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USINAGEM
Diego Batista Valim
 
Grandezas físicas no 
processo de corte
Objetivos de aprendizagem
Ao final desta unidade você deverá apresentar os seguintes aprendizados:
  Descrever como ocorre o processo de corte dos materiais.
  Identificar as grandezas físicas presente no processo de usinagem.
  Analisar os fatores externos que influenciam na usinagem.
Introdução
Neste capítulo, você aprenderá sobre o processo de fabricação de 
usinagem. 
A usinagem é um processo mecânico que confere à peça, por meio 
da remoção de cavaco, forma, dimensões ou acabamento, podendo, 
ainda, ser uma combinação dessas três operações. Durante a operação 
de usinagem, uma ferramenta de corte desliza sobre a superfície do 
material, causando remoção do material na forma de cavaco. As peças 
usinadas são usadas em automóveis, máquinas, indústrias aeroespaciais e 
na área médica (pinos de próteses), sendo uma das operações mecânicas 
com maior aplicação.
Neste capítulo, você vai acompanhar como ocorre o processo de 
corte dos materiais, quais são as grandezas físicas presentes e os fatores 
externos que influenciam na operação de usinagem.
U N I D A D E 1 
lalves
Retângulo
lalves
Retângulo
Entendendo como ocorre o processo 
de corte dos materiais
Fabricar é transformar matérias-primas em produtos acabados por meio de 
uma variedade de processos. Os processos de transformação de metais e ligas 
metálicas em peças acabadas são divididos em duas principais categorias: 
processo onde ocorre a remoção de material e processo onde não ocorre a 
remoção de material.
Usinagem é todo processo de fabricação onde ocorre a remoção de material sob a 
forma de cavaco. Cavaco é a porção de material removida pela ferramenta de corte 
e caracterizado por apresentar forma irregular. 
Existem diversos processos de usinagem (torneamento, fresamento e fura-
ção, entre outros). Esses processos são classificados de acordo com a geometria 
da ferramenta de corte (FRACARO, 2017). Assim, temos:
  usinagem com ferramentas de geometria de corte definida: operações 
nas quais é possível medir a geometria da ferramenta de corte; 
  usinagem com ferramentas de geometria de corte indefinida: opera-
ções nas quais a geometria das arestas de corte não permite que sejam 
definidas geometricamente, pois a remoção de material é realizada por 
grãos mais ou menos disformes.
Antes de iniciar o processo de usinagem, o material a ser usinado e a 
ferramenta devem ser montados em uma máquina-ferramenta de tal modo 
que seja permitida a remoção gradual desse material durante a operação. 
Durante o processo de usinagem, o avanço da ferramenta de corte em 
direção à barra, que é posta em rotação em torno de seu próprio eixo, provoca 
a retirada de material na forma de cavaco, originando a peça. Essa barra é 
convertida em uma peça de geometria cilíndrica com forma, acabamento e 
geometria previamente desejados.
Grandezas físicas no processo de corte2
O processo de usinagem provoca a remoção de cavaco, mas como isso 
acontece?
A ferramenta de corte, ou cunha cortante, normalmente feita de um material 
duro (cerâmico, aço ferramenta ou diamante), desliza sobre a peça, aplicando 
a ela determinada força. A parte da ferramenta que entra em contato com a 
peça recebe o nome de aresta de corte, e é formada pela intersecção das duas 
superfícies da cunha de corte. A aresta de corte provoca o corte e a cunha 
cortante, devido à sua geometria angular, penetra no material, separando-o 
em duas partes, como ilustra a Figura 1.
Figura 1. Cunha cortante.
Fonte: Rebeyka (2016, p. 15).
A geometria da aresta de corte tem grande influência no desempenho da usinagem, 
assim como o ângulo de cunha. Quanto menor ele for, mais fácil será a execução do 
corte.
3Grandezas físicas no processo de corte
Grandezas físicas presentes no processo de corte
A cinemática, ramo da física que estuda o movimento, nos permite, quando tem 
seu conceito aplicado à operação de usinagem, calcular as velocidades e o tempo 
envolvidos nos processos. Conhecer a velocidade de corte nos permite escolher a 
matéria-prima e o melhor material de corte, o que evita problemas de qualidade 
e aumenta a vida útil da ferramenta. Tomar conhecimento do tempo gasto na 
operação permite programar uma linha de produção que inclua essa operação.
Para que a operação de usinagem ocorra, é preciso haver um movimento 
relativo entre a peça e a ferramenta de corte. Nessa operação, consideramos 
que a ferramenta exerce o movimento e a peça permanece parada. Segundo 
Diniz, Marcondes e Coppini (1999), a operação de usinagem apresenta dois 
movimentos distintos: o que não provoca a remoção de cavaco e o que provoca 
a formação de cavaco.
Movimentos que não provocam a formação de cavacos
Movimento de aproximação: dado pela aproximação da aresta de corte da 
ferramenta em direção à peça. Esse movimento ocorre antes da operação de 
usinagem, como ilustra a Figura 2.
Figura 2. Movimento de aproximação.
Fonte: Pixel B/Shutterstock.com.
Grandezas físicas no processo de corte4
Movimento de ajuste: é feito após o movimento de aproximação, com o 
intuito de posicionar a aresta do material de corte para iniciar a operação de 
usinagem, de modo a remover a espessura requerida da camada do material 
a ser usinado.
Movimento de correção: é realizado quando um novo ajuste da aresta da 
ferramenta na direção da peça precisa ser feito. Esse movimento de correção 
pode ser necessário devido ao desgaste da ferramenta ou à alteração do ângulo 
de corte.
Movimento de recuo: é o afastamento da aresta de corte da ferramenta em 
relação à peça. Normalmente, é empregado quando se fi naliza a operação, mas 
também pode ser usado para realizar a troca da ferramenta de corte.
Movimentos que provocam a geração de cavacos
Movimento de corte: realizado pela aresta de corte da ferramenta em direção 
à peça, a fi m de realizar a retirada de uma única camada, quando não utilizado 
juntamente com o movimento de avanço, de espessura predefi nida.
Movimento de avanço: usado juntamente com o movimento de corte, visa a 
remoção contínua de material. Após a remoção de material no movimento de 
corte, ocorre a aproximação da aresta de corte da ferramenta de corte com a 
peça, objetivando a remoção de mais uma camada de material. Diferente do 
movimento de correção, no movimento de avanço não é preciso interromper 
a operação de usinagem.
Movimento de corte efetivo: realizado pela aresta de corte da ferramenta 
em direção à peça, esse movimento é o resultado do movimento de corte e 
do movimento de avanço simultâneos, proporcionando a remoção contínua 
de material.
5Grandezas físicas no processo de corte
Velocidade de corte
A velocidade de corte é dada pela velocidade linear relativa entre a aresta 
de corte da ferramenta e a peça em rotação. A ABNT NBR 6162:1989 defi ne 
velocidade de corte como sendo a razão entre o espaço percorrido pela ferra-
menta cortando um material e o tempo que ela leva para fazê-lo. Seu cálculo 
é feito pela equação a seguir.
vc =
� ∙ d ∙ n
1000
Onde:
vc = velocidade de corte 
m
min[ ];
d = diâmetro da peça [mm];
n = número de rotações por minuto [rpm].
Para definir a velocidade de corte mais adequada, é necessário analisar 
alguns fatores: 
  operação (torneamento, furação, mandrilamento, etc.); 
  material da ferramenta;
  material da peça; 
  condições de refrigeração;
  fixação da peça.
A velocidade de corte é o parâmetro que exerce maior influência na vida 
útil da ferramenta de corte. Normalmente, os fornecedores de ferramentas 
disponibilizam tabelas com recomendações de uso que variam de acordo com 
o tipo de material a ser usinado, relacionando a velocidade de corte com o tipo 
de ferramenta e dureza do material a ser usinado, como exemplifica a Tabela 1. 
O fator de correção (M) na Tabela 1 está relacionado com o movimento 
de avanço, e assim como a velocidade de corte, o tipo de material interfere 
nesse fator. 
Grandezas físicas no processo de corte6Metais ferrosos
Material a ser usinado Velocidade de corte [m/mm]
Aço Carbono
com resistência até 500 N/mm2 28 – 32
com resistência até 700 N/mm2 25 – 28
com resistência até 900 N/mm2 20 – 25
Aço liga e Aço fundido
com resistência até 900 N/mm2 14 – 18
com resistência até 1200 N/mm2 10 – 14
com resistência até 1500 N/mm2 06 – 10 
Ferro fundido
com dureza até 200 HB 25 – 30
com dureza até 240 HB 18 – 25
com dureza acima de 240 HB 14 – 18
 Tabela 1. Velocidade de corte de acordo com o material 
Velocidade maior que a adequada — perda das características de dureza e tenaci-
dade, desgaste prematuro da ferramenta de corte e modificação da forma e dimensões 
da superfície usinada, todos os problemas causados pelo superaquecimento.
Velocidade menor que a adequada — o corte fica sobrecarregado, gerando trava-
mento e posterior quebra da ferramenta.
Velocidade de avanço
A velocidade de avanço é o produto do avanço, pela rotação da peça, ou seja, 
é a distância percorrida pela aresta de corte pelo número de giros da peça 
(RPM), e, é obtida por meio da a equação a seguir. A velocidade de avanço é 
responsável pela qualidade do acabamento da peça. A natureza da operação 
7Grandezas físicas no processo de corte
de usinagem, assim como o tipo de material, é determinante para defi nir a 
velocidade de avanço.
vf = f ∙ n ∙ z
Onde:
vf = velocidade de avanço 
mm
min[ ];
f = distância percorrida pela ferramenta [mm];
n = número de rotações por minuto [rpm];
z = número de dentes (ou cortes) da ferramenta.
Para operações com furação, a distância percorrida é calculada de acordo 
com a espessura da broca. Em operações com brocas de até 8 milímetros de 
diâmetro, utilizamos a primeira equação a seguir. Para brocas com diâmetro 
superior a 8 e inferior a 20 milímetros, utiliza-se a equação seguinte. Para 
brocas com diâmetro entre 20 e 50 milímetros, utiliza-se a próxima equação. 
O fator de correção (M), presente nas fórmulas, altera de acordo com o tipo de 
material e normalmente é informado pelo fabricante da ferramenta de corte.
0 < Ø < 8mm → f = 0,0250.Ø.M
8 < Ø < 20mm → f = (0,0150.Ø + 0,1) .M
20 < Ø < 50mm → f = (0,008.Ø + 0,19) .M
Tempo de corte
O tempo de corte nos fornece o tempo gasto para realizar uma operação 
de usinagem, e é obtido pela equação anterior, usada para os processos de 
usinagem que apresentam velocidade de avanço constante.
tc =
L
vf
Onde:
tc = tempo de corte [min]
vf = velocidade de avanço 
mm
min[ ];
L = comprimento do corte [mm].
Grandezas físicas no processo de corte8
Fatores externos que influenciam as grandezas 
físicas durante o processo de usinagem
Nas operações de usinagem, é preciso avaliar vários fatores para defi nir os 
melhores parâmetros de trabalho, sendo quase impossível defi nir propriedades 
com base somente em um fator. Muitas vezes, eles se correlacionam; por 
exemplo, a velocidade de corte é dependente do material da ferramenta de 
corte e a ferramenta é dependente do material da peça. Com isso, ao executar 
uma operação de usinagem, é preciso levar em consideração o maior número 
de fatores conhecidos.
  Material da peça: as matérias-primas mais usadas na operação de 
usinagem são o aço, o aço-liga ou o ferro fundido (MACHADO et al., 
2009; DINIZ; MARCONDES; COPPINI, 1999). As características 
mecânicas de dureza e ductilidade são fatores determinantes no processo 
de usinagem. Metais que apresentam alta ductilidade e baixa dureza, 
não permitem elevada taxa de velocidade de corte, assim como os que 
apresentam altos valores de dureza (superiores a 240 HB). Os materiais 
que apresentam maior dureza apresentam maior resistência ao corte e 
provocam maior desgaste da ferramenta de corte.
  Material da ferramenta: durante a usinagem, o material da ferramenta 
necessita cortar o material a ser usinado, mas, para tal operação, ele 
precisa ser mais duro que a matéria-prima, ao mesmo tempo em que 
precisa ser tenaz; porém, à medida que se aumenta a dureza, a tena-
cidade, geralmente, diminui. Por esse motivo, encontrar/desenvolver 
um material com essas características vem sendo objetivo de diversas 
empresas. Os materiais mais utilizados para ferramentas de cortes 
são: aço-rápido (HSS), metal duro (Widea), cerâmica (compostas por 
carbonetos, nitretos e óxidos), e materiais de alta dureza (apresentam 
maiores valores de dureza). A Figura 3 apresenta a divisão do material 
de corte para operações de usinagem com geometria definida.
  Temperatura na região de corte: como você deve ter lido anterior-
mente, a velocidade de corte interfere na temperatura do processo. 
O aquecimento excessivo da região de corte pode causar avarias na 
ferramenta e/ou na peça, ou simplesmente aumentar o desgaste da 
ferramenta, tornando a operação mais onerosa. Para evitar o supera-
quecimento, alguns materiais são usinados com o fluido de corte, que 
dentre outras aplicações visa refrigerar a região de contato da peça com 
a ferramenta (MACHADO et al., 2009).
9Grandezas físicas no processo de corte
Figura 3. Divisão dos materiais de corte empregados em ope-
rações de usinagem.
Fonte: Adaptada de Fracaro (2017, p. 42).
M
at
er
ia
l
Aço ferramenta
Aços para
trabalho a frio
Aços para
trabalho a quente
Cerâmicas de nitreto
de silício (não óxidas)
Ações rápidas
WC-CO
TiC/TiN-CO, Ni
WC (Ti, Ta, No) C-Co
Cerâmicas óxidas
Cerâmicas mistas
Diamante
Nitreto de boro
Metais duros
Cerâmicos
Materiais de
alta dureza
1. Qual é a definição do 
processo de usinagem?
a) Usinagem é todo processo 
de fabricação que transforma 
a matéria-prima por meio 
de deformações plásticas. 
b) Usinagem é um processo 
mecânico que confere à peça 
determinada geometria por 
meio de cortes realizados acima 
da temperatura de fusão.
c) Usinagem é todo processo 
de fabricação onde o material 
Grandezas físicas no processo de corte10
removido pela ferramenta 
de corte é caracterizado por 
apresentar formato irregular.
d) Usinagem é um processo 
de fabricação no qual o 
produto final é obtido por 
meio de reações químicas. 
e) Usinagem é todo processo de 
fabricação onde a ferramenta 
de corte provoca a remoção do 
material por meio de impactos.
2. A operação de usinagem apresenta 
dois movimentos distintos: o 
movimento que não provoca a 
remoção de cavaco e o movimento 
que provoca a geração de cavaco. 
Acerca desses movimentos, 
assinale a alternativa correta.
a) Movimento de aproximação – o 
objetivo desse movimento é 
posicionar a aresta de corte da 
ferramenta de forma a iniciar 
o processo de usinagem.
b) Movimento de correção – 
utilizado quando a ferramenta de 
corte apresenta algum desgaste.
c) Movimento de avanço – 
movimento caracterizado 
pela aproximação entre a 
aresta de corte da ferramenta 
e a peça a ser usinada.
d) Movimento de corte – 
movimento caracterizado 
pela retirada de duas camadas 
de material da peça.
e) Movimento de corte efetivo 
– movimento realizado pela 
peça em direção à aresta de 
corte da ferramenta. Esse 
movimento permite a remoção 
continuada de material da peça.
3. Uma peça com 0,01 metro de 
diâmetro necessita ser torneada. 
O torno a qual a peça será usinada 
trabalha com 955 rotações por 
minuto. Qual será a velocidade 
de corte em metros/minutos da 
operação? De acordo com a tabela, 
qual seria o material dessa peça?
a) 30 m/min – aço carbono 
com resistência até 500 N/
mm2 ou ferro fundido com 
até 200 HB de dureza.
b) 30 m/min – aço carbono 
com resistência até 700 N/
mm2 ou ferro fundido com 
até 200 HB de dureza.
c) 18 m/min – aço liga com 
resistência até 900 N/
mm2 ou ferro fundido com 
até 240 HB de dureza.
d) 18 m/min – aço carbono 
com resistência até 900 N/
mm2 ou ferro fundido acima 
de 240 HB de dureza.
e) 3 m/min – aço carbono 
com resistência até 500 N/
mm2 ou ferro fundido com 
até 200 HB de dureza.
4. Uma empresa de usinagem precisa 
passar o orçamento para seu cliente. 
Para isso, é preciso calcular o tempo 
gasto para execução do serviço.
O serviço orçado foi: realizar 4 
furosde 2 mm em 30 chapas 
de 3 mm de espessura.
Calcule o tempo gasto para 
realização do serviço. Desconsidere 
o tempo gasto com a movimentação 
da furadeira e com a troca de 
chapas. A furadeira trabalha com 
limitação de 300 rpm. Utilize M = 1.
a) 24 minutos
b) 6 horas
c) 16 minutos
d) 40 horas
e) 26 horas
11Grandezas físicas no processo de corte
5. Os materiais apresentam 
características mecânicas que 
interferem no processo de usinagem, 
podendo comprometer toda a 
operação. Respectivamente, quais 
são as características mecânicas 
buscadas na ferramenta de corte, 
e quais são as características 
mecânicas apresentadas pelo 
material a ser usinado que 
dificultam a sua usinagem? 
a) Dureza e ductilidade / 
Tenacidade e dureza
b) Dureza e refratariedade / 
Dureza e ductilidade
c) Tenacidade e dureza / 
Dureza e ductilidade
d) Ductilidade e tenacidade / 
Dureza e refrateriedade
e) Dureza e tenacidade / 
Dureza e refrateriedade
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6162:1989. Movimentos 
e relações geométricas na usinagem dos metais – terminologia. Rio de Janeiro: 
ABNT, 1989.
DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L. Tecnologia da usinagem dos materiais. 
São Paulo: MM Editora, 1999.
FRACARO, J. Fabricação pelo processo de usinagem e meio de controle. Curitiba: Inter-
saberes, 2017. 
MACHADO, A. R. et al. Teoria da usinagem dos materiais. São Paulo: Edgard Blücher, 2009.
REBEYKA, C. J. Princípios dos processos de fabricação por usinagem. Curitiba: Intersa-
beres, 2016.
Leituras recomendadas
FERRARESI, D. Fundamento da usinagem dos metais. São Paulo: Edgard Blücher, 1970.
FITZPATRICK, M. Introdução aos processos de usinagem. Porto Alegre: AMGH, 2013 
(Série Tekne).
Grandezas físicas no processo de corte12
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da Instituição, você encontra a obra na íntegra.