M Processos de Usinagem 2

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PROCESSOS DE USINAGEM 
AULA 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Claudimir José Rebeyka 
 
 
 
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CONVERSA INICIAL 
Todo produto ou bem de consumo passa, necessariamente, por um 
processo de fabricação. A indústria metal é responsável pela transformação de 
metais em produtos tais como máquinas, mecanismos, equipamentos, 
ferramentas, veículos, materiais de transporte, entre outros. 
Fabricar um componente mecânico consiste basicamente em 
transformar uma matéria-prima com o intuito de obter um produto acabado. Os 
componentes mecânicos são fabricados a partir de matérias-primas que 
oferecem propriedades adequadas às necessidades para as quais foram 
projetadas. Assim, os processos de fabricação transpõem os projetos que 
estão no campo das ideias em peças e componentes mecânicos que vão 
executar a intenção inicial. 
Os processos de fabricação, de maneira geral, podem ser classificados 
em duas grandes categorias: fabricação com remoção de material e fabricação 
sem remoção de material. Quando ocorre a remoção de material, damos a 
esse processo o nome de fabricação por usinagem (ABNT, 2015). 
Nesta aula, aprenderemos os princípios do corte de materiais com o uso 
de ferramentas e também vamos estudar as principais definições dos 
processos de usinagem. Em seguida, vamos discutir alguns aspectos 
relacionados à tecnologia dos principais dentre esses processos. 
Por fim, poderíamos pensar: quais são os processos mais comuns na 
indústria mecânica? Quais são as máquinas e ferramentas mais utilizadas 
nessa indústria para realizar as operações dos processos de usinagem? 
TEMA 1 – PRINCÍPIOS DO CORTE DE MATERIAIS 
 Durante a usinagem, a remoção de material ocorre por meio do corte, 
pelo princípio da cunha. Para compreender esse princípio, observe a figura a 
seguir: 
Figura 1 – Movimento de corte 
 
 
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Fonte: Shutterstock. 
Repare que a faca tem uma aresta cortante na parte de baixo e uma 
face plana no lado de cima. O corte é feito com facilidade quando apoiamos a 
parte mais afiada da faca sobre o alimento. Este é o princípio da cunha: 
Quando aplicamos força com uma ferramenta de geometria adequada, isso 
facilita o corte do material. 
Figura 2 – Efeito de cunha 
 
Fonte: Shutterstock. 
Uma ferramenta afiada em forma de cunha pode separar uma parte do 
material da peça através de um movimento, chamado movimento de corte. A 
figura abaixo representa uma operação de usinagem chamada corte com serra. 
 
 
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Figura 3 – Corte com serra 
 
Fonte: Shutterstock. 
O material que é removido pela ação da ferramenta de corte é chamado 
de cavaco (Ferraresi, 1970). A ferramenta tem geometria diversificada e se 
move com velocidade adequada em direção à peça, avançando no percurso de 
usinagem e efetuando a remoção dos cavacos. Veja a ilustração a seguir. 
Figura 4 – Ferramentas de corte 
 
Fonte: Shutterstock. 
 
 
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Portanto, para cada operação de usinagem será necessária pelo menos 
uma ferramenta de corte com a geometria adequada, que permita a execução 
da peça. 
O movimento relativo entre a peça e a ferramenta é que permite a 
execução da usinagem. Durante as operações de usinagem, o material em 
bruto é convertido progressivamente em peças com geometria e dimensões 
bem definidas. 
Principais vantagens dos processos de usinagem: 
 Grande diversidade de geometrias de peças; 
 Elevado grau de precisão dimensional; 
 Controle de acabamento superficial bastante refinado; 
 Os processos resultam, em geral, em poucas alterações nas 
propriedades. 
Principais desvantagens: 
 Baixa velocidade de produção; 
 Altos custos, comparativamente com outros processos de fabricação. 
Figura 5 – Ferramenta de usinagem 
 
Fonte: Shutterstock. 
Tudo isso faz com que sejam de usinagem os principais processos de 
fabricação de muitas indústrias de produtos, máquinas, equipamentos e bens 
de consumo. Podemos perceber que os processos de usinagem são muito 
aplicados na indústria mecânica. Seus custos associados são superiores a 
15% do valor de todos os produtos manufaturados dos países industrializados. 
 
 
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TEMA 2 – DEFINIÇÕES DOS PROCESSOS DE USINAGEM 
As operações de usinagem podem ser definidas como "aquelas que ao 
conferir forma à peça, ou dimensões ou acabamento, ou qualquer combinação 
destes três itens, produzem cavaco" (Ferraresi, 1970). Entende-se por cavaco 
a porção de material retirada da peça pela ação da ferramenta, caracterizando-
se por apresentar forma irregular. 
Figura 6 – Operação de usinagem gerando cavaco 
 
Fonte: Shutterstock. 
Na figura acima, podemos ver uma barra cilíndrica de metal presa em 
um dispositivo de rotação e uma ferramenta que pode se mover na direção do 
raio da barra e do seu comprimento. Durante os processos de usinagem, a 
barra é transformada em uma peça de geometria cilíndrica, com dimensões 
bem definidas. A peça é obtida a partir da combinação do movimento de 
rotação da peça e do deslocamento da ferramenta. 
Ou seja, a matéria-prima é fixada em uma máquina que, em conjunto 
com a ferramenta, vai desempenhar os movimentos de corte, produzindo 
cavacos. Na medida em que os cavacos vão sendo removidos, ocorrem as 
operações de usinagem, e a peça resulta na forma geométrica final, com 
dimensões e acabamento apropriados. 
A máquina-ferramenta é um sistema de que permite a fixação da 
ferramenta e do material da peça. Esse sistema é composto de mecanismos 
que permitem a realização dos movimentos de corte e executa a usinagem. 
 
 
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No Brasil, os processos de usinagem foram definidos originalmente a 
partir da norma ABNT NBR 6175, de 1971. Essa norma foi recentemente 
cancelada e substituída pela versão de 2015 (ABNT, 2015), que tem por 
objetivo a nomenclatura, definição e classificação dos processos mecânicos de 
usinagem. 
Observe, na figura a seguir, a ilustração de algumas operações de 
torneamento. Neste processo de usinagem, a peça gira em torno de um eixo 
principal de rotação e a ferramenta monocortante realiza movimentos em um 
plano formado pela direção do raio e do comprimento da peça. 
Figura 7 – Alguns processos de torneamento: (a) cilíndrico externo; (b) cônico 
externo; (c) curvilíneo; (d) cilíndrico interno; (e) cônico interno; (f) sangramento 
radial 
 
Fonte: Adaptado de Ferraresi, 1970, p. XXVII. 
No processo de furação, a ferramenta gira em torno de seu próprio eixo 
e se desloca contra a peça. Existem várias ferramentas e tipos de furo, 
conforme podemos observar na figura a seguir. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 8 – Ferramentas perfuradoras 
 
Fonte: Adaptado de Ferraresi, 1970, p. XXX. 
No processo de fresamento, a ferramenta gira em torno de seu próprio 
eixo e se desloca contra a peça. Geralmente, as ferramentas são 
multicortantes, conforme podemos observar na figura a seguir. 
Figura 9 – Alguns processos de fresamento: (a) cilíndrico tangencial; (b) 
cilíndrico tangencial concordante; (c) cilíndrico tangencial discordante; (d) 
frontal; (e) frontal de canal com fresa de topo; (f) composto 
 
Fonte: Adaptado de Ferraresi, 1970, p. XXVII. 
As operações de fresamento possibilitam a produção de superfícies 
planas, horizontais, verticais e inclinadas. Também podemos produzir 
superfícies com formas geométricas específicas. Para isso, utilizamos 
 
 
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ferramentas chamadas fresas, com diversas formas geométricas bem 
definidas. 
Por fim, existe uma série de processos de usinagem nos quais se 
empregam as ferramentas de corte de Geometria Não Definida (GND), tais 
como discos abrasivos, lixas,rebolos e abrasivos não ligados. Esses processos 
executam operações de retificação, lixamento, polimento, brunimento, entre 
outras. 
TEMA 3 – TECNOLOGIA DOS PROCESSOS DE USINAGEM 
Para produzir uma peça por um processo de usinagem, existe uma 
quantidade de matéria-prima que vai ser removida pela ação da ferramenta. 
Isso acontece porque os materiais em estado bruto são fornecidos em 
dimensões padronizadas, na maioria das vezes maiores que as dimensões 
finais das peças projetadas. 
O material da peça em estado bruto e a ferramenta devem ser montados 
em uma máquina-ferramenta que permita a remoção gradual do material da 
peça, resultando na forma geométrica final com as dimensões e acabamentos 
apropriados. 
Figura 10 – Ferramentas de desbaste e acabamento 
 
Fonte: Sandvik-Coromant, 2015. 
Veja, como exemplo, as ferramentas executando as operações de 
desbaste e acabamento na figura acima. O material da peça é retirado em 
camadas. As operações que retiram as primeiras camadas são chamadas de 
desbaste, e as que retiram as camadas finais, de acabamento. 
Geralmente as operações de desbaste retiram o máximo possível de 
material e empregam velocidades de corte mais baixas. Já as operações de 
 
 
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acabamento empregam maiores velocidades de corte e removem o mínimo 
possível de material. 
Assim, as operações em desbaste conferem maior eficiência aos 
processos de usinagem, porque retiram mais material em um determinado 
tempo, enquanto as operações de acabamento oferecem mais precisão 
geométrica e dimensional, porque exigem menores esforços de corte. 
Como já foi mencionado, a máquina-ferramenta pode ser definida como 
um sistema de dispositivos e mecanismos que possibilita a fixação da peça e 
da ferramenta, permitindo a realização dos movimentos com direção e 
velocidade necessárias para o corte. 
Apesar disso, algumas peças têm formas geométricas complexas e 
superfícies com graus de acabamento distintos. Veja, por exemplo, as peças 
da figura abaixo. 
Figura 11 – Peças usinadas 
 
Fonte: Shutterstock. 
Podemos facilmente perceber que, para fazer peças usinadas, podem 
ser necessárias várias operações de fabricação. Por isso, é necessário 
conhecer os detalhes das operações, as formas de fixação, os parâmetros de 
corte, as formas de controle de qualidade. Todos os detalhes das operações de 
usinagem são importantes e devem ser planejados antes do início do trabalho. 
Essa etapa é chamada de planejamento de processos e envolve itens como a 
capacidade de calcular o tempo e o custo de fabricação. 
 
 
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TEMA 4 – PRINCIPAIS PROCESSOS DE USINAGEM 
Para fabricar uma peça, é necessário conhecer as características e 
planejar os processos de usinagem. Na indústria mecânica, existe uma grande 
diversidade de processos de fabricação, sendo que as principais operações de 
usinagem são: o torneamento, a furação e o fresamento. 
O torneamento é indicado para peças de formato cilíndrico, cujo perfil 
possa ser desenvolvido pela rotação da peça em torno do seu eixo de simetria 
(ABNT, 2015). 
Figura 12 – Torneadores 
 
Fonte: Sandvik-Coromant, 2015. 
 
Fonte: Sandvik-Coromant, 2015. 
Veja nas figuras acima algumas operações de torneamento: 
1. torneamento longitudinal; 
2. torneamento de perfis; 
 
 
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3. faceamento. 
Perceba que mudam apenas o tipo de suporte da ferramenta e o 
posicionamento em relação ao eixo de rotação. 
Os parâmetros de torneamento podem ser observados na figura a 
seguir. 
Figura 13 – Parâmetros de torneamento 
 
Fonte: Sandvik-Coromant, 2015. 
A peça vai girar com certo número de rotações por minuto n (rpm) e 
velocidade de corte Vc (m/min). A ferramenta vai avançar com fn (mm/rot) e 
remover um cavaco de largura correspondente à profundidade de corte ap 
(mm). A operação vai produzir uma peça cilíndrica com diâmetro Dm (mm). 
Figura 14 – Parâmetros de torneamento 
 
Fonte: Sandvik-Coromant, 2015. 
 
 
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Considerando uma mesma velocidade de corte, quanto maior o diâmetro 
da peça, menor deve ser o número de rotações por minuto (rpm). Na figura 
acima, por exemplo, se mantivermos fixo o número de rotações por minuto, a 
velocidade de corte será maior no diâmetro maior (Vc2 > Vc1). 
A furação é indicada para obtenção de furos cilíndricos, cujo perfil possa 
ser desenvolvido pela rotação da peça ou da ferramenta e pelo deslocamento 
em relação ao seu eixo de simetria. 
Figura 15 – Operação de furação 
 
Fonte: Shutterstock. 
Esse processo de usinagem é muito comum na indústria de fabricação 
mecânica. Podemos destacar algumas funções dos furos nas peças 
mecânicas: furos para fixação, furos para orientação ou para posicionamento 
de componentes, furos para passagem de fluidos, furos para redução de peso 
de componentes e conjuntos (ABNT, 1990). O fato é que existem diversos 
graus de acabamento e cada tipo de furo deve ter sua função específica na 
peça. A principal ferramenta utilizada nos processos de furação em 
DESBASTE é a broca helicoidal, que pode ser observada na figura a seguir: 
 
 
 
 
 
 
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Figura 15 – Broca helicoidal 
 
Fonte: Adaptado de ABNT, 1990. 
Já o fresamento é o tipo mais versátil dos processos de usinagem 
(Ferraresi, 1970). Repare na figura a seguir, em que uma ferramenta efetua a 
usinagem de uma peça presa à máquina. No contexto do fresamento, o 
movimento de corte é associado à rotação da ferramenta, e o movimento de 
avanço geralmente é associado ao deslocamento da peça. 
Figura 17 – Fresa 
 
Fonte: Shutterstock. 
Assim, pode-se produzir superfícies planas, cilíndricas ou de perfil 
especial com ferramentas geralmente multicortantes, chamadas fresas. 
Observe algumas operações de fresamento na figura a seguir. 
 
 
 
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Figura 18 – Operações de fresamento 
 
Fonte: OSG, 2015. 
As fresas de topo mais comuns têm entre duas e oito arestas de corte. 
Fresas com menor número de arestas de corte são indicadas para as 
operações de desbaste e com maior número de arestas de corte são indicadas 
para acabamento. Alguns autores utilizam o termo dente ou simplesmente 
corte para definir a aresta de corte. 
Figura 19 – Arestas de corte 
 
Fonte: Shutterstock. 
Também é comum a utilização de cabeçotes de fresamento, tal como 
ilustrado na figura a seguir. 
 
 
 
 
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Figura 19 – Cabeçote de fresamento 
 
Fonte: Shutterstock. 
Este tipo de ferramenta é composto de um corpo fabricado em aço e 
vários insertos intercambiáveis de metal duro. 
TEMA 5 – MÁQUINAS E FERRAMENTAS UTILIZADAS NOS PROCESSOS DE 
USINAGEM 
Para fabricar uma peça, é necessário planejar e, para fazer o 
planejamento, é necessário conhecer as máquinas e ferramentas utilizadas nos 
processos de fabricação. Como vimos anteriormente, as principais operações 
de usinagem são: o torneamento, a furação e o fresamento. 
O torneamento é executado em uma máquina chamada torno mecânico, 
que pode ser observada na figura a seguir. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 21 – Torno mecânico 
 
Fonte: Shutterstock. 
O movimento de giro da matéria-prima da peça, associado ao 
movimento da ferramenta no plano de trabalho, vai possibilitar a obtenção de 
peças de geometria essencialmente cilíndrica. Ou seja, vamos perceber que, 
no torneamento, a peça gira e a ferramenta se desloca sobre o perfil da peça. 
Assim, o movimento relativo entre a peça e a ferramenta é que produz o 
torneamento. 
O tipo mais comum de furação é feito com o uso de furadeira e broca. 
Para produzir diferentes tipos de furos, é preciso dispor de brocas e furadeirasadequadas. 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 22 – Furadeira de bancada 
 
Fonte: Shutterstock. 
A figura anterior ilustra uma furadeira de bancada. O motor transmite a 
rotação para a broca por um sistema de correias que permite o ajuste da 
rotação. A peça é fixada em uma morsa, e a broca, em um mandril de fixação. 
O movimento de avanço da ferramenta em direção à peça é controlado pelo 
acionamento de uma alavanca de deslocamento. 
Para as operações de fresamento, são utilizadas ferramentas chamadas 
fresas e máquinas chamadas fresadoras, podendo haver várias combinações. 
Na figura a seguir é apresentada uma foto de uma fresadora. 
Figura 23 – Fresadora 
 
Fonte: Shutterstock. 
Veja, na figura a seguir, de uma forma esquemática, as duas principais 
configurações da fresadora: eixo vertical e eixo horizontal. 
 
 
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Figura 24 – Configurações da fresadora: eixo vertical e eixo horizontal 
 
Fonte: Sandvik-Coromant, 2015. 
O que determina o tipo da fresadora é a orientação do eixo da 
ferramenta. Uma fresadora vertical tem o eixo de rotação da ferramenta 
orientado na direção vertical. Uma fresadora horizontal tem o eixo de rotação 
orientado na direção horizontal, conforme podemos ver na figura 24. 
A peça geralmente é fixada na máquina com o auxílio de uma morsa, 
conforme ilustrado a seguir. 
Figura 25 – Morsa 
 
Fonte: Shutterstock. 
Para peças com perfil especial é possível fazer a fixação direta na mesa 
da fresadora com o auxílio de grampos de aperto. Veja um exemplo na figura a 
seguir. 
 
 
 
 
 
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Figura 26 – Grampos de aperto 
 
Fonte: Shutterstock. 
NA PRÁTICA 
Resolva as questões a seguir. As respostas poderão ser encontradas 
após a seção de Referências. 
1. Indique se as seguintes considerações sobre as funções de uma 
furadeira são verdadeiras (V) ou falsas (F): 
( ) A furadeira de bancada deve permitir o posicionamento da peça. 
( ) A furadeira de coluna deve permitir a regulagem da rotação da 
broca. 
( ) A furadeira radial deve permitir a rotação da peça durante o 
processo de furação. 
( ) A furadeira de bancada deve permitir o movimento de avanço da 
broca. 
2. Analise as ilustrações sobre os processos de fresamento e indique se as 
seguintes considerações são verdadeiras (V) ou falsas (F): 
( ) No processo de fresamento normalmente a peça gira e a ferramenta 
se desloca linearmente. 
( ) No processo de fresamento geralmente é utilizada uma ferramenta 
monocortante. 
 
 
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( ) Existem várias operações de fresamento, o que torna este processo 
o mais flexível da usinagem. 
( ) O processo de fresamento não permite a usinagem de peças 
cilíndricas. 
3. Indique a alternativa correta: 
a) O principal objetivo dos processos de furação é obter superfícies 
de fino acabamento dimensional e geométrico. 
b) O principal objetivo dos processos de torneamento é obter peças 
com geometria plana. 
c) Uma das principais desvantagens dos processos de torneamento 
é a possibilidade de fazer operações de desbaste e operações de 
acabamento. 
d) Uma das principais vantagens dos processos de fresamento é a 
dificuldade em obter geometrias diversificadas. 
FINALIZANDO 
Nesta aula vimos que o princípio da cunha é que facilita a penetração da 
ponta da ferramenta durante o corte dos materiais. A usinagem somente vai 
ocorrer quando houver o movimento relativo entre a ponta da ferramenta e a 
superfície da peça. Analisamos que as operações de desbaste servem para a 
remoção da maior parte da matéria-prima em excesso e as operações de 
acabamento servem para aferir a forma geométrica e as dimensões finais da 
peça usinada. Conhecemos as características das operações de torneamento, 
furação e fresamento que permitem a fabricação da maioria de peças e 
conjuntos mecânicos. 
Podemos concluir que as operações mais comuns na indústria mecânica 
são: furação, torneamento e fresamento. Portanto é muito importante conhecer 
também as máquinas e ferramentas utilizadas nestes processos de usinagem. 
As furadeiras, os tornos mecânicos e as fresadoras são máquinas muito 
utilizadas na indústria mecânica. 
Nas próximas aulas vamos analisar quais as condições ideais para a 
execução destas operações. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6175. Usinagem: 
processos mecânicos. Rio de Janeiro, 2015. 
CIMM. Material didático: usinagem. Disponível em: 
<http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/3251>. Acesso em: 21 nov. 
2017. 
DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L. Tecnologia da usinagem 
dos materiais. 7. ed. São Paulo: Artliber, 2010. 
FERRARESI, D. Fundamentos da usinagem dos metais. São Paulo: Blucher, 
1970. 
REBEYKA, C. J. Princípios dos processos de fabricação por usinagem. 1. 
ed. Curitiba: Ed. Intersaberes, 2016. 
SANDVIK COROMANT. General turning operations. Disponível em: 
<https://tu-academy.csod.com/content/tu-
academy/publications/91/Files/A_Theory.pdf>. Acesso em 21 nov. 2017. 
SHUTTERSTOCK. Disponível em: <https://www.shuttersock.com>. Acesso em 
21 nov. 2017. 
 
 
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RESPOSTAS 
1. V, V, F, V. 
2. F, F, V, F. 
3. D. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESSOS DE USINAGEM 
AULA 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Claudimir José Rebeyka 
 
 
 
2 
CONVERSA INICIAL 
A cinemática é a parte da Física que estuda os movimentos através de 
uma série de equações aplicadas a diferentes tipos de movimento. Quando os 
conceitos da Física são empregados nos processos de usinagem, é possível 
explicar os movimentos de máquinas e ferramentas utilizadas nos processos 
de fabricação pelas formulações da cinemática. 
Todo processo de usinagem convencional vai ocorrer somente se 
houver movimento relativo entre a peça e a ferramenta. É justamente o 
movimento da ferramenta de corte sobre a peça que vai produzir a usinagem e 
gerar o cavaco. As máquinas se movimentam para possibilitar a fabricação de 
peças. 
Podemos facilmente pensar que, para usinar uma peça corretamente, 
será necessário utilizar a velocidade adequada para cada operação de 
usinagem. Nesse contexto, definimos o conceito de velocidade de corte: "a 
razão entre o espaço que a ferramenta percorre cortando um material em um 
determinado tempo" (ABNT, 1989). Portanto, o processo de usinagem será 
operado com a velocidade e a ferramenta adequadas. 
Grande parte dos processos de fabricação será realizada com a 
aplicação de ferramentas de geometria definida. Os fabricantes de ferramentas 
examinam detalhadamente as formas geométricas das ferramentas de corte 
para obter o melhor rendimento nas diferentes condições de produção. Isso 
quer dizer que cada ferramenta deverá ter uma ponta de corte com geometria 
adequada à operação de usinagem. 
Agora, poderíamos pensar: será que a aplicação de ferramentas com 
geometria adequada realmente facilita a execução do processo de usinagem? 
Como a geometria da ferramenta pode favorecer a quebra do cavaco durante a 
usinagem? 
TEMA 1 – MOVIMENTOS QUE RESULTAM NA FORMAÇÃO DE CAVACOS 
Ferraresi (1970) definiu os três tipos de movimentos que resultam na 
remoção de cavacos, que veremos a seguir: 
1. Movimento de corte. 
2. Movimento de avanço. 
3. Movimento efetivo. 
 
 
3 
Na figura a seguir, podemos observar a indicação desses movimentos, 
suas direções e sentidos no processo de torneamento. 
Figura 1 – Movimentos que resultam na remoção de cavacos 
 
Fonte: Adaptado de Ferraresi, 1970, p. 3. 
Movimento de corte é o movimento entre a peçae a ferramenta que, 
sem o movimento de avanço, origina uma única retirada do cavaco. 
Movimento de avanço é o movimento entre a peça e a ferramenta que, 
juntamente com o movimento de corte, origina a retirada contínua de cavaco. 
Movimento efetivo é o movimento resultante dos de corte e avanço 
realizados ao mesmo tempo. 
Analisando as operações de usinagem, poderemos concluir que o que 
vai produzi-la é o movimento efetivo de corte. Não adianta haver o movimento 
de corte sem o avanço da ferramenta, e o movimento efetivo de corte é uma 
soma dos dois anteriores. 
Nas figuras a seguir, podemos observar os movimentos de corte nas 
operações de furação e fresamento: 
 
 
 
4 
Figura 2 – Movimentos de corte na operação de furação 
 
Fonte: Adaptado de Ferraresi, 1970, p. 2. 
Figura 3 – Movimentos de corte na operação de fresamento 
 
Fonte: Adaptado de Ferraresi, 1970, p. 2. 
Ainda é necessário considerar que, nos processos de usinagem, existem 
dois tipos de movimentos que não geram cavacos: 
1. Aproximação e afastamento de ferramentas. 
2. Ajuste e correção da posição da ferramenta para usinagem. 
TEMA 2 – RELAÇÃO ENTRE VELOCIDADE DE CORTE E RPM 
A velocidade de corte é a razão do espaço que a ferramenta percorre 
cortando um material em determinado tempo (ABNT, 1989). A unidade de 
medida é em metros/minutos (m/min). 
A velocidade de corte depende de uma série de fatores, como: 
 
 
5 
 tipo de material da peça; 
 tipo de material da ferramenta; 
 tipo de operação a ser realizada; 
 condições da refrigeração; 
 condições de estabilidade da máquina; 
 condições de fixação da peça. 
Os fabricantes de ferramentas fazem testes de usinagem com diferentes 
materiais e diversas operações de fabricação, a fim de determinar as melhores 
velocidades de corte para cada caso específico. Os valores de velocidade de 
corte são obtidos experimentalmente e tabelados pelos fabricantes de 
ferramentas, conforme exemplo da tabela a seguir. 
Tabela 1 – Velocidades de corte para furação com brocas de aço rápido 
METAIS FERROSOS 
MATERIAL A SER USINADO Velocidade de 
corte (m/min) 
Fator M 
AÇO-CARBONO 
com resistência até 500 N/mm² 
com resistência até 700 N/mm² 
com resistência até 900 N/mm² 
 
28 – 32 
25 – 28 
20 – 25 
 
0,80 
0,80 
0,63 
AÇO LIGA E AÇO FUNDIDO 
com resistência até 900 N/mm² 
com resistência até 1200 N/mm² 
com resistência até 1500 N/mm² 
 
14 – 18 
10 – 14 
6 – 10 
 
0,50 
0,40 
0,315 
FERRO FUNDIDO 
com dureza até 200 HB 
com dureza até 240 HB 
com dureza acima de 240 HB 
 
25 – 30 
18 – 25 
14 – 18 
 
1,00 
0,80 
0,50 
Fonte: Adaptado de SKF, 1987. 
Você pode perceber que as velocidades são indicadas em m/min. Além 
disso, podemos ver na tabela que, para cada material, será indicada uma faixa 
de velocidades recomendada para a usinagem. Isso acontece pois, para cada 
combinação de material de peça e material de ferramenta, haverá uma faixa de 
velocidades determinada experimentalmente que vai resultar no melhor 
rendimento do processo. 
 
 
6 
Veja que, para furar uma peça de aço-carbono com resistência até 500 
N/mm², é recomendada uma velocidade de corte entre 28 e 32 m/min. O 
avanço deve ser corrigido por um Fator M = 0,8. Se a mesma ferramenta for 
utilizada para usinagem de uma peça de ferro fundido com dureza até 200 HB, 
a velocidade recomendada está na faixa de 25 a 30 m/min. Nesse caso, o 
avanço deve ser corrigido por um Fator M = 1,0. 
Perceba que, para cada operação, deverá ser ajustada tanto a 
velocidade de corte quanto o avanço. Para saber mais sobre as velocidades de 
corte nas diferentes operações de usinagem, consulte os catálogos dos 
fabricantes de ferramentas. 
Vários processos de usinagem ocorrem através do movimento de 
rotação com velocidade constante. Nesses casos, a unidade de medida é o 
número de rotações por minuto (rpm). 
Em máquinas que tenham movimento de rotação, a velocidade de corte 
vai se relacionar com o número de rotações por minuto (rpm), de acordo com a 
seguinte equação: 
𝑁 = 
1000 𝑣𝑐
∅𝜋
 
Onde: 
1000 = constante de conversão de m para mm; 
Vc = velocidade de corte (m/min); 
Ø = diâmetro (mm); 
π = 3,14159265. 
Exemplo 1 
Calcule o valor do número de rotações por minuto para fazer um furo de 
diâmetro 12 mm com uma broca de aço rápido em uma peça de aço-carbono 
com resistência de 700 N/mm². 
𝑁 = 
1000 𝑣𝑐
∅𝜋
 
𝑁 = 
1000 25 ∗
12𝜋
 
*25 m/min obtido da tabela para furação com brocas de aço rápido 
N = 660 rpm 
Resposta: Logo, para furar uma peça de 700 N/mm² com uma broca de 
HHS e diâmetro 12 mm, teremos de regular a furadeira com 660 rpm. 
 
 
7 
Exemplo 2 
Calcule o valor do número de rotações por minuto indicado para 
torneamento de uma peça de aço SAE1020 com diâmetro 45 mm e velocidade 
de corte de 120 m/min. 
𝑁 = 
1000 𝑣𝑐
∅𝜋
 
𝑁 = 
1000 120
45𝜋
 
N = 850 rpm 
Resposta: Logo, para tornear uma peça de diâmetro 45 mm com 
velocidade de 120 m/min, teremos de regular a máquina com 850 rpm. 
TEMA 3 – VELOCIDADE DE AVANÇO E TEMPO DE CORTE 
Para ocorrer a usinagem, a ferramenta deve avançar contra a peça. Na 
medida em que isso ocorre, a aresta de corte da ferramenta penetra no 
material da peça, removendo parte dele em forma de cavaco. Esse movimento 
é chamado de movimento de avanço, avanço de corte, ou simplesmente 
avanço (ABNT, 1989). 
Os valores de avanço também são obtidos experimentalmente e 
tabelados pelos fabricantes de ferramentas. Vamos ver, como exemplo, na 
figura a seguir, um gráfico ilustrativo do avanço recomendado para furação com 
brocas de aço rápido (HSS). 
Gráfico 1 – Avanços para brocas de aço rápido 
 
Fonte: Adaptado de SKF, 1987. 
 
 
8 
Observe no gráfico o diâmetro da broca de Ø10 mm. O fabricante vai 
recomendar um avanço de 0,24 mm/rot. Por outro lado, consultando o gráfico, 
podemos ver que para uma broca de aço rápido de diâmetro Ø20 mm a 
recomendação do avanço é de 0,35 mm/rot. Também é necessário fazer o 
ajuste do avanço em função do material da peça (fator M da tabela anterior). 
Você pode perceber que o avanço aumenta em função do diâmetro da 
broca. Isso significa que, quanto maior o diâmetro da broca, maior a 
capacidade de remoção de cavacos em cada giro da ferramenta. 
Para as fresas de topo, a variação do avanço depende do número de 
cortes da ferramenta e, nesse caso, a variação do avanço não é linear. Veja na 
figura a seguir um exemplo experimental utilizado para determinação do 
avanço das fresas de topo de aço rápido. 
Figura 4 – Avanço por dente para fresas de topo HSS 
 
Fonte: Adaptado de SKF, 1987. 
Como exemplos, podemos indicar que uma fresa de topo de dois cortes 
com diâmetro Ø6 mm tem avanço por dente aproximado de f = 0,022 mm/rot. 
Por outro lado, para uma fresa de topo de 4 cortes, com diâmetro Ø16 mm, o 
avanço por dente será aproximadamente f = 0,081 mm/rot. 
Para determinar a velocidade de avanço, devemos considerar a 
velocidade de rotação da ferramenta. 
𝑉𝑓 = 𝑓𝑧𝑁 
 
 
 
9 
Onde: 
Vf = Velocidade de avanço (mm/min); 
f = avanço por rotação (mm/rot); 
z = número de dentes (ou cortes) da ferramenta; 
N = número de rotações por minuto (rpm). 
O passo seguinte é o cálculo do tempo de corte. Nos processos em que 
a velocidade de avanço seja constante, o cálculo do tempo de corte é feito com 
base na equação fundamental da cinemática. 
𝑡𝑐 =
𝐿
𝑉𝑓
 
Onde: 
tc = tempo de corte (min); 
L = comprimento de corte (mm); 
Vf = Velocidade de avanço(mm/min). 
Essa equação deve ser adaptada para cada operação de usinagem, 
conforme os seus detalhes específicos. Vamos ver dois exemplos de cálculo. 
Exemplo 1 
Calcule o tempo de corte para realização de um furo de 22 mm de 
profundidade com broca HSS de Ø10 mm em uma peça de aço-carbono com 
resistência de 800 N/mm². 
Consultando as tabelas e gráficos, vamos encontrar: 
Ø=10 mm; Vc = 20 m/min; f = 0,24 mm/rot (gráfico do avanço); M = 0,63 
(tabela de velocidade de corte); z = 1 (brocas HSS); L = 22mm (profundidade) 
𝑁 = 
1000 𝑣𝑐
∅𝜋
 
N = 1000 * 20/(10 * 3,14) 
N = 634 rpm 
𝑉𝑓 = 𝑓𝑧𝑁 
 
 
 
10 
Vf = (0,24 * 0,63) * 1 * 634 
Vf = 96 mm/min 
𝑡𝑐 =
𝐿
𝑉𝑓
 
tc = 22 / 96 
tc = 0,2292 min 
tc = 13,75 s 
Exemplo 2 
Calcule o tempo de corte para fresamento de um canal de 60 mm de 
comprimento, 12 mm de largura e 1 mm de profundidade, realizado em um 
único passe. Considere a utilização de uma fresa HSS de 4 cortes de Ø12mm 
em uma peça de aço-carbono com resistência de 450 N/mm². 
Consultando as tabelas e gráficos, vamos encontrar: 
Ø=12mm; Vc = 28m/min; f = 0,07mm/rot (gráfico do avanço); M = 0,8 
(tabela de velocidade de corte); z = 2 (fresa de 4 cortes); L = 60mm 
(comprimento) 
𝑁 = 
1000 𝑣𝑐
∅𝜋
 
N = 1000 * 28/(12 * 3,14) 
N = 742 rpm 
𝑉𝑓 = 𝑓𝑧𝑁 
Vf = (0,07 * 0,8) * 2 * 742 
Vf = 83 mm/min 
𝑡𝑐 =
𝐿
𝑉𝑓
 
tc = 60 / 83 
tc = 0,722 min 
tc = 43,3 s 
 
 
11 
Portanto, para determinarmos o valor da velocidade de avanço, 
devemos consultar os valores de referência nas tabelas mencionadas e ajustá-
los ao nosso processo de usinagem da seguinte forma: Devemos fazer o 
cálculo do número de rotações por minuto (rpm) e, em seguida, fazer o ajuste 
do avanço em função do material da ferramenta (gráficos de avanço) e do 
material da peça (fator M). 
Para calcular o tempo de corte, dividimos o espaço percorrido pela 
velocidade de avanço. Para cada operação de usinagem, existe um conjunto 
de tabelas, gráficos e equações que nos permitem relacionar as grandezas 
cinemáticas dos processos de fabricação. 
TEMA 4 – GEOMETRIA DAS FERRAMENTAS DE CORTE 
Ao analisar as ferramentas de corte, podemos perceber algumas 
características comuns, identificadas na ponta da ferramenta. Cada ferramenta 
vai ter uma forma geométrica especial, dependendo do tipo de detalhe que 
pretendemos usinar na peça. Por exemplo, existem brocas para furação, 
machos para rosqueamento, pontas para torneamento, fresas para usinagem 
em geral. 
Veja, na figura a seguir, algumas brocas de aço rápido. 
Figura 5 – Brocas de aço rápido 
 
Fonte: Workfer, 2015. 
Na figura a seguir, podemos observar alguns tipos de fresas de topo. 
 
 
 
12 
Figura 6 – Fresas de topo 
 
Fonte: Shutterstock. 
Naturalmente, vamos perceber que os diferentes tipos de ferramentas 
serão aplicados em diferentes operações de usinagem. 
A forma geométrica das pontas das ferramentas de corte é estabelecida 
pela norma ABNT NBR 11406, conforme ilustrado na figura a seguir. 
Figura 7 – Ponta das ferramentas de corte 
 
Fonte: Machado et al., 2009. 
A ferramenta para torneamento tem geralmente apenas uma aresta de 
corte. Esse tipo de ferramenta é formado por uma ponta de corte e um cabo. A 
ponta vai executar o processo de usinagem, e o cabo vai permitir a fixação da 
ferramenta. O corte vai ocorrer pela penetração da aresta de corte da 
ferramenta no material da peça. 
 
Figura 8 – Ponta das ferramentas de torneamento 
 
 
13 
 
Fonte: Machado et al., 2009. 
A aresta de corte (S) vai penetrar no material da peça, fazendo o corte 
do material. O cavaco é formado e escorrega sobre a superfície de saída (Aγ) 
da ferramenta. A superfície principal de folga (Aα) evita que a lateral da 
ferramenta mantenha contato com a superfície da peça durante a usinagem. 
A superfície de saída e a superfície de folga formam a cunha da 
ferramenta. Em todas as pontas de corte podemos encontrar o princípio 
fundamental da cunha sendo aplicado. Veja a seguir a representação de uma 
aresta de corte penetrando na peça, com a ferramenta removendo o cavaco 
(Figura 10). 
Dessa maneira, podemos compreender o princípio da cunha: a ponta de 
uma ferramenta afiada adequadamente em forma de cunha facilita a 
penetração da aresta de corte, promovendo a usinagem do material. 
Além disso, podemos observar a existência de uma superfície 
secundária de folga. Essa superfície vai formar uma aresta secundária de 
corte. Ou seja, esse tipo de ferramenta pode executar operações em duas 
direções distintas. No caso da ferramenta de torneamento, a aresta principal de 
corte vai permitir a usinagem cilíndrica e a aresta secundária de corte vai 
permitir a usinagem em faceamento. 
A forma geométrica da ferramenta deve ser desenvolvida em função da 
característica do processo de usinagem. A principal finalidade da geometria da 
ferramenta é permitir a penetração da aresta de corte simultaneamente na 
direção de corte e na direção do avanço, separando o cavaco da peça e 
efetuando a usinagem. O restante da ponta de corte não deve entrar em 
 
 
14 
contato com a peça devido à superfície principal de folga, sendo que o cavaco 
deve escorregar sobre a superfície de saída. 
TEMA 5 – PRINCIPAIS ÂNGULOS E ALTERAÇÕES DA GEOMETRIA DA 
FERRAMENTA NA PONTA DE CORTE 
Podemos pensar que para cada superfície vai existir um ângulo 
correspondente. Os principais são: o ângulo de saída e o ângulo de folga, que 
formam o ângulo de cunha da ferramenta. 
Veja na figura a seguir uma ilustração da variação do ângulo de saída () 
em uma ferramenta de torneamento. 
Figura 9 – Ângulo de saída de uma ferramenta de torneamento 
 
Fonte: Adaptado de Ferraresi, 1970, p. 30. 
Os ângulos de saída negativos vão oferecer maior resistência e facilitar 
a quebra do cavaco. Já os ângulos de saída positivos vão oferecer menor 
resistência para o cavaco. No torneamento, é possível controlar a direção de 
saída do cavaco, conforme podemos observar nas figuras a seguir. 
Figuras 10 e 11 – Direção de saída do cavaco 
 
 
 
15 
 
Fonte: Mitsubishi Materials, 2015. 
O ângulo de folga (α), também é chamado de ângulo de incidência. Ele 
vai criar uma folga entre a superfície da ferramenta e a superfície da peça 
durante a usinagem. Ele deve ser o mínimo suficiente para que a superfície de 
folga não encoste na peça durante a usinagem. 
Figura 11 – Ângulo de folga 
 
Fonte: Mitsubishi Materials, 2015. 
Podemos concluir que se o ângulo de folga (α) for pequeno, resultará em 
grande desgaste da ferramenta. Por outro lado, se o ângulo de folga for 
grande, o desgaste será pequeno, conforme ilustrado na figura acima. 
A intersecção da superfície de saída com a superfície de folga forma a 
aresta principal de corte. Essas duas superfícies formam o ângulo de cunha 
(β), conforme podemos observar na figura a seguir. 
Figura 12 – Ângulo de cunha 
 
 
16 
 
Fonte: Adaptado de Ferraresi, 1970, p. 27. 
Quanto menor o ângulo de cunha (β), mais afiada a ferramenta; porém 
vamos perceber que sua resistência também vai diminuir. 
Podemos posicionar a ferramenta de diferentes formas, alterando a 
incidência da aresta de corte e, por consequência, a usinagem. O ângulo de 
posição (χ) estabelece a relação entre a aresta principal de corte e a direção do 
avanço. Podemos perceber que isso faz que a largura do cavaco seja igual ou 
maior que a profundidade de corte em função da posição da aresta de corte. 
Figura 13 – Ângulo de posição e espessura do cavaco 
 
Fonte: Mitsubishi Materials, 2015. 
Na maioria das ferramentas,também é recomendável fazermos um raio 
de ponta. A principal finalidade do raio de ponta é suavizar o corte e distribuir o 
cavaco em uma região maior da aresta de corte. A ponta da ferramenta fica 
mais resistente e menos suscetível a quebras. Além disso, como podemos ver 
 
 
17 
na figura abaixo, maiores raios de ponta vão resultar em menores rugosidades 
da superfície acabada. 
Figura 14 – Raios de ponta 
 
Fonte: Mitsubishi Materials, 2015. 
A aresta de corte pode ser alterada em sua forma geométrica para 
facilitar a formação do cavaco. Sobre a aresta de corte, podem ser aplicados 
três tipos de preparação, conforme podemos ver na figura abaixo. 
Figura 15 – Preparação da aresta de corte 
 
Fonte: Mitsubishi Materials, 2015. 
A aresta de corte tem a sua resistência aumentada com a geometria de 
preparação. Os fabricantes de ferramentas recomendam que a dimensão da 
preparação seja limitada à metade do avanço de corte. Como principal efeito 
positivo, podemos obter o aumento da vida útil da ferramenta. Já como efeito 
negativo, pode ocorrer o aumento do esforço de corte e vibrações durante a 
usinagem. 
Por fim, a superfície de saída da ferramenta, por onde vai escorregar o 
cavaco, também pode ter sua geometria alterada para favorecer a formação 
 
 
18 
dele. As modificações promovidas na superfície de saída das ferramentas são 
chamadas de quebra-cavacos, conforme ilustrado na figura a seguir. 
Figura 16 – Pontas de corte 
 
Fonte: Shutterstock. 
Nessas ferramentas, podemos observar as pontas de corte com 
desenhos sinuosos sobre a superfície de saída. Essas variações da superfície 
de saída são justamente os quebra-cavacos das ferramentas. 
NA PRÁTICA 
Resolva as questões a seguir. As respostas poderão ser encontradas 
após a seção de Referências. 
1. Indique (V) para Verdadeiro e (F) para Falso nas seguintes afirmações 
sobre a geometria das ferramentas: 
( ) A geometria das ferramentas de corte é estabelecida em norma da 
ABNT. 
( ) A geometria da ferramenta de corte é independente da operação de 
usinagem. 
( ) As ferramentas de corte geralmente são compostas de cabo e ponta 
de corte. A fixação da ferramenta é feita pelo seu cabo. 
( ) A aresta principal de corte é formada pela intersecção da superfície 
de saída principal e superfície de saída secundária. 
( ) Os fabricantes de ferramentas podem produzir a mesma geometria 
em diferentes materiais. 
( ) Ferramentas com maior raio de ponta têm mais resistência mecânica 
que a mesma ferramenta com menor raio de ponta. 
 
 
19 
2. Indique (V) para Verdadeiro e (F) para Falso nas seguintes afirmações 
sobre os ângulos da ponta de corte: 
( ) A aresta de corte pode ser chanfrada e, assim, reforçamos a 
ferramenta para a usinagem. 
( ) O ângulo de folga evita que a ferramenta entre em contato com a 
peça durante a usinagem. 
( ) O ângulo de posição influencia a largura do cavaco. 
( ) O ângulo de cunha permite posicionar a aresta de corte em função 
da direção do corte. 
( ) O ângulo de saída pode alterar a formação do cavaco na operação 
de torneamento. 
( ) Ferramentas com menor ângulo de cunha têm a ponta de corte mais 
resistente que a mesma ferramenta com maior ângulo de cunha. 
FINALIZANDO 
Nesta aula, vimos que os princípios da cinemática é que vão nos ajudar 
a regular as condições de usinagem. A operação vai ocorrer de maneira 
adequada quando o movimento relativo entre a ponta da ferramenta e a 
superfície da peça ocorrer na direção e na velocidade adequadas. Para isso, 
temos de utilizar ferramentas com geometria adequada, que permitam a 
penetração da aresta de corte na peça. 
Por meio de nossos estudos e observações das ferramentas de corte, 
podemos concluir que a geometria da ferramenta realmente facilita a execução 
das operações de usinagem. As superfícies da ferramenta, os ângulos de corte 
e as alterações na geometria na ponta de corte favorecem a quebra do cavaco 
durante a usinagem. 
Nas próximas aulas, vamos analisar como os cavacos são formados e 
como podemos controlá-los durante as operações de usinagem. 
 
 
 
20 
REFERÊNCIAS 
FERMEC. Ferramentas de usinagem. Disponível em: 
<http://www.fermec.com.br>. Acesso em 21 nov. 2017. 
FISCHER, U. Manual de tecnologia metal mecânica. São Paulo: Blucher, 
2011. 
MACHADO, A. R. et al. Teoria da usinagem dos materiais. São Paulo: 
Blucher, 2009. 
REBEYKA, C. J. Princípios dos processos de fabricação por usinagem. 1. 
ed. Curitiba: Intersaberes, 2016. 
SANDVIK COROMANT. General turning operations. Disponível em: 
<https://tu-academy.csod.com/content/tu-
academy/publications/91/Files/A_Theory.pdf>. Acesso em 21 nov. 2017. 
SHUTTERSTOCK. Disponível em: <https://www.shuttersock.com>. Acesso em 
21 nov. 2017. 
SKF. Manual técnico SKF. São Paulo, 1987. 
STEMMER, C. E. Ferramentas de corte I. 7. Ed. Florianópolis: Ed. da UFSC, 
2007. 
WORKFER. Disponível em: <http://www.workfer.com.br>. Acesso em 21 nov. 
2017. 
 
 
 
 
21 
 
RESPOSTAS 
1. V, F, V, F, V, V. 
2. V, F, V, F, V, F. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESSOS DE USINAGEM 
AULA 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Claudimir José Rebeyka 
 
 
 
2 
CONVERSA INICIAL 
Todo processo de usinagem pressupõe a remoção de cavacos com uma 
ferramenta de corte. Já estudamos que cada processo vai ser executado com 
os parâmetros adequados: velocidade de corte, avanço e profundidade. 
Também compreendemos que cada ferramenta deve ter a geometria adequada 
às operações de usinagem. A escolha da velocidade de corte e da geometria 
da ferramenta deve ser baseada na experiência de usinagem. Essas são 
tarefas do planejamento dos processos de fabricação. 
Agora, vamos pensar como deve ser a influência do cavaco sobre a 
ferramenta durante a usinagem. O cavaco é formado por uma parte do material 
da peça que é cortada pela aresta de corte e faz pressão sobre a superfície de 
saída da ferramenta. A cunha da ferramenta separa o material da peça e, por 
sua vez, a passagem do cavaco vai promover o desgaste do instrumento. 
Você deve concordar que é importante entender como os cavacos se 
formam sobre a superfície das ferramentas, pois, desse modo, poderemos 
compreender melhor a usinagem e aumentar o rendimento do processo. 
Também podemos controlar os tipos de cavacos. Qual seria o melhor? Quais 
os critérios para a escolha do melhor tipo de cavaco? 
O corte do material da peça é resultante da aplicação de força pela 
ferramenta. De uma forma geral, podemos pensar que, quanto maior o cavaco 
e quanto mais duro o material da peça, maiores serão a força e a potência 
necessárias para efetuar a usinagem. Mas seria possível calcular a força e a 
potência de corte antes da operação? Como podemos medir essas grandezas 
na prática? 
TEMA 1 – PRINCÍPIOS DO CORTE DE MATERIAIS 
A teoria mais aceita para explicar o mecanismo da formação de cavacos 
é a teoria do cisalhamento. Veja, por exemplo, a ilustração de uma ferramenta 
no corte de uma peça: 
 
 
 
3 
Figura 1 – Cisalhamento 
Fonte: Machado et al., 2009. 
A ferramenta vai penetrar na peça na direção da velocidade de corte, 
promovendo a remoção do material, que, removido em forma de cavaco, 
escorrega sobre a superfície de saída da ferramenta. Na peça, vai ocorrer o 
fenômeno da deformação plástica, pela ação da aresta de corte, e a tensão vai 
aumentar até que o material sofra cisalhamento para formar o cavaco. Isso vai 
ocorrer numa região chamada zona de cisalhamento primário. 
Nesse momento, o cavaco vai escorregar pelasuperfície de saída da 
ferramenta em uma região chamada zona de cisalhamento secundário, 
sofrendo, assim, tensão nessa região de interface com a ferramenta. No outro 
lado do cavaco, vai ocorrer o esmagamento do material. Ou seja, na parte 
externa o cavaco estica, e na parte interna o cavaco comprime. Quanto maior 
for a diferença entre as tensões externa e interna do cavaco, maior será o seu 
grau de recalque e mais facilmente ele será quebrado. 
A teoria mais aceita para explicação do mecanismo da formação de 
cavacos na usinagem de metais é a teoria do cisalhamento. 
Segundo essa teoria, o corte ocorre ao longo de um plano, chamado 
plano de cisalhamento. O ângulo entre o plano de cisalhamento e a direção de 
corte é chamado de ângulo de cisalhamento. 
O cavaco é formado, basicamente, em quatro etapas: recalque, 
deslizamento, ruptura e escorregamento. Podemos defini-las da seguinte 
forma: 
 
 
4 
1. Recalque: uma porção da peça sofre a ação da ponta da ferramenta e 
se deforma permanentemente. Neste momento, o material ainda 
pertence à peça, não foi removido, ele apenas é recalcado. 
2. Deslizamento: o material recalcado sofre deformação plástica e a tensão 
aumenta na região de corte até que ocorra o deslizamento dessa porção 
do material da peça, por meio do fenômeno de cisalhamento. 
3. Ruptura: o material cisalhado é destacado da peça, formando o cavaco. 
A ruptura pode ser total ou parcial, dependendo do material da peça e 
das condições de usinagem. Em algumas condições especiais, a ruptura 
do cavaco pode até não ocorrer. 
4. Escorregamento: o cavaco escorrega sofre a superfície de saída da 
ferramenta, permitindo a repetição das etapas anteriores e, assim, a 
formação contínua de novo cavaco. 
Dessa forma, podemos concluir que a formação de cavacos é um 
processo cíclico que ocorre em quatro etapas. 
Na usinagem de materiais dúcteis, como o aço-carbono de baixa liga, a 
deformação plástica é grande e as quatro fases da formação de cavaco são 
bem evidentes. O cavaco tem ruptura parcial e representa um volume bem 
maior que o material originalmente removido da peça. 
Por outro lado, nos materiais frágeis, como o ferro fundido cinzento, a 
deformação plástica é bem pequena. Nesse caso, as duas primeiras fases 
(recalque e deslizamento) são bem curtas, a ruptura geralmente é total e o 
escorregamento praticamente inexistente. O cavaco praticamente não atrita 
com a superfície de saída da ferramenta. 
Podemos interferir nos mecanismos de cada etapa da formação de 
cavacos de forma intencional, por variações na geometria da ponta de corte e 
nas condições de usinagem. 
Por exemplo, para materiais dúcteis, quanto menor o ângulo de saída da 
ferramenta, maior será a deformação do cavaco e maior será o ângulo de 
cisalhamento. Consequentemente, maior vai ser o recalque no cavaco. 
A intenção de interferir nesses mecanismos é controlar a formação de 
cavacos, obtendo formas mais adequadas ao processo de fabricação para: 
 Evitar danos e preservar as ferramentas: os cavacos em forma de fita 
podem se enrolar na peça e na ferramenta. Na peça, o cavaco enrolado 
 
 
5 
pode prejudicar o acabamento superficial. Já o cavaco enrolado na 
ferramenta pode provocar sua quebra. 
 Aumentar a segurança do operador: um cavaco longo pode cortar o 
operador; cavacos em formas de pequenas partículas podem voar do 
processo e atingir o operador. 
 Facilitar o manuseio e armazenamento dos cavacos: os cavacos em fita 
enroscam facilmente e ocupam maior volume de armazenamento; Os 
cavacos descontínuos são menores e mais difíceis de manusear, mas 
ocupam menor volume de armazenamento. 
 Controlar a força de corte: cavacos muito espessos aumentam a força 
de corte; a utilização de quebra cavacos em geral aumenta a força e a 
potência de corte. 
 Reduzir o desperdício de tempo: quando o cavaco se enrola na peça e 
na ferramenta é necessário parar o processo para removê-lo. Muitas 
vezes, os operadores tentam remover o cavaco com a máquina em 
funcionamento, o que também aumenta o risco de acidentes. 
TEMA 2 – TIPOS DE CAVACO 
Podemos obter diferentes tipos de cavaco, de acordo com o tipo de 
processo e de acordo com as condições de usinagem. Veja, por exemplo, 
alguns cavacos produzidos no processo de furação: 
Figura 2 – Tipos de cavaco 
 
 Espiral cônico Fita longa Zigue-zague 
 
Forma de leque Segmentado Forma de agulha . 
Fonte: Mitsubishi Materials, 2015. 
 
 
6 
Os cavacos podem ser modificados, melhorando o desempenho do 
processo, proporcionando mais segurança ao operador, aumentando a 
durabilidade da ferramenta e até melhorando o acabamento da peça. 
Figura 3 – Velocidade e avanço dos cavacos 
 
Fonte: Sandvik-Coromant, 2015. 
Uma classificação mais geral da forma dos cavacos é proposta na 
norma ISO 3685, de 1993, conforme a ilustração: 
Figura 4 – Formas dos cavacos 
 
Fonte: Adaptado de Machado et al., 2009, p. 56. 
 
 
7 
A forma mais conveniente é, geralmente, a helicoidal. O cavaco em 
lascas é preferido nas condições em que pode ser removido pelo fluido de 
corte ou quando há pouco espaço disponível para o resíduo. O cavaco em fita 
é o mais problemático, pois pode se enrolar na ferramenta ou na peça, 
causando danos, riscos de acidentes e parada do processo de usinagem. 
Figura 5 – Forma x volume dos cavacos 
 
Fonte: Adaptado de Ferraresi, 1970, p. 102. 
Os cavacos também podem variar em função do material da peça. Veja 
na figura um exemplo de usinagem de dois materiais diferentes com uma 
mesma ferramenta: 
Figura 6 – Usinagem de materiais diferentes 
 
Fonte: Machado et al., 2009. 
 
 
8 
Os cavacos contínuos são caracterizados por um longo comprimento. 
Ocorrem principalmente na usinagem de materiais dúcteis, com pequenos e 
médios avanços, altas velocidades de corte e grandes ângulos de saída da 
ferramenta. Esse tipo de cavaco é formado quando o material é recalcado ao 
chegar à aresta de corte e escorrega pela superfície de saída da ferramenta 
sem que ocorra a ruptura. Eles podem ser mais facilmente resfriados e 
direcionados. Em situações de furação, por exemplo, o cavaco contínuo pode 
ser o mais desejado porque vai naturalmente sair do furo durante o processo. 
Se o material da peça for mais macio, ocorre pouca deformação plástica, a 
ruptura ocorre apenas parcialmente e o cavaco resultante é contínuo. Um 
exemplo é o cavaco gerado na usinagem do aço-carbono. 
Os cavacos descontínuos ocorrem principalmente quando a tensão é 
suficiente para gerar uma trinca que, ao propagar-se pelo plano de 
cisalhamento, provoca a ruptura total do cavaco. O resultado final costuma ser 
um cavaco curto, que vai ocupar menor espaço e não vai enroscar durante a 
usinagem. Entretanto, são cavacos que podem ser lançados quando a 
usinagem ocorre em altas velocidades de corte. Se o material da peça for mais 
duro, a deformação plástica é maior, a ruptura é total e o cavaco resultante é 
descontínuo. O exemplo pode ser tomado na usinagem de uma peça de ferro 
fundido cinzento. 
Outro aspecto importante que devemos considerar na formação dos 
cavacos diz respeito ao calor que é gerado internamente no cavaco durante a 
usinagem pela combinação de altas taxas de deformação com um forte atrito 
entre a peça, a ferramenta e o cavaco. A figura a seguir mostra a distribuição 
de temperaturas durante a usinagem de uma peça de aço-carbono com 
ferramenta de metal duro e velocidade de corte de 60 m/min. 
Figura 7 – Distribuição de temperaturas 
 
Fonte: CIMM, 2015. 
 
 
9 
A maior parte do calor produzido noprocesso de usinagem vem do atrito 
interno do material durante a formação do cavaco. 
As maiores temperaturas serão observadas na interface do cavaco com 
a superfície de saída da ferramenta, causando a redução da dureza e o 
desgaste. Isso quer dizer que a ferramenta pode sofrer desgaste prematuro em 
operações de usinagem em altas temperaturas. 
A aplicação de fluidos de corte, também chamados de fluidos 
refrigerantes, tem a função de dissipar o calor gerado durante a usinagem, 
aumentar a tensão no cavaco e promover a sua quebra. 
TEMA 3 – FORMAÇÃO DA ARESTA POSTIÇA DE CORTE 
O cavaco tem geralmente uma face lisa e outra face áspera. Pense 
agora: qual lado escorregou sobre a superfície da ferramenta: o lado liso ou o 
lado áspero? 
Figura 8 – Faces do cavaco 
 
Fonte: Shutterstock. 
O lado liso escorregou sobre a superfície de saída da ferramenta e 
sofreu uma deformação mais homogênea. O lado liso do cavaco tem maior 
comprimento que o seu lado rugoso, devido à curvatura resultante da operação 
de usinagem. Ele passa com maior velocidade sobre a superfície de saída da 
ferramenta. 
O lado rugoso escorregou sobre si mesmo e sofreu deformação não 
homogênea. O aspecto rugoso também pode ser resultante tanto da presença 
 
 
10 
de pontos de baixa resistência do material quanto da concentração de tensão 
no material que foi usinado. 
Durante a usinagem, as elevadas pressões de corte fazem com que o 
material da peça ocupe as reentrâncias de rugosidade da ferramenta, 
aumentando a área de contato. Para haver o deslizamento, quando a força 
normal é grande, o cavaco é deformado sobre o material da ferramenta e tem 
de haver cisalhamento na região interna do cavaco. Este efeito é desejável na 
medida em que favorece sua quebra. 
Em certas condições, principalmente na usinagem de materiais dúcteis 
com baixas velocidades de corte, podemos observar um fenômeno chamado 
Aresta Postiça de Corte (APC), conforme ilustrado na figura a seguir. 
Figura 9 – Aresta postiça de corte 
 
Fonte: Sandvik-Coromant, 2015. 
Podemos definir a aresta postiça de corte como uma porção do material 
da peça que é soldado na superfície de saída da ferramenta durante a 
usinagem. Essa porção de material vai crescendo gradualmente até um 
tamanho limitado, a partir do qual é arrancada durante o corte, prejudicando o 
acabamento da peça. 
Ao romper, a aresta postiça de corte arranca partículas da superfície de 
folga da ferramenta, gerando um desgaste frontal acentuado, mesmo em 
baixas velocidades de corte. Por outro lado, a aresta de corte protege a 
superfície de saída da ferramenta e, desta forma, o desgaste de cratera é 
minimizado. A força de corte aumenta com a formação da aresta postiça. 
 
 
11 
O fenômeno da aresta postiça de corte é cíclico e pode resultar na 
redução da vida útil da ferramenta ou em sua quebra. Para evitar esse tipo de 
problema, é recomendado, em geral, a aplicação de fluidos lubrificantes ou o 
aumento da velocidade de corte. 
TEMA 4 – FORÇAS E POTÊNCIA NOS PROCESSOS DE USINAGEM 
A cunha da ferramenta aplica força para cortar o material e remover o 
cavaco. O material da peça resiste à penetração da cunha de corte, justamente 
no limite de sua resistência. É como ocorre num cabo de guerra, mas na 
usinagem só interessa que a ferramenta seja mais resistente. 
Figura 10 – Cabo de guerra 
 
Fonte: Shutterstock. 
Na brincadeira do cabo de guerra, o objetivo é deslocar o oponente em 
sua direção e sentido. Assim, a aplicação de forças sempre é observada aos 
pares. Ou seja, cada um puxa para um lado e vencerá quem fizer mais força. 
As forças nos processos de usinagem também sempre ocorrem aos pares. 
Enquanto o material oferece resistência, a ferramenta aplica força para efetuar 
o corte. Geralmente, essas forças devem ser consideradas em disposição 
tridimensional, conforme você poderá ver a seguir. 
 
 
 
 
 
12 
Figura 11 – Exemplo 
 
Fonte: Machado et al., 2009. 
É muito importante avaliar quais são as forças e a potência nos 
processos de usinagem. De uma forma simplificada, podemos dizer que a força 
de corte é proporcional à área da seção transversal do cavaco e que a potência 
de corte é o produto da força pela velocidade de corte. 
Figura 12 – Exemplo 2 
 
Fonte: CIMM, 2015b. 
De uma forma simplificada, a força é proporcional à característica de 
resistência do material e da área de aplicação. 
𝐹𝑐𝑜𝑟𝑡𝑒 = 𝐾𝑐𝐴 
𝐴 = 𝑏ℎ 
 
 
 
 
13 
Onde: 
Fcorte = Força de corte (N); 
Kc = Coeficiente da força específica de corte (N/mm²); 
A = Área da seção transversal do cavaco (mm²); 
b = Largura do cavaco (mm); 
h = Espessura do cavaco (mm). 
O coeficiente da força específica de corte relaciona a força necessária 
para remover um cavaco com área de seção transversal de 1 mm². O valor é 
tabelado, e você poderá encontrá-lo nos catálogos de fabricantes de materiais 
para construção mecânica (CIMM, 2015b). Os parâmetros de cavaco, largura e 
espessura são determinados no planejamento de processos. 
Ou seja, cavacos maiores e mais grossos exigem maior força de corte e 
as velocidades mais altas demandam mais potência de corte. 
Para fazer o cálculo da força e da potência de corte, existe uma série de 
equações adequadas a cada processo de usinagem. 
Para furação com broca helicoidal: 
𝐹𝑓𝑢𝑟 = ∅
𝑓𝑛 𝐾𝑐sin 𝜃
4
 
𝑃𝑓𝑢𝑟 = 
𝑄𝐾𝑐
60000𝜂
 
𝑄 = 
𝑉𝑓𝐴𝑡
1000
 
𝑉𝑓 = 𝑓𝑁 
𝑁 = 
1000𝑣𝑐
∅𝜋
 
𝐴𝑡 = 
𝜋∅2
4
 
 
 
 
14 
Onde: 
Ffur = força na direção de avanço para furação (N) 
Pfur = potência de corte na furação com broca (kW) 
f = avanço (mm/rot) 
Kc = coeficiente da força específica de corte (N/mm²) 
Θ = ângulo de entrada (°) 
Q = taxa de remoção de cavacos (mm³/min) 
η = rendimento da furadeira (%) 
Vf = velocidade de avanço (mm/min) 
N = número de rotações por minuto (rpm) 
vc = velocidade de corte (m/min) 
At = área da seção transversal da broca (mm²) 
π = 3,14159265 
Ø = diâmetro da broca (mm) 
Para cálculo da força e da potência de corte no torneamento, os 
fabricantes de ferramentas recomendam as seguintes equações: 
𝐹𝑡𝑜𝑟 = 𝑎𝑝𝑓𝐾𝑐 
𝑃𝑡𝑜𝑟 = 
𝑎𝑝𝑓𝑣𝑐𝐾𝑐
60000𝜂
 
Onde: 
Ftor = força de corte no torneamento (N) 
Ptor = potência de corte no torneamento (kW) 
ap = profundidade de corte (mm) 
f = avanço (mm/rot) 
vc = velocidade de corte (m/min) 
Kc = coeficiente da força específica de corte (N/mm²) 
η = rendimento do torno (%) 
Para cálculo da força e da potência de corte no fresamento: 
𝑃𝑓𝑟𝑒𝑠 = 
𝑎𝑝𝑎𝑒𝑣𝑓𝐾𝑐
60. 106𝜂
 
 
 
15 
𝑉𝑓 = 𝑓𝑧𝑁𝑧 
𝑀𝑓𝑟𝑒𝑠 = 
𝑃𝑓𝑟𝑒𝑠30. 10
3
𝑁𝜋
 
Onde: 
Pfres = potência de corte no fresamento (kW) 
ap = profundidade de corte (mm) 
ae = largura de corte (mm) 
vf = velocidade de avanço (mm/min) 
Kc = coeficiente da força específica de corte (N/mm²) 
η = rendimento da fresadora (%) 
Vf = velocidade de avanço (mm/min) 
fz = avanço por aresta ou avanço por dente (mm/dente) 
N = número de rotações por minuto (rpm) 
z = número de arestas de corte ou números de dentes 
Mfres = torque para fresamento (N.m) 
π = 3,14159265 
Exemplo 
Cálculo de força e potência na operação de torneamento. 
Considere o material da peça como sendo um aço-carbono de baixa liga 
com 180HB de dureza. Consultando uma tabela de materiais de construção 
mecânica, teremos Kc = 2100N/mm². A profundidade de corte estabelecida no 
processo é ap = 13mm e o avanço é fn = 0,62mm/rot. A velocidade de corte é 
vc = 120m/min em um torno com rendimento de η = 80%. 
 
Fonte:Sandvik Coromant, 2015. 
 
 
 
16 
Aplicando a equação de cálculo para força de corte no torneamento: 
𝐹𝑡𝑜𝑟 = 𝑎𝑝𝑓𝑛𝐾𝑐 
 
𝐹𝑡𝑜𝑟 = 13 ∗ 0,62 ∗ 2100 
𝐹𝑡𝑜𝑟 = 16926 𝑁 
Isso significa que a aresta de corte da ferramenta vai suportar uma força 
equivalente ao peso de um carro de passeio. 
Agora, aplicando a equação de cálculo para potência de corte no 
torneamento, teremos: 
𝑃𝑡𝑜𝑟 = 
𝑎𝑝𝑓𝑛𝑣𝑐𝐾𝑐
60000𝜂
 
 
Ptor = 
13 ∗ 0,62 ∗ 120 ∗ 2100
60000 ∗ 0,8
 
Ptor = 42kW 
TEMA 5 – MEDIÇÃO DE FORÇAS E POTÊNCIA NOS PROCESSOS DE 
USINAGEM 
Podemos calcular as forças e a potência de corte nos processos de 
usinagem, mas o cálculo resulta em um valor estimado. Valores mais precisos 
somente podem ser determinados na execução do processo. Para medir forças 
de corte, são utilizados instrumentos chamados dinamômetros, montados 
diretamente no suporte das ferramentas de corte. 
Figura 13 – Dinamômetro 
 
Fonte: Kistler, 2015. 
 
 
17 
O dinamômetro, geralmente utilizado em operações de fresamento e 
torneamento, permite medir as componentes da força de corte em três direções 
ortogonais. Para se medir o torque, utiliza-se o dinamômetro de torção. 
Figura 14 – Dinamômetro de torção 
 
Fonte: Kistler, 2015. 
Esse aparelho também possibilita a medição das forças em três direções 
ortogonais e permite medir o momento de torção aplicado pela ferramenta no 
processo de corte. É utilizado no processo de fresamento e furação. 
Para medição da potência podem ser utilizados instrumentos chamados 
wattímetros ou se faz a medição indireta da corrente consumida pelo motor da 
máquina. 
Figura 15 – Wattímetro 
 
Fonte: Fluke Brands, 2015. 
 
 
18 
Várias máquinas tem um indicador da faixa de operação do 
equipamento, conforme ilustrado na figura a seguir. 
Figura 16 – Faixa de operação do equipamento 
 
Fonte: Romi, 2015. 
A estimativa da força de corte e do consumo de potência permite avaliar 
a possibilidade de utilização da máquina em determinadas condições de 
usinagem. Já a medição da força e da potência de corte permite analisar o 
rendimento dos processos de usinagem. 
NA PRÁTICA 
Resolva as questões a seguir. As respostas poderão ser encontradas 
após a seção de Referências. 
1. Indique se as seguintes afirmações sobre a formação de cavacos são 
verdadeiras (V) ou falsas (F): 
( ) O torneamento de ferro fundido cinzento resulta em cavacos 
descontínuos. 
( ) O melhor tipo de cavaco é o cavaco em forma de fita. 
( ) A maior parte do calor gerado na usinagem é dissipada no cavaco. 
( ) O aumento do ângulo de saída favorece a curvatura e a quebra do 
cavaco. 
( ) O fresamento de ligas de latão resulta em cavacos contínuos. 
( ) A temperatura no cavaco de aço pode facilmente ultrapassar 400°C. 
( ) Os cavacos contínuos podem representar riscos para a segurança 
do operador quando enroscam na peça, nas operações de torneamento. 
 
 
19 
( ) O quebra cavacos serve para evitar a formação de cavacos 
descontínuos e, dessa forma, aumentar a vida útil da ferramenta. 
( ) O cavaco de furação é de difícil remoção da região de corte, porque 
é gerado no fundo do furo durante a usinagem. 
2. Avalie as afirmações a seguir: 
I. A APC é uma variação do ângulo de folga da ferramenta. 
II. A formação da APC pode ser classificada como processo cíclico. 
III. A APC é uma porção do material da peça soldada na ferramenta. 
a. Apenas a afirmativa I está correta. 
b. Apenas a afirmativa II está correta. 
c. Apenas a afirmativa III está correta. 
d. Apenas as afirmativas I e II estão corretas. 
e. Apenas as afirmativas II e III estão corretas. 
f. Todas as afirmativas estão corretas. 
FINALIZANDO 
Nesta aula, conhecemos os principais fenômenos associados ao corte 
dos materiais e à teoria do cisalhamento. Desta forma, pudemos compreender 
o mecanismo da formação de cavacos. Estudamos as etapas dessa formação 
e da aresta postiça de corte. Examinamos os principais tipos de cavacos e 
algumas de suas vantagens e desvantagens. Cavacos em formato de hélice 
são mais fáceis de manipular e descartar. Por outro lado, em formato de fita 
ocupam mais espaço e podem gerar acidentes. 
Identificamos as forças aplicadas nos processos de usinagem e 
estudamos as equações para cálculo de força e potência na furação, 
torneamento e fresamento. Os cálculos da força de corte e da potência 
permitem estimar o consumo da máquina em determinadas condições de 
usinagem. Por fim, vimos que existem diversas formas de medir as forças e a 
potência de corte para analisar o rendimento dos processos de usinagem. A 
medição da força e da potência de corte permite analisar o rendimento dos 
processos de usinagem. 
 
 
 
20 
REFERÊNCIAS 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12545:1991: 
Conceitos da técnica de usinagem: forças, energia, trabalho e potências: 
terminologia. Rio de Janeiro: ABNT, 1991. 
CIMM. Material didático: usinagem. Disponível em: 
<http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/3251>. Acesso em: 21 nov. 
2017. 
FERRARESI, D. Fundamentos da usinagem dos metais. São Paulo: Blucher, 
1970. 
KISTLER. Página inicial. Disponível em: <www.kistler.com>. Acesso em: 24 
nov. 2017. 
MACHADO, A. R. et al. Teoria da usinagem dos materiais. São Paulo: 
Blucher, 2009. 
REBEYKA, C. J. Princípios dos processos de fabricação por usinagem. 1. 
ed. Curitiba: Intersaberes, 2016. 
ISO 1993 
SANDVIK COROMANT. General turning operations. Disponível em: 
<https://tu-academy.csod.com/content/tu-
academy/publications/91/Files/A_Theory.pdf>. Acesso em 21 nov. 2017. 
SHUTTERSTOCK. Disponível em: <https://www.shuttersock.com>. Acesso em 
21 nov. 2017. 
TU – ACADEMY. Página inicial. Disponível em: <https://tu-
academy.csod.com>. Acesso em: 24 nov. 2017. 
 
 
 
21 
RESPOSTAS 
1. V, F, V, F, F, V, V, F, V. 
2. E. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESSOS DE USINAGEM 
 
AULA 4 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Claudimir José Rebeyka 
 
 
 
2 
CONVERSA INICIAL 
Nesta aula, estudaremos as propriedades dos materiais das ferramentas 
de corte e veremos quais são os principais deles utilizados na sua fabricação. 
Também vamos analisar os principais tipos de desgastes e avarias dessas 
ferramentas. Por fim, vamos conhecer o conceito de usinabilidade dos materiais. 
Durante a usinagem, o material da ferramenta deve resistir ao corte do 
material da peça e, por isso, deve apresentar certas propriedades específicas, 
de acordo com o tipo da operação. Veremos que algumas propriedades dos 
materiais favorecem a realização da usinagem. Dentre as principais 
propriedades dos materiais de ferramentas, podemos destacar a dureza e a 
tenacidade. 
Cada peça reage ao processo de usinagem de forma diferente, 
contribuindo para o desgaste da ferramenta. Por isso, podemos utilizar diversos 
materiais para construção desses instrumentos. Alguns materiais serão mais 
adequados em determinadas circunstâncias, outros, em outras circunstâncias. A 
questão é: como podemos escolher os materiais mais adequados a um 
determinado processo de usinagem? 
Por outro lado, a usinabilidade pode ser compreendida como uma 
qualidade comparativa entre dois ou mais materiais em determinadas condições 
de usinagem. Quando a usinabilidade é melhor, corresponde ao aumento no 
rendimento da operação de usinagem. 
Os fabricantes utilizam este conhecimento para obter o melhor rendimento 
das ferramentas de corte e, consequentemente, desfrutar de condições de 
melhor usinabilidade, com base nas propriedadesdos materiais. 
TEMA 1 – PROPRIEDADES DOS MATERIAIS DAS FERRAMENTAS DE CORTE 
Já vimos que a usinagem deve ser executada pela ação da ferramenta. A 
aresta de corte penetra no material da peça e remove parte dele em forma de 
cavaco. Para que isso ocorra, a ferramenta deve ser mais dura que a peça. 
 
 
 
3 
Figura 1 – Máquina de ensaios de dureza 
 
Fonte: CIMM, 2015. 
Conforme foi ilustrado na figura acima, durante o ensaio de dureza, um 
corpo de prova é apoiado em uma mesa, e a ponta de um material muito duro é 
forçado contra a peça, deixando uma marca de penetração. Quanto mais duro 
for o material da peça, menor será a penetração da ponta da máquina de 
ensaios. Assim, a dureza pode ser compreendida como a resistência à 
penetração do material. Na ferramenta de corte, a dureza pode ser associada à 
resistência à penetração do cavaco na superfície de saída da ferramenta durante 
a usinagem. Se o material da peça for mais duro que o material da ferramenta 
de corte, a usinagem será praticamente impossível. Por outro lado, um material 
muito duro também pode apresentar características de fragilidade, e a 
ferramenta pode quebrar durante a usinagem. Para evitar a quebra, a ferramenta 
deve ter capacidade de absorver energia, propriedade denominada de 
tenacidade. A propriedade da tenacidade pode ser estudada através de um 
ensaio de tração, que pode ser observado na figura a seguir: 
 
 
4 
Figura 2 – Ensaio de tração 
 
No ensaio de tração, um corpo de prova sofre esforços de tração na 
direção vertical e a sua deformação é medida com o auxílio de um extensômetro. 
Com esse monitoramento, é possível traçar um gráfico da tensão versus 
deformação. A área abaixo da curva representa a tenacidade do material. 
Quanto maior a tenacidade, maior a capacidade de resistir à deformação antes 
da ruptura. 
Uma ferramenta de corte deve ser dura o suficiente para resistir à 
penetração no material da peça e tenaz o suficiente para resistir aos esforços de 
usinagem abaixo do seu limite de ruptura. 
Um dos principais problemas das ferramentas de corte utilizadas para 
usinagem é que as características de dureza e tenacidade geralmente são 
opostas. Na medida em que a dureza aumenta, reduz-se a tenacidade e vice-
versa. 
Os fabricantes buscam desenvolver ferramentas que apresentem tanto a 
dureza quanto a tenacidade adequadas ao tipo de operação de usinagem. Além 
disso, podemos citar que alguns processos vão necessitar de ferramentas com 
outras propriedades, tais como: resistência ao desgaste por atrito, resistência à 
compressão, estabilidade química e boa relação custo x benefício. 
 
 
 
5 
TEMA 2 – MATERIAIS UTILIZADOS NA FABRICAÇÃO DE FERRAMENTAS DE 
CORTE 
As ferramentas de corte podem ser fabricadas em diversos materiais. O 
que vai indicar o melhor material é um conjunto de condições, determinado com 
base na experiência prática dos processos de usinagem. Em geral, os 
fabricantes de ferramentas têm essa experiência prática e podem auxiliar no 
desenvolvimento dos processos de usinagem. 
Gráfico 1 – Tipos de materiais: tenacidade e dureza 
 
Fonte: Mitsubishi Materials, 2015. 
Várias ferramentas são feitas de um metal denominado aço rápido (do 
termo inglês High Speed Steel – HSS), de alta tenacidade e capaz de realizar 
operações de usinagem em baixas velocidades de corte, até 35m/min. Os aços 
rápidos mantém sua dureza até 600°C. A partir dessa temperatura, as 
ferramentas de aço rápido perdem drasticamente a sua dureza, o que justifica 
sua aplicação somente em operações com baixas velocidades de corte. 
Esse tipo de material permite a afiação da ferramenta, obtendo-se arestas 
de corte que podem ser reconstruídas após o desgaste. 
O metal duro é um material que foi desenvolvido na Alemanha na década 
de 1920. Também é conhecido por widia, do termo alemão wie diamond, que 
significa, literalmente, duro como diamante. O processo de fabricação do metal 
 
 
6 
duro é conhecido como “metalurgia do pó”, no qual minúsculas partículas de 
carboneto de tungstênio (WC), cobalto (Co), carboneto de titânio (TiC), 
carboneto de tântalo (TaC) e carboneto de nióbio (NbC) são misturadas e 
prensadas. 
Esse material prensado vai para um forno de aquecimento onde ocorre a 
fusão de alguns dos elementos. Esse processo é chamado de sinterização, e os 
elementos fundidos preenchem os espaços vazios entre os carbonetos 
metálicos. O resultado é um material composto de três fases específicas, 
conforme podemos observar na figura a seguir: 
Figura 3 – Metal duro 
 
 A fase alfa é composta basicamente por carboneto de tungstênio (WC), 
a fase beta, basicamente por cobalto (Co) e a fase gama é formada por outros 
carbonetos (TiC, TaC e NbC). 
Com a associação dessas fases, é possível obter ferramentas de metal 
duro com elevada dureza e ductilidade, possibilitando a usinagem em 
velocidades de até 300 m/min. 
Além disso, as ferramentas também podem receber coberturas de outros 
materiais através de processos físicos e químicos. Assim, podemos associar, por 
exemplo, a tenacidade do metal duro com a estabilidade química e térmica do 
óxido de alumínio, conforme ilustrado na figura a seguir. 
 
 
 
7 
Figura 4 – Camadas de revestimento em ferramenta 
 
 Fonte: Sandvik Coromant, 2015. 
As camadas de revestimento são bem finas, com espessura de poucos 
micrômetros, aplicadas diretamente sobre a superfície das ferramentas. Esse 
tipo de associação pode resultar em ferramentas com mais de uma propriedade 
básica, melhorando as condições do corte do material da peça durante a 
usinagem. 
Há, também, ferramentas de diamante sintético e nitreto cúbico de boro 
(CBN), obtidos sinteticamente em monocristais de até 8 mm de comprimento. 
São materiais ultraduros, com resistência que chega a 7 Gpa, e resistem a 
temperaturas da ordem de 2000°C. Sua aplicação é reservada à usinagem de 
fino acabamento em peças de materiais abrasivos. 
Se você for o profissional que vai decidir sobre as ferramentas da 
empresa, recomendamos que consulte os fabricantes e verifique quais são as 
opções disponíveis para executar a usinagem. Compare as diferentes 
características, estabeleça um critério de escolha e avalie a melhor relação custo 
x benefício. Isso deverá indicar a ferramenta mais adequada ao seu processo de 
usinagem. 
TEMA 3 – TIPOS DE DESGASTE NAS FERRAMENTAS DE USINAGEM 
Durante a usinagem, a ferramenta está submetida a elevadas forças e 
temperaturas, além do atrito decorrente da passagem do cavaco. Desta forma, 
a realização da usinagem resulta no desgaste da ferramenta, que pode ser 
relacionado com a perda progressiva de sua capacidade de corte. 
 
 
8 
As principais áreas de desgaste estão localizadas na ponta da ferramenta 
de corte, conforme podemos observar na seguinte figura: 
Figura 5 – Áreas de desgaste na ferramenta de corte 
 
Fonte: Adaptado de Machado et al., 2009, p. 247. 
A superfície de saída, indicada pela letra A, é a região da ferramenta onde 
ocorre o deslizamento do cavaco. As superfícies de folga evitam o contato da 
lateral da ferramenta e favorecem o contato apenas da aresta de corte (indicada 
pela letra B) com a peça. No final da aresta de corte, indicada pela letra C, ocorre 
o desgaste de entalhe. E a letra D indica a região do desgaste frontal da 
ferramenta. O raio de ponta é a região da ferramenta responsável pela produção 
da rugosidade superficial da peça. 
Na medida em que essas regiões vão sofrendo desgaste devido à 
usinagem, ocorre o aumento da pressão e da temperatura, implicando maiores 
forças, e a ferramenta perde a sua capacidade de corte.