RESUMO ÁREA 3

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ÁREA 3 PROCESSOS DISCRETOS DA PRODUÇÃO: USINAGEM 
 
Usinagem: 
remoção do material para a obtenção da forma/geometria desejada; processo contínuo de deformação e 
cisalhamento do material 
 
Tradicionais: ferramenta com arestas cortantes (furação, torneamento, fresamento) 
Abrasivos: ferramenta sem geometria definida (retífica, polimento) 
Não-tradicionais: fontes de energia diferentes 
 
Parâmetros do processo: velocidade de corte (v), avanço (f) e profundidade de corte (d) 
 Taxa de remoção = v*f*d 
 Desbaste: elevada remoção de material (alto f,d ; baixo v) 
 Acabamento: baixa remoção de material (alto v ; baixo f,d) 
 
Cavaco: subproduto final 
 desgaste da ferramenta, esforços de corte, calor, penetração do fluido de corte, acabamento da peça, 
proteção do operador 
1. porção do material é recalcada contra a superfície de saída (def plástica e elástica) 
2. def plástica aumenta até que as tensões internas sejam suficientemente grandes causando deslizamento 
entre a porção recalcada e a peça (sem ruptura) 
3. continuando a penetração ocorre ruptura total ou parcial do cavaco no plano de cisalhamento 
4. a porção de material rompida escorrega sobre a superfície de saída 
 
Contínuo: lamelas justapostas em disposição contínua (mat dúcteis, alto v, alto ângulo de saída) 
Cisalhamento: lamelas justapostas distintas 
Ruptura: fragmentos arrancados da peça usinada (mat frágeis, baixa v, baixo ângulo de sáida, alta d e f) 
 
Quebra-cavaco: postiços ou moldados na superfície de saída 
 
 
 
1. Qual é a importância do cavaco formado em processos de usinagem? 
2. Quais são as etapas de formação de cavacos normalmente observadas em usinagem? 
3. O que é grau de recalque (RC), e por que o seu valor é sempre maior do que a unidade (1)? 
4. Observando a geometria do cavaco, como que o ângulo de cisalhamento  é definido? 
5. Quais são os três tipos de cavacos normalmente observados em usinagem? 
6. Como que o tipo de cavaco formado é afetado pela(o): a) velocidade de usinagem; b) material sendo usinado; c) 
ângulo de saída da ferramenta? 
 7. Por que o cavaco contínuo, na forma de fita, é indesejado? 
8. Cite três possíveis alternativas para evitar o cavaco contínuo. 
 
 
 
Ferramentas de corte: 
Desgaste: mecanismos de desgaste: adesivo, térmico, abrasivo, químico, mecânico 
 desgaste de cratera: cavidade na face de saída (atrito entre cavaco e sup de saída) 
 desgaste de flanco: ocorre na sup de folga (atrito entre flanco e sup usinada) 
vida útil da ferramenta: equação de Taylor 
 
 
 
Material da ferramenta: material a ser usinado: forças, tipo de desgaste, tipo de cavaco 
condições de usinagem: acabamento- alta v baixo f e d, elevada resistência 
 desbaste- baixa v alto f e d, elevada tenacidade 
condições de operação e da máquina 
custo do material da ferramenta 
 
propriedades essenciais: dureza a quente, tenacidade, resistência ao desgaste, resistência a 
compressão, resistência ao cisalhamento, boas propriedades mecânicas e térmicas a altas temperaturas, resistência 
ao choque térmico, inércia química 
 
aço rápido: altamente ligados; capazes de manter a dureza a quente, geometrias de 
ferramentas complicadas 
metal duro: produzidos por metalurgia do pó; alta resistência a compressão, alta dureza, 
boa resistência a quente, boa resistência ao desgaste, alta condutividade térmica, tenacidade menor que aço rápido 
CERMET: uma fase cerâmica e outra metálica; alta v, baixo f e melhor acabamento em 
relação ao metal duro 
revestimento: uma ou múltiplas camadas, melhoram tenacidade e diminuem adesão de 
material, diminuem coeficiente de atrito, deposição química ou física de vapor 
cerâmicas: a base de alumina ou nitreto de silício; elevada dureza a quente e a frio, 
resistência ao desgaste e estabilidade química, baixa tenacidade e resistência ao choque térmico 
diamante: alta condutividade térmica, dureza e resistência a abrasão, usado como 
revestimento, não usado na usinagem de aços, alta v de não-ferrosos e materiais não-metálicos abrasivos 
 
Fluidos de corte (lubrirrefrigerantes): extração do calor para minimizar desgaste da ferramenta, dilatação da peça e 
danos térmicos à estrutura superficial da peça- emulsões 
soluções: lubrificação e refrigeração intermediárias 
redução do atrito diminuindo a quantidade de calor gerado, reduz a força e a 
potência de corte, evita a formação da aresta postiça de corte- a base de óleo 
 
Material da Peça: - Magnésio: não usar fluido à base de água (risco de ignição) 
 - Ferro Fundido: Cinzento e Maleável: a seco 
 Nodular: emulsão 
- Alumínio: a seco ou emulsão (controlar dilatação térmica) 
- Al + Zn: não usar soluções (risco de incêndio) 
 
Material da Ferramenta: - Aço Rápido: qualquer fluido (alta v refrigeração) 
- Metal Duro: seco ou emulsão (vida útil e alta v) 
- Cerâmica: a seco (emusão: choque térmico) 
- Diamante: soluções 
 
1. Compare processos tradicionais e não‐tradicionais de usinagem. 
2. Explique as diferenças entre operações de desbaste e acabamento em usinagem. 
3. O que é cavaco? Por que ele é importante em operações de usinagem? Como se dá a sua formação? 
4. Quais são os tipos e formas de cavacos produzidos em usinagem? Qual é o mais indesejável, e como evitá‐lo? 
5. O grau de recalque de um cavaco é a relação entre sua espessura (tc ) e a espessura de material (t0 , pré‐definida), 
retirada pela ferramenta. Esta relação é sempre maior do que a unidade (1). Por quê? 
6. Qual é a influência do ângulo de saída de ferramenta no tipo de cavaco formado? E a influência da velocidade de 
corte? 
7. Como acontece o desgaste das ferramentas de corte em função do tempo de usinagem? 
8. O que a equação de Taylor representa? 9. Fale sobre os diferentes materiais usados em ferramentas de corte e 
cite suas características. 
 
Processos de usinagem: 
 
Furação: usada para criar furos, uma ferramenta de corte com movimentos de rotação e avanço e a peça fixa 
operações: alargamento: abertura do diâmetro, melhor acabamento, tolerâncias mais estreitas 
produção de roscas internas 
rebaixamento 
 
Fresamento: ferramenta possui várias arestas de corte rotaciona criando planos/superfícies movimento de avanço 
concordante: sentido do movimento de avanço é o mesmo do movimento rotatório da fresa 
discordante: sentido do movimento de avanço é contrário ao movimento rotatório da fresa 
tangencial ou frontal: normal do plano em relação ao centro da ferramenta 
 
Torneamento: ferramenta de corte em movimento de avanço remove material de uma peça em rotação 
facemento: ferramenta se movimenta radialmente 
perfilamento: ferramenta se movimenta de acordo com um perfil 
produção de chamfros 
sangramento: separação/corte da peça 
produção de roscas: externas e internas 
 
Brochamento: ferramenta com diversos dentes cortantes se move na direção do eixo da ferramente 
 
Corte: operações de separação para obter a dimensão desejada ou eliminar parte não desejada (serra) 
 
Geometria de corte não definida: desgaste abrasivo de grãos de partículas duras; operações finais de usinagem 
(acabamento) 
retificação: rebolo/disco de retifica é um aglomerado de partículas duras unidas 
por um ligante; eficiência relacionada com o tipo de abrasivo, ligante e porosidade entre os dois 
 
1. Quando são usadas brocas‐canhão em furação? 
2. Quais são as diferenças entre os fresamentos frontal e tangencial? 
3. Como ocorrem as operações de fresamento tangencial concordante e tangencial discordante, em relação à 
movimentos relativos ferramenta/peça e também à espessura de cavaco? Como que isso pode interferir no impacto 
na ferramenta (gume), durante o corte? 
4. No que consiste o processo deusinagem de brochamento? 
5. Qual é o mecanismo de remoção de material envolvido nos processos de usinagem utilizando ferramentas com 
geometria de corte não definida? 
6. No que consiste o processo de usinagem de retificação? 
7. Compare a utilização de máquinas de usinagem convencionais e de centros de usinagem em relação à 
reprodutibilidade, dependência de conhecimentos do operador, produtividade e custos. 
 
 
 
 
 
 
Usinabilidade: 
 
Material a ser usinado, material e geometria da ferramenta, processo e equipamento de usinagem, parâmetros de 
corte, formação de cavacos, desgaste da ferramenta, rugosidade superficial, forças de corte 
 
Forças e potências: teórica: modelo de corte ortogonal- análise dos esforços em torno do plano de cisalhamento do 
cavaco e da superfície da ferramenta 
 empírica: corte tridimensional- baseada nos coeficientes retirados de procedimentos 
experimentais 
força passiva(Fp): sem influência na potência; responsável pela 
deflexão elástica da peça e ferramenta (dificuldade de tolerâncias de dimensões apertadas) 
força ativa(Ft): força de corte (maior significância) + força de avanço + força de apoio 
 
 
 
 
 
Pressão específica de corte: material da peça 
material e geometria da ferramenta: - presença de revestimentos diminuiu ks, 
 - maior ângulo de folga menor ks (atrito diminui) 
 - maior ângulo de saída menor ks (deformação do 
cavaco diminui) 
área da seção de corte: maior A menor ks, influenciada pelo aumento do avanço 
velocidade de corte: - materiais dúcteis v baixa diminui ks pela aresta postiça de corte 
(aumento do ângulo de saída) 
- sem formação da APC diminui ks com aumento da vc até 
150m/min (diminuição da deformação e da dureza do cavaco) 
lubrificação e refrigeração: diminui ks (menor coef de atrito cavaco/ferramenta) 
condição de afiação da ferramenta: apenas desgaste no flanco: aumento ks 
desgaste no flanco e cratera: efeito menor 
 
Acabamento superficial: avanço: maior avanço maior rugosidade 
velocidade de corte: diminui até chegar ao ponto ótimo, depois 
aumenta 
insertos whiper: multi-raio diminui a rugosidade em acabamento 
 
1. O que é usinabilidade? Quais são os fatores que a afetam? Como ela pode ser avaliada? 
2. Qual é a maior influência da força passiva em usinagem? 
3. Explique a influência dos seguintes fatores na força de usinagem (ou na pressão específica de corte): a) Aumento 
do(a): i) avanço; ii) profundidade de corte; iii) velocidade de corte; b) Material da peça: aumento da sua dureza; c) 
Geometria da ferramenta: i) aumento do ângulo de saída: aumento do ângulo de folga; d) Condição de afiação da 
ferramenta: i) presença de (apenas) desgaste de flanco; ii) presença de desgaste de flanco e de cratera, 
simultaneamente. 
4. Como que o avanço e o raio de ponta afetam a rugosidade superficial obtida em peças usinadas? 
 
 
força de usinagem 
forças de usinagem, principalmente a de corte, variam 
com a seção do cavaco