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Grupo de Projeto Fabricação 
Automação Industrial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ENG03386 – FABRICAÇÃO AUXILIADA POR COMPUTADOR 
 
 
 
FRESAMENTO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Heraldo Amorim 
Porto Alegre, 2014 
 
O fresamento é caracterizado, segundo Diniz et al., 1999, por: 
 Ferramenta provida de arestas cortantes dispostas em torno de um eixo; 
 Movimento de corte proporcionado pela rotação da fresa ao redor de seu 
eixo; 
 Movimento de avanço realizado pela própria peça. 
 
Processo de fabricação por vezes lento, o fresamento apresenta como vantagem principal 
a versatilidade. Este processo pode gerar superfícies não planas e não de revolução, ao contrário 
de alguns outros processos de usinagem (p. ex., o processo de torneamento gera apenas 
superfícies de revolução). 
Diniz, 1999, compara o frsamento com alguns outros processos de fabricação usados para 
a geração de superfícies não planas e não de revolução (Erro! Fonte de referência não 
encontrada.). 
 
Tabela 1 – Comparação entre fresamento e outras operações de usinagem. 
Fresamento Aplainamento 
Mais barato Máquina e manutenção mais baratas. 
Ferramenta mais fácil de afiar 
Fresamento Brochamento externo 
No brochamento, a usinagem torna-se 
impossível quando a superfície usinada 
intersecciona outra. 
Mais econômico para grandes lotes; 
Maior produtividade. 
Fresamento Retificação 
Maior capacidade de remoção de cavaco. Melhor tolerância e acabamento superficial; 
Maior facilidade de usinar peças tratadas 
termicamente. 
 
1. TIPOS DE FRESAMENTO 
As operações de fresamento (Figura 1) dividem-se basicamente em: 
 Fresamento tangencial ou periférico 
 Fresamento frontal ou de topo 
Fresamento tangencial – dentes ativos encontram-se na periferia (superfície cilíndrica) da 
ferramenta, e o eixo da ferramenta é paralelo à superfície a ser usinada. As ferramentas usadas 
no fresamento tangencial são chamadas fresas cilíndricas ou tangenciais. 
Fresamento frontal – dentes ativos estão na superfície frontal da ferramenta, cujo eixo é 
perpendicular à superfície a ser usinada. As ferramentas usadas no fresamento frontal são 
chamadas fresas frontais ou de topo. 
Diferente do 
torneamento 
 
Em alguns casos, fresas realizam mais de um tipo de corte. Na própria Figura 1 é possível 
identificar com mais clareza o corte tangencial do que o corte frontal. Dessa maneira, chama-se 
fresas de múltiplos cortes as fresas que realizam mais de um tipo de corte simultaneamente. 
 
 
Figura 1 – Operações de fresamento. Fonte: Stemmer, 1992. 
 
2. PARÂMETROS DE PROCESSO NO FRESAMENTO 
Alguns parâmetros de processo relativos ao fresamento são similares aos estudados no 
processo de torneamento, mudando apenas a forma de representá-los. Desse modo, a velocidade 
de corte, o avanço e a velocidade de avanço dispensam maior atenção. Deve-se apenas atentar 
para o fato que, uma vez que no fresamento a rotação é observada no eixo da ferramenta, a 
velocidade de corte é observada na periferia desta (Figura 2). 
 
Figura 2 – Direção dos movimentos de corte e de avanço. Fonte: Diniz et al., 1999. 
 
 
 
Outros parâmetros de processo importantes no fresamento (Figura 3) são: 
 Avanço por dente (fz) – percurso percorrido por um dente em uma revolução da 
ferramenta. Representa a distância entre duas superfícies consecutivas na direção 
de avanço (equação 1). 
 Ângulo da direção de avanço () – ângulo entre as direções de corte e de avanço. 
Varia continuamente durante o processo. 
 Ângulo da direção efetiva () – ângulo ente a direção de corte e a direção efetiva. 
Varia continuamente durante o processo (equação 2). 
 Avanço de corte (fc) – distância entre superfícies consecutivas em usinagem 
medida no plano de trabalho e perpendicular à direção de corte (equação 3). 
Z
f
f Z 
, (1.) 
Onde Z é o número de dentes da fresa. 



cos
sen


f
c
V
V
tg
 (2.) 
sen.Zc ff 
, (3.) 
 
 
Figura 3 – Grandezas de avanço. Fonte: Diniz et al., 1999. 
 
Uma diferença significativa entre os processos de torneamento e fresamento é que, no 
último, os ângulos da direção efetiva () e da direção de avanço (), que no torneamento são 
constantes, variam continuamente durante a operação de fresamento. 
 
3. GRANDEZAS DE PENETRAÇÃO 
 
Uma diferença forte entre as operações de torneamento e fresamento é que esta possui 
três parâmetros de penetração (Figura 4). São eles: 
 Profundidade ou largura de usinagem (ap) – profundidade ou largura de 
penetração da ferramenta na direção perpendicular ao plano de trabalho. 
 Penetração de trabalho (ae) – penetração da ferramenta medida no plano de 
trabalho e perpendicular à direção de avanço. Apesar de não ser usada no 
processo de torneamento, é muito importante no fresamento e na retificação 
plana. 
 Penetração de avanço (af) – penetração da ferramenta na direção de avanço. 
 
 
Figura 4 – Grandezas de penetração para o fresamento tangencial (a) e frontal (b). Fonte: Diniz 
et al., 1999. 
 
4. GEOMETRIA DA FERRAMENTA 
 
Planos do sistema de referência (Figura 5) – basicamente os mesmos observados no 
torneamento, mudando apenas a representação. 
Geometria de ferramenta – apesar das diferenças entre os dois processos, a ferramenta de 
fresamento possui geometria semelhante à de torneamento (Figura 6). Assim, tanto os elementos 
(b) (a) 
 
da parte cortante (Figura 7) quanto os ângulos da ferramenta (Figura 8) são representados de 
forma semelhante ao estudado neste. 
 
 
Figura 5 – Sistema de referência da ferramenta. Fonte: Diniz et al., 1999. 
 
 
 
Figura 6 – Semelhança entre ferramentas de torneamento e fresamento. Fonte: Stemmer, 1992. 
 
 
 
 
Figura 7 – Arestas de corte e superfícies da parte de corte em uma fresa frontal. Fonte: Diniz et 
al., 1999. 
 
 
 
 
Figura 8 – Ângulos da ferramenta em uma fresa de faceamento. Fonte: Diniz et al., 1999. 
 
 
5. FRESAMENTO TANGENCIAL 
 
Pode ser concordante ou discordante, dependendo do sentido de rotação da ferramenta. 
Fresamento discordante (Figura 9) – movimento de corte (rotação da fresa) ocorre no 
sentido contrário ao do movimento de avanço (lembre-se que o avanço considerado é sempre da 
mesa em relação ao eixo árvore). 
Um conceito importante na compreensão dos tipos de fresamento (concordante ou 
discordante) é o ângulo da direção de avanço (). Este ângulo pode ser definido como o ângulo 
entre uma linha que, passando pelo centro da ferramenta, toca o ponto no qual a espessura de 
corte (hD) é zero outra que toca o ponto de contato ferramenta peça. Assim, durante o fresamento 
discordante,  cresce desde zero até um valor máximo (0). Da mesma maneira que , a 
espessura de corte aumenta de zero até um máximo (hD max). 
No início do corte, a fresa toca a peça e a força para baixo, causando uma força que tende 
a afastá-las. Logo após, porém, a força de corte aponta para cima, o que faz com que a fresa puxe 
a peça ao seu encontro. Esta variação de intensidade e do sentido da força de corte produz 
vibrações que prejudicam a tolerância e o acabamento superficial da superfície fabricada, além 
de causar um encruamento superficial na zona de contato inicial aresta-peça. 
 
 
Figura 9 – Fresamento tangencial discordante. Fonte: Diniz et al., 1999. 
 
Fresamento concordante (Figura 10) – ângulo da direção de avanço () inicia o corte 
em seu valor máximo, decrescendo até zero. O sentido do movimento de avanço é o mesmo do 
movimento rotatório da fresa.
Componente vertical de força de usinagem possui sempre o mesmo sentido, o que 
elimina os efeitos negativos observados no fresamento discordante. 
Contato da fresa com a peça inicia em b (hDmax.) e se desloca até o ponto de menor 
espessura do cavaco. 
 
Um inconveniente do fresamento tangencial concordante é que a força de avanço ocorre 
no mesmo sentido do deslocamento. Para que a mesa ande em um sentido, a porca do sistema de 
avanço deve suportar esforços no outro. Como a Fres sobre a fresa varia em módulo, a força 
resultante sobre o fuso irá variar em módulo e direção, podendo causar vibração. Este problema 
pode ser corrigido através de manutenção a fim de tirar folgas da máquina e do uso de fusos de 
esferas, onde não existe folga. 
Outro problema do fresamento concordante é que o corte inicia sempre com a espessura 
máxima de corte. Se a superfície possui camada superficial endurecida (óxido ou sujeira), o 
contato inicial ferramenta-peça será em condições desfavoráveis, o que causará a queda da vida 
da ferramenta. 
 
 
Figura 10 – Fresamento tangencial concordante. Fonte: Diniz et al., 1999. 
 
6. FORMA DO CAVACO 
 
No fresamento tangencial: 
 - Forma de vírgula, com a espessura de corte variando de zero a um valor máximo 
(discordante) ou do valor máximo a zero (concordante). 
O ângulo de contato do dente com a peça (0) é dado por 
 
D
a
D
aeD e21
2
cos 


 (4.) 
2/1
2
0 ..2sen. 














D
a
D
a
ffh eezzD 
 (5.) 
 
7. FRESAMENTO FRONTAL: 
 Pode-se classificar o fresamento frontal (Figura 11) em: 
 Simétrico: deslocamento da fresa sobre o eixo de simetria da peça. Melhor 
contato de cada aresta com peça, maior vida da ferramenta. 
a) fresamento de rasgo ou canal com fresa de topo: 
Dae 
 
º180o
 
ZmáxD
fh 
 
0
min
Dh
 
b) fresamento comum com fresa de facear: 
Dae 
 
D
ae





2
sen 0
 
0
min
Dh
 e 
zmáxD
fh 
 
 Assimétrico com fresa de facear – Corte não se dá sobre o eixo de simetria da 
peça. Se toda a superfície está sendo fresada, 
Dae 
, 
0
min
Dh
, 
zmáxD
fh 
 
Vantagens – maior número de dentes em contato simultaneamente, o que resulta 
em um corte mais suave, com menor força por dente, e menor tendência a 
vibrações. 
 
Figura 11 – tipos de fresamento frontal. Fonte: Diniz et al., 1999. 
 
 
 
 
7.1 Comparação entre corte simétrico e assimétrico 
 
Corte Simétrico – menor desgaste, maior vida da ferramenta. Isto se deve ao menor 
angulo de contato ferramenta-peça, que faz com que a ferramenta percorra um percurso menor 
sobre a peça. 
 hDmin em corte simétrico > hDmin para assimétrico (em faceamento). 
 Maior impacto na entrada do dente, devido ao contato inicial se dar com uma espessura 
de cavaco maior do que o observado para o fresamento frontal assimétrico. 
 
Corte Assimétrico – maior tendência ao desgaste, devido ao maior ângulo de contato 
ferramenta-peça. Espessura do cavaco no ponto de contato inicial ferramenta-peça menor do que 
a observada para o corte simétrico, de modo que há menor tendência à ocorrência de lascamento. 
Corte mais suave, devido ao maior número de dentes em corte simultâneo (maior ângulo de 
contato). 
Usando J (Figura 11 c) pequeno, hD na entrada diminui, o que resulta em menor impacto 
na entrada da ferramenta (menor energia de choque). 
Segundo Diniz et. al., usando corte assimétrico com J pequeno, obteve-se uma vida de 
ferramenta 24% maior do que com corte simétrico (na usinagem de aço ABNT 1045 com 
ferramenta de metal duro P25). Obviamente, este resultado depende do aço usinado e da 
ferramenta utilizada. Se a ferramenta fosse mais tenaz, talvez o corte simétrico propiciasse maior 
vida de ferramenta. 
Convém chamar a atenção para a questão da vida da ferramenta: apesar do corte 
simétrico causar menor desgaste de ferramenta, o corte assimétrico permite melhores condições 
de trabalho, incluindo menores vibrações, esforços por dente e impacto na entrada da aresta na 
peça. Assim, antes de afirmar que um ou outro propicia maior vida de ferramenta, deve-ser 
conhecer o material a ser usinado e o da fresa, bem como as condições de trabalho enfrentadas 
por estas. Ou seja, não adianta uma determinada fresa apresentar menor desgaste sob fresamento 
simétrico se o seu fim de vida ocorrer de forma catastrófica (lascamento, quebra). 
 
8. FRESAMENTO TANGENCIAL COM FRESAS HELICOIDAIS 
 
No fresamento tangencial discordante com fresas de dentes retos, a força de corte, bem 
como a seção do cavaco, aumenta rapidamente com o ângulo , caindo bruscamente a zero 
quando  = 0 (Figura 12). O contrário de verifica no fresamento tangencial concordante. 
 
 
Figura 12 – Variação da seção do cavaco durante o processo de fresamento discordante. Fonte: 
Diniz 1999 et al., 1999. 
 
Já no fresamento tangencial com fresas helicoidais a variação na força de corte não é tão 
pronunciada quanto no fresamento com dentes retos. Nesta operação, a área da seção do cavaco 
cresce de zero a um valor máximo, mas mantém este valor por alguns instantes, e não volta 
necessariamente a zero. A Figura 13 mostra a variação da área da seção do cavaco para o 
fresamento tangencial com fresa helicoidal de 4 dentes, e a Figura 14 mostra a área de contato 
ferramenta-peça. 
 
 
Figura 13 – Variação da seção do cavaco durante o processo de fresamento com fresa helicoidal 
de 4 dentes. Fonte: Diniz 1999 et al., 1999. 
 
 
Figura 14 – Área de contato ferramenta-peça no fresamento com fresa helicoidal. Fonte: Diniz et 
al., 1999. 
 
 Caso a fresa tivesse 8 dentes, a superposição seria maior, com um corte mais uniforme. 
 Quanto maior o número de arestas, mais a área da seção do cavaco tende a ser constante. 
Podem-se obter forças resultantes aproximadamente iguais a uma reta. Isto acontece quando a 
largura da peça é igual a um múltiplo inteiro do passo da fresa. 
Condições de usinagem em fresas helicoidais são melhores (menor oscilação da força de 
usinagem, menor força máxima, melhor acabamento superficial dos componentes produzidos), 
sendo seu uso preferido sempre que possível. 
 
8.1 Considerações a respeito das fresas helicoidais 
 
Na usinagem com fresas helicoidais observa-se uma força de corte média resultante 
maior do que a observada para dentes retos, o que implica em maior potência necessária. Além 
disso, a inclinação dos dentes gera uma força na direção axial, sujeitando o eixo-árvore a 
esforços. Por isso não se usa fresas com ângulo de inclinação maior de 45%. 
A solução mais comumente adotada para o problema da força axial é a montagem de duas 
fresas com hélice invertida (Figura 15). 
 
 
 
 
 
 
Figura 15 – Montagem em par de fresas helicoidais. Fonte: Stemmer, 1992. 
 
 Fresas com dentes curtos possuem dentes retos, pois a pouca redução na variação dos 
esforços não compensa o uso de fresas com dentes helicoidais. 
 
9. DESGASTE DA FERRAMENTA EM FRESAMENTO 
 
Além dos fenômenos já estudados no capítulo 8 (atrito, adesão), a fresa está sujeita a 
choques mecânicos e térmicos, podendo apresentar fadiga de origem mecânica (marcas paralelas 
à aresta de corte) ou térmica (marcas perpendiculares à aresta – forma de pente), dependendo do 
mecanismo predominante. 
 
10. CÁLCULO DA POTÊNCIA DE CORTE 
 
Sabe-se que, na operação de fresamento, a força de corte (e, por conseqüência, a 
potência) varia continuamente durante o corte. Desse modo, torna-se necessária a determinação 
de um parâmetro de potência, a partir do qual a máquina será
dimensionada. Para a grande 
maioria das aplicações, este dimensionamento pode ser feito através da potência média, com boa 
aproximação se o número de dentes cortando simultaneamente é alto. 
De forma análoga ao torneamento, utiliza-se a equação de Kienzle (agora com constantes 
especialmente determinadas para o caso do fresamento – Erro! Fonte de referência não 
encontrada.) para a determinação de Ksm (pressão específica de corte média): 
 
Z
m
s
sm
h
K
K

 1
 , (6.) 
 
onde hm é a espessura média do cavaco. 
Para o cálculo da potência de corte, usa-se a equação 7: 
 
][
10.60
...
6
kW
VaaK
N
fpesm
cm 
 (7.) 
 
O cálculo de hm pode ser realizado pela equação 8: 
 
)cos.(cossen..
1
21
21
  rzm xfh
 , (8.) 
 
Onde: 
1 – ângulo entre o ponto de entrada do dente e a vertical; 
2 – ângulo entre o ponto de saída do dente e a vertical; 
0 – ângulo de contato dente-peça. 
 
A equação (8) pode ser utilizada para operações de fresamento frontal. Para o fresamento 
tangencial com entes retos, assume-se 1 = 0, 2 = 0 e r = 90°. 
Assim, de (8), sobra: 
 
n
V
D
a
fh
fe
zm
.2
.
2
.
1
)cos1.(.
1
0
01
0






 
 , (9.) 
 
 
 
Tabela 2 – Constantes da equação de Kienzle para o fresamento (fonte: Diniz et. al., 1999). 
Material da peça 
 
Ks1 
(N/mm") 
 
-Z 
 
Dureza (HB) 
Aços sem liga 
- C =0,1 O a 0,25% 
- C = 0,25 a 0,55% 
- C = 0,55 a 0,80% 
 
 
1500 
1600 
1700 
 
 
0,25 
0,25 
0,25 
 
 
125 
150 
170 
 Aços Baixa Liga (elementos de liga <5%) 
 
1700 
 
0,25 
 
175 
 Aços Alta Liga (elementos de liga >5%) 
 
1950 
 
0,25 
 
200 
 Aços Inoxidáveis 
- Austeníticos 
- Ferríticos/ Martensíticos 
 
 
2000 
1800 
 
 
0,21 
0,21 
 
 
200 
200 
 Ferros Fundidos Cinzentos 
- Alta Resistência à Tração 
- Baixa Resistência à Tração 
 
 
1100 
900 
 
 
0,28 
0,28 
 
 
245 
180