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Apostila Processo de Usinagem PF UNIP Ara 2S2018

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_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 
 
Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas 
_________________________________________________________ 
https://www.unip.br/presencial/universidade/campi/araraquara.aspx Av. Alberto Benassi, 200 – Parque 
Laranjeiras, Araraquara-SP. CEP: 14804-300. 
Tel.: (16) 3336-1800. E-mail: 
 
CURSO: ENGENHARIA MECÂNICA E DE PRODUÇÃO MECÂNICA 
DISCIPLINA: Processo de Fabricação (PF) 
 
 
 
 
APOSTILA 
 
 
 
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE USINAGEM 
 
 
 
Profa. Dra. ROSAMEL MELITA MUÑOZ RIOFANO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Araraquara, setembro de 2018. 
 
_________________________________________________________ 
https://www.unip.br/presencial/universidade/campi/araraquara.aspx Av. Alberto Benassi, 200 – Parque 
Laranjeiras, Araraquara-SP. CEP: 14804-300. 
Tel.: (16) 3336-1800. E-mail: 
SUMÁRIO 
 
APRESENTAÇÃO..........................................................................................................................1 
1. USINAGEM ................................................................................................................................2 
1.1- PROCESSOS DE FABRICAÇÃO .........................................................................................2 
1.2- PROCESSO DE USINAGEM ................................................................................................2 
1.2.1. DECISÕES E RESTRIÇÕES ...........................................................................................3 
1.3- O QUE É USINAGEM? .........................................................................................................3 
2. USINABILIDADE DOS METAIS .................................................................................................7 
2.1. USINABILIDADE ..................................................................................................................7 
2.2. MATERIAIS METÁLICOS .....................................................................................................7 
2.3. UNINABILIDADE DOS METAIS ............................................................................................8 
3. PARÂMETROS DE CORTE .....................................................................................................12 
3.1. PARÂMETROS DE USINAGEM .........................................................................................12 
3.1.1. MATERIAL A SER USINADO ........................................................................................12 
3.1.2. FERRAMENTA DE CORTE ...........................................................................................12 
3.1.3. MOVIMENTOS DA FERRAMENTA E/OU PEÇA ...........................................................13 
3.2. CÁLCULOS DOS PARÂMETROS DE USINAGEM .............................................................14 
4. PROCESSOS DE USINAGEM CONVENCIONAL ....................................................................15 
4.1. TORNEAMENTO ................................................................................................................15 
4.2. FRESAMENTO ...................................................................................................................17 
4.3. FURAÇÃO ..........................................................................................................................19 
4.4. RETÍFICA ...........................................................................................................................21 
4.5. BROCHAMENTO ...............................................................................................................22 
4.6. ELETROEROSÃO ..............................................................................................................23 
4.7. CENTROS DE USINAGEM.................................................................................................24 
REFERÊNCIAS ...........................................................................................................................25 
 
 
 
Disciplina: Processo de Fabricação Profa. Dra. Rosamel M. Muñoz Riofano 
 
________________________________________________________________________ 
UNIP ARARAQUARA/Semestre II-2018 
1 
APRESENTAÇÃO 
 
 No mercado cada vez mais competitivo, conhecer/dominar os processos de 
fabricação é imprescindível para melhorar a competitividade de uma empresa. Aplicar os 
avanços tecnológicos atuais pode contribuir no crescimento e desenvolvimento da 
indústria. 
 Processos de fabricação de produtos metálicos visam não só dar forma, com a 
precisão que o produto requer, mas também conferir a este o conjunto de propriedades 
que o seu uso exige. Fabricar peças mais complexas e com acabamentos de qualidade é 
um reto. 
 Esta apostila tem a finalidade de ampliarmos nossos conhecimentos sobre o 
Processo de Usinagem convencional com a remoção de cavaco. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Disciplina: Processo de Fabricação Profa. Dra. Rosamel M. Muñoz Riofano 
 
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UNIP ARARAQUARA/Semestre II-2018 
2 
1. USINAGEM 
 
1.1- PROCESSOS DE FABRICAÇÃO 
 
 São operações empregadas para dar a forma desejada ao componente e/ou 
conjunto montado (envolvimento de diferentes fenômenos físicos: fusão, solidificação, 
remoção de material, deformação plástica, difusão, outros). 
 O processo de fabricação influencia na qualidade final e no preço do produto e/ou 
serve para medir a condição econômica de um país. Bem como de entender a relação 
processo de fabricação x critérios de segurança x vida em serviço. 
 A Figura 1 mostra a classificação dos processos de fabricação com e sem remoção 
de cavaco. 
 
 
 
 
 Nesta apostila será abordado o processo de fabricação de usinagem convencional 
com remoção de cavaco. 
 
 
1.2- PROCESSO DE USINAGEM 
 
 Os processos de fabricação por usinagem são bastante flexíveis em termos de 
formatos e dimensões das peças. O custo e o tempo necessários podem variar bastante. 
 Halevi* apresenta um exemplo baseado em uma pesquisa realizada com 37 
processistas, a eles foi solicitado um plano de processo para produzir um furo com diâmetro 
de 30mm, comprimento de 30mm, tolerância no diâmetro de ±0,15mm e rugosidade Ra 
= 7,5. Os processistas sugeriram 12 diferentes planos, todos viáveis, mas com tempos de 
usinagem variando de 0,13min a 1,3min. 
 A variação dos tempos ocorre, porque o processo proposto depende muito da 
experiência anterior, o ideal é evitar restrições de qualquer tipo. 
 
HALEVI, G. – Autor do Método das Matrizes para gerar o Planejamento de Processos. 
Figura 1: Classificação dos 
processos de fabricação 
com e sem remoção de 
cavaco. 
Disciplina: Processo de Fabricação Profa. Dra. Rosamel M. Muñoz Riofano 
 
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3 
 A seguir mostra-se um modelo de decisões e restrições que pode influenciar na 
diminuição do tempo de usinagem, aumento de produção e custo-benefício. 
 
 
1.2.1. DECISÕES E RESTRIÇÕES 
 
 Planejamento de Processos - é um processo de tomada de decisões com o objetivo 
de obter um plano de processo econômico. 
 
 Os parâmetros considerados são: 
• Geometria da peça; 
• Matéria-prima; 
• Exatidão dimensional; 
• Acabamento superficial; 
• Tolerâncias geométricas; 
• Tratamentostérmicos; 
• Quantidade. 
 
 As restrições são: 
• Especificações e resistência da peça; 
• Máquinas disponíveis; 
• Ferramentas disponíveis; 
• Dispositivos de fixação disponíveis; 
• Tecnologia disponível. 
 
 Os critérios de otimização são econômicos: 
• Máxima produção; 
• Mínimo custo; 
• Máxima taxa de retorno. 
 
 As decisões a tomar são: 
• Selecionar o tipo de processo de usinagem; 
• Selecionar máquina; 
• Selecionar o tipo de localização e fixação; 
• Detalhar as operações; 
• Selecionar as ferramentas; 
• Selecionar as trajetórias; 
• Selecionar as condições de usinagem. 
 
 
1.3- O QUE É USINAGEM? 
 
 Usinagem é um processo de fabricação que confere à peça: forma, dimensões e 
acabamento superficial (Figura 2), ou ainda uma combinação destes, através da remoção 
de material sob a forma de cavaco. A remoção de material é através de ferramentas ou 
máquinas. 
 
 
Figura 2: Processo de 
usinagem. 
Disciplina: Processo de Fabricação Profa. Dra. Rosamel M. Muñoz Riofano 
 
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4 
 Segundo a norma DIN 8580, o estudo da usinagem é baseado na mecânica 
(cinemática, atrito e deformação), na termodinâmica (geração e propagação de calor) e 
nas propriedades dos materiais. 
 
 
CAVACO 
 
 Porção de material da peça retirada pela ferramenta, caracterizando-se por 
apresentar forma irregular (Figura 3). O cavaco pode representar até 50% de um material 
bruto depois da usinagem. 
 O conhecimento da formação de cavaco é o conceito mais importante sobre os 
cavacos, pois permite prognósticos e diagnósticos sobre a qualidade da usinagem e evita 
desperdícios assim como reduz o tempo de produção. 
 
 
 
 O cavaco possui um impacto no processo de usinagem que implica na qualidade da 
usinagem, na limpeza da máquina ou setor da máquina, segurança para operador, 
desgaste de ferramenta ou máquina. A forma de coleta e armazenamento permitem uma 
área limpa, livre de interferências mecânicas. Por isso existem estudos voltados para o 
controle do cavaco com o objetivo de reduzir tempo e, consequentemente, custos 
envolvidos na usinagem. 
 Os pontos mais importantes com relação ao cavaco é: 
 
• o alcance do óleo refrigerante até a área de contato com a superfície da peça; 
• o calor gerado; e 
• o desgaste da ferramenta. 
 
 
Formação do cavaco 
 
 O cavaco passa por 3 principais etapas de formação: 
 
1) Deformação elástica – O material sofre deformação elástica e se a usinagem for 
interrompida nesta etapa a deformação se desfaz, ou seja, há apenas uma 
deformação momentânea. 
2) Deformação plástica – Após a pressão exercida que causa a deformação elástica, 
ocorre a deformação plástica, ou seja, aquela que não se desfaz. Um número limitado 
de ligações atômicas se quebram. Apesar da deformação não ser reversível, o volume 
permanece o mesmo. 
3) Ruptura (Cisalhamento) – Momento em que o ponto de contato da superfície do 
material se rompe iniciando a formação de material segregado (cavaco). Todo 
material tem seu ponto de ruptura que depende de sua composição, da ferramenta 
e do tipo de parâmetros da máquina-ferramenta. 
 
 A seguir na Figura 4 observa-se as três etapas de formação de cavaco. 
Figura 3: Mostrando 
diferentes formatos de 
cavacos. 
Disciplina: Processo de Fabricação Profa. Dra. Rosamel M. Muñoz Riofano 
 
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5 
 
 
 
Forma de cavacos 
 
 Os cavacos como resultado da usinagem podem apresentar diversas formas (Figura 
5) como: desfavorável (cavacos longos – pode danificar tanto a ferramenta como o 
acabamento superficial da peça) e favorável (ocupam pouco volume, são removidos 
facilmente). 
 
 
 
 
Ferramenta 
 
 A remoção de material ocorre através da interferência entre ferramenta e peça, 
sendo a ferramenta constituída de um material de dureza e resistência muito superior ao 
material da peça. 
 Uma ferramenta retirando cavacos gera algumas consequências como: 
 
• atrito – permite a formação de cavaco e possui um sentido da ferramenta para a 
peça; 
 
• força – depende do material usado, da geometria da ferramenta, da quantidade de 
sobremetal, e dos parâmetros da máquina. Mas não é a ferramenta que a aplica e 
sim a peça; 
 
• movimento relativo – é o movimento de saída do cavaco que se forma num sentido 
oposto ao material usinado; 
 
• calor e desgaste – são resultados do atrito da ferramenta com o material usinado. 
Quanto maior o calor, mais se necessita de refrigeração (óleos ou ar gelado). 
Figura 4: Etapas da 
formação do cavaco. 
Figura 5: Formas de 
cavacos resultado 
da usinagem. 
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6 
Distribuição térmica durante usinagem 
 
 A Figura 6 demonstra as temperaturas apresentadas e suas localizações. Note que 
a temperatura mais quente não é na ponta da ferramenta e sim na superfície onde o cavaco 
sendo formado mais gera atrito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6: Mostrando em 
detalhes a distribuição 
térmica durante usinagem. 
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2. USINABILIDADE DOS METAIS 
 
2.1. USINABILIDADE 
 
 A usinabilidade é o grau de dificuldade de se usinar um determinado 
material. Os fatores que afetam a qualidade da usinabilidade são: 
 
 o tipo e a forma da ferramenta de corte; 
 o tipo e estado das máquinas – ferramenta; 
 a velocidade e avanço de corte adotados; 
 o fluido para resfriamento etc. 
 
 
2.2. MATERIAIS METÁLICOS 
 
 Os materiais metálicos são geralmente uma combinação de elementos metálicos, 
podendo conter elementos não metálicos (carbono-C, nitrogênio-N, oxigênio-O). 
 Exemplos de materiais metálicos: ferro (Fe), cobre (Cu), alumínio (Al) e níquel (Ni), 
aços (ligas Fe-C), bronzes (ligas Cu-Sn), latões (ligas Cu-Zn), etc. 
 
PROPRIEDADES 
 
 Tanto os metais quanto as ligas têm resistência mecânica relativamente elevada, 
deformáveis, alta rigidez, ductilidade, conformabilidade e resistência a choques mecânicos. 
 
CLASSIFICAÇÃO 
 
 Os materiais metálicos se classificam em dois grandes grupos (Figura 7): 
 
 
 
Figura 7: Classificação dos 
materiais metálicos. 
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2.3. UNINABILIDADE DOS METAIS 
 
 Um dos métodos mais comuns para medir a usinabilidade relativa dos metais 
consiste em se determinar, sob condições pré-fixadas de velocidade e avanço de corte, 
qual é o material que garante vida mais longa da ferramenta, entre afiamentos mais 
consecutivos. 
 As propriedades do material que podem afetar a usinabilidade de um material são: 
 
▪ Dureza; 
▪ Taxa de encruamento; 
▪ Resistência à tração; 
▪ Ductibilidade; 
▪ Condutividade térmica. 
 
 
EXEMPLOS 
 
DUREZA / RESISTÊNCIA À TRAÇÃO ↑ 
 
Quando os valores de dureza eresistência à tração são altos: 
• Dificulta a usinabilidade; 
• Aumenta os esforços de corte. 
 
 
 
No caso do aço com dureza de 71HRB (estrutura ferrita-perlita) será 
mais fácil de usinar do que o aço com dureza de 50HRC (estrutura 
martensítica). 
 
 
DUCTILIDADE ↑ 
 
Nos aços de baixa dureza e alta ductilidade: 
• Melhora a usinabilidade; 
• Favorece a formação dos cavacos; 
• Diminui os esforços de corte; 
• Tendências de formação a arestas postiças. 
 
 
 
Disciplina: Processo de Fabricação Profa. Dra. Rosamel M. Muñoz Riofano 
 
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9 
 
 
Aresta postiça – ocorre devido a fraca ação de corte aplicada durante o processo 
de usinagem ou em determinados materiais com afinidade com a composição 
do material duro ou da cobertura. O material usinado solda-se à superfície de 
saída da pastilha (figura - setas cor laranja) devido às forças de corte. 
 
 
CONDUTIVIDADE TÉRMICA ↑ 
 
Com maior condutividade térmica: 
• Melhora a usinabilidade; 
• Diminui o calor gerado na região de corte. 
 
Dentre os tipos de materiais mais usinados, os que têm maior 
condutividade térmica são: 
a) Os alumínios; 
b) Os aços não ligados; 
c) Os aços ligados; 
d) Os aços inoxidáveis. 
 
 
TAXA DE ENCRUAMENTO ↑ 
 
Maior taxa de encruamento: 
• Dificulta a usinagem; 
• Dificulta a formação de cavacos; 
• Aumenta os esforços de corte; 
• Tendências a formação de aresta postiça. 
 
Nota: quando metais são deformados plasticamente, eles aumentam sua 
resistência. A esse fenômeno dá-se o nome de encruamento. 
→ Aços carbono têm baixa taxa de encruamento; 
→ Aços inoxidáveis austeníticos têm alta taxa de encruamento. 
 
 
Disciplina: Processo de Fabricação Profa. Dra. Rosamel M. Muñoz Riofano 
 
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 É comum de se pensar que no meio produtivo, que a usinabilidade é uma 
propriedade intrinsecamente ligada à dureza do material da peça e à sua resistência 
mecânica. 
Assim, segundo este raciocínio, um material mole é de boa 
usinabilidade e um material duro de baixa usinabilidade. 
 
Verdadeiro ou falso?...... 
 
EXEMPLO 
 
 Comparando dois tipos de aços inoxidáveis austeníticos: 
 
 
 Verifica-se na prática que o aço inox 303 tem maior usinabilidade que o 316 porque 
ele possui sulfeto de manganês (Figura 8), que melhora a usinabilidade. A formação de 
MnS é devido a que o aço 303 contem enxofre (S = 0,15%) na sua composição química. 
 
Composição química (% em peso) 
Aço Inox C Mn Si Cr Ni Mo S Fe 
303 0,15 2,00 1,00 17-19 8-10 - 0,15 Bal. 
316 0,08 2,00 1,00 16-18 10-14 2-3 - Bal. 
 
 
 
 
 
 
USINABILIDADE DAS LIGAS DE ALUMÍNIO 
 
 O alumínio puro é muito fácil de se usinar, mas quando ele é ligado à sua 
usinabilidade se torna baixa. 
 Por exemplo. A liga de alumínio-silício (Al-Si) contém partículas de silício altamente 
abrasivas e desgastam rapidamente a ferramenta de metal duro. 
 É importante ressaltar que as propriedades mecânicas e térmicas do alumínio puro 
são fatores decisivos nas características de usinagem de suas ligas. 
 Sobre a mesma força de corte, o alumínio puro se deforma 3 vezes mais do que o 
aço. Embora algumas ligas de alumínio apresentem uma resistência equivalente à do aço 
com baixo teor de carbono em temperatura ambiente, em temperaturas elevadas a sua 
resistência é bastante reduzida. 
 
 
 
Figura 8: Formação de 
sulfeto de manganês 
(MnS) no aço inox 303. 
MnS 
Disciplina: Processo de Fabricação Profa. Dra. Rosamel M. Muñoz Riofano 
 
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11 
USINABILIDADE DOS AÇOS 
 
 Fatores que afetam a usinabilidade dos aços: 
 
Dureza 
 O fator que predominantemente afeta a usinabilidade é sem dúvida a dureza. 
 
Aços com baixo carbono Aços com elevado carbono 
• Baixa dureza 
• Alta ductilidade 
• Tendência a formar aresta 
postiça de corte (APC) 
• Dureza aumentada 
• Ductilidade diminuída 
• Não há tendência a APC 
Má usinabilidade Usinabilidade melhorada 
 
 A dureza de 200HB é um bom valor referencial em termos de dureza. No entanto: 
 
DUREZA  200HB DUREZA  200HB 
• Aumenta os esforços de 
corte 
• Aumenta o desgaste via 
abrasão e difusão 
• Aumenta a ductilidade 
• tendência a formar aresta 
postiça de corte (APC) 
 
 
Microestrutura 
 A variação da microestrutura resultado do tratamento térmico afeta a usinabilidade. 
 
 Fase cementita = Carboneto de ferro (Fe3C) →é uma fase extremamente abrasiva, 
pois é cheia de carbonetos que são partículas extremamente duras e a vida da 
ferramenta é reduzida. 
 
 martensita = Carboneto de ferro que se forma na têmpera do aço →é uma fase 
extremamente dura e a vida da ferramenta é reduzida. 
 
 
Presencia de Inclusões 
 São partículas duras presentes no material (óxidos de ferro, Mn, Si, etc.) 
 
 Macro inclusões: são geradas durante a fabricação no forno. São indesejáveis. 
 
 Micro inclusões: são desejáveis quando ajudam na remoção rápida do material e 
na formação do cavaco curto, que retarda o desgaste da ferramenta. São 
indesejáveis quando são duras e abrasivas provocando o desgaste rápido da 
ferramenta. Presentes em todos os aços. 
 
 
Presencia de Elementos de Liga 
 
 Alguns elementos de liga têm efeito positivo na usinabilidade, como por exemplo: 
chumbo, fósforo, enxofre. 
 
 Outros têm efeito negativo na usinabilidade (duros e abrasivos) como por exemplo: 
vanádio, molibdênio, tungstênio, manganês, níquel, cobalto, cromo etc. 
 
 O carbono quando presente em teor entre 0,3 – 0,6% tende a melhorar a 
usinabilidade 
 
Disciplina: Processo de Fabricação Profa. Dra. Rosamel M. Muñoz Riofano 
 
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USINABILIDADE DO AÇO INOX 
 
 São ligas ferrosas que possuem um mínimo de 12% de Cr para aumentar a 
resistência à corrosão. Eles contêm também outros elementos de liga como o Ni, Cu, Al, 
Si e Mo. 
 Existem 5 classes de aços inoxidáveis: ferríticos, austeníticos, martensíticos, duplex 
e HP (Hardening precipitation – endurecido por precipitação). 
 
 Aço inox martensítico: material duro, alto teor de carbono, formação de partículas 
duras e abrasivas de carboneto de cromo, gera elevados esforços de corte, baixa 
usinabilidade. 
 
 Aço inox austenítico: material não muito duro, alta taxa de encruamento, grande 
zona de plasticidade, formação de cavacos longos que tendem a empastar sobre a 
superfície de saída, formação de aresta postiça de corte (APC), baixa condutividade 
térmica (retém calor na região de corte), alto coeficiente de atrito (aumenta os 
esforços de corte), alto coeficiente de dilatação térmica (dificuldade de obtenção de 
tolerâncias apertadas), baixa usinabilidade. 
 
 
 
 
3. PARÂMETROS DE CORTE 
 
3.1. PARÂMETROS DE USINAGEM 
 
 Dentre os parâmetros de usinagem são considerados: 
 
 
3.1.1. MATERIAL A SER USINADO 
 
 As propriedades dos materiais que podem influenciar na usinabilidade são: 
 
→ dureza e resistência mecânica: valores baixos geralmente favorecem a usinabilidade; 
→ ductibilidade: valores baixos favorecem a usinabilidade; 
→ condutibilidade térmica: valores elevados geralmente favorecem a usinabilidade; 
→ taxa de encruamento: alta taxa de encruamento dificulta a usinagem. 
 
 
3.1.2. FERRAMENTA DECORTE 
 
 Requisitos do material de ferramenta de corte: 
 
• dureza; 
• resistência à compressão; 
• resistência à flexão e tenacidade; 
• resistência do gume; 
• resistência à quente; 
• resistência à oxidação; 
• resistência à abrasão; 
• condutibilidade térmica; 
• expansão térmica; 
• etc. 
 
 
Disciplina: Processo de Fabricação Profa. Dra. Rosamel M. Muñoz Riofano 
 
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3.1.3. MOVIMENTOS DA FERRAMENTA E/OU PEÇA 
 
a) Movimento de corte (Mc) – é o movimento entre a ferramenta e a peça que provoca 
a remoção de cavaco durante uma única rotação ou um curso da ferramenta. 
Geralmente este movimento ocorre através da rotação da peça (torneamento) ou da 
ferramenta (fresamento). 
 
b) Movimento de avanço (f) – é o movimento entre a ferramenta e a peça que, 
juntamente com o movimento de corte (Mc), possibilita uma remoção contínua do 
cavaco ao longo da peça. 
 
c) Movimento de ajuste ou penetração (αp) – é o movimento entre a ferramenta e a peça, no 
qual é predeterminada a espessura da camada de material a ser removida. 
 
d) Movimento efetivo de corte – é o movimento entre a ferramenta e a peça, a partir 
do qual resulta o processo de usinagem. Quando o movimento de avanço é contínuo, 
o movimento efetivo é a resultante da composição dos movimentos de corte e de 
avanço. 
 
e) Movimento de correlação – é o movimento entre a ferramenta e a peça, empregado 
para compensar alterações de posicionamento devidas, por exemplo, pelo desgaste 
da ferramenta. 
 
f) Movimento de aproximação – é o movimento da ferramenta em direção a peça, com 
a finalidade de posicioná-la para iniciar a usinagem. 
 
g) Movimento de recuo – é o movimento pelo qual ela, após a usinagem, é afastada da 
peça. 
 
 É importante ressaltar que tanto os movimentos ativos - que causam diretamente 
a remoção de cavaco (de corte, de avanço, efetivo de corte) como passivos – que não 
causam diretamente a remoção de cavaco (de aproximação e afastamento, de ajuste, de 
correção) são importantes, pois eles estão associados a tempos que, somados, resultam 
no tempo total de fabricação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9: 
Movimentos de 
processos de 
usinagem. 
TORNEAMENTO 
FURAÇÃO 
FRESAMENTO 
RETÍFICA 
Disciplina: Processo de Fabricação Profa. Dra. Rosamel M. Muñoz Riofano 
 
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3.2. CÁLCULOS DOS PARÂMETROS DE USINAGEM 
 
 
A) Velocidade de corte (Vc) 
 
 𝑉𝑐 = 
(𝜋) (𝑑) (𝑛)
1000
 
 
Onde: 
Vc = velocidade de corte (m/min) 
 d = diâmetro da peça (ferramenta) (mm) 
 n = rotação da peça (ferramenta) (rpm) 
 
 
B) Velocidade de avanço (Vf) 
 
 𝑉𝑓 = 𝑓. 𝑛 = 
(1000) (𝑉𝑐) 
(Π)(𝑑)
 (𝑓) 
 
Onde: 
Vf = velocidade de avanço (mm/min) 
 f = avanço (mm/rot.) 
 n = rotação da peça (ferramenta) (rpm) 
 Vc = velocidade de corte (m/min) 
d = diâmetro da peça (ferramenta) (mm) 
 
 
C) Tempo de corte - tempos ativos (tc) 
 
 𝑡𝑐 = 
𝐿 
(ɑ)(𝑛)
 
 
Onde: 
ɑ = avanço (mm/volta) 
 L = percurso da ferramenta (mm) 
 n = rotação da peça (rotações por minuto) 
 
 𝑛 = 
𝑉𝑐 
(𝜋)(𝑑)
 
 
Onde: 
Vc = velocidade de corte (m/min) 
 d = diâmetro da peça (mm) 
 
 
 
Exercício: 
Determine o tempo de corte do eixo com percurso da ferramenta (L) de 1350mm; diâmetro 
de 95mm; velocidade de corte (Vc) de 14m/min e avanço (ɑ) de 2mm. 
 
 
 
 
 
 
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4. PROCESSOS DE USINAGEM CONVENCIONAL 
 
 A seleção dos processos de usinagem é feita com análise da capacidade do processo 
de executar o formato da peça com a exatidão, com base no acabamento superficial e nas 
tolerâncias dimensionais e geométricas requeridas. 
 Quando mais de um processo é utilizado para produzir uma superfície deve-se 
preparar desenhos adicionais para especificar as dimensões intermediárias. 
 Existem vários tipos de processos de usinagem convencional, os principais são: 
 
 
4.1. TORNEAMENTO 
 
 Processo de usinagem onde a peça executa o movimento de corte rotativo 
e a ferramenta o movimento de translativo de avanço. O torneamento é uma 
operação de usinagem que permite trabalhar peças cilíndricas movidas por um 
movimento uniforme de rotação em torno de um eixo fixo (Figura 10). Também 
podem ser torneadas peças cônicas, furos e roscas. 
 
 
 
 
 
 
MOVIMENTOS 
 
 Para realizar o torneamento, são necessários três movimentos relativos entre a 
peça e a ferramenta. São eles: 
 
→ Movimento de corte – é o movimento principal que permite cortar o material. O 
movimento é rotativo é realizado pela peça; 
→ Movimento de avanço – é o movimento que desloca a ferramenta ao longo da 
superfície da peça; 
→ Movimento de penetração – é o movimento que determina a profundidade de corte 
ao empurrar a ferramenta em direção ao interior da peça e assim regular a 
profundidade do passe e a espessura do cavaco. 
 
 
MAQUINA 
 
 Todos os tornos, respeitando-se suas variações de dispositivos, ou dimensões 
exigidas em cada caso, são compostos as seguintes partes: 
 
a) Corpo da máquina: barramento, cabeçote fixo e móvel, caixas de mudança de 
velocidade; 
b) Sistema de transmissão de movimento do eixo: motor, polia, engrenagem, 
redutores; 
c) Sistema de deslocamento da ferramenta e de movimentação da ferramenta em 
diferentes velocidades: engrenagens, caixa de câmbio, inversores de marcha, fusos, 
vara, etc. 
(A) 
(B) 
Figura 10: Torneamento 
cilíndrico: externo (A) e 
interno (B). 
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d) Sistema de fixação da ferramenta: torre, carro porta-ferramenta, carro transversal, 
carro principal ou longitudinal; 
e) Sistema de fixação da peça: placas, cabeçote móvel. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TIPOS DE TORNOS 
 
▪ Torno retilíneo (cilíndrico, cônico, radial); 
▪ Torno curvilíneo; 
▪ Torno universal; 
▪ Torno CNC (automático) 
Figura 11: Partes de um 
torno: 
a - placa 
b - cabeçote fixo 
c - caixa de engrenagens 
d - torre porta 
f - carro principal 
g - barramento 
h - cabeçote móvel 
ferramenta e – carro 
transversal 
i – carro porta-ferramenta 
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PARÂMETROS DE TORNEAMENTO - FÓRMULAS 
 
Tempo de corte (tc) 
 
 𝑡𝑐 = 
𝐿 
(ɑ)(𝑛)
 Onde: ɑ = avanço (mm/volta) 
 L = percurso da ferramenta (mm) 
 n = rotação da peça (rotações por minuto) 
 
 𝑛 = 
𝑉𝑐 
(𝜋)(𝑑)
 Onde: Vc = velocidade de corte (m/min) 
 d = diâmetro da peça (mm) 
 
 
Força e potência de corte (Fc e Pc) 
 
 𝐹𝑐 = (𝑠) (𝑘𝑠 ) Onde: Fc = força de corte 
 s = área da seção transversal do cavaco 
 kc = pressão de corte (tabelado conforme operação 
 e materiais) 
 
 𝑠 = (𝑎) (𝑝) Onde: 𝑎 = avanço 
 𝑝 =profundidade de corte 
 
 
 𝑃𝑐 = (𝐹𝑐 ) (𝑉𝑐 ) Onde: Pc = potência de corte 
 Vc = velocidade de corte 
 
 
VANTAGENS 
 
→ Trabalhar com tolerâncias apertadas; 
→ Acabamento superficial de qualidade. 
 
 
 
4.2. FRESAMENTO 
 
 Processo de usinagem onde a remoção é realizada através do movimento 
de corte circular é realizado pela ferramenta, e o movimento (relativo) de avanço 
é realizado pela peça. 
 A ferramenta é denominada fresa de múltiplos gumes cortantes. Cada gume 
remove uma pequena quantidade de metal em cada revolução do eixo onde a 
ferramenta é fixada. 
 
 
MAQUINA 
 
 A máquina ferramenta que realiza a operação é denominada fresadora. Existem 4 
tipos de fresadoras: 
 
Fresadora vertical – eixo-árvore (eixo da ferramenta) é perpendicular à mesa da 
máquina. 
 
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Fresadora horizontal – eixo-árvore (eixo da ferramenta) é paralelo à mesa da máquina. 
 
 
 
 
 
Fresadora universal – possui um eixo vertical e um eixo horizontal. 
 
Fresagem CNC (Comando numérico computadorizado) – a máquina possui vários 
eixos (para posicionamento e corte), por exemplo cinco eixos. Parâmetros de corte 
(rotação, velocidade de avanço) e posicionamento da fresa/ferramenta são dados à 
máquina por uma sequência de comandos, ou programa. 
 
 
PARÂMETROS DE MOVIMENTO 
 
▪ Frequência de rotação (n – rpm): é o número de voltas por unidade de tempo 
que a fresa dá em torno do seu eixo; 
▪ Velocidade de corte (Vc – m/min): é a velocidade instantânea do ponto 
selecionado sobre o gume, no movimento de corte, em relação à peça. No 
fresamento, o movimento de corte é proporcionado pela rotação da ferramenta; 
▪ Velocidade de avanço (Vf – mm/min): é a velocidade instantânea do ponto 
selecionado sobre o gume, no movimento de avanço, em relação à peça. No 
fresamento, o movimento de avanço é provocado pela translação da ferramenta 
sobre a peça ou vice-versa. 
 
 
FRESAS E ÂNGULOS DE CUNHA 
 
 As fresas são ferramentas utilizadas para usinagem do material. Existem 3 tipos 
dependendo do ângulo da geometria da fresa: 
 
Tipo W: para usinar alumínio, bronze, plásticos. Menor número de dentes para permitir 
a saída de grandes cavacos. 
Tipo N: para materiais de média dureza (aços de baixo teor de carbono). 
Tipo H: para materiais duros (aços de alto teor de carbono). 
 
Figura 12: Máquina 
fresadora horizontal. 
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FÓRMULAS 
 
Avanço por volta (𝑎c) 
 
 𝑎𝑣 = (𝑎𝑑)(𝑍) Onde: 𝑎𝑣 = avanço por volta 
 𝑎𝑑 = avanço por dente 
 Z = número de dentes 
 
 𝑎𝑚 = (𝑎𝑣)(𝑛) Onde: 𝑎𝑚 = avanço da mesa 
 𝑛 = rotação 
 
 
 
4.3. FURAÇÃO 
 
 Processo de usinagem destinado à obtenção de um furo geralmente 
cilíndrico em uma peça, com auxílio de uma ferramenta multicortante denominada 
broca. 
 Este processo obtém furos de dimensões variadas entre 1 a 50mm com a utilização 
de uma broca. 
 
 
ESTRUTURA DE UMA FURADEIRA 
 
 
Figura 14: Furadeira: 
1 – Cabeçote fixo 
2 – Conjunto de polias 
3 – Motor elétrico 
4 – Eixo (árvore) 
5 – Porta ferramenta 
(mandril) 
6 – Ferramenta (broca) 
7 – Mesa ajustável 
8 – Coluna 
9 – Base. 
Figura 13: Fresas de diferentes 
tipos dependendo do ângulo: 
ângulos de folga (); de cunha 
() e de saída () na fresa. 
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BROCA 
 
 São ferramentas de corte de formato cilíndrico, com canais retos helicoidais, possui 
em uma de suas extremidades uma ponta cônica, afiada em um determinado ângulo, 
Figura 15. 
 
 
 
 
 
 
 
PRINCIPAIS MOVIMENTOS 
 
 
 
A. Movimento de corte 
B. Movimento de avanço 
 
 
 
TIPOS DE FUROS 
 
→ Passante; 
→ Cego; 
→ Cônico; 
→ Escalonado, etc. 
 
 
TIPOS DE FURADEIRAS 
 
• De bancada; 
• De coluna; 
• Radial; 
• Elétrico portátil. 
 
 
PARÂMETROS DO PROCESSO 
 
▪ Tempo de furação; 
▪ Percurso total; 
▪ Avanço, 
▪ Velocidade de corte; 
▪ Diâmetro da broca. 
 
 
Figura 15: Partes 
de uma broca. 
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4.4. RETÍFICA 
 
 Processo de usinagem por abrasão que utiliza ferramentas de múltiplas 
arestas de corte para melhorar o acabamento superficial da peça depois de 
torneadas, fresadas etc. Este processo utiliza como ferramenta o rebolo. Retirada de no 
máximo 0,5mm de material (processo é lento). 
 
TIPOS DE RETIFICADORAS 
 
 Plana – retifica superfícies planar; 
 Cilíndrica universal – retifica superfícies externas ou internas e superfícies planas; 
 Sem centro – retificação de superfícies cilíndricas externas em série. 
 
 Na retificadora plana tangencial de eixo horizontal, utiliza-se um rebolo cilíndrico 
(tipo reto plano). 
 
 
 
 
REBOLO 
 
 Ferramenta de usinagem composta por: 
• Grãos abrasivos (óxido de alumínio, carbeto de silício, carbeto de boro, diamante); 
• Aglomerante – pode variar em material (vitrificado, borracha, etc.); grau de dureza, 
estrutura (porosidade). 
 
 
 
 
Figura 16: Retificadora 
plana tangencial. 
Figura 17: Exemplificando o 
rebolo. 
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OBJETIVOS 
 
▪ Reduzir rugosidade ou saliências e rebaixos de superfícies usinadas com máquina-
ferramenta, como furadeira, torno, plaina, fresadora; 
▪ Dar à superfície da peça a exatidão de medidas que permita obter peças 
semelhantes que possam ser substituídas umas pelas outras; 
▪ Retificar peças que tenham sido deformadas ligeiramente durante um processo de 
tratamento térmico; 
▪ Remover camadas finas de material endurecido por têmpera, cementação ou 
nitretação. 
 
 
4.5. BROCHAMENTO 
 
 Processo de usinagem de consiste em arrancar linearmente e 
progressivamente cavaco da superfície de um corpo, mediante uma sucessão 
ordenada de fios de corte denominada de brocha, Figura 18. 
 A brochadeira é uma máquina com movimento retilíneo que pode ser vertical ou 
horizontal 
 
 
 
 
 
O QUE É BROCHA? 
 
 
 
 É a ferramenta utilizada para a 
 remoção progressiva de cavacos. 
 
 
 
 
 
 
TIPOS DE BROCHAMENTO 
 
▪ Externo 
▪ Interno. 
 
 
 
 
Figura 18: Processo de 
usinagem por brochamento. 
Brochas 
Externo 
Interno 
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ONDE PODE SER UTILIZADO? 
 
➢ Em polímeros, ferros e aços. 
 
 
VANTAGENS 
 
✓ Acabamento de qualidade 
✓ É possível criar engrenagensde zero; 
✓ Automatização do processo; 
✓ Baixo custo para produção de grandes quantidades. 
 
 
4.6. ELETROEROSÃO 
 
 Processo de usinagem de materiais (condutores elétricos) por descargas 
elétricas. 
 
 
TIPOS DE ELETROEROSÃO 
 
 Há dois tipos: 
o Eletroerosão por penetração; 
o Eletroerosão a fio. 
 
 
APLICAÇÃO 
 
→ Matrizes (corte, forjamento, etc.); 
→ Moldes de injeção (para plásticos); 
→ Ferramentas de metal duro. 
 
 
VANTAGENS 
 
✓ Permite usinar materiais duros como carbonetos metálicos; 
✓ Obtenção de formas complexas, furos irregulares; 
✓ Superfície final de qualidade; 
✓ Processo automático. 
 
 
 Em termos gerais na escola do processo de usinagem deve se ter em consideração 
as relações que envolvem a usinagem, tais como: ferramenta, máquina-ferramenta, 
produtividade, meio ambiente, componente, parâmetros de corte. 
 
 
Figura 19: Relações que 
envolvem a usinagem. 
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4.7. CENTROS DE USINAGEM 
 
SÉCULO XXI – TECNOLOGIAS INOVADORAS 
 
 Máquinas flexíveis 
 Integração total por computadores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 20: Linha Romi 
D – Nova geração: alta 
produtividade, precisão 
e tecnologia. 
Figura 21: Linha Romi DCM 
620-5X: centro de usinagem 
vertical com 5 eixos hibrido 
combina as operações de 
usinagem e manufatura 
aditiva (impressão 3D 
metálica). 
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REFERÊNCIAS 
 
 Esta apostila foi elaborada com base nas informações retiradas da literatura listada 
abaixo. Convém ressaltar que as figuras, tabelas e alguns trechos foram retirados na 
integra destas fontes bibliográficas e páginas web. 
 
[1] DIN 8580:2003 – Manufacturing processes – terms and definitions, division. German 
Institute for Standardization (Deutsches Institut fϋr Normung). 
[2] MIRANDA, Hélio C. Processos de fabricação. Apostila. Universidade Federal do Ceará 
Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica de Produção. p175. 
[3] SUCATAS CHIFTER. Cavaco inox. Publicado em 2015. Disponível em: 
http://sucatasschifter.com.br/produce/cavaco-inox/ . Acesso em: 18/08/2018. 
[4] BARRA, Sérgio R. Introdução aos processos de fabricação dos metais. Universidade 
Federal do Rio Grande do Norte, Curso de Engenharia de Materiais. Disponível em: 
http://arquivos.info.ufrn.br/.../Parte_I_-_Introduo_aos_processos_de_fabricao_Pblica.pdf. 
Acesso em: 17/04/2017. 
[5] AGOSTINHO, Oswaldo L.; VILELLA, Ronaldo, C. BUTTON, Sérgio, T. Processos de 
fabricação e planejamento de processos. Universidade Estadual de Campinas, 
Faculdade de Engenharia Mecânica, Departamento de Fabricação, Departamento de 
Engenharia de Materiais. Campinas, SP, 2004. 
[6] COSTA, Éder S. & SANTOS, Dennis J. Processos de usinagem. CEFET-MG, Divinópolis, 
MG, 2006. 
[7] DINIZ, A. E. Tecnologia da usinagem dos materiais. 3ª ed. São Paulo: Artiber Editora, 
2003.COSTA, 
[8] BARBOSA, Carlos S. Torneamento. Disponível em: 
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAe0J8AD/torneamento?part=2 Acesso em: 
17/05/2017. 
[9] CENTROS DE USINAGEM – ROMI. Máquinas-ferramentas. Disponível em: 
http://www.romi.com/categoria/maquinas-ferramenta/centros-de-usinagem/ Acesso 
em: 05/09/2018.

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