Aula 02 - Usinagem - Geometria da cunha cortante

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USINAGEM
AULA 01
Prof. Me. Policarpo Almeida
Engenharia Mecânica 
7º Período 
■ AULA PASSADA:
– Grandezas físicas em usinagem
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■ OBJETIVOS DA AULA:
– Geometria da cunha cortante
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ GEOMETRIA DA CUNHA CORTANTE:
– Geometria da ferramenta de corte exerce grande influência no desempenho da
usinagem;
– Por melhor que seja o material da ferramenta, se a sua geometria não for preparada
adequadamente, não haverá êxito na operação;
– A sua importância que se faz necessário normalizar, da maneira mais conveniente
possível, os ângulos da cunha cortante para uniformizar a nomenclatura entre os
profissionais e a literatura especializada;
– A NBR 6163 - Conceitos da Técnica de Usinagem: Geometria da Cunha Cortante:
Terminologia (ABNT, 1980) trata desse assunto.
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ GEOMETRIA DA CUNHA CORTANTE:
– A geometria da ferramenta influência na:
■ Formação do cavaco;
■ Saída do cavaco;
■ Forças de corte;
■ Desgaste da ferramenta;
■ Qualidade final do trabalho.
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ PARTES CONSTRUTIVAS DE UMA FERRAMENTA:
– Superfície de saída (Aγ): superfície da cunha de corte sobre a qual o cavaco é
formado e escoa durante sua saída;
– Cunha de corte (β): é a cunha da ferramenta, formada pela intersecção das
superfícies de saída e folga;
– Ponta de corte: é a parte da cunha que se encontram as arestas principal e
secundaria de corte;
■ A ponta de corte pode ser a intersecção das arestas, ou a concordância das duas arestas
mediante um arredondamento ou chanfro.
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ PARTES CONSTRUTIVAS DE UMA
FERRAMENTA:
– Aresta principal de corte (S): é a aresta de corte
formada pela intersecção das superfícies de saída
e de folga principal;
– Aresta secundária de corte (S’): é a aresta de
corte formada pela intersecção das superfícies de
saída e de folga secundaria;
– Superfície principal de folga (Aα): superfície da
cunha de corte que contem a aresta principal de
corte;
– Superfície secundária de folga (A’α): superfície
da cunha de corte que contem a aresta secundária
de corte.
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ PARTES CONSTRUTIVAS DE UMA FERRAMENTA:
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ SISTEMAS DE REFERÊNCIA:
– Para a determinação dos ângulos na cunha de corte é necessário empregar um sistema
de referência
– Normalmente, são empregados dois sistemas:
■ Sistemas de referência da ferramenta: necessário para a determinação da geometria da
cunha de corte da ferramenta durante as etapas de projeto, execução e controle da
ferramenta;
– Dissociada da máquina-ferramenta que irá utilizá-la.
■ Sistema efetivo de referência: necessário para a determinação da geometria da cunha de
corte da ferramenta durante o processo de usinagem;
– Com a ferramenta em trabalho fixada na respectiva máquina-ferramenta e com todas as
condições operacionais definidas;
– Leva em conta a ferramenta na máquina, fixando-se também as velocidades de corte e
de avanço.
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ PLANOS DE UMA FERRAMENTA
DE CORTE:
– Plano de Referência da ferramenta (Pr):
■ Passa pelo ponto de corte escolhido e é
perpendicular à direção de corte;
■ Escolhida de modo que esse plano seja o mais
paralelo ou perpendicular possível à
superfície ou eixo da ferramenta.
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ PLANOS DE UMA FERRAMENTA DE CORTE:
– Plano de Referência da ferramenta (Pr):
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ PLANOS DE UMA FERRAMENTA DE
CORTE:
– Plano de Trabalho (Pf): passa pelo ponto de corte
escolhido, é perpendicular ao plano de referência
(Pr) e paralelo a direção de avanço;
■ A direção admitida de avanço é escolhida de forma
que o Pf seja paralelo ou perpendicular à superfície
ou eixo da ferramenta;
■ Neste se realizam os movimentos que tomam parte
na formação de cavaco;
■ Existe sempre um único plano instantâneo de
trabalho, mesmo quando o avanço tem
componentes, pois instantaneamente só há uma
única direção de avanço.
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ PLANOS DE UMA FERRAMENTA DE
CORTE:
– Plano de Corte: Ambos passam pelo ponto de
referência.
■ Plano de corte principal da ferramenta (Ps): É
tangente à aresta de corte e perpendicular ao plano
de referência da ferramenta;
– Quando o plano de corte se refere à aresta
principal.
■ Plano de corte principal da ferramenta (Ps’): É
tangente à aresta secundária de corte e perpendicular
ao plano de referência da ferramenta;
– Quando se refere à aresta secundária.
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ PLANOS DE UMA FERRAMENTA
DE CORTE:
– Plano ortogonal da ferramenta (Plano de
Medida) (Po): é perpendicular aos planos de
referência (Pr)e de corte da ferramenta (Ps);
– Plano Normal (Pn): passa pelo ponto de
corte escolhido e é perpendicular a aresta de
corte.
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ PLANOS DE UMA FERRAMENTA
DE CORTE :
– Plano dorsal da ferramenta (Pp): Passa
pelo ponto de corte escolhido;
■ Perpendicular aos planos de referência (Pr) da
ferramenta e admitido de trabalho (Pf);
– Plano ortogonais à superfície de saída (Pg):
perpendicular à superfície de saída e ao plano
de referência da ferramenta;
– Plano ortogonal à superfície de folga (Pb):
perpendicular à superfície de folga e ao plano
de referência da ferramenta.
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ ÂNGULOS DO SISTEMA DE REFERÊNCIA DA
FERRAMENTA:
– Os ângulos da cunha destinam-se à determinação da
posição e da forma da cunha de urna ferramenta;
– São agrupados de acordo com o plano no qual estão
localizados, ou seja, em ângulos medidos no plano
de referência (Pr), no plano de corte e no plano
ortogonal
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ ÂNGULOS DO SISTEMA DE REFERÊNCIA DA
FERRAMENTA:
– Ângulo de Posição (χ): ângulo entre o plano de corte
(Ps) e o plano de trabalho (Pf);
■ Geralmente varia de 45 a 95°;
■ Apresenta as seguintes funções:
– Distribuir as tensões de corte favoravelmente no
início e no fim do corte;
– Influenciar na direção de saída do cavaco.
■ Situa-se sempre fora da cunha cortante, de forma que o
seu vértice indica a ponta de corte.
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Medidos no Plano de Referência (Pr)
GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ ÂNGULOS DO SISTEMA DE REFERÊNCIA DA
FERRAMENTA:
– Esse ângulo mostra a posição da aresta de corte.
■ O ângulo de posição possui as seguintes funções e
características:
■ Influi na direção de saída do cavaco;
■ Se χ diminui, o ângulo de ponta (ɛ) aumenta, aumentando a
resistência da ferramenta e a capacidade de dissipação de calor;
■ O controle de χ reduz as vibrações, uma vez que as forças de
corte estão relacionadas com este ângulo. Geralmente χ está
entre 30° e 90°;
■ Ângulo pequeno = cavaco fino e maior força de corte.
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Medidos no Plano de 
Referência (Pr)
GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ ÂNGULOS DO SISTEMA DE REFERÊNCIA DA
FERRAMENTA:
– Ângulo de Posição Secundária (χ’): ângulo entre o
plano secundário de corte (Ps’) e o plano de trabalho
(Pf).
■ Situa-se sempre fora da cunha cortante, de forma que o
seu vértice indica a ponta de corte;
■ Esse ângulo indica a posição da aresta secundária de
corte.
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Medidos no Plano de Referência (Pr)
GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ ÂNGULOS DO SISTEMA DE REFERÊNCIA DA FERRAMENTA:
– Ângulo de Posição Secundária (χ’)
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ ÂNGULOS DO SISTEMA DE REFERÊNCIA DA
FERRAMENTA:
– Ângulo de Ponta (ɛ): ângulo entre os planos principal
de corte (Ps) e o secundário (Ps’);
■ Assegurar a resistência da ponta da ferramenta;
■ Dissipar calor;
■ Depende do formato da ferramenta;
– Quadrado: 90º;
– Triangulares: 60º;
– Perfilamento: 35º, mas pode fragilizar a
ferramenta;
– Circulares: Em função da profundidade.
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Medidos no Plano de Referência (Pr)
GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ ÂNGULOS DO SISTEMA DE REFERÊNCIA DA FERRAMENTA:
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GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ ÂNGULOS DO SISTEMA DE REFERÊNCIA DA
FERRAMENTA:
– Ângulo de Inclinação (λ): ângulo entre a aresta de
corte e o plano de referência.
■ Funções do ângulo “λ”:
– Controlar a direção de saídado cavaco;
– Proteger a aresta da ferramenta contra impactos;
– Atenuar vibrações;
– Geralmente λ (ângulo de inclinação) tem um valor
de -4° a 4° (-11º a 11º).
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Medidos no Plano de Corte (Ps)
GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ ÂNGULOS DO SISTEMA DE REFERÊNCIA DA FERRAMENTA:
– Ângulo de Inclinação (λ):
■ λ (positivo): ponta da ferramenta é mais baixa que a aresta de corte (usado em
desbastes de materiais duros).
■ λ (negativo): ponta da ferramenta é mais alta que aresta de corte (usado na usinagem de
materiais macios, baixa dureza).
■ λ (nulo): ponta da ferramenta tem mesma alta que aresta de corte (usado na usinagem
de materiais duros, exige menor potencia no corte)
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Medidos no Plano de Corte (Ps)
GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ ÂNGULOS DO SISTEMA DE REFERÊNCIA DA
FERRAMENTA:
– Ângulo de Saída (γ): ângulo entre a superfície de saída
(Aγ) e o plano de referência (Pr);
■ Possui as seguintes características:
– Influi na força e na potência necessária ao corte, no
acabamento superficial e no calor gerado;
– Quanto maior o ângulo γ menor será o trabalho de
dobramento do cavaco;
– O ângulo γ deve ser maior para materiais que oferecem
pouca resistência ao corte;
– O ângulo γ deve ser menor para materiais mais duros e
com irregularidades na superfície.
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Medidos no Plano Ortogonal (Po)
GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ ÂNGULOS DO SISTEMA DE REFERÊNCIA DA FERRAMENTA:
– Ângulo de Folga da Ferramenta (α): ângulo entre a superfície de folga e o plano
de corte Ps.
■ Possui as seguintes funções e características:
– Evitar o atrito entre a peça e a superfície de folga da ferramenta;
– Se α é pequeno (o ângulo β aumenta) : a cunha não penetra convenientemente no
material, a ferramenta perde o corte rapidamente, há grande geração de calor que
prejudica o acabamento superficial;
– Se α é grande (o ângulo β diminui): a cunha da ferramenta perde resistência,
podendo soltar pequenas lascas ou quebrar;
– α depende principalmente da resistência do material da ferramenta e da peça a
usinar.
– Geralmente o ângulo α esta entre 5° e 20°.
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Medidos no Plano Ortogonal (Po)
GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ ÂNGULOS DO SISTEMA DE REFERÊNCIA DA FERRAMENTA:
■ Ângulo de Cunha da Ferramenta (β): ângulo entre a superfície da saída e a de folga.
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Medidos no Plano Ortogonal (Po)
GEOMETRIA DA CUNHA
CORTANTE
■ TABELAS DE ÂNGULOS:
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Ferramentas para tornos: 
ÂNGULOS DE FOLGA
Ferramentas para tornos: 
ÂNGULOS DE SAÍDA
■ PRÓXIMA AULA:
– Mecanismos de formação de cavaco
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OBRIGADO!
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