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PROCESSOS DE 
USINAGEM I
Prof. Arthur Bortolin Beskow
AULA 04
PROCESSOS DE USINAGEM I
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MECANISMO DA FORMAÇÃO DO CAVACO
O cavaco é o principal ponto em comum entre os 
processos de usinagem, pois é o subproduto final 
presente em todos eles. O cavaco pode variar muito 
(em tipo, forma, extensão...) para cada operação de 
usinagem ou mesmo em uma única operação, como 
por exemplo o torneamento, sendo o resultado final 
deste função de todas as variáveis envolvidas no 
processo.
PROCESSOS DE USINAGEM I
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MECANISMO DA FORMAÇÃO DO CAVACO
A formação do cavaco influência diversos fatores ligados à
usinagem, tais como:
- desgaste da ferramenta;
- os esforços de corte;
- o calor gerado na usinagem;
- a penetração do fluido de corte, etc.
Assim, estão envolvidos com o processo de formação do cavaco 
aspectos:
- econômicos;
- de qualidade da peça;
- de segurança do operador;
- de utilização adequada da máquina-ferramenta, etc.
PROCESSOS DE USINAGEM I
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MECANISMO DA FORMAÇÃO DO CAVACO
Para fim de estudos da formação do cavaco a maneira mais 
simples e mais acessível a cálculos é obter o cavaco a partir de 
um corte ortogonal.
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MECANISMO DA FORMAÇÃO DO CAVACO
No corte ortogonal, a aresta de corte é uma reta normal à
direção de avanço, de maneira que a formação do cavaco pode 
ser considerada bidimensional e que ocorre em um plano normal 
à aresta de corte, ou seja, no plano de trabalho.
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MECANISMO DA FORMAÇÃO DO CAVACO
Além do corte ortogonal são admitidas algumas outras 
simplificações:
- Os cavacos formados são contínuos sem a formação de aresta 
postiça de corte;
- Não há contato entre a superfície de folga da ferramenta e a 
superfície usinada;
- A espessura de corte (h), equivalente ao avanço (f), é
suficientemente pequena em relação à largura de corte (b);
- A largura da aresta de corte é maior que a largura de corte (b);
- A largura (b) e a largura do cavaco (b’) são idênticas.
- A aresta de corte é idealmente afiada e perpendicular ao plano 
de trabalho.
Com essas considerações foi possível determinar o mecanismo 
de formação do cavaco descrito a seguir.
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MECANISMO DA FORMAÇÃO DO CAVACO
O corte dos metais envolve o mecanismo de 
cisalhamento concentrado ao longo de um plano 
chamado plano de cisalhamento (zona primária de 
cisalhamento). O ângulo entre o plano de 
cisalhamento e a direção de corte é chamado de 
ângulo de cisalhamento (φ). Quanto maior a 
deformação do cavaco sendo formado, menor o 
ângulo de cisalhamento e maiores os esforços de 
corte. Essa influência é marcante na usinagem de 
materiais dúcteis, muito suscetíveis à deformação.
PROCESSOS DE USINAGEM I
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MECANISMO DA FORMAÇÃO DO CAVACO
PROCESSOS DE USINAGEM I
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MECANISMO DA FORMAÇÃO DO CAVACO
Em condições normais de usinagem com ferramentas de aço rápido 
ou metal duro, a formação do cavaco segue as seguintes etapas:
a) Recalque Inicial: Uma pequena porção de material é recalcada 
(sobre deformações elásticas e plásticas) contra a superfície de saída 
da ferramenta;
b) Deformação: A deformação plástica aumenta até que as tensões 
de cisalhamento sejam suficientemente grandes, causando 
deslizamento entre a porção recalcada e a peça (sem ruptura do 
material);
c) Ruptura: Continuando a penetração da ferramenta, ocorre a 
ruptura total ou parcial do cavaco, no plano de cisalhamento;
d) Saída do Cavaco: A porção de material rompida escorrega sobre a 
superfície de saída da ferramenta.
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MECANISMO DA FORMAÇÃO DO CAVACO
Dessa forma, o fenômeno da formação do cavaco, nas 
condições normais de trabalho, é periódico, uma vez que 
acontece, ciclicamente, as fazes de recalque, ruptura, 
deslizamento e saída do cavaco para cada pequena 
lamela de material a ser removida.
PROCESSOS DE USINAGEM I
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FORMAÇÃO DE CAVACO
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FORMAÇÃO DO CAVACO
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FORMAÇÃO DO CAVACO
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DISPOSITIVO QUICK-STOP
Esse dispositivo foi desenvolvido para provocar a interrupção do corte 
durante a formação do cavaco deixando, dessa forma, a superfície do 
cavaco com sua constituição integra durante sua formação.
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IDENTIFICAÇÃO DAS REGIÕES NA INTERFACE 
CAVACO/FERRAMENTA
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MODELO DE DISTRIBUIÇÃO DE TENÇÕES NA SUPERFÍCIE 
DA FERRAMENTA
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MICROGRAFIA DA RAIZ DE UM CAVACO DE AÇO
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Na usinagem de materiais dúcteis, com velocidade de corte baixa, 
muitas vezes uma camada de cavaco se adere a aresta de corte da 
ferramenta, modificando o seu comportamento com relação a força 
de corte, acabamento superficial da peça e desgaste da ferramenta. 
Devido as baixas velocidades de corte, a parte inferior do cavaco em 
contato com a ferramenta, sob a pressão de corte na zona de 
aderência, mantém esse contato sem movimento relativo por um 
espaço de tempo suficiente para se soldar à ferramenta, separando-
se de outras porções de cavaco e permanecendo presa à superfície 
de saída. A aresta postiça de corte tende a crescer gradualmente até
que rompe-se bruscamente e acaba arrancando partículas da 
superfície de folga da ferramenta, gerando um desgaste frontal muito 
grande enquanto a superfície de saída da ferramenta permanece 
intacta pois a apresta postiça de corte a protege.
ARESTA POSTIÇA DE CORTE
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ARESTA POSTIÇA DE CORTE
PROCESSOS DE USINAGEM I
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FORMATO DO CAVACO
Diversos problemas práticos têm relação com a 
forma do cavaco produzido na usinagem, tais como:
- Segurança do operador;
- Possíveis danos à ferramenta e à peça;
- Manuseio e armazenagem do cavaco;
- Força de corte;
- Temperatura;
- e vida útil da ferramenta.
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FORMATO DO CAVACO
TIPOS DE CAVACOS
Cavaco contínuo: apresenta-se constituído de lamelas 
justapostas numa disposição contínua. A distinção das lamelas 
não é nítida. Forma-se na usinagem de materiais dúcteis (o aço, 
por exemplo), onde o ângulo de saída da ferramenta deve 
assumir valores elevados;
Cavaco de cisalhamento: apresenta-se constituído de lamelas 
justapostas bem distintas;
Cavaco de ruptura: apresenta-se constituído de fragmentos 
arrancados da peça usinada. A superfície de contato entre 
cavaco e a superfície de saída da ferramenta é reduzida, assim 
como a ação do atrito; o ângulo de saída deve assumir valores 
baixos, nulos ou negativos.
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TIPOS DE CAVACOS – CLASSIFICAÇÃO MAIS SIMPLES
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FORMATO DO CAVACO
Formas de Cavacos
Alem dos três tipos de cavacos, pode-se diferencia-
los quanto à sua forma. Certas formas de cavaco 
dificultam a operação de usinagem, prejudicam o 
acabamento superficial da peça e desgastam mais 
ou menos a ferramenta.
- Cavaco em fita;
- Cavaco helicoidal;
- Cavaco espiral;
- Cavaco em lascas ou pedaços.
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FORMATO DO CAVACO
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FORMATO DO CAVACO
O cavaco em fita é o que apresenta maiores inconvenientes, 
devendo ser evitado, as demais formas podem ser utilizadas 
dependendo da aplicação:
Lascas � preferido quando houver pouco espaço disponível ou 
quando o cavaco é removido pelo fluído de corte.
Helicoidais � quando a remoção de material é elevada este tipo 
de cavaco deixa com maior facilidade o espaço entre os dentes 
da ferramenta.
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FORMATO DO CAVACO
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PROCESSOS DE USINAGEM I
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CONTROLE DO CAVACO
Mudanças na Forma do CavacoPode-se provocar mudanças na forma do cavaco 
sob diferentes maneiras:
- alterando-se as condições de usinagem;
- dando-se uma forma especial à superfície de 
saída da ferramenta;
- colocando-se elementos adicionais na 
superfície de saída.
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CONTROLE DO CAVACO
A figura abaixo mostra a variação da forma do cavaco em função 
do avanço e da profundidade de corte. Geralmente, o aumento 
da velocidade de corte e do ângulo de saída tendem a mover a 
forma do cavaco para a esquerda da figura, enquanto o avanço 
move a forma do cavaco para a direita. 
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FORMAS DE CAVACOS
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FORMAS DE CAVACOS
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CONTROLE DO CAVACO
O aumento da capacidade de quebra do cavaco, 
para materiais não demasiadamente tenazes, pode 
ser obtido através do aumento da deformação do 
cavaco no plano de cisalhamento, isto é através das 
seguintes alterações:
- diminuição do ângulo de saída e de inclinação 
da ferramenta, ou emprego de ambos com valor 
negativo;
- aumento da espessura h de corte e diminuição 
da velocidade de corte.
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CONTROLE DO CAVACO
Mudanças na Forma do Cavaco
A figura abaixo mostra, para cortes oblíquos, a influência do 
ângulo de inclinação da aresta de corte.
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CONTROLE DO CAVACO
Mudanças na Forma do Cavaco
(a) O cavaco dobra-se verticalmente e enrola-se sobre si mesmo ao 
atingir a peça;
(b) O cavaco dobra-se verticalmente e quebra-se ao atingir a peça;
(c) O cavaco dobra-se verticalmente e lateralmente enrolando-se na 
forma de um helicóide;
(d) O cavaco dobra-se verticalmente e lateralmente e quebra-se ao 
atingir a superfície de folga da ferramenta.
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CONTROLE DO CAVACO
A execução dos chamados quebra-cavacos na superfície de 
saída da ferramenta permite obter os cavacos helicoidais ou em 
pedaços. 
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QUEBRA CAVACO
Nos quebra-cavaco 
postiços, fixados sobre 
a ferramenta pode-se 
variar a distância de 
acordo com as 
condições de usinagem 
e com o material 
empregado.
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QUEBRA CAVACO
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QUEBRA CAVACO
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QUEBRA CAVACO
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CONTROLE DO CAVACO
Existem diversas geometrias 
com quebra-cavaco moldado 
na superfície de saída 
destinadas a quebrar o cavaco 
em uma determinada faixa de 
condição de usinagem. O 
gráfico ao lado demonstra 
algumas relações entre o 
avanço e a profundidade de 
corte para algumas das 
geometrias disponíveis em 
pastilhas intercambiáveis.
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QUEBRA CAVACO
Quebra-cavaco moldado na superfície de saída.
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TEMPERATURA DE CORTE
Um aspecto importante a se considerar na formação do cavaco 
diz respeito ao calor gerado pelo mesmo. Este calor é gerado 
pela combinação de altas taxas de deformação com um forte 
atrito entre peça/ferramenta/cavaco.
Balanço Energético
As principais fontes de calor no processo da formação do cavaco 
são devido:
- à deformação plástica do cavaco na região de cisalhamento;
- ao atrito do cavaco com a superfície de saída da ferramenta;
- ao atrito da peça com a superfície de incidência da ferramenta.
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TEMPERATURA DE CORTE
A quantidade de calor produzida por estas fontes energéticas é
dissipada através do cavaco, da peça, da ferramenta e do meio 
ambiente.
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TRABALHO:
� Fazer um resumo sobre os mecanismos de 
formação do cavaco e aresta postiça de corte.
� Entregar na próxima aula.
� Consultar livros da biblioteca (Machado, Ferraresi e 
outros)