Trabalho processos mecanicos- usinagem

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UNIVERSIDADE PAULISTA-UNIP 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECANICA 
 
 
 
 
MARCO ANTONIO NOGUEIRA GODINHO 
RA: D76IIF-3 
Turma:EM6P34 
 
 
 
 
 
 
Processos mecânicos: Usinagem 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manaus-AM 
2020 
Trabalho para obtenção de nota no 2° 
 semestre na matéria de Processos 
mecânicos ministrada pela professora 
Tatiany Mafra. 
 
 
 
 
1. O que é usinagem convencional e não convencional. Dê exemplos de cada. 
R: Processos convencionais: Nos processos convencionais as operações de corte 
utilizam energia mecânica para a remoção de material da peça, principalmente, por 
cisalhamento entre a ferramenta e a peça. São divididos entre processos com 
ferramenta de geometria definida e com geometria não definida. 
Principais processos de usinagem convencional: torneamento, fresamento, furação, 
retificação, mandrilhamento, brunimento, serramento, roscamento, aplainamento, 
alargamento, rebaixamento. 
Torneamento: é o processo de usinagem onde se utiliza uma ferramenta cortante para 
se obter uma determinada superfície. A peca gira em torno do eixo principal de rotação 
da maquina e a ferramenta se desloca simultaneamente. A trajetória da ferramenta 
pode ser retilínea ou curvilínea. 
Roscamento: é um processo destinado a obtenção de filetes, per meio da abertura de 
um ou vários sulcos helicoidais de passo uniforme, em superfícies cilíndricas ou 
cônicas de revolução. A peca ou a ferramenta gira e uma delas se desloca 
simultaneamente segundo uma trajetória retilínea paralela ou inclinada ao eixo de 
rotação. Pode ser interno ou externo. 
Interno: utilizado em superfícies internas cônicas ou cilíndricas de revolução. 
Externo: utilizado em superfícies externas cônicas ou cilíndricas de revolução. 
Processos não convencionais: Nos processos não convencionais, as operações de 
corte utilizam outro tipo de energia, como, por exemplo a termoelétrica. Nesse caso, 
não são geradas marcas nas superfícies da peça e a taxa de remoção de material é 
muito menor do que nos processos convencionais. São eles: usinagem com jato de 
água, jato de água com abrasivo, ultrassom, eletroquímica, eletroerosão, laser, 
plasma e feixe de elétrons. 
Usinagem a laser: Um dos processos não-convencionais mais difundidos no mercado 
mundial é a usinagem a laser ou micro usinagem com laser. Trata-se de um processo 
térmico que possibilita a eliminação dos cavacos através de sua fusão e vaporização. 
Com a utilização de altas temperaturas, é empregado em aplicações muito 
específicas. Por exemplo, alguns fabricantes de ferramentas de corte o utilizam para 
a obtenção de determinadas geometrias na produção de ferramentas de PCD. 
Usinagem por ultrassom- A usinagem por ultrassom é considerada um processo 
de usinagem de apoio às formas mais conhecidas, como furação, torneamento e 
retificação. 
Esta tecnologia foi desenvolvida a partir da usinagem ultrassônica, processo que, por 
intermédio da vibração da ferramenta em conjunto com líquido abrasivo, consegue 
eliminar o sobremetal de peças e componentes. Segundo especialistas, uma das 
vantagens desse processo de usinagem é que pode ser aplicado tanto em materiais 
frágeis com naqueles de grande dureza, alcançando idênticos resultados. 
Costuma ser empregado na produção de peças e componentes em que é necessário 
evitar qualquer tipo de contaminação (já que evita o contato da ferramenta com a peça 
e o uso de refrigerantes), como no caso da indústria médica e odontológica. Evita 
também o excessivo acúmulo de energia. Uma evolução desse processo é a 
usinagem por ultrassom rotativa ou, em inglês, RUM - Rotatory Ultrasonic Machining. 
 
 
 
 
 
 
2. Quais são os fatores a serem ponderados na escolha de um material 
para ferramenta? 
R: Os fatores que pesam para a escolha dos materiais de ferramenta dependem da 
peça a ser usinada, como o tipo de material, condição da maquina operatriz, forma e 
dimensão da ferramenta, preço de operação, condições de usinagem e processo de 
usinagem. 
3. Quais são as principais características necessárias a um material para 
ferramenta de usinagem? 
R: Dureza, tenacidade, resistência a quente e boa estabilidade química. Porem, 
dependendo do material a ser usinado a ferramenta pode ter algumas característica 
que podem ser mais procuradas para que o trabalho seja realizado com maior 
eficiência e menos gastos. 
 
4. Quais são a classe e a faixa de sub-classe de metal duro mais adequadas para 
o torneamento em desbaste de aço carbono? Explique sua resposta. 
R: São formados pela classes (ISO) P,M,K. 
ISO P – O aço é o maior grupo de materiais na área de usinagem, variando de 
materiais sem ligas a de alta liga e incluindo aços fundidos e aços inoxidáveis ferríticos 
e martensíticos. A usinabilidade geralmente é boa, mas varia muito de acordo com a 
dureza do material, do teor de carbono etc. 
ISO M – Os aços inoxidáveis são materiais com liga com um mínimo de 12% de 
cromo. Outras ligas podem incluir níquel e molibdênio. As diferentes condições como 
ferríticos, martensíticos, austeníticos e austeníticos-ferríticos (duplex) formam a 
grande gama de materiais. Um ponto comum para todos esses tipos de materiais é 
que as arestas de corte são expostas a uma grande quantidade de calor, desgaste 
tipo entalhe e aresta postiça. 
ISO K – Ao contrário dos aços, os ferros fundidos são um tipo de material de cavacos 
curtos. Os ferros fundidos cinzentos (GCI) e os ferros fundidos maleáveis (MCI) são 
bastante fáceis de usinar enquanto que os ferros fundidos nodulares (NCI), ferros 
fundidos vermiculares (CGI) e ferros fundidos austemperados (ADI) são mais difíceis. 
Todos os ferros fundidos contêm SiC (carboneto de silício) que é muito abrasivo para 
a aresta de corte. 
Uma Sub-classe ISO P40 seria o ideal para fazer o torneamento de um aço carbono, 
já que e feito de uma material com boa tenacidade e resistência ao desgaste. 
5. Quais são os materiais utilizados na cobertura do metal duro? Qual é a 
finalidade principal de se recobrir uma ferramenta de metal duro? 
R: São utilizadas coberturas CVC ou PVD, são utilizadas para melhorar a tenacidade 
da ferramenta e aumentar a resistência ao desgaste das periferias. São utilizadas 
principalmente nas camadas de cobertura os seguintes materiais (TiC ou TiCN), 
Al2O3 e TiN.). 
6. Quais são os tipos de materiais cerâmicos para ferramentas de 
usinagem? Coloque-os em ordem crescente de tenacidade? 
R: Há duas classificações de materiais cerâmicos, que são os a base de oxido 
alumínio e o nitreto de silício. 
A base de oxido de alumínios são os matérias do tipo, cerâmica pura, cerâmica mista, 
whiskers e os a base de nitreto de silício é o Sialon. 
A ordem crescente de tenacidade- cerâmica mista, cerâmica pura, sialon, whiskers. 
7. Comente sobre as características e aplicações de cada uma das classes de 
materiais cerâmicos utilizados em ferramentas de usinagem. 
R: Ferramentas de cerâmica pura em geral são usadas em operações de acabamento 
em peças de aço endurecido ou ferros fundidos pela sua boa estabilidade química 
Ferramenta de cerâmica mista, torneamento de aços endurecidos de superfícies lisas, 
tem uma boa estabilidade química para não agredir a peça e uma boa resistência a 
choques térmicos. 
Ferramenta whiskers, utilizado geralmente no torneamento de aços endurecidos com 
superfícies interrompidas pelas suas características de ter uma boa tenacidade, 
dureza quente e a choques térmicos. 
Ferramentas Sialon, boas em fresamento de ferros fundido pela sua ótima dureza a 
quente, resistência a choques térmicos e boa tenacidade. 
8. Cite e explique em que situações se deve usar ferramenta de torneamento 
com geometria negativa e com geometria positiva. 
R: A geometria positiva deve ser utilizada em superfícies planas de saída por reduzir 
a força de corte e a geração de calor. Pode ser empregado na usinagem de metais 
duros como ferro fundido.A geometria negativa proporciona uma boa resistência da aresta e cria cavacos 
menores, porém, aumenta as forças de corte e calor. São empregados na usinagem 
de materiais mais maleáveis. 
9. Quais são as vantagens e desvantagens da utilização do quebra-cavacos 
moldado na superfície de saída da ferramenta, em relação ao quebra-cavacos 
postiço? Por que o primeiro é muito mais utilizado que o segundo? 
R: 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 o gume de corte da ferramenta. Pelo fato do quebra cavaco postiço se desgastar 
e sempre terá que ser trocado os quebra cavaco moldados são mais usados apesar 
de ter a desvantagem de impossibilitar a afiação da ferramenta de corte. 
10. Porque uma ferramenta projetada para ser utilizada em acabamento não deve 
ser utilizada para desbaste e vice-versa? 
R: Para avanços e profundidades de corte pequenos (acabamento), os quebra-cavaco 
são mais estreitos e mais próximos da aresta de corte. E à medida que o avanço e 
profundidade de corte aumentam (desbaste), os quebra-cavaco ficam mais largos e 
distantes da aresta de corte. O quebra-cavaco não pode estar próximo da aresta para 
que não fragilizar. 
11. Quais são as fontes de calor no processo de usinagem? Por onde este calor 
é dissipado? 
R: No processo de usinagem o calor é criado pelo atrito entre a ferramenta de corte e 
a peça que está sendo usinada, uma parte do calor é tirada do processo por meio do 
cavaco, mas não é 100% que seria o ideal. 
12. Quais as consequências que o calor traz para a ferramenta, a peça e para o 
cavaco? 
R: O calor no processo causa alguns problemas, na ferramenta aumenta o seu 
desgaste, na peça pode causa rachaduras localizadas por conta do aumento de 
temperatura e dilatações não esperadas no processo causando algum empecilho 
futuro já a transferência de calor para o cavaco não atrapalha em nada na realidade 
seria o ideal para todo o processo de usinagem que o calor gerado fosse para o 
cavaco. 
 
13. Por que o processo de retificação é crítico com relação à quantidade de calor 
que vai para a peça? O que se faz neste processo para minimizar-se os danos 
térmicos à peça? 
R: O processo de retificação por ser um processo de acabamento na maior parte dos 
processo no qual ele é empregado ele é considerado critico por causar muito calor no 
processo. Mais com o avanço cientifico na área foram criado novos sistema de 
operação para as retificadoras, novos rebolos para trabalhar em alta velocidade com 
taxa de remoção de cavaco maior, menor consumo de energia e menor produção de 
calor entre as faces de contato, contudo o liquido refrigerante ainda é o maior 
contribuinte para refrigerar o processo. 
14. Quais são os procedimentos que têm sido tomados para minimizar o efeito 
do calor no processo de usinagem? 
R : O uso de revestimento nas ferramentas de usinagem, no processo melhorias na 
velocidade, avanço e profundidade de corte e uso de lubrificantes refrigerantes no 
processo. 
15. Discuta em que situações se deve aproximar a velocidade de corte utilizada 
da velocidade de mínimo custo e quando se deve aproximá-la da velocidade 
de máxima produção. 
R: Velocidade mínima de custo, seu uso se faz necessário, em períodos de baixa produção, em 
maquinas que estão fora da linha de produção, já que diminuir o tempo não é importante nestas 
maquinas. Quando a ferramenta é muito cara, também quando a inclinação das curvas de custo 
x velocidade de corte e de tempo de produção x velocidade de corte tiver tempo baixo na 
condição de mínimo custo. 
No caso da velocidade de alta produção, onde o prazo de entrega do produto é crítico, também 
no caso de célula ou linha de produção, a máquina gargalo deve trabalhar próximo a condição 
de máxima produção. Outro ponto é a visualização da inclinação das curvas de custo x 
velocidade de corte e de tempo de produção x velocidade de corte for pequena, a fim de se ter 
custo baixo (pouco maior que o mínimo) na condição de máxima produção. 
16. O que é usinabilidade? 
R: Usinabilidade é um termo utilizado para designar um material que tem boas 
características para realizar o processo de usinagem de forma eficiente sem gerar 
transtorno a empresa. 
17. Como se relacionam as grandezas dureza e resistência mecânica, 
ductilidade, condutividade térmica e taxa de encruamento com a usinabilidade 
de um material? 
R: Dureza e resistência mecânica – valores mais baixos de dureza e resistência 
mecânica favorecem a usinabilidade, porém, para materiais mais dúcteis, a baixa 
dureza pode causa problemas no processo, porque facilita a formação de arestas 
postiça de corte, neste caso o ideal e fazer o com que o material tenha a dureza 
aumentada com trabalho a frio. 
Ductilidade- Para baixos valores de ductilidade a usinagem é facilidade. A formação 
de cavacos curtos é facilitada tendo menos perda de energia no processo. 
Condutividade térmica- Com uma alta condutividade térmica no material significa que 
o calor criado pelo processo será rapidamente dissipado da região de corte, e isso faz 
com que a ferramenta trabalhe melhor e com menor desgaste devido ao calor 
dissipado facilitando a usinagem. Contudo, para materiais com condutividade térmica 
elevada deve-se utilizar líquidos refrigerantes para não ocorrer excessiva dilatação 
para a obtenção de tolerâncias apertadas. 
Taxa de encruamento- Metais deformados plasticamente aumentam sua resistência. 
A esse fenômeno dá-se o nome de encruamento. O nível de encruamento depende 
da taxa de deformação e habilidade do material em encruar. Uma alta taxa de 
encruamento significa que a resistência do material é muito aumentada para um 
determinado nível de deformação plástica. 
18. Quais são as propriedades do alumínio que favorecem sua usinabilidade e 
quais as que prejudicam? Explique sua resposta. 
R: Características do alumínio que favorecem a usinabilidade: leveza, ductibilidade e 
excelente durabilidade e resistência, são os fatores que o tornam extremamente 
atrativo as indústrias e o fazem o segundo metal mais utilizado do mundo. A 
característica que prejudica na usinagem do alumínio é sua condutividade térmica 
elevada que faz com que a peça absorva muito calor no processo podendo causar 
dilatações e até trincas. 
19. Como deve ser a geometria da ferramenta e qual deve ser o material da 
ferramenta para a usinagem do alumínio e suas ligas? Explique sua resposta. 
R: Ferramentas para corte de alumínio possuem aresta afiada (sem raio na aresta) 
com ângulos bastantes positivos. Em geral para usinagem de alumínio e suas ligas 
(menos ligas do tipo alumínio-silício), são utilizadas ferramentas de metal duro da 
classe K sem cobertura. 
20. Como a dureza de um aço se relaciona com sua usinabilidade? Quais são 
os elementos de liga do aço que favorecem sua usinabilidade e quais os que 
prejudicam? 
R: Nas ligas metálicas tipo aço-carbono quanto maior a percentagem de carbono na 
liga maior sua dureza e menor a ductilidade, assim facilitando a usinagem da peça, 
pois a geração de cavaco longos é menor e arestas de corte postiço também, 
aumentado a vida útil da ferramenta. 
Elementos da liga que oferecem vantagens: o chumbo, o enxofre e o fosforo; 
Elementos da liga desvantajosos: elementos formadores de carbonetos (são 
partículas duras e abrasivas) como o vanádio, molibdênio, o nióbio, o tungstênio, o 
manganês, o níquel, o cromo, o carbono com teor menores que 0,3% e maiores que 
0.6%. 
 
 
 
 
Referência bibliográfica: 
 
I. Tesla (concursos públicos para engenharia); processos de usinagem; Disponível em: 
https://teslaconcursos.com.br/wp-
content/uploads/2016/03/Processos_de_Usinagem-1.pdf 
 
II. Blog: mecânica de fabricação; processos, conceitose elementos. Disponível em: 
http://mecanicadefabricar.blogspot.com/2015/11/materiaispara-
ferramenta.html#:~:text=3)%20Quais%20s%C3%A3o%20as%203,desgaste%2C%2
0tenacidade%20e%20estabilidade%20qu%C3%ADmica.&text=Ent%C3%A3o%20ca
da%20vez%20mais%20se,suportar%20as%20tens%C3%B5es%20do%20corte. 
 
III. https://statics-submarino.b2w.io/sherlock/books/firstChapter/115145322.pdf 
IV. Questões 6 a 20 retirados do mesmo material: (DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; 
COPPINI, N. L. Tecnologia da usinagem dos materiais. 9a ed. São Paulo: Artliber Editora, 
2014.). Disponível em: https://www.artliber.com.br/amostra/tecnologia_da_usinagem.pdf 
 
 
 
https://teslaconcursos.com.br/wp-content/uploads/2016/03/Processos_de_Usinagem-1.pdf
https://teslaconcursos.com.br/wp-content/uploads/2016/03/Processos_de_Usinagem-1.pdf
http://mecanicadefabricar.blogspot.com/2015/11/materiaispara-ferramenta.html#:~:text=3)%20Quais%20s%C3%A3o%20as%203,desgaste%2C%20tenacidade%20e%20estabilidade%20qu%C3%ADmica.&text=Ent%C3%A3o%20cada%20vez%20mais%20se,suportar%20as%20tens%C3%B5es%20do%20corte
http://mecanicadefabricar.blogspot.com/2015/11/materiaispara-ferramenta.html#:~:text=3)%20Quais%20s%C3%A3o%20as%203,desgaste%2C%20tenacidade%20e%20estabilidade%20qu%C3%ADmica.&text=Ent%C3%A3o%20cada%20vez%20mais%20se,suportar%20as%20tens%C3%B5es%20do%20corte
http://mecanicadefabricar.blogspot.com/2015/11/materiaispara-ferramenta.html#:~:text=3)%20Quais%20s%C3%A3o%20as%203,desgaste%2C%20tenacidade%20e%20estabilidade%20qu%C3%ADmica.&text=Ent%C3%A3o%20cada%20vez%20mais%20se,suportar%20as%20tens%C3%B5es%20do%20corte
http://mecanicadefabricar.blogspot.com/2015/11/materiaispara-ferramenta.html#:~:text=3)%20Quais%20s%C3%A3o%20as%203,desgaste%2C%20tenacidade%20e%20estabilidade%20qu%C3%ADmica.&text=Ent%C3%A3o%20cada%20vez%20mais%20se,suportar%20as%20tens%C3%B5es%20do%20corte
https://statics-submarino.b2w.io/sherlock/books/firstChapter/115145322.pdf