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Manufatura Mecânica: Usinagem
ENGENHARIA MECÂNICA
2020/2
PROF. ROBSON MORIJO
FORMAÇÃO
Licenciatura:
➢ Física
Graduação:
➢ Tecnologia Mecânica - Processos Industriais(FATEC)
➢ Engenharia de Produção (UNISO )
Mestrado: 
➢Ciência dos Materiais (UFSCar) 
Experiência na Indústria
➢Supervisor de Produção
Currículo Lattes
http://lattes.cnpq.br/0811022650758269
http://lattes.cnpq.br/0811022650758269
CALENDÁRIO
CALENDÁRIO
Unidade 1 - Fundamentos relacionados aos processos de usinagem
Aula 1- Fundamentos de processo de usinagem
Aula 2- Parâmetros de usinagem
Aula 3 – Materiais de ferramentas de corte, força e potência
Unidade 2 - Processos convencionais de usinagem
Aula 4- Torneamento
Aula 5 - Fresamento
Aula 6 –Furação, retificação, mandrilhamento, roscamento, e serramento
Unidade 3 - Processos não convencionais de usinagem
Aula 7-Processos não convencionais de usinagem, Características gerais e aplicações,
Aula 8- Processos químicos e eletroquímicos: eletroerosão, feixe de elétrons e químicos 
Aula 9 – Processos não convencionais de usinagem diversos: jato d’água, laser, 
abrasivo, plasma e ultrassom
Unidade 4 - Centros de usinagem e CNC 
Aula 10 - Manufatura Mecânica: Usinagem 157
Aula 11 - Sistemas de eixos e de coordenadas; programação em máquinas CNC 177
Aula 12 - Conceitos básicos de CAD/CAM aplicados à usinagem
AULA 1
Unidade 1 - Fundamentos relacionados aos
processos de usinagem
➢ Fundamentos de processo de usinagem
Unidade 1 - Fundamentos relacionados aos processos de usinagem
Aula 1- Fundamentos de processo de usinagem
Aula 2- Parâmetros de usinagem
Aula 3 – Materiais de ferramentas de corte, força e potência
Unidade 2 - Processos convencionais de usinagem
Aula 4- Torneamento
Aula 5 - Fresamento
Aula 6 –Furação, retificação, mandrilhamento, roscamento, e serramento
Unidade 3 - Processos não convencionais de usinagem
Aula 7-Processos não convencionais de usinagem, Características gerais e aplicações,
Aula 8- Processos químicos e eletroquímicos: eletroerosão, feixe de elétrons e químicos 
Aula 9 – Processos não convencionais de usinagem diversos: jato d’água, laser, 
abrasivo, plasma e ultrassom
Unidade 4 - Centros de usinagem e CNC 
Aula 10 - Manufatura Mecânica: Usinagem 157
Aula 11 - Sistemas de eixos e de coordenadas; programação em máquinas CNC 177
Aula 12 - Conceitos básicos de CAD/CAM aplicados à usinagem
Ciclo de Vida do Produto
http://youtu.be/QCoQgRuu050
INTRODUÇÃO -Manufatura
 O que é manufatura?
 É o processo de produção de bens de forma a 
satisfazer as necessidades humanas.
 É a aplicação de processos físicos e químicos 
para alterar algumas propriedades do material 
para a produção de partes ou produtos finais.
capital
pessoas
energia
lixo
ambiente ao 
redor
mercado
materiais
cheiro e ruído
resíduos
manufatura
projeto
especificação
ideias
energia
MP
investimento
combustível
distribuição
produtos
produtos
fronteira do sistema
pessoas
ideias
capital
suprimento 
de material
forma?
material?processo?
capital
especificação
mercado
fronteira do sistema
Ciclo de Utilização dos Materiais
INTRODUÇÃO À 
MANUFATURA/FABRICAÇÃO
Como Fabricar?
1. Removendo material...
2. Redistribuindo material...
3. Unindo partes
COMO FABRICAR REMOVENDO MATERIAL?
Bloco de dimensões maiores
que a peça final
Retirar material “excedente”
até se chegar na geometria 
e dimensões finais
Como Fabricar?
Material com VOLUME parecido 
com o da peça final
Moldar o material até se chegar na 
geometria e dimensões finais
Estado sólido
Como Fabricar?
COMO FABRICAR REDISTRIBUINDO O MATERIAL?
COMO FABRICAR UNINDO PARTES?
Mais de uma parte onde cada 
uma delas possui volume menor 
que a peça final
Faz-se a união das partes para se 
chegar na geometria
e dimensões finais
Unindo partículas
Como Fabricar?
Processos de transformação de metais e ligas metálicas
Vários fatores devem ser considerados quando se escolhe um 
processo de fabricação. Como por exemplo:
➢ forma e dimensão da peça; 
➢ material a ser empregado e suas propriedades; 
➢ quantidade de peças a serem produzidas; 
➢ tolerâncias e acabamento superficial requerido; 
➢ custo total do processamento.
Classificação
A classificação dos processos de fabricação pode 
ser feita em função:
•Dos tipos de processos;
•Do tipo de energia envolvida;
•Da temperatura de trabalho;
•Da tensão de trabalho.
Classificação por tipos de processos
Genericamente os processos de fabricação existentes, 
utilizados para dar forma às peças metálicas, podem 
ser agrupados em cinco famílias básicas, quais sejam:
•Conformação mecânica;
•Fundição;
•Soldagem;
•Metalurgia do pó;
•Usinagem.
TIPOS DE PROCESSOS
TIPOS DE PROCESSOS DE USINAGEM
USINAGEM
Conceito
• O termo usinagem compreende todo processo
mecânico onde a peça é o resultado de um processo de
remoção de material.
• segundo a DIN 8580, aplica-se a todos os
processos de fabricação onde ocorre a remoção de
material sob a forma de cavaco.
• Usinagem - operação que confere à peça forma,
dimensões ou acabamento, ou ainda uma combinação
qualquer desses três, através da remoção de material
sob a forma de cavaco.
Cavaco
• Cavaco - porção de material da peça 
retirada pela ferramenta, caracterizando-se por 
apresentar forma irregular.
Usinagem
Importância da usinagem
• A maior parte dos produtos industrializados em alguma de 
sua etapa dependem da usinagem
Importância da usinagem na 
indústria metal mecânica
• 80% dos furos são realizados por 
usinagem
• 100% dos processos de melhoria da 
qualidade superficial são feitos por 
usinagem
• o comércio de máquinas-ferramentas 
representa uma das grandes fatias da 
riqueza mundial
• 70% das engrenagem para 
• transmissão de portência
Importância da usinagem na industria 
metal mecânica
• Outros produtos usinados
• 70% das lentes de contatos 
extraoculares
• 100% das lentes de contatos 
intraoculares
• Lentes para CD player ou 
suas matrizes
Limite do processo de usinagem
Classificação dos processos de usinagem
• Os processos de usinagem são classificados da 
seguinte forma:
• Usinagem com Ferramenta de Geometria Definida
• Usinagem com Ferramentas de Geometria Não 
Definida
• Usinagem por Processos Não Convencionais
Classificação dos processos de usinagem
Os processos mecânicos de usinagem podem ser
classificados em duas categorias:
▪ processos de usinagem que utilizam ferramentas com
geometria definida (torneamento, fresamento, furação,
rosqueamento, alargamento, brochamento, serramento e
aplainamento) que são aquelas que, como o próprio nome
diz, possuem geometria bem definida quanto à forma
geométrica e ângulos;
Classificação dos processos de usinagem
• os processos de usinagem que utilizam ferramentas de
geometria não definida (exemplos: retificação,
brunimento, polimento, lapidação, jateamento,
tamboreamento) que são aquelas que, por exemplo,
utilizam grãos abrasivos ligados (retificação) ou não
(jateamento) para a realização do processo de usinagem
ou mesmo em processos não convencionais que utilizam
eletrodos (eletroerosão), em que a remoção de material se
dá via diferenças de potencial (ddp).
EVOLUÇÃO DOS PROCESSOS DE 
MANUFATURA
Os processos de manufatura mecânica evoluíram
significativa nas três últimas décadas. A Indústria 4.0 é a
tendência atual, onde um novo modelo de produção
envolvendo inovações tecnológicas, sistemas de controle,
automação e TI (Tecnologia da Informação) aplicados aos
sistemas de manufatura impactará na produção e
customização de produtos/peças.
Seria o fim dos atuais processos de manufatura por
usinagem nas fábricas?
TORNO
TORNO
FURADEIRA
SÉC. XX – Século da tecnologia
• 1900 – Taylor apresenta o Aço Rápido 
• 1930 – Vanner Bush inventa o primeiro computador 
analógico
• 1935 – é desenvolvido o Metal Duro
• 1946 – é desenvolvido o primeiro computadoreletrônico 
digital – o ENIAC
• 1947 – é desevolvido o primeiro transistor nos Laboratórios 
Bell
• 1950 – Primeira máquina-ferramenta numericamente 
controlada, MIT
SÉC. XX – Século da tecnologia
• 1960 - Primeira LASER foi construído por Theodore 
Maiman, Laboratórios de pesquisa Hugues
• 1968 Borroughs produz os primeiros computadores 
utilizando circuitos integrados
• '70 - BRIAN – Primeiras Pesquisas sobre usinagem de 
ultraprecisão
• '70 – Primeiras ferramentas Cermets – Japão
• '80 – Primeiras pesquisas sobre usinagem de alta-
velocidade
• '90 – Ferramentas cerâmicas
• '90 – Ferramentas CBN, Diamante
Processos de usinagem
c) Torneamento
e) Furação
d) Fresamento
b) Mandrilamento
a) Serramento
f) Roscamento entre outros 
Fresamento
Principais processos de usinagem: com ferramentas de
geometria definida e com ferramentas de geometria não
definida
FuraçãoTorneamento Retificação
Processo de fabricação onde 
se obtêm a peça através da 
remoção de material de um 
bloco de maior dimensão
Geralmente realizado no 
estado sólido mas pode 
também ser realizado no estado 
líquido (p. ex.: eletroerosão)
TORNEAMENTO
Processo mecânico de usinagem destinado à
obtenção de superfícies de revolução com auxílio
de uma ou mais ferramentas monocortante.
Para tanto, a peça gira em torno do eixo principal de
rotação da máquina e a ferramenta se desloca
simultaneamente segundo uma trajetória coplanar
com o referido eixo. Quanto à forma da trajetória, o
torneamento pode ser retilíneo ou curvilíneo.
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Torneamento
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Torneamento
• Torneamento retilíneo
Processo de torneamento no qual a ferramenta se
desloca segundo uma trajetória retilínea. O
torneamento retilíneo pode ser: cilíndrico (externo,
interno, sangramento axi-al), cônico (externo,
interno), radial (faceamento, sangramento radial) ou
de perfil (radial ou axial).
• Torneamento curvilíneo
Processo de torneamento, no qual a ferramenta se
desloca segundo uma trajetória curvilínea.
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Torneamento
Torno vertical
FILME
torneamento
• https://www.youtube.com/watch?v=l-MJp7u7YvE
• https://www.youtube.com/watch?v=t0nWGvCQocI
CENTRO DE USINAGEM
• https://www.youtube.com/watch?v=y2K42aIIzdU
https://www.youtube.com/watch?v=l-MJp7u7YvE
https://www.youtube.com/watch?v=t0nWGvCQocI
https://www.youtube.com/watch?v=y2K42aIIzdU
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Furação
Processo mecânico de usinagem destinado à
obtenção de um furo geralmente cilíndrico numa
peça, com auxílio de uma ferramenta geralmente
multicortante.
Para tanto, a ferramenta ou a peça giram e
simultaneamente a ferramenta ou a peça se
deslocam segundo uma trajetória retilínea,
coincidente ou paralela ao eixo principal da
máquina. A furação subdivide-se nas operações
(Fig. 2.3):
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Furação
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Furação
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Furação
FILME
Furadeira radial
• https://www.youtube.com/watch?v=_k4P2XyDA7g
Centro de furação CNC
• https://www.youtube.com/watch?v=HQC42ReQADM
https://www.youtube.com/watch?v=_k4P2XyDA7g
https://www.youtube.com/watch?v=HQC42ReQADM
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Fresamento
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Fresamento
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Furação
FILME
Fresamento convencional
• https://www.youtube.com/watch?v=jZk7OpdZJpY
Fresamento CNC
• https://www.youtube.com/watch?v=YI82UsJxQOw
https://www.youtube.com/watch?v=jZk7OpdZJpY
https://www.youtube.com/watch?v=YI82UsJxQOw
Processo mecânico de usinagem destinado à
obtenção de superfícies de revolução com auxílio
de uma ou várias ferramentas de barra. Para tanto,
a ferramenta gira e a peça ou a ferramenta se
deslocam simultaneamente segundo uma trajetória
determinada. O mandrilamento pode ser cilíndrico,
radial, cônico e de superfícies especiais (p.ex.
esférico, sangramento etc.). Quanto à finalidade, as
operações de mandrilamento podem ser
classificadas ainda em desbaste e acabamento
(Fig. 2.6).
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Mandrilamento
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Mandrilamento
FILME
Mandrilamento
• https://www.youtube.com/watch?v=YA8FidsCozI
Mandrilamento CNC
• https://www.youtube.com/watch?v=fGNJPZ9e89g
https://www.youtube.com/watch?v=YA8FidsCozI
https://www.youtube.com/watch?v=fGNJPZ9e89g
ROSCAMENTO
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. Para tanto, a peça ou a ferramenta gira e uma delas
se desloca simultaneamente segundo uma trajetória retilínea
paralela ou inclinada ao eixo de rotação. O roscamento pode
ser interno ou externo.
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Roscamento
Processo mecânico de usinagem destinado ao desbaste ou ao
acabamento de furos cilíndricos ou cônicos, com auxílio de
ferramenta geralmente multicortante. Para tanto, a ferramenta
ou a peça giram e a ferramenta ou a peça se deslocam segundo
uma trajetória retilínea, coincidente ou paralela ao eixo de
rotação da ferramenta. O alargamento pode ser de desbaste ou
acabamento (ambos cilíndrico ou cônico).
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Alargamento
Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de uma
forma qualquer na extremidade de um furo. Para tanto, a
ferramenta ou a peça giram e a ferramenta ou a peça se
deslocam segundo uma trajetória retilínea, coincidente ou
paralela ao eixo de rotação da ferramenta.
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Rebaixamento
Processo mecânico de usinagem destinado ao secionamento ou
recorte com auxílio, de ferramentas multicortantes de pequena
espessura. Para tanto, a ferramenta gira ou se desloca, ou
executa ambos os movimentos e a peça se desloca ou se
mantém parada. O serramento pode ser retilíneo (alternativo,
contínuo) e circular (Fig. 2.8).
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - Serramento
FILME
Corte por serra
• https://www.youtube.com/watch?v=dwyvy
w8GO-c
https://www.youtube.com/watch?v=dwyvyw8GO-c
USINAGEM NÃO CONVENCIONAL
Processos especiais (não-convencionais),
As operações se utilizam de outros tipos de
energia de usinagem (p.ex. termelétrica), não
geram marcas-padrão na superfície da peça e a
taxa volumétrica de remoção de material é muito
menor que a dos processos convencionais – ex:
laser (radiação), eletroerosão (elétrons) e plasma
(gases quentes).
Processo de usinagem não convencional que utiliza
energia mecânica na remoção de material em que a
erosão é o mecanismo principal. A remoção consiste
na utilização de frequências ultrassônicas na
usinagem de materiais.
Essa técnica tomou novo impulso a partir dos anos 80
devido ao seu desempenho na usinagem de
cerâmicas avançadas. Esses materiais, devido às
propriedades mecânicas como elevada dureza e
fragilidade, mostram-se muito difíceis de serem
usinados por técnicas convencionais de usinagem.
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - ultrassom
Em relação aos outros processos não tradicionais de
usinagem a vantagem principal é a preservação da
integridade superficial do material usinado.
O princípio do processo de usinagem por ultrassom
baseia-se na transformação de um sinal elétrico em
vibrações mecânicas de mesma frequência. Este sinal
elétrico deve ser de alta frequência, situado na faixa
dos 20 kHz. As vibrações produzidas por umtransdutor têm sua amplitude amplificada por um
amplificador mecânico e transmitida a uma ferramenta
de forma através do sonotrodo
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - ultrassom
Usinagem por ultrassom
https://www.youtube.com/watch?v=KASCaJjBvHU
Este processo enquadra-se no grupo de remoção
mecânica, onde a força de impacto exercida por um
jato de água em alta pressão na superfície de contato
do material supera a tensão de compressão entre as
moléculas, seccionando o mesmo com auxílio de
grãos abrasivo. A configuração das instalações para
corte com jato d’água (Fig. 2.17) pode ser subdividida
em três blocos funcionais: bomba de alta pressão;
instalação de corte; estação de filtragem.
https://www.youtube.com/watch?v=n1aUrx4WG5o
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - jato d’água
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - jato d’água
Este é um processo não-convencional muito
importante e relativamente novo (década de 90) no
qual o principal objetivo é a remoção de material
empregando um eletrólito e corrente elétrica contínua
para ionizar e remover porções metálicas da peça-
obra. A remoção é realizada através do escoamento a
alta velocidade do eletrólito entre uma ferramenta
(cátodo) e uma peça (ânodo), segundo um perfil
apresentado por uma ferramenta (eletrodo). Os
esquemas da Figura 2.18 mostram a usinagem
eletroquímica, na qual se pode observar a ferramenta
e a peça mergulhadas em um eletrólito.
https://www.youtube.com/watch?v=12-IOyuPJZo
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - eletroquímica
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - eletroquímica
Processo de usinagem não convencional que utiliza
energia termelétrica na remoção de material em que a
fusão e a vaporização do material usinado formam os
mecanismos principais. É um processo de usinagem
por descargas elétricas para a geração de orifícios,
ranhuras e cavidades, geralmente de pequenas
dimensões. A remoção de material é ocasionada por
faíscas elétricas incidentes a alta fre-quência.
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - eletroquímica
A descarga de faíscas é produzida por pulsação
controlada de corrente contínua entre a peça-obra
(eletrodo positivo) e a ferramenta (eletrodo negativo)
imersas em um fluido dielétrico ionizado. A distância
da ferramenta à peça varia entre 10 e 50 μm. O fluido
dielétrico serve como condutor da faísca e como meio
refrigerante. O perfil do eletrodo corresponde à contra
forma do detalhe a ser obtido na peça.
Este processo aplica-se bem a materiais de elevada
dureza e baixa usinabilidade. Há dois proces-sos
básicos de eletroerosão (Fig. 2.19): a fio e por
penetração.
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - eletroerosão
https://www.youtube.com/watch?v=t5o2ve08qRA
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida - eletroerosão
https://www.youtube.com/watch?v=t5o2ve08qRA
Processo baseado na energia termelétrica para
remoção de material. Para tanto, utiliza um feixe de
elétrons a alta velocidade, que atua no vácuo,
provocando a vaporização do metal da peça-obra pelo
choque dos elétrons contra a superfície da peça-obra.
O processo se aplica à confecção de pequenos
orifícios e cavidades. Os componentes básicos,
presentes em todas as máquinas de feixe de elétrons,
são: canhão emissor de elétrons, lentes de focalização
e sistema de ajuste de foco. Estes componentes estão
alojados numa câmara de vácuo.
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida – feixe de elétrons
https://www.youtube.com/watch?v=7vtCmaiet1k
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida – feixe de elétrons
https://www.youtube.com/watch?v=7vtCmaiet1k
Processo baseado na energia termelétrica para
remoção de material em que o metal é fundido e
vaporizado por feixe colimado de luz monocromática
intensa chamada LASER (do inglês light amplifica-tion
by stimulated emission of radiation). O sistema produz
um feixe de luz concentrado, obtido por excitação dos
elétrons de determinados átomos, utilizando um
veículo ativo que pode ser um sólido (rubi) ou um gás
(CO2 sob pressão).
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida – laser
Este feixe de luz produz intensa energia na forma de
calor (Fig. 2.21). Este processo também se aplica a
chapas finas de metal, madeira, plástico, vidro e
cerâmica, com um mínimo de desperdício e sem
distorções. Ao utilizar o laser tem-se um corte de
altíssimo nível de precisão, o que permite realizar
tarefas extremamente delicadas.
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida – laser
Usinagem a Laser em molde para sanfona borracha
https://www.youtube.com/watch?v=74aIMBCrMLI
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida – laser
https://www.youtube.com/watch?v=74aIMBCrMLI
Processo baseado na energia termelétrica para
remoção de material, em que o plasma é gerado pela
sujeição de um volume de gás aquecido por arco
elétrico a uma temperatura suficientemente alta para
iniciar a ionização ao bombeamento de elétrons em
alta velocidade gerados por um arco elétrico. O
plasma é utilizado como elemento de fusão e
vaporização da peça-obra. A Figura 2.22 mostra o
prin-cipio de remoção na usinagem por arco plasma.
https://www.youtube.com/watch?v=f5TwzRW_DtY
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida – arco plasma
Processos de Usinagem com Ferramentas de 
Geometria Definida – laser