Usinagem - Aula 01-Introdução a Usinagem dos Metais - Apresentação - UF Pa

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INTRODUÇÃO
À
USINAGEM DOS 
METAIS
Professora: Maria Adrina Paixão de Souza da Silva, Dra. Eng.
  
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DEFINIÇÃO DE USINAGEM
Definição - 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 - porção de material da peça retirada pela ferramenta, 
caracterizando-se por apresentar forma irregular.
O Estudo da usinagem é baseado na mecânica (Atrito, Deformação),
na Termodinâmica (Calor) e nas propriedades dos materiais.
  
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DEFINIÇÃO DE USINAGEM
USINAGEM
  
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IMPORTÂNCIA DA USINAGEM 
NA INDUSTRIA METAL 
MECÂNICA
A maior parte de todos os produtos industrializados em alguma de 
suas etapas de produção sofre algum processo de usinagem
  
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IMPORTÂNCIA DA USINAGEM 
NA INDUSTRIA 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 potência
90% dos componentes da industria 
aeroespacial
100% dos pinos médico-odontológicos
  
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IMPORTÂNCIA DA USINAGEM 
NA INDUSTRIA METAL 
MECÂNICAOutros produtos usinados
70% das lentes de contatos 
extraoculares
100% das lentes de contatos 
intraoculares
Lentes para CD player ou suas matrizes
  
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LIMITES DOS PROCESSOS DE 
USINAGEM
  
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LIMITES DOS PROCESSOS DE 
USINAGEM
  
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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
  
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USINAGEM COM FERRAMENTA 
DE GEOMETRIA DEFINIDA
  
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Tornear
Fresar
Furar
Rosquear
Alargar
Brochar
Serrar
Plainar
outros
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USINAGEM COM FERRAMENTA 
DE GEOMETRIA NÃO DEFINIDA
  
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Retificar
Brunir
Lapidar
Lixar
Polir
Jatear
Tamborear, outros
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USINAGEM POR PROCESSOS 
NÃO CONVENCIONAIS
Remoção térmica
Remoção Química
Remoção Eletroquímica
Remoção por ultra-som
Remoção por jato d'água, outros
  
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EVOLUÇÃO 
HISTÓRICA
Ferramentas de pedra
  
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EVOLUÇÃO 
HISTÓRICA
Plaina Neolítica de 6000 A.C.
  
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EVOLUÇÃO 
HISTÓRICA
Furadeira a arco egípicia – 1500 A. C.
  
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EVOLUÇÃO 
HISTÓRICA
1.000 A.C. - Surgem os primeiros tornos - Idade do Bronze – metais 
predominantes Cu, Zn, Sn
700 A.C. - processamento do ferro
SÉC. XIV - Desenvolvimento das primeiras armas de fogo na Europa
SÉC. XVI - Torneamento ornamental - Jaccques Benson
  
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EVOLUÇÃO 
HISTÓRICA
SÉC. XVII – Melhoria nos 
processos de fabricação de ferro e 
aço
SÉC. XVIII - Primeiras obras 
conhecidas sobre torneamento – 
Jacques Plumier - L’ART DE 
TORNEURS.
 Torno a arco – 1565
  
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EVOLUÇÃO 
HISTÓRICASÉC. XIX – Revolução industrial
Desenvolvimento da máquina a vapor – James Watts
Primeiras Máquinas-Ferramentas projetadas segundo 
princípios modernos
  
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Torno de Maudslay – 1848
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EVOLUÇÃO 
HISTÓRICASÉC. XIX – Revolução industrial
Desenvolvimento da máquina a vapor – James Watts
Primeiras Máquinas-Ferramentas projetadas segundo 
princípios modernos
  
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Torno de Maudslay – 1848
Torno de Maudslay – 1848
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EVOLUÇÃO 
HISTÓRICASÉC. XIX – Revolução industrialFabricação em série
Aço ferramenta é o principal material de ferramentas 
usinagem
  
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Furadeira de Willkinson 
– Acionada a roda 
d'água
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EVOLUÇÃO 
HISTÓRICA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 computador eletrônico 
digital – o ENIAC
1947 – é desenvolvido o primeiro transistor nos 
Laboratórios Bell
1950 – Primeira máquina-ferramenta numericamente 
controlada, MIT
  
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EVOLUÇÃO 
HISTÓRICA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
1970 - BRIAN – Primeiras Pesquisas sobre usinagem de 
ultra precisão
1970 – Primeiras ferramentas Cermets – Japão
1980 – Primeiras pesquisas sobre usinagem de alta-
velocidade1990 – Ferramentas cerâmicas
1990 – Ferramentas CBN, Diamante
  
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EVOLUÇÃO 
HISTÓRICASÉC. XXI – Mais tecnologiaMáquinas Flexíveis
Integração total por computadores
 
  
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Tendências para a usinagem no século XXI 
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GRANDEZAS DO 
PROCESSO
  
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GRANDEZAS DO 
PROCESSO
Peça – Tudo aquilo que irá sofrer uma operação de usinagem
Dispositivo de fixação – local onde será fixada a peça
Ferramenta – tudo o que realiza uma operação de usinagem
Porta-ferramenta - dispositivo destinado a fixar a ferramenta
Máquina-ferramenta – elemento que proporcionará os movimentos, 
velocidade, avanço e a força necessária ao processo de usinagem
  
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CINEMÁTICA GERAL DOS 
PROCESSOS DE 
USINAGEM
Movimentos que causam diretamente a remoção de cavaco:
de corte
de avanço
efetivo de corte
Movimentos que não causam diretamente a remoção de cavaco:
de aproximação e afastamento
de ajuste
de correção
  
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CINEMÁTICA GERAL DOS 
PROCESSOS DE 
USINAGEMOs processos de usinagem necessitam de um movimento relativo 
entre peça e ferramenta.
  
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VELOCIDADES DO 
PROCESSO DE USINAGEM
Velocidade de Corte (Vc)
Vc = f (material peça,material ferramenta)
Velocidade de Avanço (Vf)
Velocidade efetiva de corte (Ve)
  
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MOVIMENTOS NOS 
PROCESSOS DE 
USINAGEM
  
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MOVIMENTOS NOS 
PROCESSOS DE 
USINAGEM
  
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GRANDEZAS DO 
PROCESSO DE USINAGEM
  
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RELAÇÕES QUE ENVOLVEM A 
QUALIDADE
DE UMA PEÇA USINADA 
  
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RELAÇÕES QUE ENVOLVEM A 
QUALIDADE
DE UMA PEÇA USINADA 
  
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GEOMETRIA DA 
FERRAMENTA DE CORTE
Para cada par material de ferramenta / material de peça têm uma geometria de 
corte apropriada ou ótima
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 
FERRAMENTA DE CORTE
  
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GEOMETRIA DA 
FERRAMENTA DE 
TORNEAR
  
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α = ângulo de incidência
β = ângulo de cunha
γ = ângulo de saída
ε = ângulo de quina
χ = ângulo de direção
λ = ângulo de inclinação
rε = raio de quina
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PLANOS DA FERRAMENTA DE 
CORTE
- Sistema de Ferramenta na Mão -
  
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PLANOS DA FERRAMENTA DE 
CORTE
- Sistema de Ferramenta na Máquina -
  
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DENOMINAÇÕES PARA 
AS FERRAMENTA DE 
FURAR
  
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DENOMINAÇÕES PARA 
AS FERRAMENTA DE 
FRESAR
  
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TIPOS DE 
QUINAS
  
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FATORES CONSIDERADOS 
NA ESCOLHA DA 
GEOMETRIA DA 
FERRAMENTA
  
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Material da ferramenta
Material da peça
Condições de corte
Tipo de operação
Geometria da peça
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INFLUÊNCIAS DA 
GEOMETRIA DA 
FERRAMENTA
  
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INFLUÊNCIAS DA 
GEOMETRIA DA 
FERRAMENTA
  
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SOLICITAÇÕES NA CUNHA 
DE CORTE
  
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CONSEQÜÊNCIA DOS 
ESFORÇOS NA DE 
FERRAMENTA
  
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Força de usinagem = f(condições de corte (f, vc, ap), 
geometria da ferramenta (χ, γ, λ), desgaste da ferramenta)
Onde:
Fc = Força de corte
Ff = Força de avanço
Fp = Força de avanço
Fc e Ff ~ 250 a 400 N/mm2 - aços de construção mecânica
Fc e Ff ~1100 N/mm2 - materiais de difícil usinabilidade 48
FORÇAS NA 
USINAGEM
  
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SUBDIVISÃO DO TRABALHO 
EFETIVO NA USINAGEM
  
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SUBDIVISÃO DO TRABALHO 
EFETIVO NA USINAGEM
  
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Bibliografias
• ABREU FILHO, Carlos. Tornearia Mecânica – Notas de 
Aula, Belém, 2007.
• AGOSTINHO, Oswaldo Luis. VILELLa, Ronaldo Castro 
(In Memoriam), BUTTON, Sérgio Tonini. Processos de 
Fabricação e Planejamento de Processos. Universidade 
Estadual de Campinas - Faculdade de Engenharia 
Mecânica - Departamento de Engenharia de Fabricação- 
Departamento de Engenharia de Materiais. Campinas, SP. 
2004
• BRAGA, Paulo Sérgio Teles, CPM - Programa de 
Certificação de Pessoal de Manutenção – Mecânica - 
Processos de Fabricação, SENAI/CST, Vitória, ES. 1999. 
• COSTA, Éder Silva & SANTOS, Denis Júnio. Processos 
de Usinagem. CEFET-MG. Divinópolis, MG. março de 2006
  
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Bibliografias
• DINIZ, A. E., Tecnologia da Usinagem dos Materiais. 3 ed. 
São Paulo: Artliber Editora, 2003.
• FERRARESI, Dino. Fundamentos da Usinagem dos 
Metais. Editora Edgard Blücher LTDA. São Paulo, SP, 
1977
• INMETRO. SISTEMA Internacional de Unidades – SI 
(tradução da 7ª edição do original francês “Le Système 
International d’Unités”, elaborada pelo Bureau International 
des Poids et Mesures - BIPM). 8ª edição Rio de Janeiro, 
2003. 116 p. 
• INMETRO. Vocabulário Internacional de Termos 
Fundamentais e Gerais de Metrologia – VIM – Portaria 
Inmetro 029 de 1995. 3ª edição, Rio de Janeiro, 2003. 75p.
• reimpressão.
  
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Bibliografias
• PALMA, Flávio. Máquinas e Ferramentas. Apostila, 
SENAI-SC, Blumenau, 2005. 
• SECCO, Adriano Ruiz; VIEIRA, Edmur & GORDO, Nívia. 
Módulos Instrumentais – Metrologia. Telecurso 2000. São 
Paulo, SP, 2007
• VAN VLACK, L. H., Princípios da Ciência e Tecnologia dos 
Materiais. Tradução Edson Carneiro. Rio de Janeiro: 
Elsevier, 1970 – 4ª reimpressão.
  
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