximo de homogeneidade e densidade. 
A camada de diamante policristalino é produzida pela sinterização de 
partículas de diamante com cobalto num processo de alta pressão (6000 a 7000 Mpa) 
e alta temperatura (1400 a 2000o C). 
A camada de 0,5mm de espessura, ou é aplicada diretamente sobre a 
pastilha de metal duro pré-sinterizado ou então é ligada ao metal duro através de uma 
fina camada intermediária de um metal de baixo módulo de elasticidade. 
A camada é isotrópica e nunca atinge a dureza do diamante monocristalino 
na direção de máxima dureza. 
São usados na usinagem de metais leves, latão, cobre, bronze, estanho, 
plásticos, asbesto, fibras reforçadas de vidro carbono, carvão grafite, metal duro pré 
sinterizado, em operações de acabamento e desbaste. 
Especial aplicação na usinagem de ligas alumínio-silício, que são de difícil 
usinagem. 
 
6.2.6. Nitreto de boro cúbico cristalino (CBN) 
Depois do diamante é o material mais duro que se conhece. 
É obtido sinteticamente pela reação de halogenietos de boro com amoníaco. 
Como no diamante existe uma forma macia, hexagonal, de estrutura 
cristalina igual a da grafite e uma forma dura, cúbica, de estrutura igual a do diamante. 
O CBN foi obtido pela primeira vez em 1957, pela transformação do nitreto 
de boro de estrutura hexagonal em estrutura cúbica sob pressões de 5000 a 9000 Mpa 
e temperaturas de 1500 a 1900oC, na presença de um catalisador, geralmente lítio. 
O CBN é quimicamente mais estável que o diamante, especialmente contra 
 66 
a oxidação. 
Sob pressão atmosférica o CBN é estável até 2000oC, o diamante grafitiza 
ao redor de 900oC. 
As pastilhas de CBN são fabricadas da mesma forma que as de diamante 
policristalino. Uma camada de 0,5mm de espessura, de partículas de CBN é 
sinterizada num processo de alta pressão e altas temperaturas, na presença de uma 
fase ligante, sobre uma base de metal duro. 
São empregadas na usinagem de aços duros (45 a 65 HRc), mesmo em 
condições difíceis, aço rápido, ligas resistentes a altas temperaturas a base de Ni e Co, 
revestimentos duros com altas porcentagens de WC ou Cr-Ni. 
Velocidades de corte de 50 a 200m/min, avanços de 0,1 a 0,3mm. E 
profundidade ap 2,5mm. 
Pela sua resistência ao impacto podem ser usados em cortes interrompidos, 
abrasivos, peças forjadas e fundidas e peças de FoFo coquilhado, para cortes 
interrompidos, desbaste e acabamento, usinagem fina, obtendo rugosidades inferiores 
a 1m, dispensando retificação. 
 67 
 
7.1. DEFINIÇÕES: 
Usinabilidade é a propriedade que os materiais têm de se deixarem trabalhar 
por ferramentasde corte. 
Alguns materiais podem ser trabalhados com grande facilidade enquanto 
outros oferecem problemas tais como: 
 Desgaste rápido ou super aquecimento da ferramenta; 
 Empastamento ou enganchamento da ferramenta pelo material da peça; 
 Lascamento do gume de corte; 
 Mau acabamento superficial da peça usinada; 
 Necessidade de grandes forças ou potências de corte. 
 
7.2. VARIÁVEIS QUE INFLUENCIAM A USINABILIDADE: 
A usinabilidade depende das seguintes variáveis: 
7.2.1. Variáveis dependentes da máquina: 
 Rigidez estática da máquina, do porta-ferramenta e do dispositivo de 
sujeição da peça; 
 Rigidez dinâmica: amortecimento e freqüências próprias de vibração na 
faixa de trabalho; 
 Potência e força de corte disponíveis na ponta da ferramenta; 
 Gama de velocidades de corte e de avanço. 
7.2.2. Variáveis dependentes da ferramenta: 
 Geometria da ferramenta: ângulos, raio de quina, dimensões, forma do 
gume, etc. 
 Material da ferramenta: composição química, dureza a quente, 
tenacidade, tratamento térmico, etc. 
 Qualidade do gume: grau de afiação, desgaste, trincas, rugosidade da 
face e dos flancos, etc. 
7.2.3. Variáveis dependentes da peça: 
 Forma, dimensões, rigidez da peça; 
 Propriedades, físicas, químicas e mecânicas da peça: dureza, resistência 
à tração, composição química, inclusões, afinidade química com o fluido 
 68 
de corte ou com a ferramenta, microestrutura, etc. 
 Temperatura da peça. 
7.2.4. Variáveis dependentes do fluido de corte: 
 Propriedades refrigerantes; 
 Propriedades lubrificantes; 
 Temperatura do fluido; 
 Forma e intensidade de aplicação. 
7.2.5. Variáveis dependentes do processo: 
 Velocidade de corte; 
 Dimensões de usinagem: avanço e profundidade; 
 Modo de atuação da ferramenta sobre a peça: condições de entrada e 
saída, corte contínuo ou interrompido, comprimento de contato entre o 
gume e a peça, etc. 
7.3. CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO DO GRAU DE USINABILIDADE DE UM 
MATERIAL 
 Vida da ferramenta entre duas reafiações sucessivas (expressa de 
diversas formas); 
 Grandeza das forças que atuam sobre a ferramenta e da potência 
consumida; 
 Qualidade do acabamento superficial obtido pela usinagem; 
 Facilidade de deformação do cavaco. 
Destes critérios, apenas os três primeiros podem ser expressos em valores 
numéricos, sendo portanto os mais utilizados para a avaliação do grau de 
usinabilidade. 
Estes fatores definem também, em grande parte, o custo do trabalho de 
usinagem realizado na fábrica. Assim: 
A vida da ferramenta entre duas afiações sucessivas tem grande influência 
no custo da operação. A força e a potência necessárias limitam as dimensões máximas 
de corte e, portanto, o volume de material removido por hora-máquina. 
Em certas peças, a exigência de um acabamento de alta qualidade pode ser 
causa da rejeição, influindo assim no custo da usinagem. 
Como os valores obtidos para a vida da ferramenta, força e potência de 
corte, e acabamento superficial, na usinagem de um dado material, variam ainda em 
função dos fatores dependentes da máquina, da ferramenta, do fluido de corte e do 
 69 
processo, é praticamente impossível de se determinar um “índice de usinabilidade” 
como característica clara e definida de um material. Entretanto, os valores dados em 
publicações e manuais são de grande valor como uma primeira idéia sobre o 
comportamento efetivo do material na usinagem. A significação e a importância desses 
valores serão maiores quanto mais exatamente forem indicadas as condições sobre as 
quais os ensaios foram realizados. 
Em ensaios mais rápidos, onde se deseja reduzir o tempo e o custo dos 
ensaios, utilizam-se variáveis de mais fácil mensuração, tais como: 
 Força axial de avanço da broca, em operações de furação; 
 Tempo de execução de um furo de dimensões dadas, com um mesmo 
esforço axial de avanço da broca; 
 Temperatura da ferramenta e do cavaco; 
 Grau de encruamento do cavaco; 
 
7.4. FALHA E DESGASTE DA FERRAMENTA DE CORTE 
A falha de uma ferramenta de corte pode ocorrer de três formas distintas: 
 Lascamento do gume; 
 Desgaste do flanco (superfície de incidência) formando uma marca de 
desgaste; 
 Desgaste da face (superfície de saída) sob a forma de uma cratera; 
7.4.1. Lascamento: 
É a quebra de pedaços do gume, produzindo superfícies ásperas e 
irregulares devido a sobresolicitações térmicas e/ou mecânicas. A figura H.1 mostra 
uma ferramenta de metal duro com o gume todo lascado. 
São causas do lascamento: 
Ferramenta pouco resistente devido a: 
 Ângulo de cunha n ou ângulo de quina r muito pequenos; 
 Mau acabamento do gume; 
 Pastilha muito dura ou pouco tenaz para o serviço que está sendo 
executado; 
Sobresolicitações mecânicas devido a: 
 Cortes interrompidos ou impactos, especialmente na usinagem de 
materiais muito tenazes; 
 Inclusões duras no material da peça. Estas inclusões provocam 
 70 
lascamentos parciais, especialmente nos graus mais duros e resistentes 
ao desgaste de metal duro e nas cerâmicas. Os aços rápidos são pouco 
sensíveis a este tipo de sobresolicitação; 
 Dimensões excessivas do cavaco; 
 Vibrações de qualquer origem, principalmente em ferramentas de metal 
duro ou cerâmicas. 
Sobresolicitações térmicas, causando um fissuramento do gume devido a 
um resfriamento brusco de pastilhas muito quentes, na afiação ou na usinagem. 
O problema do lascamento pode ser eliminado na maioria dos casos pela 
correção dos defeitos acima. Recomenda-se: 
 Usar ângulos de incidência adequados; 
 Empregar ângulos de saída negativos em todos os trabalhos severos com 
pastilhas de metal duro ou cerâmicas, especialmente em cortes 
interrompidos, usinagem de fundidos com inclusões duras, peças com 
cordões de solda, etc; 
 Emprego de metal duro de grau adequado; 
 Retificado fino ou polido da face e do flanco da ferramenta. Um 
acabamento grosseiro destas superfícies resulta num gume como o 
representado na figura 7.2, em que os ressaltos quebram, provocando um 
microlascamento que reduz em muito a vida da ferramenta. 
 Na usinagem com fortes impactos devidos a cortes interrompidos ou com 
grandes avanços, ou de materiais com inclusões de alta dureza, tem-se 
obtido ótimos resultados com um leve “cegamento” do gume por meio de 
uma pedra de afiar (“oilstone”). A pedra, segura num ângulo de 30 a 45o, 
é passada no gume até que se forma um pequeno chanfro com largura 
igual à aproximadamente 20% do avanço (Figura 7.3). 
7.4.2. Marca de desgaste 
É a faixa desgastada no flanco da ferramenta (Figuras 7.4 e 7.5), sendo que 
a sua largura exprime o grau de desgaste. Esta largura, em geral, não é uniforme, mas 
é maior nos extremos da marca e na quina da ferramenta. Um raio de quina adequado 
pode diminuir a largura da marca nesta zona. 
Uma marca de desgaste irregular é devida normalmente a um 
microlascamento do gume. 
 71 
 
Figura 7.1 – Lascamento do gume por inclusões duras. a) lascado; b) quina desgastada. 
 
 
 
Figura 7.2 – Gume irregular e fraco devido à retificação com rebolo de grãos grossos. A vida de 
ferramenta é pequena. 
 
 
 
 
 
Figura 7.3 – Cegamento do gume com pedra de afiar. Recomenda-se: 
Para aço rápido - pedra abrasiva de grãos finos de Al2O3. 
Para metal duro - pedra de diamante, granulação 250 ou pedra de SiC, granulação 80 a 
1120. 
a 
b 
 72 
 
Figura 7.4 – Pontos de desgaste na face (superfície de saída) e no flanco da ferramenta. 
 
 
 
Figura 7.5 – Aspectos de desgaste na ferramenta: 1) face (superfície de saída); 2) flanco (superfície de 
incidência); B = largura da marca dedesgaste. 
 
 
 
 
Figura 7.6 – Desgaste da ferramenta. VB = largura da marca de desgaste; KT = profundidade de cratera; 
KM = distância da cratera ao gume; D = deslocamento do gume; KL = faixa entre o gume e 
o início da cratera. 
 
 73 
7.4.3. Cratera 
É a concavidade que se forma na face (superfície de saída) da ferramenta 
devido ao atrito da mesma com o cavaco (Figuras 7.4 e 7.5). A cratera é caracterizada 
pela sua profundidade KT e pela distância ao meio do gume KM (Figura 7.6). 
O colapso da ferramenta pode dar-se pela cratera, pela marca de desgaste 
ou pelo efeito combinado. 
O desgaste provoca um deslocamento do gume. 
7.5. CAUSAS DO DESGASTE DA FERRAMENTA 
Os fatores principais de desgaste são: 
 Deformação plástica 
 Abrasão 
 Aderência 
 Difusão 
 Oxidação 
 Correntes elétricas iônicas 
7.5.1. Deformação plástica 
Ocorre quando a dureza a quente do material da ferramenta não é mais 
suficiente para resistir às pressões de usinagem, o que se verifica especialmente com 
maiores avanços. 
 
Figura 7.7 - Deformação plástica no gume de uma ferramenta de torneamento de aço rápido. 
7.5.2. Abrasão 
É o arrancamento de finas partículas de material, em decorrência do 
escorregamento sob alta pressão e temperatura entre a peça e a ferramenta. 
Aumenta com o número de inclusões e partículas duras no aço (como 
carbonetos e óxidos). 
 74 
A presença de Al2O3 no aço é nociva devido a sua elevada dureza e 
abrasividade. 
A resistência à abrasão depende essencialmente da dureza do material da 
ferramenta. 
O aumento da vc aumenta a velocidade de desgaste, em virtude 
principalmente da redução da resistência ao desgaste da ferramenta causada pelo 
aumento da temperatura. 
7.5.3. Aderência 
A aderência entre o material da peça e as asperezas superficiais da 
ferramenta se deve à ação das altas temperaturas e pressões presentes na zona de 
corte e o fato de que a superfície inferior do cavaco, recém arrancada, apresenta-se 
limpa, sem camadas protetoras de óxidos e, portanto, quimicamente muito ativa. 
A prova de que tais aderências se podem formar, é o gume postiço; formado 
por partículas que se soldam na face da ferramenta e apresentam um elevado grau de 
deformação a frio, isto é, estão encruadas, duras e resistentes. 
Elas dificultam o deslizamento do cavaco, aumentando o coeficiente de atrito 
na face e provocando um maior recalque do cavaco. 
O aumento do atrito provoca um aumento progressivo da força de 
deslizamento do cavaco, até que as partículas soldadas são arrancadas. 
O arrancamento destas partículas pode-se dar por cisalhamento das 
asperezas da ferramenta, por separação na solda ou por cisalhamento dentro das 
próprias partículas. 
No primeiro caso ocorre maior desgaste na face da ferramenta. 
De modo geral, o deslocamento de partículas encruadas e duras separadas 
do gume postiço, sob alta pressão, provoca desgaste abrasivo no flanco e na face da 
ferramenta. 
O gume postiço ocorre em baixas velocidades de corte. O desgaste 
aumenta, inicialmente, com a velocidade, pois vão se alcançando temperaturas e 
pressões que favorecem a aderência. 
Já as velocidades mais elevadas, a temperatura sobe a ponto de amolecer 
as partículas aderidas, que recristalizam, enquanto o material da ferramenta, muito 
mais resistente ao calor, não é afetado. 
Não havendo mais condições de formação do gume postiço, o desgaste da 
ferramenta diminui, bem como o recalque do cavaco, pois o mesmo desliza mais 
facilmente pela face da ferramenta. 
 75 
 
 
Figura 7.8 - Esquema da formação periódica do gume postiço. 
7.5.4. Difusão 
Ocorre em temperaturas mais elevadas, em que as moléculas adquirem 
certa mobilidade. 
Para ferramentas de aço carbono e aço rápido, esta forma de desgaste não 
tem significação, pois a faixa de temperaturas de difusão é bem mais alta que a 
temperatura de amolecimento da ferramenta. 
Diferente é a situação nos metais duros, nos quais podem ocorrer os 
seguintes fenômenos em temperaturas na faixa de 700 a 1300ºC: 
Difusão do ferro na base do cobalto, formando uma liga de baixo ponto de 
fusão e de fácil desgaste. 
Difusão do cobalto no aço, com formação de uma camada de cristais mistos. 
Difusão do carbono, que é retirado dos carbonetos duros e imigra para o 
aço. 
Dissolução do carboneto de tungstênio na liga pastosa cobalto-carboneto de 
tungstênio-ferro, com formação de carbonetos mistos e duplos do tipo Fe3 W3 C, 
(FeW)6 e (FeW)23 C6 e liberação de carbono. 
O aumento da temperatura gera tensões no esqueleto de carbonetos do 
metal duro. Como o cobalto tem um coeficiente de expansão térmica cerca de quatro 
vezes maior do que o esqueleto de carbonetos, o aumento da temperatura provoca a 
expulsão sob alta pressão do cobalto e a geração de tensões no interior do metal duro. 
 76 
 
Figura 7.9 - Representação esquemática do desgaste por difusão em ferramentas de metal duro. 
7.5.5. Oxidação 
A oxidação, como ocorre no aquecimento de peças a altas temperaturas 
com a formação de carepas, pode ser causa de desgaste. 
A oxidação em baixas temperaturas é normalmente evitada por camadas 
protetoras de material oxidado. 
Aços-carbono, aços rápidos e Stellites só formam carepas em temperaturas 
bem superiores à de amolecimento da ferramenta. Por sua vez, os metais duros já 
iniciam a formação de carepas em temperaturas de 700 a 800ºC, ou seja, em 
temperaturas usuais de usinagem com este material. 
Experiências feitas demonstram, efetivamente, que na usinagem com metal 
duro em altas velocidades, o desgaste é menor numa atmosfera neutra do que na 
presença do ar. 
7.5.6. Correntes elétricas 
São produzidas no contato entre peça e ferramenta durante a usinagem. 
Estas correntes podem ser explicadas como um fenômeno termoelétrico, gerando-se 
pelo aquecimento do ponto de união de um par de materiais distintos (termopar). 
Ensaios minuciosos realizados pelo Prof. Opitz e seus assistentes na Escola 
Superior Técnica de Aachen, levaram à conclusão que: 
Na usinagem, dependendo do par de materiais, a ferramenta constitui 
usualmente o pólo negativo. 
Em virtude das diferenças de temperatura nos diversos pontos da zona de 
corte, ocorrem na própria ferramenta circuitos fechados de corrente, os quais explicam 
a magnetização freqüente observada na mesma. A corrente medida no circuito 
máquina-peça-ferramenta é, portanto, apenas uma fração da corrente total gerada. 
A isolação pura e simples provoca, em alguns casos, uma pequena redução 
do desgaste da ferramenta. 
 77 
A aplicação de uma corrente de compensação produz geralmente uma 
redução mais notável do desgaste, no flanco da ferramenta. 
 
7.6. CRITÉRIOS PARA DETERMINAÇÃO DO FIM DE VIDA DA FERRAMENTA 
À medida que a ferramenta vai se desgastando, observam-se variações 
mais ou menos profundas no processo de usinagem. A temperatura se eleva 
progressivamente, a força de corte e a potência consumida aumentam, as dimensões 
da superfície usinada se alteram e o acabamento superficial piora. 
Em condições extremas, ocorre um faiscamento intenso no corte e a 
superfície usinada se apresenta áspera. 
Com ferramentas de aço rápido, ocorre um sobreaquecimento do gume, que 
amolece e fica com aspecto de queimado, ao mesmo tempo em que ocorre, 
subitamente, um violento efeito de frenagem da ferramenta sobre a peça, na qual se 
forma uma faixa altamente polida pelo atrito. Em ferramentas de metal duro o aumento 
das forças de corte, no caso de um desgaste excessivo, provoca o lascamento e 
destruição total do gume. A utilização de uma ferramenta até este ponto é de todo 
desaconselhável, pois será necessárioum longo trabalho de reafiação com a remoção 
de uma extensa camada de material de corte, antes que se possa restabelecer um 
gume adequado. 
A fixação do ponto representativo do fim de vida de uma ferramenta é 
fundamental no estudo da usinabilidade. São utilizados na prática e nos ensaios de 
laboratório diversos critérios para determinar mais ou menos com exatidão este ponto, 
dependendo a escolha, em grande parte, das exigências da usinagem (precisão de 
medidas, grau de acabamento) e do material da ferramenta. Pode-se citar: 
7.6.1. Falha completa da ferramenta: 
Inabilita para o corte, por superaquecimento (queima), lascamento ou 
quebra. Na prática não se recomenda ir até este ponto devido ao alto custo de 
reafiação ou aquisição da ferramenta. 
7.6.2. Falha preliminar da ferramenta: 
Acusada pelo aparecimento na superfície usinada ou transitória da peça, de 
uma estreita faixa altamente polida, indicando forte atrito de escorregamento com o 
flanco da ferramenta. Ocorre faiscamento intenso. Este é um critério freqüentemente 
usado no emprego de ferramentas de aço rápido. 
 78 
7.6.3. Largura da marca de desgaste no flanco: 
Este é o critério de emprego mais freqüente na indústria para a 
determinação do fim de vida da ferramenta de metal duro e cerâmica. As ferramentas 
de metal duro perdem a eficiência de corte com 0,8 a 2mm de marca de desgaste. 
Ferramentas maiores, mais tenazes e em velocidades de corte mais baixas 
admitem maiores marcas de desgaste. Pastilhas mais duras e frágeis, como a 
cerâmica, admitem no máximo 0,5m de marca de desgaste. 
7.6.4. Vibrações intensas da peça ou da ferramenta, ruídos fortes por 
vibração da máquina: 
Impedem o prosseguimento da usinagem. Podem ter origem no desgaste no 
flanco da ferramenta. 
7.6.5. Profundidade de cratera KT ou distância KL: 
A profundidade KT de cratera pode ameaçar o lascamento da pastilha. A 
faixa remanescente KL entre o gume e o início da cratera pode se reduzir até ameaçar 
a integridade do gume. 
7.6.6. Deficiência de acabamento superficial: 
Ocorre freqüentemente de maneira súbita e pronunciada do grau de 
acabamento superficial, a qual pode ser tomada como limite de vida da ferramenta. 
7.6.7. Formação de rebarbas de usinagem na peça. 
7.6.8. Brusca variação na forma dos cavacos. 
7.6.9. Alterações de dimensões da peça: 
O desgaste provoca um deslocamento do gume, o que por sua vez 
determina uma alteração nas dimensões da peça usinada. Um deslocamento de 
0,1mm no gume resulta um aumento de 0,2mm no diâmetro da peça. 
7.6.10. Força de corte, torque ou potência. 
7.6.11. Aumento da força de avanço: 
Este critério é usado especialmente em brocas. O aumento da força de 
avanço está intimamente ligado ao desgaste do flanco e, portanto, com a marca de 
desgaste. 
7.6.12. Aumento na temperatura do gume. 
 
 
 
 
 79 
7.7. MÉTODOS USUAIS NA ESPECIFICAÇÃO DA VIDA DE UMA FERRAMENTA 
DE CORTE ENTRE DUAS REAFIAÇÕES SUCESSIVAS: 
 Tempo de máquina (principalmente em máquinas automáticas). 
 Tempo efetivo de corte (mais usual). 
 Volume do metal removido. 
 Número de peças usinadas. 
 Velocidade de corte equivalente (ou velocidade de Taylor): é a velocidade 
de corte que, sob um determinado conjunto de condições de corte, 
permite obter um tempo pré-fixado. Exemplo: V60 é a velocidade de corte 
para uma vida efetiva de 60 minutos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 80 
8.1. OBJETIVOS: 
O emprego de meios lubri-refrigerantes (também chamados fluidos de corte, 
óleos de corte, meios de lubrificação e arrefecimento, líquidos refrigerantes, etc) tem 
por finalidade: 
 Aumentar a vida da ferramenta 
 Aumentar a eficiência de remoção de material 
 Melhorar o acabamento superficial 
 Reduzir a força e potência de corte. 
8.2. FUNÇÕES: 
Os meios lubri-refrigerantes têm as seguintes funções básicas: 
 Refrigeração 
 Lubrificação 
 Proteção contra corrosão 
 Arrastamento dos cavacos 
 Eliminação do gume postiço 
 
Refrigeração da ferramenta - É especialmente importante em altas 
velocidades de corte. Quando se utiliza ao máximo as possibilidades ao máximo as 
possibilidades da ferramenta e a temperatura do gume se aproxima do ponto de 
amolecimento, pequeno esfriamento pode provocar grande aumento na vida da 
ferramenta. Assim, num ensaio sob determinadas condições de corte, o abaixamento 
da temperatura para 700ºC para 650ºC provocou um aumento de vida de 4 para 20 
minutos e uma nova redução de temperatura para 600ºC elevou a vida da ferramenta 
para várias horas. A Tabela 8.1 indica a possibilidade de praticar velocidades de corte 
até 40% maiores com o uso de refrigeração intensa, mantida a mesma vida da 
ferramenta. 
 
 
 
 
 
 81 
Tabela 8.1 - Coeficientes de correção da velocidade de corte para aços 
rápidos. 
 
 
Tipo de aço rápido 
 
Coeficiente multiplicador para usinagem com refrigeração 
 
 a seco média intensiva 
14-4-1 
18-4-1 
18-4-2 
18-4-3 
18-4-2 com 10% Co 
18-4-2 com 18% Co 
0,83 
0,94 
1,00 
1,08 
1,28 
1,33 
1,04 
1,18 
1,25 
1,35 
1,60 
1,67 
1,17 
1,32 
1,40 
1,51 
1,80 
1,86 
 
Lubrificação - Deve atuar especialmente na zona de contato da peça e do 
cavaco com a face da ferramenta. Para diminuir a temperatura no gume da ferramenta 
pode-se eliminar pela refrigeração o calor gerado, como também procurar reduzir a 
geração de calor. Este segundo caminho é realizado pela lubrificação. Verifica-se que 
o aquecimento se deve a dois fatores: atrito com a peça e com o cavaco, responsável 
por 25% do calor gerado; trabalho de dobramento do cavaco, responsável por 75% do 
calor gerado. A lubrificação atua, pois, diretamente, apenas sobre uma pequena 
parcela do calor gerado. Indiretamente, porém, verifica-se que a lubrificação diminui o 
fator de recalque do cavaco e, com isto, reduz, também, o trabalho de dobramento do 
cavaco. Tem sido muito discutido o mecanismo de atuação do fluído lubrificante, uma 
vez que a existência de pressões de contato entre cavaco e superfície de saída, da 
ordem de 2700 MPa e temperaturas por vezes superiores a 600ºC, tornam de todo 
impossível a hipótese de lubrificação hidrodinâmica, com formação de uma cunha de 
óleo semelhante à que ocorre em mancais. A viscosidade do lubrificante não tem 
nenhum efeito sobre o coeficiente de atrito. Uma explicação do mecanismo de 
lubrificação é a seguinte: as superfícies do cavaco e da peça não são absolutamente 
planas, mas apresentam irregularidades, nas quais pode penetrar o fluido de corte por 
capilaridade ou outra ação mecânica. 
 Em face das pressões extremamente altas, entre as superfícies metálicas 
que escorregam uma sobre a outra, gera-se uma situação de atrito limite. As 
rugosidades mais salientes, em contato metálico, atritam-se e soldam-se 
momentaneamente. Fora dos pontos de contato existe uma película de lubrificante de 
 82 
espessura apenas molecular. Os aditivos existentes no lubrificante formam por 
absorção ou por reação química camadas intermediárias, que reduzem o atrito metálico 
entre as superfícies não é possível na usinagem. 
As películas de adsorção são formadas por aditivos de atuação física (que 
tem forte aderência, como os óleos graxos). As películas de adsorção são eficientes 
até temperaturas de aproximadamente 150ºC e portanto, muito baixas por uma boa 
atuação sob condições pesadas de usinagem. 
Aditivos de extrema pressão (EP), de ação química, formam películas 
resistentes a pressões e temperaturas mais elevadas. Aparte inferior do cavaco, sem 
nenhuma exposição anterior ao meio ambiente, apresenta-se quimicamente muito 
ativa, o que somado às altas pressões e temperaturas, favorece as reações químicas. 
Estas geram películas sólidas, fixas, que impedem as soldagens, resistem às altas 
pressões e diminuem a resistência ao cisalhamento das rugosidades das superfícies 
em contato. São usados como aditivos compostos de fósforo, cloro e enxofre, bem 
como enxofre puro (não combinado). Estes aditivos tornam-se atuantes em 
temperaturas na faixa de 200 a 1000ºC. A reação com o Cl forma uma camada de 
FeCl2 ou de Fe2Cl6, cuja resistência ao cisalhamento é de apenas 380, respectivamente 
155 N/mm2, contra 1330 N/mm2 do aço. Da mesma forma, a presença de enxofre 
determina a formação de FeS e FeS2, com uma redução de 60% no atrito e 
abaixamento da temperatura na zona de corte. Os componentes ativos adicionados ao 
meio lubri-refrigerante devem ser selecionados especificamente de acordo com o tipo 
de operação de usinagem. 
À medida que aumenta a velocidade de corte, o tempo para a entrada do 
fluido entre as superfícies atritantes e para a reação química dos aditivos se torna 
insuficiente, perdendo-se progressivamente o efeito lubrificante. Em altas velocidades, 
de qualquer forma o efeito refrigerante é mais importante que a lubrificação. 
 
Proteção contra a corrosão - O fluído de corte deve proteger a peça, assim 
como a máquina contra a corrosão. Isso obriga, no caso de utilização de água, que tem 
excelentes qualidades de refrigeração, ao emprego de óleos com emulsificantes ou de 
aditivos anticorrosão. 
 
Arrastamento de cavacos - O fluido de corte, quer por ação mecânica de 
arrastamento, quer pelo esfriamento brusco e fragilização do cavaco, quer por 
alteração da forma do cavaco, tem uma importante função na eliminação dos cavacos 
 83 
da área de trabalho. Esta ação é especialmente útil na furação profunda, na trepanação 
e na furação com brocas canhão, onde se usa fluido injetado sob pressão, através da 
ferramenta de corte, para forçar os cavacos para fora do furo. 
 
Eliminação do gume postiço - O gume postiço se forma especialmente em 
baixas velocidades de corte, prejudicando seriamente o acabamento superficial. A 
lubrificação da face da ferramenta (superfície de saída) por fluidos com aditivos de 
extrema pressão (EP) ou por óleos graxos, pode evitar a formação do gume postiço. 
 
Qualidades acessórias – Os meios lubri-refrigerantes devem ter ainda as 
seguintes qualidades acessórias: 
 Resistência a infectação por bactérias e fungos. 
 Não ter tendência ao envelhecimento (formação de borras, espumas, 
oxidação, perda de estabilidade). 
 Não afetar a saúde, quer pelo contato direto, quer pelos seus vapores e 
névoas. 
 Facilidade de preparação e manutenção. 
 Não atacar metais, plásticos, tintas, borrachas, elementos de vedação e 
outras peças da máquina. 
 Não atacar ligantes dos rebolos (na retificação). 
 Boa transparência, para permitir a observação do processo de usinagem. 
 Baixa inflamabilidade. 
 Não afetar ou poluir o meio ambiente, nem na utilização nem no descarte. 
 Não ter cheiro incomodativo. 
 Poder de remover impurezas. 
 Boa molhabilidade e resistência a altas pressões. 
 Boa filtrabilidade. 
 Não formar espuma. 
 
 As qualidades exigidas variam de acordo com a aplicação e, às vezes, 
são até extraordinárias. Não existe um fluido de características universais, que atende 
a todas as exigências. No desenvolvimento de meios lubri-refrigerantes, a melhoria de 
certas qualidades, por exemplo pelo uso de aditivos, induz freqüentemente a piora de 
outras. Daí a necessidade do estudo de cada caso por especialistas, para a seleção do 
 84 
tipo de lubri-refrigerante mais adequado. 
 
Do ponto de vista econômico - A análise é em geral bastante complexa, 
pois devem ser computados os custos globais de aquisição, estocagem, aplicação, 
manutenção e descarte, os quais devem ser balanceados com os benefícios obtidos. O 
custo simples do meio lubri-refrigerante tem pouca significação, representando em 
geral menos de 1 a 2% do custo da usinagem. 
 
8.3. TIPOS DE MEIOS LUBRI-REFRIGERANTES EMPREGADOS 
 Os inúmeros tipos de meios lubri-refrigerantes hoje empregados podem 
ser classificados como segue: 
- Meios lubri-refrigerantes miscíveis com a água: 
o Soluções aquosas (representam poucos % do consumo) 
o Emulsões (representam 40% do consumo) 
 
- Meios lubri-refrigerantes não miscíveis com a água: (representam, em 
conjunto, 60% do consumo) 
o óleos minerais puros 
o óleos graxos 
o óleos mistos 
o óleos com aditivos polares 
o óleos com aditivos de extrema pressão (ativos e inativos). 
- Gases e névoas. 
- Sólidos. 
 
8.3.1. Meios lubri-refrigerantes miscíveis com a água 
A água é o mais eficiente absorvente e condutor de calor, mas seu uso em 
máquinas é limitado porque acelera a corrosão e tem pequeno efeito lubrificante. Em 
virtude da baixa viscosidade a água tem ótimas características de arraste de sua vida 
limitada, exige despesas mais elevadas de controle, manutenção, manipulação e 
descarte. Suas características refrigerantes, em relação aos óleos podem ser 
deduzidas dos dados abaixo: 
 
 
 
 85 
 Óleo mineral água 
Calor específico (J/gK) cerca 1,9 4,2 
Condutibilidade térmica (W/mK) cerca 0,13 0,6 
Calor de vaporização (J/g) cerca 210 2.260 
 
Para melhorar as qualidades lubrificantes e evitar o efeito corrosivo da água, 
usam-se aditivos. Distinguem-se dois tipos de meios lubri-refrigerantes miscíveis com 
a água: 
8.3.1.1. Soluções aquosas 
Decorrem da mistura com água, de um concentrado de produtos orgânicos 
ou inorgânicos, solúveis em água. Não contém derivados de petróleo. A adição de sais 
alcalinos e soluções de nitrito de sódio (até 5%), boratos, fosfato trisódico, 
alcanolamina, trietanolamina, sabão e derivados de ácidos orgânicos são usados para 
controlar a corrosão. Tem a vantagem da limpeza, da transparência (facilitando a visão 
do processo de usinagem) e do alto poder de refrigeração. São denominados, por 
vezes, de “fluidos químicos” ou “fluidos sintéticos”, tendo encontrado aplicação 
crescente face a elevação dos preços dos derivados de petróleo. 
O pH das soluções é mantido em geral entre 8 e 9,5 para evitar a corrosão. 
As soluções distinguem-se das emulsões pelos seguintes aspectos principais: 
As soluções são mais resistentes às bactérias e tem, portanto, vida mais 
longa; 
São menos sensíveis à dureza da água; 
A mistura é mais fácil, sendo necessário apenas um pouco de agitação; 
São usados em concentrações menores, na faixa de 1:50 a 1:100; 
Tem mostrado bons resultados na retificação, mas são utilizáveis, com 
formulação adequada, em todas as operações de usinagem em que usa emulsões; 
Repelem óleos infiltrados provenientes de sistemas hidráulicos e de 
lubrificação; 
Tem lubricidade muito limitada. Podem lavar películas lubrificantes 
aderentes a guias, causando emperramentos; 
Alta detergência pode irritar a pele de operadores sensíveis; 
Podem atacar vernizes e vedantes e formar gomas aderentes, se 
penetrarem em sistemas de lubrificação ou acionamentos hidráulicos; 
Tendência a formar espumas (pode ser corrigida por formulação adequada); 
Alguns problemas de descarte, pela dificuldade de remover os produtos 
 86 
químicos da fase líquida; 
Problemas decorrentes em torno da controvérsia sobre as nitrosaminas. 
(Sob certas condições de pH e de temperatura, as misturas de alcanolaminas com 
nitritos, podem formar nitrosaminas,as quais injetadas em animais tem mostrado 
efeitos cancerígenos). 
As soluções podem ser aditivadas com agentes “molhantes”, que permitem 
que as guias, torres e outras partes móveis da máquina funcionem sem problemas. Em 
operações difíceis, pode-se usar aditivos de extrema pressão (EP), que contém 
enxofre, cloro ou fósforo. Estas soluções são usadas na faixa de concentração de 1:5 a 
1:30. 
Para obter qualidades lubrificantes, usa-se às vezes adicionar uma pequena 
quantidade de óleo mineral mais aditivos para reforçar as qualidades lubrificantes. 
Fala-se então em “fluidos semiquímicos” ou “fluidos semi-sintéticos”. 
8.3.1.2. Emulsões 
 Consistem da mistura de óleo com água, com a adição de um agente 
emulsificador, que faz com que o óleo fique distribuído, de modo uniforme e estável, na 
água, sob a forma de finas gotículas. São utilizadas, usualmente, quando a ocorrência 
de altas temperaturas de usinagem constitui um problema. São mais conhecidas pela 
denominação errônea de “óleos solúveis”. Em sua forma original, estes produtos são 
compostos líquidos ou pastosos de sabões e óleos, os quais misturados com uma larga 
proporção (1:10 a 1:50) de água, formam um fluido de corte leitoso ou translúcido. 
Com emulsificadores se usam sabões, sulfatos e sulfonatos. 
Sabões 
 Como emulsificadores clássicos são conhecidos os sais de sódio e sais 
amínicos de ácidos graxos de cadeia longa (ácidos esteáricos e oléicos), mas também 
sabões naftênicos. Os sabões alcalinos têm a desvantagem de que só atingem plena 
efetividade com alcalinidades muito altas (pH em volta de 10). Sabões amínicos ainda 
são efetivos com pH igual a 8. Ambos tem a desvantagem de formarem com íons de 
Ca e de Hg sabões insolúveis na água, que se separam. Sabões naftênicos têm a 
vantagem de sua relativa insensibilidade eletrolítica, mas pode ter a desvantagem da 
maior formação de espuma. 
Sulfatos 
Entre eles conhece-se óleos graxos sulfatados e álcoois graxos. 
Sulfonatos 
 Entre os quais se distinguem os sulfonatos alifáticos e sulfonatos 
 87 
aromáticos. Além de suas propriedades emulsificantes, representam um papel 
importante nos fluidos de corte de metais, pela sua boa proteção contra a corrosão. 
São usados, ainda, como agentes emulsificantes, produtos etoxilados, como 
fenóis alquílicos, éteres de sorbita, álcoois graxos e amidos de ácidos graxos. 
O óleo a ser emulsificado pode ser um óleo derivado de petróleo, um óleo 
graxo ou qualquer combinação destes e outros óleos de corte. Usualmente, além do 
sabão e do óleo, entra, ainda na composição um solvente mútuo, tal como um álcool ou 
um glicol. O efeito principal dos óleos solúveis é o de refrigeração. 
O fabricante do produto pode variar a formulação, de modo a levar em conta 
as condições químicas e biológicas de água. Na hora de preparação da emulsão deve-
se ter presente este fato, pois um óleo feito para água dura pode espumar 
excessivamente em água mole, enquanto que o produto feito para água mole 
provavelmente se separa na água dura. 
Com o uso, a concentração de óleo na emulsão irá se reduzindo 
gradualmente, porque mais óleo do que água adere aos cavacos e às peças acabadas. 
Há pois necessidade de adicionar, periodicamente, óleo, para manter a efetividade da 
emulsão. 
Micro-organismos na água encurtam a vida útil das emulsões de óleo. Três 
tipos de micro-organismos são freqüentemente encontrados nas emulsões: bactérias, 
algas e fungos. Podem ser combatidos com bactericidas e fungicidas, em quantidades 
restritas pois os mesmos têm limitada solubilidade na água. 
 As emulsões também podem ser formuladas com aditivos de extrema 
pressão, contendo enxofre, cloro, fósforo e óleos graxos, para oferecer condições de 
lubrificação e operações de usinagem mais difícil. Estas emulsões são usadas em 
concentrações maiores, na faixa de 1:5 a 1:20. Em algumas operações de usinagem 
como brochamento e fresamento por geração de engrenagens, as emulsões EP têm 
substituído os meios lubri-refrigerantes não miscíveis em água. 
O custo inicial das soluções e emulsões é baixo, porém em virtude de sua 
vida limitada, exigem despesas mais elevadas de controle, manutenção, manipulação e 
descarte. 
 
8.3.2. Meios lubri-refrigerantes não miscíveis com água 
Os meios lubri-refrigerantes não miscíveis com a água são constituídos 
pelos óleos graxos e óleos minerais, que podem ser usados puros, misturados ou com 
aditivos polares e/ou aditivos químicos ativos e inativos. São usados em geral, em 
 88 
processos de usinagem de baixa velocidade ou com metais de difícil usinabilidade. 
Custo elevado, perigos decorrentes de névoas e incêndio, bem como efeitos nocivos à 
saúde limitam sua utilização. 
8.3.2.1. Óleos graxos 
As moléculas dos óleos graxos são formadas por longas cadeias e átomos 
de carbono, cujos extremos polarizados aderem fortemente às superfícies, formando 
uma película lubrificante que reduz o atrito e o desgaste. Isto confere aos óleos graxos 
excelentes qualidades de lubrificação, mesmo em situações de extrema pressão. Tem, 
entretanto, o inconveniente de rancificarem com o tempo, apresentando, então um odor 
desagradável. São usados tanto óleos de origem animal como vegetal, tais como óleo 
de baleia, sebo, banha, óleo de algodão, de colza, de amendoim, de mamona, de soja, 
de girassol, de palma, etc. 
 
8.3.2.2. Óleos minerais puros 
 São utilizados para certas operações leves em máquinas automáticas, para 
a usinagem de aço, latão, alumínio, magnésio e metais antifricção. Sua principal 
vantagem é a lubrificação simultânea de guias e partes móveis da máquina, assim com 
a proteção contra a corrosão. Do ponto de vista da refrigeração as qualidades são 
muito inferiores às da água e as qualidades de lubrificação, nas condições extremas de 
pressão e temperaturas que ocorrem entre cavaco e ferramenta, também são muito 
limitadas. Os óleos minerais puros não são corrosivos e, mantidos limpos, podem ser 
usados por longo tempo. 
8.3.2.3. Óleos mistos 
São óleos formulados pela mistura de óleos minerais com óleos graxos de 
origem animal ou vegetal. Estes aditivos, pelas suas características polares, aumentam 
a “molhabilidade” e a aderência do meio lubri-refrigerante, reduzindo o atrito entre a 
face da ferramenta e o cavaco. Óleos minerais naftênicos ou misturas de parafínicos-
naftênicos, pela sua maior compatibilidade com os aditivos, são os mais empregados. 
Os óleos mistos apresentam boa parte das vantagens de lubrificação sob extrema-
pressão dos óleos graxos. Quando a temperatura ultrapassa 150ºC a película 
lubrificante perde sua efetividade. Por isto são empregados em processos difíceis de 
usinagem, de baixa velocidade, onde ocorre pouca elevação de temperatura e se exige 
bom acabamento superficial, como em máquinas de roscar, na usinagem de aço doce, 
latão, bronze, cobre ou alumínio. Os óleos mistos não mancham os metais, tem 
 89 
tendência a formar gomas. Modernos aditivos polares foram aperfeiçoados para evitar 
estes inconvenientes, inclusive pelo uso crescente de substâncias sintéticas, como 
éster de ácido carbônico. 
8.3.2.4. Óleos com aditivos de extrema-pressão (EP) 
Em aplicações em que as condições de usinagem são particularmente 
difíceis e as forças de corte elevadas, usam-se óleos minerais ou óleos graxos com 
aditivos EP. Estes são compostos de enxofre, cloro ou fósforo, que reagem em altas 
temperaturas (200ºC a 1000ºC), formando na zona de corte sulfetos, cloretos ou 
fosfetos, constituindo uma película anti-solda na face da ferramenta e assim, 
minimizando a formação do gume postiço. Se a quantidade de aditivo for pequena e 
fortemente ligada quimicamente, os óleos não manchamos metais e são denominados 
de óleos inativos. Se houver enxofre livre ou cloro e fósforo em forma ativa, formam-se 
películas EP estáveis e resistentes, especialmente úteis em aplicações de alta 
temperatura e alta pressão. Estes óleos EP ativos mancham alguns metais. 
8.3.2.4.1. Óleos sulfurados 
Aditivos na base de enxofre formam camadas sulfetos metálicos que agem 
como lubrificantes sólidos até temperaturas de 700ºC. Aços doces exigem usualmente 
um teor mais elevado de enxofre. Aços duros precisam menos enxofre. Operações 
difíceis, como brochar e roscar são feitas com óleo de alto teor de enxofre. Óleos com 
baixo teor (menos de 2%) de enxofre são usados para furar, alargar, tornear e fresar. 
Latão e outras ligas metálicas são enegrecidos por óleos de alto teor de enxofre. 
 
8.3.2.4.2. Óleos clorados 
Produzem um filme de cloreto de baixa resistência ao cisalhamento, que 
reduz o atrito até temperaturas de cerca de 400ºC. Acima desta temperatura o filme se 
decompõe. São usados especialmente no brochamento. 
 
8.3.2.4.3. Óleos fosforados 
Provocam a redução do atrito, do fator de recalque e do desgaste da 
ferramenta. Seus efeitos em gral são menos dramáticos que os do enxofre e do cloro. 
8.3.2.4.4. Óleos sulfo-clorados 
 Tanto de origem mineral como óleos graxos, oferecem características de EP 
e anti-soldagem, efetivos sobre uma larga faixa de temperaturas de corte. 
 90 
8.3.3. Gases refrigerantes 
Têm sido ensaiados em operações de corte. Tem-se obtido alguns 
resultados promissores com emprego de uma névoa de óleo com ar comprimido de 
600 kPa (6kg/cm2) de pressão. 
8.3.4. Bissulfeto de molibdênio (Molikote) 
Pelas suas características de lubrificante em condições de extrema pressão, 
tem dado excelentes resultados. Basta muitas vezes uma leve pintura da superfície de 
saída da ferramenta com pasta de MoS2. 
 
8.4. SELEÇÃO DOS MEIOS LUBRI-REFRIGERANTES PARA A USINAGEM DE 
METAIS 
A seleção do meio lubri-refrigerante depende dos objetivos que se quer 
alcançar: aumento da produção, vida mais longa da ferramenta, arraste de cavacos, 
melhor acabamento superficial, etc. Não é tarefa fácil, pois deverão ser observadas 
todas as condições gerais do processo de fabricação envolvendo: 
 Processo de usinagem, variáveis de usinagem, material da peça e da 
ferramenta; 
 Qualidade da usinagem, precisão de forma e de medidas, acabamento 
superficial; 
 Máquinas-ferramentas usadas: simples, múltipla usinagem; produção 
individual, em série, em massa; 
 Armazenagem, limpeza, tratamentos posteriores das peças; 
 Sistemas de recirculação dos meios lubri-refrigerantes: sistemas 
individuais, múltiplos, centralizados; tipo, tamanho e componentes do 
sistema de recirculação; adução dos meios lubri-refrigerantes à zona de 
corte; 
 Análise econômica: custos de preparação, manipulação, controle, 
transporte, manejo, armazenagem; benefícios obtidos; 
 Segurança: efeitos sobre a saúde, névoas de óleo, risco de incêndios, 
descarte; 
 Condições de fornecimento: apoio técnico do fornecedor, garantias de 
fornecimento, etc. 
 
 
 91 
8.4.1. Seleção do fluido lubri-refrigerante em função do processo de 
usinagem 
Como regra, em processos de usinagem difícil usam-se baixas velocidades 
de corte, recomendando-se o uso de fluidos que tenham boas características de 
lubrificação. Ao contrário, em processos de usinagem fácil, usa-se altas velocidades de 
corte e o fluido deve ter, preponderantemente, qualidades refrigerantes. O quadro a 
seguir dá uma classificação orientativa dos vários processos de usinagem. 
Para aços pode-se estabelecer as seguintes regras orientativas: 
- Para processos de usinagem difícil usam-se óleos com aditivos EP. 
Para processos de usinagem fácil usam-se emulsões ou soluções. 
A Tabela 8.2 dá uma orientação sobre os fluidos de corte recomendados em 
distintas operações de corte e diferentes materiais. 
Processo de usinagem 
 Velocidade Dificuldade 
 de corte de usinagem 
 
 Alta Baixa 
Fazer roscas 
Escanhoar engrenagens 
Geração por plainamento 
Furação profunda 
Cortar com bedame 
Trabalhos em tornos automáticos 
Furar 
Geração por fresamento 
Fresar 
Serrar 
 Baixa Alta 
 
Tabela 8.2 - Seleção do fluido de corte para a usinagem. 
 
 92 
 
Na retificação ocorrem fortes aquecimentos que produzem marcas de 
superaquecimento, endurecimento de certos pontos, camadas macias por 
recristalização, trincas, etc. Para evitar estes danos térmicos é preciso reduzir a 
temperatura na zona de retificação, o que se pode obter por refrigeração ou redução do 
atrito. Em operações leves de retificação (por ex. retificação cilíndrica, retificação sem 
centros, retificação plana) emprega-se preponderantemente meios miscíveis em água. 
Os aditivos usados protegem contra a corrosão, reduzem o atrito e o desgaste do 
rebolo e mantém o mesmo livre de partículas metálicas (evita o empastamento do 
rebolo). Na retificação com rebolos perfilados (para ranhuras, roscas, engrenagens, 
etc.), gera-se, especialmente nos ressaltos normal ao eixo muito calor de atrito. Além 
disto, há grandes exigências quanto à precisão de formas e de medidas e de qualidade 
do acabamento superficial. Por isto, usa-se nestes casos, preferencialmente, óleos com 
aditivos redutores do atrito. 
No superacabamento, para se obter mínima rugosidade superficial, o meio 
lubri-refrigerante deve reduzir o atrito e o desgaste, além de arrastar cavacos e detritos 
da pedra abrasiva. Utilizam-se óleos de viscosidade muito baixa com aditivos de alta 
pressão e melhoradores das qualidades lubrificantes. 
 
Operação 
Aços com índice de usinabilidade Ligas de cobre Ligas de 
alumínio > 70% 55 a 75% < 55% 
Plainar, tornear e 
furar 
S (30:1), O-2, 
O-4 
S (30:1), O-2, 
O-4 
S (20:1), O-3, 
O-4, O-7 
S (20:1), O-1 S (30:1), O-a 
Serrar S (30:1) 
O-1 
S (30:1) 
O-1 
S (30:1) 
O-1 
S (20:1) 
O-1 
O-a 
S (30:1) 
Fresar, mandrilar S (20:1) 
O-4, O-2 
S (15:1) 
O-2, O-3 
S (10:1) 
O-3, O-4 
S (15:1) 
O-1 
S (20:1) 
O-a 
Alargar S (15:1) 
O-4, O-2 
S (10:1), O-2, 
O-4, O-7 
S (10:1), O-3, 
O-4, O-5, O-7 
S (15:1) 
O-1 
S (20:1) 
O-a 
Furação profunda O-2 
O-4 
O-2 
O-4 
O-3 
O-5 
S (15:1) 
O-1 
S (15:1) 
O-a 
Rosquear O-4 O-3 
O-5, O-7 
O-3 
O-5, O-7 
S (10:1) 
O-1 
S (10:1) 
O-a 
Brochar (desbaste) S (15:1) 
O-4 
S (15:1) 
O-4 
S (10:1) 
O-5, O-7 
S (15:1) 
O-1 
S (15:1) 
O-a 
Brochar 
(acabamento) 
O-2, O-4 
S (EP) (10:1) 
O-3 
O-5, O-7 
O-3 
O-5, O-7 
S (15:1) 
O-1 
S (15:1) 
O-a 
Brochar (serviço 
pesado) 
O-6 
O-7 
O-6 
O-7 
O-6 
O-7 
S (15:1) 
O-1 
S (10:1) 
O-a 
Máquinas 
automáticas 
O-1 O-4 O-4 O-1 O-a 
Abreviações: 
S = emulsões (proporções indicadas) ou soluções; 
S (EP) = emulsões com aditivos de extrema pressão; 
O = óleo de corte: 1) mineral puro; 2) com misturas de até 10% de óleos graxos animais; 3) idem, até 
40%; 4) com adição de enxofre (menos de 1%); 5) idem até 2%; 6) idem, mais de 2% de enxofre; 7) óleo 
sulfurado, com adição de óleos graxos; a) óleo mineral puro, transparente e inodoro, próprio para 
alumínio, querosene; querosene com 30% de óleo mineral puro. 
Observação: com magnésio, nunca usar fluidos a base de água. 
 93 
8.4.2. Seleção do fluido lubri-refrigerante em função do material da peça 
8.4.2.1. Ligas de magnésio 
Quase todas as ligas de magnésio são de corte fácil e permitem altas 
velocidades de corte, com bom acabamento. O magnésio oxidafacilmente, 
decompondo a água e gerando calor e hidrogênio. Isto leva facilmente à auto-ignição. 
Por isto o magnésio só pode ser usinado a seco ou com óleos de baixa viscosidade. 
Nunca se deve usar água, emulsões ou soluções aquosas. 
8.4.2.2. Ferro fundido 
O ferro fundido cinza e o maleável de cavaco curto são usinados geralmente 
a seco. O grafite dos cavacos de ferro fundido, na presença de óleos de corte e de 
emulsões, induz a formação de massas que entopem os filtros e podem emperrar as 
ferramentas (p.ex. brocas). No alargamento manual de furos o emprego de grafite 
misturado com sebo, dá excelentes resultados. Com ferro fundido esferoidal 
empregam-se emulsões com sucesso. 
8.4.2.3. Ligas de alumínio 
São em geral de fácil usinagem, permitindo o emprego de altas velocidades 
de corte. O calor gerado, em virtude da boa condutibilidade térmica do alumínio, escoa 
rapidamente. No caso de alumínio puro ou com percentagens muito baixas de liga, 
ocorre forte tendência à formação de gumes postiços. Altas percentagens de silício 
provocam forte desgaste abrasivo das ferramentas. Freqüentemente se usina alumínio 
a seco. No corte refrigerado usam-se de preferência emulsões e, algumas vezes, óleos 
de baixa viscosidade. Para operações difíceis usa-se óleos com aditivos EP, os quais 
devem ter uma formulação que impeça a formação de manchas negras nas peças. Em 
ligas de alumínio com alto teor de zinco não se deve usar soluções aquosas, pois estas 
reagem com o zinco formando hidrogênio e amoníaco, com sério risco de incêndios e 
explosões. 
8.4.2.4. Ligas de cobre 
Têm usinabilidade muito variável. O cobre puro, por exemplo, forma cavacos 
longos, com elevado fator de recalque e péssimo acabamento. Latão, bronze e metais 
de maior dureza são fáceis de usinar, em geral a seco ou usando emulsões. Para ligas 
de cavaco longo usam-se óleos de baixa viscosidade com aditivos que melhoram o 
efeito lubrificante. Cobre puro exige óleos mais viscosos. Aditivos EP com enxofre livre 
produzem manchas nas peças. 
 94 
8.4.2.5. Aços 
Para aços de usinabilidade normal (aços de cementação, de beneficiamento 
e de construção) recomenda-se o uso de emulsões e soluções. Para aços de 
usinabilidade difícil (aços de cementação e beneficiamento de alta liga, aços Cr de alta 
liga, aços CrNi, Inox, aço fundido) recomenda-se emulsões EP e óleos altamente 
aditivados. Para aços de dificílima usinagem (aço manganês, MnSi, CrMo, aços silício) 
é necessário a emprego de óleos EP. 
 
8.4.3. Seleção do fluido lubri-refrigerante em função do material da 
ferramenta. 
8.4.3.1. Aço rápido 
Permite o uso de qualquer meio lubri-refrigerante. 
8.4.3.2. Metal duro 
Também não oferece problema para a maioria dos meios lubri-refrigerantes 
bem formulados, o problema é a sensibilidade aos choques térmicos. Para minimiza-los 
recomenda-se: 
 Ligar o fluxo refrigerante antes de iniciar a operação de corte; 
 Manter o fluxo refrigerante durante um pequeno espaço de tempo depois 
de concluído o corte; 
 Usar óleos de baixas propriedades de transferência de calor quando não 
há garantia de fluxo constante de refrigerante. 
8.4.3.3. Cerâmica 
É usualmente empregada a seco. 
8.4.3.4. Diamante 
É refrigerado usualmente por soluções aquosas. 
 
8.4.4. Seleção do meio lubri-refrigerante em função do tipo de máquina 
Muitas máquinas para processos de usinagem específicos, usando 
ferramentas caras e com exigências de alto grau de acabamento das peças, 
necessitam meios lubri-refrigerantes especiais, em geral óleos com aditivos EP. Inclui-
se nesta lista brochadeiras, rosqueadeiras, geradores de engrenagens, 
superacabadoras, etc. 
Centros de usinagem, que realizam uma grande variedade de processos de 
usinagem, usando ferramentas de diversos tipos e materiais, com distintas velocidades 
 95 
e dimensões de corte, exigem meios lubri-refrigerantes de ampla gama de aplicações. 
 
Critérios de pré-seleção 
a- Refrigerado ou a seco? 
Seco Refrigerado 
- Materiais de fácil usinagem (ex, ferro fundido 
cinzento, metais leves, metais a base de cobre), em 
processos com pequena solicitação da ferramenta 
- Aços e outros materiais de usinagem normal até 
dificílima 
- Em parte na usinagem de metal duro - Processos de usinagem que solicitam muito a 
ferramenta 
- Na maioria dos empregos das cerâmicas de corte 
 - Máquinas automáticas 
- Todos os processos de retificação 
- Séries grandes 
b- Meio miscível ou não na água? 
Característica Meio não-miscível Meio miscível 
- Usinagem 
 
- Leve a pesada. 
- Superacabado, retificação de 
perfis e roscas 
- Leve a média. 
- Retificação em geral 
- Velocidade de corte - Baixa a média - Alta 
- Vida da ferramenta - Em geral mais alta - Em geral menor 
- Acabamento - Em geral melhor - Em geral pior 
- Compatibilidade com o material 
da peça 
- Manchas em ligas de cobre por 
óleos EP 
- Não compatível com magnésio 
- Compatibilidade com a 
ferramenta 
- Todas - Limitada com metal duro 
- Impróprio para cerâmica 
- Compatibilidade com a máquina - Boa - As vezes problemática 
- Compatibilidade com o óleo de 
vazamento 
- Boa - Menos boa 
- Compatibilidade com o pessoal - Em geral boa com a pele 
- Formação de névoas 
- Mais limpo no uso 
- Problemas: odor, ataque por 
bactérias 
- Compatibilidade com o meio 
ambiente 
- Pisos e pavilhões recobertos 
com películas de óleo 
- Boa 
- Gama de aplicações - Ampla. Óleos universais usáveis 
também para lubrificação e 
sistemas hidráulicos 
- Não cobre todos os processos 
e materiais 
- Vida - Mais longa - Menor 
- Efeito de arraste - Pior - Melhor 
- Resistência a bactérias - Boa - Menos boa 
- Proteção contra corrosão - Boa - Menos boa 
- Consumo - Maior - Menor 
- Inflamabilidade - Sim - Não 
- Custo - Alto - Menor 
- Custos adicionais (manipulação, 
preparação, controle, descarte) 
- Baixos - Altos 
C – Emulsões ou soluções? 
Vantagens das soluções Vantagens das emulsões 
-Rebolos mais agressivos - Mais eficientes com solicitações pesadas de 
corte 
- Menos riscos de danos térmicos na peça (p. ex. 
trincas, pontos duros, camada maci a, marcas de 
super aquecimento) 
- Melhor proteção contra corrosão 
 96 
- Manutenção mais simples - Melhor compatibilidade com tintas e vernizes 
- Vida mais longa em uso - Menos agressivos à pele dos operadores 
- Melhor separação de óleos de vazamentos - Menos tendência de “lavar” o filme de lubrificante 
de guias, mancais e outras partes móveis da 
máquina 
- Melhor resistência a bactérias 
- Menor consumo de concentrado 
- Transparência permite melhor observação do 
processo de usinagem 
- Melhor estabilidade de mistura 
- Preparação mais fácil 
- Biodegradação mais fácil do descarte 
 
8.5. FORMA DE APLICAÇÃO DOS MEIOS LUBRI-REFRIGERANTES 
Os principais aspectos a serem considerados para uma eficiente utilização 
de meios lubri-refrigerantes dizem respeito a sua forma de aplicação, quais sejam: 
 volume; 
 pressão; 
 velocidade dos jatos; 
 ângulo de impacto; 
 forma e número de bocais. 
Em geral basta uma adução abundante, sob mínima pressão, dirigida 
adequadamente para a região de corte. É importante que o meio lubri-refrigerante seja 
aplicado antes e não depois do início do processo de usinagem. Não deve haver, 
também, uma interrupção na adução, por qualquer que seja o motivo. 
 Na retificação 
A vazão recomendada em máquinas modernas é de 3 a 4,5 l/min por 
milímetro de largura do rebolo. As pressões aumentam com a potência da máquina, 
indo de 0,15 MPa a 0,6 MPa (Figuras I.1 a I.8). 
 No torneamento 
O volume de refrigerante deve ser o mais amplo possível, aplicando-sepor 
cima do gume, sem pressão, para evitar que os cavacos mudem a direção do jato e se 
inunde o local de trabalho (Figura I.8). O volume mínimo recomendável é da ordem de 
5 l/min por kW de potência de corte. 
O diâmetro do tubo de saída do fluido deve ter ao menos ¾ da largura da 
ferramenta, devendo sua boca ser dirigida diretamente sobre o gume e estar situada 
tão próxima quanto possível do mesmo. 
Em cortes pesados, além do jato por cima, convém aplicar outro jato, neste 
caso com alguma pressão, por baixo do gume. 
 No fresamento 
Aplicar dois jatos laterais dirigidos para a zona de corte (Figura I.8). 
 97 
 Na furação e alargamento 
Adução interna pelo corpo da ferramenta e/ou externa por tubos e bocais 
(Figura I.8). No caso da adução interna se usa pressão de até 20 MPa, para ajudar na 
remoção de cavacos. Jatos de alta velocidade são eficientes, porém exigem bombas 
de alta pressão e provocam o espalhamento do fluido e névoas, que poluem o meio 
ambiente. 
 No brochamento 
Usam-se distribuidores de anel com vários bocais que permitem jatos 
orientados para os gumes (Figura I.9). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura I.1 - Aplicação de jato lubrificante na 
retificação plana. 
 
Figura I.2 - Aplicação de jato lubrificante na 
retificação cilíndrica. 
Figura I.3 - Aplicação de jato lubrificante na 
retificação interna. 
 
Figura I.4 - Jatos auxiliares para a limpeza do 
rebolo. a) retificação plana; b) 
retificação cilíndrica. 
 
Figura I.5 - Jatos tangenciais para evitar 
empastamento do rebolo na 
retificação de materiais macios. 
 
Figura I.6 - Interrupção do manto de ar para 
permitir o acesso do fluido lubri-
refrigerante ao rebolo. 
 
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Figura I.7 - Forma de adução do meio lubri-refrigerante na retificação. 
 
Figura I.8 - O meio lubri-refrigerante deve ser aplicado de forma que atinja o mais diretamente o ponto 
mais quente da ferramenta (gume), sem respingar demasiadamente. 
 
Figura I.9 - Uso de um anel distribuidor de óleo de corte numa operação de brochamento, de modo a 
atingir todos os gumes. 
 
 99 
 
 
 
FERRARESI, D. Fundamentos da Usinagem dos Metais. 4 ed. São Paulo: Edgard 
Blücher, 1977. 751p. 
 
ANSELMO, E. D., et al. Tecnologia da Usinagem dos Materiais. 1 ed. São Paulo: Art 
Liber, 2000. 244p. 
 
STEMMER, C. E. Ferramentas de Corte I e II. Florianópolis: Editora da UFSC, 1989. 
295p. 
 
KÖNIG, W. Fertigunsverfahren – Band 1. Düsseldorf: VDI-Verlag, 1990. 416p.