PROCESSOS DE USINAGEM

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1) Grandezas físicas no processo de corte; geometria das ferramentas de corte;
Grandezas físicas no processo de corte
A definição das grandezas físicas no processo de corte é essencial para o estudo da usinagem, visto que o princípio utilizado em toda máquina-ferramenta para se alcançar a superfície desejada é providenciar um movimento adequado entre peça e ferramenta, pois os processos de usinagem necessitam de um movimento relativo entre a peça e a ferramenta. 
Adota-se como ponto de referencia um ponto genérico da aresta cortante.
Como grandezas físicas no processo de corte temos:
a) Movimentos: movimentos entre ferramenta e peça durante a usinagem permitem a ocorrência do processo de usinagem. Por convenção, se supõe a peça parada e todo movimento é entendido como sendo realizado pela ferramenta, são, portanto, movimentos relativos. Os movimentos podem ser de dois tipos: que causam diretamente a saída de cavaco (promovem a remoção de material, gerando cavacos) e os que que não tomam parte direta na formação do cavaco. Ambos os movimentos tem sua importância, pois estão associados a eles os tempos, que somados, resultam no tempo total de fabricação.
Temos então uma subclassificação:
· Movimentos que causam diretamente a saída de cavaco:
	- Movimento de corte: movimento realizado entre ferramenta e peça sem a ocorrência do movimento de avanço, que provoca a remoção do cavaco durante uma única volta ou curso.
	- Movimento de avanço: movimento realizado entre ferramenta e peça, que, juntamente com o movimento de corte, origina a remoção contínua ou repetida do cavaco durante várias rotações ou cursos.
	- Movimento efetivo: movimento resultante dos movimentos de avanço e de corte, realizados de forma simultânea.
· Movimentos que não tomam parte direta na formação do cavaco:
- Movimento de aproximação: movimento da ferramenta em direção à peça, com a finalidade de posicioná-la para iniciar a usinagem.
	- Movimento de ajuste: movimento entre a ferramenta e a peça para determinar a espessura do material a ser removida.
- Movimento de correção: movimento entre a ferramenta e a peça, utilizado para compensar alterações do posicionamento que podem ocorrer durante o processo, como o desgaste de ferramenta, variações térmicas, deformações plásticas, etc.
	- Movimento de recuo: movimento da ferramenta pelo qual ela, após a usinagem, é afastada da peça.
Todos esses movimentos possuem direções, sentidos (são aqueles resultantes quando se considera a peça parada e a ferramenta realizando todo o movimento), velocidades e percursos.
Figura 1 – Cinemática Geral dos Processos de Usinagem
Fonte: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
b) Direções dos movimentos: a todos estes movimentos são associadas as direções, que são as direções instantâneas.
- Direção de Corte: direção instantânea do movimento de corte. 
- Direção de Avanço: direção instantânea do movimento de avanço.
- Direção Efetiva: direção instantânea do movimento efetivo de corte.
Na sequência, Figuras que mostram as direções para torneamento, furação e fresamento tangencial discordante:
Figura 2 – Direção dos movimentos de corte, avanço e efetivo de corte no torneamento
Fonte: Material Prof. Renato Goulart Jasinevicius (internet)
Figura 3 – Direção dos movimentos de corte, avanço e efetivo de corte na furação
Fonte: Material Prof. Renato Goulart Jasinevicius (internet)
Figura 4 – Direção dos movimentos de corte, avanço e efetivo de corte no fresamento
Fonte: Material Prof. Renato Goulart Jasinevicius (internet)
c) Percurso da ferramenta de corte: são considerados nas direções dos movimentos durante um tempo desejado de evolução do processo.
- Percurso de Corte (: espaço percorrido sobre a peça pelo “ponto de referência” da aresta cortante segundo a direção de corte.
- Percurso de Avanço (: espaço percorrido sobre a peça pela ferramenta segundo a direção de avanço.
- Percurso Efetivo (: espaço percorrido sobre a peça, pelo “ponto de referência” da aresta cortante, segundo a direção efetiva de corte.
Abaixo uma ilustração para percursos da ferramenta na operação de fresamento tangencial discordante.
Figura 5 – Percurso de corte, percurso de avanço e percurso efetivo para o fresamento tangencial discordante
Fonte: Livro Teoria da usinagem dos materiais
d) Velocidades: as velocidades do movimento são suas velocidades instantâneas.
- Velocidade de Corte (: velocidade instantânea do ponto de referência da aresta cortante, segundo a direção e sentido de corte.d = diâmetro da peça ou da ferramenta em mm
n = número de rotações por minuto
 [m/min] sendo: 
- Velocidade de Avanço (: velocidade instantânea da ferramenta, segundo a direção e sentido de avanço.f = avanço em mm/rev
n = número de rotações por minuto
 [mm/min] sendo: 
- Velocidade efetiva de corte (: velocidade instantânea do ponto de referência da aresta cortante, segundo a direção efetiva de corte.
 [mm/min] 
A escolha das velocidades mais adequadas dependerá da operação de usinagem e dos materiais que as ferramentas e peças apresentarão. Existem também as velocidades de aproximação, ajuste, correção e de recuo, sendo que as velocidades de aproximação e recuo mesmo não tomado parte na retirada do cavaco, são importantes em maquinas comandadas numericamente.
Figura 6 – Movimentos nos processos de usinagem
Fonte: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
e) Conceitos Auxiliares: 
- Plano de trabalho (: contém as direções e corte e de avanço, passando pelo ponto de referência da aresta cortante. Nele também se realizam todos os movimentos que tomam parte na formação do cavaco. 
No plano de trabalho é possível identificar e definir os ângulos abaixo:
· Ângulo da direção de avanço (): é o ângulo entre a direção de avanço e a direção de corte.
· Ângulo da direção efetiva de corte (): é o ângulo entre a direção efetiva de corte e a direção de corte.
Normalmente é muito inferior a , logo o ângulo é desprezível, ou seja, 
Na operação de rosqueamento, não é desprezível, pois que a diferença entre as velocidades citadas é menor, visto que representa o ângulo de inclinação da rosca.
Temos a equação com base na Figura 8:
Figura 7 – Plano de trabalho, ângulo da direção de avanço e ângulo da direção efetiva de corte no torneamento
Fonte: Livro Teoria da usinagem dos materiais
Figura 8 – Plano de trabalho, ângulo da direção de avanço e ângulo da direção efetiva de corte no fresamento tangencial concordante
Fonte: Livro Teoria da usinagem dos materiais
- Superfícies em usinagem: são as geradas na peça pela ferramenta. As superfícies de corte que permanecem na peça constituirão as superfícies trabalhadas, logo é importante saber diferenciá-las, são elas:
· a superfície em usinagem principal: gerada pela aresta principal de corte;
· a superfície em usinagem secundária: gerada pela aresta secundária de corte.
Figura 9 – Superfície em usinagem principal e secundária
Fonte: Livro Teoria da usinagem dos materiais
f) Grandezas de corte: 
São as grandezas que devem ser ajustadas na máquina, direta ou indiretamente, para a retirada do cavaco, são elas:
- Avanço : é o percurso de avanço em cada volta ou em cada curso. Para ferramentas qie possuem mais de um dente, como exemplo a fresa, diferencia-se o avanço por dente :
· Avanço por dente : é o percurso de avanço de cada dente, medido na direção do avanço da ferramenta. Ele pode ser dividido em:
· Avanço de corte: é a distância entre duas superfícies de corte consecutivas, medidas no plano de trabalho e perpendicular a direção de corte.
· Avanço efetivo de corte: é a distância entre duas superfícies de corte consecutivamente formadas, medida no plano de trabalho e perpendicular a direção efetiva de corte.
 [mm/rev] sendo z = número de dentes
 [mm/dente]
 [mm/dente]
Figura 10 – Avanço por dente, c avanço por corte e avanço efetivo de corte no fresamento tangencial discordante
Fonte: Livro Teoria da usinagemdos materiais
- Profundidade ou largura de usinagem : é a profundidade ou largura de penetração da ferramenta na peça, medida em uma direção perpendicular ao plano de trabalho. A partir desta, temos:
· Penetração de trabalho : é a penetração da ferramenta em relação á peça, medida no plano de trabalho e em uma direção perpendicular a direção de avanço.
· Penetração de avanço : é a grandeza de penetração da ferramenta medida no plano de trabalho e na direção de avanço.
Figura 11 – Profundidade ou largura de usinagem, penetração de trabalho e de avanço no fresamento tangencial discordante
Fonte: Livro Teoria da usinagem dos materiais
g) Grandezas relativas ao cavaco: 
São derivadas das grandezas de corte e obtidas através de cálculo. Não são idênticas as obtidas através da medição do cavaco. 
- Largura de corte (b): é a largura da seção transversal de corte a ser retirada, medida na superfície de usinagem, segundo a direção normal à direção de corte. Em ferramentas com aresta cortante retilínea a sem curvatura na ponta tem-se:
 [mm] sendo = ângulo da posição da aresta principal de corte
Figura 12 – Grandezas relativas ao cavaco para arestas de corte retilíneas
Fonte: Livro Teoria da usinagem dos materiais
- Espessura de corte (h): é a espessura calculada na seção transversal de corte a ser retirada e medida normalmente à superfície de corte e segundo a direção perpendicular à direção de corte. Em ferramentas com aresta cortante retilínea e sem curvatura da ponta, tem-se:
 [mm] 
- Seção transversal de corte (A): é a área calculada na seção transversal de um cavaco a ser retirado, medida no plano normal à direção de corte.
 [mm2] 
 [mm2] 
Pode-se definir também:
- Largura efetiva de corte (): é a largura calculada da seção transversal efetiva de corte
a ser retirado, medido na superfície de corte segundo a direção normal a direção efetiva de corte.
 [mm] 
- Espessura efetiva de corte (): é a espessura calculada do cavaco a ser retirado, medida normalmente a superfície de corte e segundo a direção perpendicular a direção efetiva de corte.
 [mm] 
- Área de seção efetiva de corte : é a área calculada da seção do cavaco a ser retirado, medida em um plano normal a direção efetiva de corte. Na maioria dos casos, para ferramentas de ponta, tem-se:
 [mm2] 
 [mm2] 
Geometria das ferramentas de corte 
Definições:
A geometria da ferramenta de corte é muito importante para garantir o alto desempenho na usinagem. Para garantir êxito na operação, independendo do material utilizado, a geometria deve ser preparada adequadamente. Ela é capaz de influenciar na vida útil da ferramenta, na formação e evacuação do cavaco, forças de corte, na estabilidade, na segurança e na qualidade final do trabalho. A boa geometria do corte é um ajuste em que a formação de cavacos ocorre de maneira correta sem muito esforço.
A geometria da ferramenta de corte exerce influência, aliado a outros fatores na usinagem dos metais. É necessário definir a ferramenta através dos ângulos da “cunha” para cortar o material, sendo a cunha cortante a parte da ferramenta na qual o cavaco se origina, através do movimento relativo entre a ferramenta e a peça. As arestas que limitam a cunha cortante são chamadas arestas de corte, que podem ser retilíneas, curvilíneas ou angulares.
Algumas definições são necessárias para a determinação dos ângulos da cunha cortante de uma ferramenta de usinagem:
- Superfície de Saída (: é a superfície da cunha de corte sobre a qual se forma o cavaco e por onde este desliza. 
- Superfície de folga (: são as superfícies da ferramenta que defrontam com as superfícies de corte, são também chamadas superfícies de incidência, ou seja, superfície que determina a folga entre a ferramenta e a superfície de usinagem. É dividida em:
· Superfície principal de folga (
· Superfície secundária de folga 
- Arestas de corte: intersecção das superfícies de saída e de folga.
· Aresta principal de corte (S): é a aresta de corte cuja cunha de corte correspondente indica a direção de avanço no plano de trabalho.
· Aresta secundária de corte (S’): é a aresta de corte, cuja cunha de corte correspondente não indica a direção de avanço (indica a direção contrária da direção de avanço) no plano de trabalho.
· Pontas de Corte: é a ponta na qual se encontram a aresta principal e a secundária de corte de uma mesma superfície de saída, sendo que o ponto de corte escolhido serve como referência para determinar as superfícies e os ângulos da cunha de corte, logo estes conceitos se referem ao ponto arbitrário da ferramenta, o ponto de corte escolhido ou o ponto de referência.
Figura 13 – Cunha de corte da ferramenta
Fonte: Material URI Campos de Erechim (internet)
Figura 14 – Elementos de uma cunha de corte de uma ferramenta de tornear
Fonte: Material URI Campos de Erechim (internet)
Figura 15 – Elementos de uma cunha de corte de uma fresa frontal
Fonte: Material URI Campos de Erechim (internet)
Figura 16 - Elementos de uma cunha de corte de uma broca helicoidal
Fonte: Material URI Campos de Erechim (internet)
Sistemas de Referência: 
Utilizado para determinar os ângulos na cunha de corte. Normalmente emprega-se dois sistemas para o estudo dos ângulos da ferramenta e dos ângulos efetivos ou de trabalho, são eles:
- Sistema de referência da ferramenta: é estático, isto é, considera a ferramenta parada. É um sistema necessário para a determinação da geometria da cunha de corte da ferramenta e interessa ao desenho (projeto), fabricação (execução) e controle da ferramenta.
- Sistema efetivo de referência: é dinâmico, isto é, considera a ferramenta movendo-se no seu trabalho de usinagem junto a peça, ou seja, é um sistema necessário para a determinação da geometria de corte da ferramenta durante o processo de usinagem.
Escolhido o sistema de referencia a ser utilizado, pode-se identificar os planos e ângulos das ferramentas.
Planos de referencia
Os principais planos (passam pelo ponto de corte escolhido) localizados no sistema de referência da ferramenta são:
- Plano de referência da ferramenta (: é o plano perpendicular à direção admitida de corte. Nas ferramentas de para torneamento, o plano de referencia é paralelo à superfície de apoio do cabo e nas ferramentas de fresamento ou furação, o plano contem o eixo de rotação das ferramentas.
- Plano de corte:
· Plano de corte principal da ferramenta (): é tangente à aresta de corte e perpendicular ao plano de referência da ferramenta.
· Plano de corte secundário da ferramenta : é tangente à aresta secundária de corte e perpendicular ao plano de referência da ferramenta
- Plano ortogonal da ferramenta () ou Plano de Medida: é perpendicular aos planos de referência e de corte da ferramenta.
- Plano admitido de trabalho (): é perpendicular ao plano de referência e paralelo à direção admitida de avanço.
Outros planos também definidos no sistema de referência da ferramenta: plano dorsal da ferramenta (, plano normal à aresta de corte , plano ortogonal à superfície de saída e plano ortogonal à superfície de folga .
Figura 17 - Vistas em perspectiva dos planos localizados no sistema de referência da ferramenta
Fonte: Material UFSC- Aula7(internet)
Ângulos do sistema de referência da ferramenta
Os ângulos da cunha cortante servem para determinar a posição e a forma da cunha de corte e são agrupados de acordo com o plano no qual estão localizados.
- Ângulos medidos no plano de referência:
· Ângulo de posição (: é o ângulo entre o plano de corte e o plano de trabalho, medido no plano de referência. Controla o comprimento atuante na aresta de corte da ferramenta (ângulo pequeno = cavaco fino e maior força de corte). O ângulo de posição é sempre positivo e situa-se forma da cunha de corte, de forma que seu vértice indica a ponta de corte.
· Ângulo de posição lateral/secundário : é o ângulo entre o plano de cortelateral/secundário e o plano de trabalho
· Ângulo de ponta (: é o ângulo entre os planos de corte correspondentes (planos de corte e de medida) medido no plano de referência.
Ângulos medidos no plano de referência são suplementares, logo: 
Figura 18 - xxxx
 
Fonte: Material UFSC- Aula7(internet)
Figura 19 - xxxxx
Fonte: Material UFSC- Aula7(internet)
- Ângulos medidos no plano de corte:
· Ângulo de Inclinação é o ângulo entre a aresta de corte e o plano de referência, medido no plano de corte. O ângulo de inclinação situa-se sempre de forma que o seu vértice indique a ponta de corte. É positivo quando a interseção de um plano paralelo ao de referência com o plano de corte fica fora da cunha cortante. A ponta de corte adianta-se em relação aos outros pontos da aresta cortante, no sentido da velocidade de corte.
Figura 20 – Ângulo de inclinação da aresta de corte da ferramenta
Fonte: Material Prof. Renato Goulart Jasinevicius (internet)
Figura 21 – Ângulo de inclinação medidos
Fonte: Material UFSC- Aula7(internet)
- Ângulos medidos no plano de medida da cunha cortante (ortogonal):
· Ângulo de Folga (): é o ângulo entre a superfície de folga e o plano de corte, medido no plano de medida de medida/ortogonal. O ângulo de folga é positivo quando o plano de corte da ferramenta ficar fora da cunha de corte.
· Ângulo de Cunha (): é o ângulo entre a superfície de folga e a superfície de saída, medido no plano de medida/ortogonal. 
· Ângulo de Saída (): é o ângulo entre a superfície de saída e o plano de referência, medido no plano de medida/ortogonal. O ângulo de saída é positivo quando o plano de medida/ortogonal ficar fora da cunha de corte. 
Figura 22 – Ângulos medidos no plano de medida (ortogonal)
Fonte: Geocities.ws (internet)
Figura 23 - Ângulos medidos no plano de medida (ortogonal)
Fonte: Geocities.ws (internet)
Figura 24 – Geometria da Ferramenta
Fonte: Geocities.ws (internet)
Figura 25 – Geometria da Ferramenta
Fonte: Geocities.ws (internet)
Figura 26 – Geometria da ferramenta de tornear
Fonte: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Outros atributos da cunha cortante:
- Raio de ponta (: determina com o ângulo de ponta, a resistência mecânica da ponta da ferramenta de corte e também tem grande influência sobre a rugosidade da peça. Em geral, o raio de ponta varia de 0,2 a 2,4 mm, para valores elevados do raio de ponta garantem maior resistência à ponta da ferramenta, em contrapartida há um maior contato entre ferramenta e peça, o que provoca o aumento da força passiva.
- Raio de cunha (: finalidade de proteger a cunha cortante, que não poderá ser aguda, pois há o risco de se quebrar. Valores elevados do raio de cunha tendem a provocar a elevação da força na direção de avanço, por isso, os raios são acrescentados por processos de arredondamento fino das arestas, conhecidos como honning (ou brunirnento).
- Quebra cavacos: é uma alteração na geometria da ferramenta cuja principal finalidade é provocar a fratura periódica do cavaco.
Influência da Geometria da Ferramenta
- = angulo de folga, reduz o atrito entre a superfície de folga e a peça e melhora a estabilidade da aresta de corte.
Figura 27 – Influência do ângulo de folga
Fonte: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
- = angulo de saída, determinado em função do material da peça, melhora a formação do cavaco, melhora a superfície gerada na peça, reduz a força de corte (trabalho de dobramento do cavaco), facilita o escoamento do cavaco sobre a face.
Figura 28 - Influência do ângulo de saída
Fonte: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
- = angulo de ponta, aumenta a resistência mecânica da ferramenta, pois materiais de difícil corte exercem maior pressão próxima ao gume de corte e, por isso, exigem uma ponta menos aguda, tais materiais provocam aquecimento maior na região mais próxima à quina da ferramenta e = área de dissipação de calor maior e resistência da ferramenta maior.
Figura 29 - Influência do ângulo de ponta
Fonte: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
- = angulo de posição, controla o choque de entrada da ferramenta, distribui as tensões de corte favoravelmente no início e no fim de corte, altera a espessura do cavaco e o comprimento atuante da aresta de corte, aumenta o ângulo de ponta, entre outras.
Figura 30 - Influência do ângulo de posição
Fonte: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
- = ângulo de inclinação, para ângulo de inclinação negativo o processo de usinagem pode ser estabilizado, porque o início do corte da ferramenta não se dá na quina e sim em direção à parte central do gume, tem-se uma solicitação adequada, evitando-se o perigo da quebra do gume em decorrência de uma solicitação excessiva. Ângulo de inclinação também influencia o sentido e direcionamento da saída do cavaco, ângulo de inclinação negativo direciona o cavaco sobre a superfície já usinada da peça e, com isso, a qualidade da superfície usinada pode piorar.
De forma geral, temos:
Figura 31 – Influencia da geometria da ferramenta
Fonte: Geocities.ws (internet)
Figura 32 - Influencia da geometria da ferramenta
Fonte: Geocities.ws (internet)
2) Princípios de formação do cavaco e interface cavaco-ferramenta; força, pressão específica e potência de usinagem;
Princípios de formação do cavaco 
O cavaco é uma porção de material da peça retirada pela ferramenta, caracterizando-se por apresentar forma irregular, conforme Figura abaixo:
Figura 33 – Região de formação do cavaco
Fonte: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Figura 34 – Regiões de formação do cavaco
Fonte: Geocities.ws (internet)
A formação do cavaco influencia diversos fatores ligados a usinagem, como exemplo: desgaste da ferramenta, esforços de corte, calor gerado na usinagem, penetração do fluido de corte, entre outros. Estão envolvidos em seu processo de formação alguns aspectos, entre eles estão o econômico, a qualidade da peça, a segurança do operador, a utilização adequada da máquina.
Dentre os fatores que influenciam na formação dos cavacos, tem-se: material da ferramenta (resistência do desgaste, atrito na superfície de saída), geometria da ferramenta (ângulo de saída, ângulo de posição, ângulo de inclinação, raio de ponta), fluído de corte (emulsão, óleo de corte), material da peça (tenacidade, resistência, microestrutura), maquina-ferramenta (características, estáticas e dinâmicas), quebra cavacos (postiço, sinterizado, usinado), parâmetros de corte (avanço, profundidade, velocidade).
A formação do cavaco é um processo cíclico, dividido em quatro etapas: 
1) Recalque (deformação elástica): Uma pequena porção de material é recalcada (sobre deformações elásticas e plásticas) contra a superfície de saída da ferramenta;
2) Deformação plástica: A deformação plástica aumenta até que as tensões de cisalhamento sejam suficientemente grandes, causando deslizamento (sem que haja perda de coesão) entre a porção recalcada e a peça (sem ruptura do material);
3) Ruptura (cisalhamento): Continuando a penetração da ferramenta, ocorre a ruptura total ou parcial do cavaco, acompanhando o plano de cisalhamento e dependendo da ductilidade do material e das condições de usinagem.
4) Movimento sobre a superfície de saída da ferramenta: A porção de material rompida escorrega sobre a superfície de saída da ferramenta. Enquanto isso, nova porção do material está se formando e cisalhando, a qual ir também escorregar sobre a superfície de saída da ferramenta, repetindo o fenômeno.
No mecanismo de formação do cavaco, nas condições normais, o corte dos metais envolve o cisalhamento concentrado ao longo de um plano chamado plano de cisalhamento, tem-se que o ângulo entre o plano de cisalhamento e a direção de corte é chamado de ângulo de cisalhamento (Ø) e quanto maior a deformação do cavaco sendo formado, menor será Ø e maior será o esforço de corte.
Figura 34 – Processo de Corte
Fonte: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Pelas primeiras observações do mecanismo de formação de cavacos tem-se a idealizaçãode um modelo simplificado, comparando-se as lamelas a um "baralho de cartas", inicialmente publicado por Piispanen, em 1937, e ilustrado na Figura 3.2 (FERRARESI, 1977).
Figura 35 – Mecanismo de formação de cavaco
Fonte: Nucleo de Manufatura Avançada-USP
Figura 36 – Modelo de Piispanen para a formação de cavacos, com as lamelas semelhantes a um “baralho de cartas” (PIISPANANEN, 1937)
Fonte: Nucleo de Manufatura Avançada-USP
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, abaixo figura com exemplos de corte ortogonal, sendo a primeira de usinagem de peça preparada e a segunda usinagem de um tubo.
Figura 37 – Exemplos de corte ortogonal 
Fonte: Material URI Campos de Erechim (internet)
Para o 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.
Figura 38 – Exemplos de corte ortogonal em processos de torneamento e de fresamento.
Fonte: Nucleo de Manufatura Avançada-USP
Outras simplificações são admitidas, as quais permitem um tratamento matemático simplificado do corte ortogonal:
- 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.
Para o modelo da Figura abaixo, considere um volume de metal representado pela secção “klmn” movendo-se em direção à cunha cortante:
Figura 39 – Modelo para mecanismo de formação de cavacos em corte ortogonal
Fonte: Nucleo de Manufatura Avançada-USP
Tipos de Cavacos
Os cavacos podem ser classificados como:
- Quanto ao tipo:
· 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. A velocidade de corte deve ser alta o suficiente para evitar a formação da aresta postiça.
· Parcialmente contínuo (cisalhamento): tipo intermediário entre os contínuos e os descontínuos, no qual a trinca se propaga parcialmente pela extensão do plano de cisalhamento.
· Descontínuo (ruptura): é o tipo é mais comum na usinagem de materiais frágeis, como bronze e os ferros fundidos cinzentos, os quais não são capazes de suportar grandes deformações sem fratura.
· Segmentado: ocorre na usinagem de aços endurecidos, aços inoxidáveis, ligas de titânio e ligas de níquel. Caracterizado por grandes deformações continuadas em estreitas bandas entre segmentos com pouca ou quase nenhuma deformação nos seus interiores.
· 
Figura 40 – Tipos de cavacos segundo a classificação mais simples
Fonte: Nucleo de Manufatura Avançada-USP
Figura 41 – Cavaco segmentado
Fonte: Nucleo de Manufatura Avançada-USP
- Quanto ao tipo (principais formas):
· Em fita
· Helicoidal
· Espiral
· Em lasca ou em pedaço
Figura 42 – Formas principais do cavaco
Fonte: Ferraresi
A norma ISO[17], apresenta uma classificação mais detalhada da forma dos cavacos:
Figura 43 – Formas de cavacos produzidos na usinagem de metais
Fonte: Nucleo de Manufatura Avançada-USP
O material da peça é o principal fator a influenciar a forma dos cavacos, assim como o tipo de cavacos. 
Nas figuras 44 e 45, tem-se a classificação dos cavacos quanto a sua forma e utilização. Com relação ao cavaco em fita, por exemplo, há uma serie de inconveniências, dentre elas: pode ocasionar acidentes, visto que eles se enrolam em torno da peça, da ferramenta ou dos componentes da máquina e Possíveis danos à ferramenta e à peça; Dificulta o transporte e manuseio, devido ao grande volume que ele ocupa e prejudica o corte, podendo afetar o acabamento, as forças de corte e a vida útil das ferramentas.
Figura 44 - Classificação dos cavacos quanto a sua forma e utilização
Fonte: Material Grima – UFSC (internet)
Figura 45 - Classificação dos cavacos quanto a sua forma e utilização
Fonte: Material Grima – UFSC (internet)
Em geral, no que se refere aos parâmetros de corte, um aumento na velocidade de corte, uma redução no avanço, ou um aumento no ângulo de saída, tendem a produzir cavacos em fitas (ou contínuos, quanto ao tipo). O avanço é o parâmetro mais influente, seguido da profundidade de corte, afetando a forma do cavaco. Abaixo, a figura 46 mostra como as formas de cavaco são afetadas pelo avanço e pela profundidade de corte.
Figura 46 - Efeito do avanço e da profundidade de corte na forma dos cavacos
Fonte: Nucleo de Manufatura Avançada-USP
Quebra-cavaco: 
Apesar das condições de corte poderem ser escolhidas para evitar ou pelo menos reduzir a tendência de formação de cavacos longos em fita (contínuo ou cisalhado), até o momento, o método mais efetivo e popular para produzir cavacos curtos é o uso de dispositivos que promovem a quebra mecânica deles, que são os quebra-cavacos. Na Figura 47, temos os tipos mais comuns de quebra-cavaco, sendo quebra-cavaco fixado mecanicamente; quebra-cavaco usinado diretamente na ferramenta; quebra-cavaco em pastilha sinterizada, respectivamente.
Figura 47 – Tipos mais comuns de quebra cavaco
Fonte: Geocities.ws (internet)
A velocidade de corte tem influência na quebra do cavaco, pois em baixas velocidades de corte os cavacos geralmente apresentam boa curvatura, quebrando com facilidade e quando as velocidades aumentam, no caso de materiais dúcteis, pode haver maior dificuldade para a quebra. Verifica-se também que a profundidade de usinagem apresenta influencia na quebra do cavaco, visto que grandes profundidades de usinagem facilitam a quebra do cavaco e a relação entre o raio da ponta da ferramenta e a profundidade de usinagem influencia na quebra do cavaco:
 pequeno = dificuldade na quebra
 grande = facilidade na quebra
Figura 48 – Influencia da profundidade de usinagem na quebra do cavaco
Fonte: internet
Existem algumas vantagens para o uso do quebra-cavaco, entre elas estão:
- Redução de transferência de calor para a ferramenta por reduzir o contato entre o cavaco e ferramenta; 
- Maior facilidade de remoção dos cavacos; 
- Menor riscos de acidentes para o operador; 
- Obstrução menor ao direcionamento do fluido de corte sobre a aresta de corte da ferramenta.
Controle do cavaco:
Pode-se provocar mudanças na forma do cavaco sob diferentes maneiras: 
- Alterando as condições de usinagem; 
- Dando uma forma especial à superfície de saída da ferramenta; 
- Colocando os elementos adicionais na superfície de saída.
A Figura 46, mostra a variação da forma do cavaco em função do avanço e da profundidade de corte.
Com relação aos problemas relacionados à forma do cavaco:
- Segurança do operador;
- Possíveis danos à ferramenta e à peça; 
 - Dificuldades de manuseio e armazenagem do cavaco e
 - Forças de corte, temperatura e vida da ferramenta.
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.
Interface cavaco-ferramenta
Força, pressão específica e potência de usinagem
3) Materiais para ferramentas de corte; desgaste e mecanismos de desgaste; vida da ferramenta; fluido de corte; integridade superficial.
Materiais: http://sites.poli.usp.br/d/pmr2202/arquivos/aulas/PMR2202-AULA%20RS1.pdf - pag. 35
Desgaste: http://sites.poli.usp.br/d/pmr2202/arquivos/aulas/PMR2202-AULA%20RS1.pdf - pag.57
Mecanismos de desgaste:
http://sites.poli.usp.br/d/pmr2202/arquivos/aulas/PMR2202-AULA%20RS1.pdf - pag. 63
Vida da ferramenta:
http://sites.poli.usp.br/d/pmr2202/arquivos/aulas/PMR2202-AULA%20RS1.pdf - pag. 68
Fluidos de corte: http://sites.poli.usp.br/d/pmr2202/arquivos/aulas/PMR2202-AULA%20RS1.pdf - pag. 70
4) Estudo de processos: torneamento, fresamento, furação, alargamento, rosqueamento, mandrilhamento, brochamento, retificação e processos não convencionais de usinagem (eletroerosão).
a) Torneamento: Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de superfícies de revolução com auxílio de uma ou mais ferramentas monocortantes.
· Torneamento retilíneo;
· Torneamento cilíndrico; 
· Torneamento cônico; 
· Torneamento radial; 
· Perfilamento. 
· Torneamento curvilíneo;
FIGURAS.....
b) Fresamento: Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de superfícies quaisquer com o auxílio de ferramentas geralmente multicortantes.
• Operações: 
– Fresamento Cilíndrico tangencial; 
– Fresamento Frontal; 
– A casos que os dois tipos de fresamento comparecem simultaneamente; 
– Fresamento Composto;
c) Furação: Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de um furo geralmente cilíndrico numa peça, com auxílio de uma ferramenta geralmente multicortante. Para isso, a ferramenta ou a peça giram e simultaneamente a ferramenta ou a peça se deslocam segundo uma trajetória retilínea.
• Operações: 
– Furação Cheia; 
– Escalonamento; 
– Furação escalonada;
 – Furação de centros; 
– Trepanação.
FIGURAS.....
d) Alargamento: Processo mecânico de usinagem destinado ao desbaste ou ao acabamento de furos cilíndricos ou cônicos, com auxílio de ferramenta geralmente multicortante.
FIGURAS.....
e) Rosqueamento: Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de filetes, por meio da abertura de um ou vários sulcos helicoidais de passo uniforme, em superfícies cilíndricas ou cônicas de revolução.
• Operações: 
– Roscamento interno ; 
– Roscamento externo.
f) Mandrilhamento: Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de superfícies de revolução com auxílio de uma ou várias ferramentas.
• Operações: 
– Mandrilamento cilíndrico; 
– Mandrilamento Radial; 
– Mandrilamento Cônico; 
– Mandrilamento de superfícies especiais;
g) Brochamento: Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de superfícies quaisquer com auxílio de ferramentas multicortantes.
• Operações: 
– Brochamento interno ; 
– Brochamento externo.
h) Retificação: Processo de usinagem por abrasão destinado à obtenção de superfícies com auxílio de ferramenta abrasiva de revolução.
• Operações:
 – Retificação tangencial: 
• Retificação cilíndrica; 
• Retificação cônica; 
• Retificação de perfis; 
• Retificação tangencial plana; 
• Retificação cilíndrica sem centros; 
– Retificação frontal;
i) Processos não convencionais de usinagem (eletroerosão):
AZUL - file:///C:/Users/anna/Downloads/PROC.%20USINAGEM.pdf
VERMELHO: http://mecanicadefabricar.blogspot.com/2015/10/movimentos-grandezas-e-geometria-da.html