1.4 FERRAMENTAS DE CORTE

Prévia do material em texto

FERRAMENTAS DE CORTE NOS 
PROCESSOS DE USINAGEM 
❖ Introdução aos Processos de 
Fabricação
ASPECTOS PRINCIPAIS DA TECNOLOGIA DA USINAGEM:
A TECNOLOGIA DE USINAGEM TEM DOIS ASPECTOS PRINCIPAIS:
O material da ferramenta e sua geometria.
- O primeiro envolve o desenvolvimento de materiais que suportem as forças, as
temperaturas ação do desgaste durante o processo de usinagem.
- O segundo trata da otimização da geometria da ferramenta de corte utilizada para
determinada combinação de material da ferramenta e operação de usinagem.
É conveniente iniciar considerando a vida da ferramenta, um pré-requisito para
muitas das discussões que serão realizadas a materiais de ferramentas, além de tópicos
relacionados à tecnologia da ferramenta de corte: fluidos de corte, usinabilidade e
condições econômicas de corte.
FALHAS DE UMA FERRAMENTA DE CORTE:
Existem três formas possíveis de falha de uma ferramenta de corte:
1. Falha por fratura - Ocorre quando a força de corte, em um ponto da aresta de corte,
se torna excessivamente alta, causando uma falha repentina por fratura frágil;
2. Falha por temperatura - Ocorre quando temperatura de corte é muito alta para o
material da ferramenta, o que faz com que o material na região da aresta de corte
amoleca, resultando em deformação plástica e perda da afiação ;
3. Desgaste gradual - Causa a perda da geometria da ferramenta, redução da eficiência
do corte, aceleração do desgaste da ferramenta à medida que ela se torna mais
desgastada e, finalmente, sua falha, de forma similar à falha por temperatura.
FALHAS DE UMA FERRAMENTA DE CORTE:
As falhas por fratura e temperatura resultam em perda prematura da ferramenta de
corte . Esses dois modos de falha são, portanto, indesejáveis. Das três possibilidades
de falha, o desgaste gradual é preferido porque leva à utilização da ferramenta pelo
maior tempo possível, com a vantagem econômica associada ao seu uso.
A qualidade do produto também deve ser considerada quando se tem o objetivo
controlar o modo de falha da ferramenta. Quando a ponta da ferramenta falha de forma
súbita durante o corte, frequentemente causa dano à superfície usinada. Esse dano
requer o retrabalho da superfície ou possível sucateamento da peça. Os danos podem
ser evitados se forem selecionadas condições de corte que favoreçam o desgaste
gradual da ferramenta em vez da falha por fratura ou por temperatura, e pela troca da
ferramenta antes que ocorra a falha catastrófica da aresta de corte.
FALHAS DE UMA FERRAMENTA DE CORTE:
• As operações de usinagem são realizadas utilizando ferramentas de corte.
As elevadas forças e temperaturas, durante a usinagem, criam um ambiente
muito severo para a ferramenta.
• Se a força de corte se torna muito alta, a ferramenta quebra.
• Se a temperatura de corte se torna muito alta, o material da ferramenta
amolece e falha.
• Se nenhuma das duas situações causarem a falha da ferramenta, o desgaste
continuo da aresta de corte conduz à sua falha ao final.
Desgaste da Ferramenta
O desgaste gradual ocorre em das regiões principais da ferramenta de corte:
1. Na superfície de saída ;
2. No flanco.
Dessa forma , os dois principais tipos de desgaste de ferramentas é chamado de
desgaste de cratera e de desgaste de flanco.
Figura1: Desgaste de uma
ferramenta monocortante.
Fonte:Groover, 2017.
FALHAS DE UMA FERRAMENTA DE CORTE:
O desgaste de cratera consiste numa cavidade na superfície de saída da
ferramenta, que é formada e cresce pela ação do deslizamento do cavaco contra a
superfície. A região do contato cavaco-ferramenta é caracterizada por altas
temperaturas e tensões, que contribuem para a ação do desgaste. A cratera pode ser
medida tanto pela profundidade quanto por sua área.
O desgaste de flanco ocorre na lateral, ou seja, na superfície de folga da
ferramenta. E o resultado do atrito entre a superfície que acaba de ser gerada com a
superfície do flanco, adjacente à aresta de corte. O desgaste de flanco é medido pela
largura média de desgaste, VB. Algumas características do desgaste de flanco podem
ser identificadas. Em primeiro lugar, uma condição extrema de desgaste de flanco
geralmente surge na aresta de corte, na posição correspondente à superfície original da
peça, e é chamado desgaste de entalhe.
TIPOS DE DESGASTE DAS FERRAMENTAS NA USINAGEM
✓ Abrasão - Essa é uma ação mecânica de desgaste, causada por partículas duras
contidas no material usinado, que arranha e remove pequenas porções da
ferramenta. Essa ação abrasiva ocorre tanto no desgaste de flanco. tanto no
desgaste de flanco como no desgaste de cratera; é uma causa importante do desgaste
do flanco.
✓ Adesão - Quando dois metais são forçados em um contato com altas pressões e
temperaturas, uma adesão (soldagem) ocorre entre eles. Essas condições estão
presentes entre o cavaco e a superfície de saída da ferramenta.. A medida que o
cavaco escoa na ferramenta, pequenas partículas da ferramenta aderem ao cavaco e
são retiradas da superfície, resultando em desgaste da superfície.
MECANISMOS DESGASTE DAS FERRAMENTAS NA USINAGEM
✓ Difusão - Esse é um processo em que uma troca de átomos ocorre por meio da
fronteira de contato entre dois materiais. No caso do desgaste de ferramenta, a difusão
ocorre na fronteira cavaco-ferramenta, fazendo com que a superfície da ferramenta
fique empobrecida dos átomos, que são responsáveis pela sua dureza. A medida que
esse processo continua a superfície da ferramenta se torna mais suscetível à abrasão e
à adesão. A difusão é considerada um dos principais mecanismos do desgaste de
cratera.
✓ Reações químicas - As altas temperaturas e as superfícies limpas na interface cavaco-
ferramenta, na usinagem em altas velocidades, podem resultar em reações químicas,
em particular, na oxidação da superfície de saída da ferramenta. A camada oxidada,
sendo mais macia que o material original da ferramenta , é cisalhada para fora
expondo um novo material para manter o processo de reação.
MECANISMOS DESGASTE DAS FERRAMENTAS NA USINAGEM
Deformações plásticas - Outro mecanismo que contribui para o desgaste da
ferramenta é a deformação plástica da aresta de corte. As forças de corte que atuam na
aresta de corte em altas temperaturas fazem com que a aresta se deforme plasticamente
deixando-a mais vulnerável à abrasão da superfície da ferramenta. As deformações
plásticas contribuem sobretudo para o desgaste de flanco.
A maioria desses mecanismos de desgaste da ferramenta de corte é acelerada em
velocidades e temperaturas mais altas. A difusão e as reações químicas são
especialmente sensíveis às altas temperaturas
MECANISMOS DESGASTE DAS FERRAMENTAS NA USINAGEM
VIDA DA FERRAMENTA 
A vida de uma ferramenta pode ser definida como sendo o tempo em que a
mesma trabalha efetivamente, sem perder a capacidade de corte, dentro de um
critério previamente estabelecido. Em outras palavras, a ferramenta trabalhando em
condições normais de corte é usada até que o seu desgaste, previamente fixado, seja
tal que exija a sua substituição.
Assim, a ferramenta deve ser substituída quando se observar:
Valores elevados de desgastes podendo levar à quebra da ferramenta. 
Temperaturas excessivas atingidas pela ferramenta. 
As tolerâncias dimensionais fogem do controle. 
Acabamento superficial deixa de ser satisfatório. 
As componentes da força de usinagem aumentam excessivamente. 
VIDA DA FERRAMENTA 
Um critério deve ser então adotado para determinar o fim de vida, a fim de manter
o processo produtivo dentro de condições econômicas adequadas. Normalmente as
arestas de corte se desgastam seguindo uma curva padrão..
Figura 1: Curva de vida da ferramenta
Fonte: Groover 2017 
VIDA DA FERRAMENTA 
Figura 2: Curva de vida da ferramenta
Fonte: Groover 2017 
VIDA DA FERRAMENTA 
Figura 3: Curva de vida da ferramenta
VIDA DA FERRAMENTA 
..Estágio I. No início do corte, o desgaste da ferramenta aumenta rapidamente devido
à adequação ao sistema tribológicoenvolvido (acomodação da cunha cortante).
Estágio II. O desgaste se estabiliza e se mantém linear até perto de seu fim de vida.
A ferramenta encontra-se totalmente adequada ao processo e os mecanismos de
desgaste operam constantemente.
Estágio III. O desgaste aumenta de forma acelerada e promove a quebra da
ferramenta em um curto espaço de tempo. Isto se dá, pois o desgaste atingiu níveis tão
elevados que as temperaturas e as tensões envolvidas irão promover, eventualmente, o
colapso da ferramenta.
FERRARESI sugere o controle através: do tempo de corte, do volume de material
removido ou o número de peças usinadas. Entretanto, a continuação do uso da aresta de
corte depois de superados os critérios preestabelecidos traz sérios riscos, pois valores
excessivos de desgastes causam aumento da força de usinagem e geração de calor,
podendo provocar fratura na ferramenta e danos irreversíveis à peça.
VIDA DA FERRAMENTA 
..Os principais problemas relacionados à fixação de um determinado valor-limite de
desgaste para o fim de vida da ferramenta estão associados com o tipo de operação:
Em operações de desbaste (onde se toleram altos valores de desgaste), por
temer que a ferramenta quebre, costuma-se trocar a ferramenta bem antes, com valores
de desgaste bastante inferiores àqueles que poderiam provocar tal avaria.
Em operações de acabamento é relativamente simples detectar quando as
dimensões da peça saem das faixas de tolerâncias projetadas (desgastes na ferramenta).
Em geral, utiliza-se um calibrador passa/ não-passa ou algum outro instrumento e
procede-se a medição por amostragem. Neste caso, não é necessário trocar a
ferramenta imediatamente, pois ainda é possível corrigir a posição da ferramenta e
continuar a usinagem com a mesma aresta de corte (compensação de desgastes em
máquinas-ferramentas com comando numérico).
VIDA DA FERRAMENTA 
..Da mesma forma que diversos fatores influenciam os mecanismos de desgaste,
vale salientar que diferentes variáveis influenciam direta ou indiretamente no tempo de
vida de uma ferramenta:
Peça: natureza do material; composição química; processo de fabricação;
tratamento térmico; propriedades físicas, químicas, mecânicas; microestrutura;
dimensões e forma.
Ferramenta: tipo de material; geometria; composição; propriedades
químicas, físicas e mecânicas; largura da marca de desgaste de flanco (critério de fim
de vida).
Máquina: tipo de máquina; rigidez; velocidade de corte (parâmetro mais
significativo), avanço e profundidade de corte; área de seção de corte; forma da seção
de corte; meio lubrirrefrigerante (tipo, propriedades lubrificantes, forma de aplicação
etc.).
Modelo de Taylor - No início da década de 1900, o engenheiro americano F. W.
Taylor desenvolveu um modelo de vida da ferramenta que incluía fatores relevantes ao
corte de metal. Taylor observou que o aumento da profundidade de corte tinha um efeito
mínimo na vida da ferramenta. O aumento da taxa de avanço tinha um pouco mais de
efeito, enquanto velocidades de corte mais altas influenciavam grandemente na vida da
ferramenta. A figura abaixo ilustra o desgaste da ferramenta resultante do aumento da
velocidade (azul vC), avanço (cinza f) e profundidade de corte (preto ap).
VIDA DA FERRAMENTA 
A velocidade de corte incorreta pode ser maior ou menor que a ideal. Quando isso
acontece, alguns problemas ocorrem:
VIDA DA FERRAMENTA 
Velocidade maior
✓ Superaquecimento da ferramenta, que
perde suas características de dureza e
tenacidade.
✓ Superaquecimento da peça, gerando
modificação da forma e dimensões da
superfície usinada.
✓ Desgaste prematuro da ferramenta de
corte.
Velocidade menor
✓ O corte fica sobrecarregado, gerando
travamento e posterior quebra da
ferramenta, inutilizando-a e também a
peça usinada.
✓ Problemas na máquina-ferramenta
que perde o rendimento de trabalho
porque está sendo subtilizada.
Quando a ponta da ferramenta fica azulada, indica que a temperatura do corte 
aumentou excessivamente e altero as características da ferramenta, o seja, ela perdeu a 
dureza.
RELAÇÃO DA VIDA DA FERRAMENTA COM VARIÁVEIS DEPENDENTES 
DO PROCESSO
Figura 4 : Efeito da velocidade de corte no desgaste do 
flanco(VB) para três velocidades de corte.
Fonte: Groover 2017
RELAÇÃO DA VIDA DA FERRAMENTA COM VARIÁVEIS DEPENDENTES DO 
PROCESSO
Figura 5 : velocidade de corte versus vida da ferramenta de corte.
Fonte: Groover 2017
RELAÇÃO DA VIDA DA FERRAMENTA COM VARIÁVEIS DEPENDENTES DO 
PROCESSO
A relação entre a vida da ferramenta e a velocidade de corte pode ser expressa
aproximadamente pela equação empírica de TAYLOR.
𝑉𝑐 ∗ 𝑇
𝑛= C
Em que:
VC = velocidade de corte [m/min]
T = tempo de vida da ferramenta [min]
n = expoente cujo valor depende até certo ponto de outras variáveis- máquinas ferramentas
e peça. O expoente n varia usualmente entre 1/3 e 1/10, podendo tornar como valores
médios os indicados na tabela. O valor do mesmo mostra quão sensível é a ferramenta à
mudança de Vc.
C = Constante cujo valor depende principalmente do material da peça, do material da
ferramenta, das dimensões de corte e do meio refrigerante. Seu valor representa a
velocidade de corte que dá a ferramenta de corte a vida de 1 minuto.
RELAÇÃO DA VIDA DA FERRAMENTA COM VARIÁVEIS DEPENDENTES DO 
PROCESSO
Determinando o valor de C e n no gráfico anterior, usando dois dos três pontos da
curva e resolvendo simultaneamente as equações na forma da equação anterior.
→ Escolhendo os dois pontos da extremidade: v = 160 m/min, T=5; e v =100 m/min,
T= 41; temos:
160(5)n =C
100(41)n =C
Igualando os lados direitos de cada uma das equações:
160(5)n =100(41)n
ln(160) + n ln(5)= ln(100) + n ln(41) = 5,0752+1,6094 n = 4,6052+3,71136 n
0,4700=21042 n
n = 0,223
Substituindo:
C =160(5)0,223 =229 ou C=100(41)0,223 = 229
RELAÇÃO DA VIDA DA FERRAMENTA COM VARIÁVEIS DEPENDENTES DO 
PROCESSO
Figura 6: valores de n e C para determinar a vida da ferramenta
Fonte: Groover 2017
RELAÇÃO DA VIDA DA FERRAMENTA COM VARIÁVEIS DEPENDENTES DO 
PROCESSO
A equação pode ser reescrita sob a forma da equação.
T = ( 
𝐶
𝑉
𝐶
)𝑋
Sendo X =1/n
Ou seja, a vida varia inversamente com a potência “X” da velocidade. Os valores
x da equação podem ser obtidos através de ensaios de vida da ferramenta. Este tipo de
ensaio busca uma estimativa da usinabilidade do material usinado estabelecendo, para
determinadas condições de usinagem, a vida útil da ferramenta.
Um dos ensaios mais usados na indústria é o teste da taxa de desgaste,
regulamentado pela norma ISO 3865/1993, cujo resultado permite a determinação da
vida da ferramenta para uma determinada faixa de velocidades de corte.
RELAÇÃO DA VIDA DA FERRAMENTA COM VARIÁVEIS DEPENDENTES DO 
PROCESSO
Valores de x e n
Figura 7: valores de x e n para determinar a vida da ferramenta 
n
RELAÇÃO DA VIDA DA FERRAMENTA COM VARIÁVEIS DEPENDENTES DO 
PROCESSO
Na usinagem de aço, com ferramenta de metal duro (x = 5), ao se dobrar VC, o
tempo T é reduzido para cerca de 3%. O aço rápido ( x = 7 ) é ainda mais sensível à
mudança da velocidade de corte (T é reduzido para cerca de 0,8).
Sendo a vida da ferramenta para uma dada velocidade de corte influenciada pelas
dimensões de corte. Em 1954, M. KRONNENBERG procurou agrupar as equações das
velocidades de corte de diferentes pesquisadores que levavam em consideração a forma
e a seção de corte. Dessa forma foram introduzidas as relações da área de corte e do
cavaco.
▪ Área da seção transversal de corte (A = ap *f)
▪ Índice de esbeltez do cavaco G =
𝑎𝑝
𝑓
RELAÇÃO DA VIDA DA FERRAMENTA COM VARIÁVEIS DEPENDENTES DO 
PROCESSO
Dessa forma a equação de TAYLOR pode ser reescrita:
Cv = velocidade de corte obtida experimentalmente que dá a ferramenta de corte
uma vida padrão de 60 minutos na usinagem de uma seção de 1mm2 ,com G = 5.
i = expoente da área de seção de corte;
g = expoente do índice de esbeltez do cavaco.
nn
Utilizando o exemplo 1:
RELAÇÃO DA VIDA DA FERRAMENTA COM VARIÁVEIS DEPENDENTES DO 
PROCESSO
Obs: Encontra-se o valor de Cv = 215 m/min pela interpolação linear (aço com dureza
de 156 HB na usinagem com ferramenta MD).
n
Pretende-se obter peças cilíndricas de aço ABNT 1040 (dureza 156HB) com Ø85
mm e 450 mm de comprimento a partir de barras cilíndricas com Ø 100 mm utilizando
profundidade de corte 1,5 mm, avanço 0,30 mm/volta e rotação 1115 Rpm em um torno
CNC com potência nominal de 20 Cv. Para isso dispõe de uma ferramenta MD P25 com
ꭓr=75º, α =0º, γ = -6º, λ = -6º e rε= 0,8 mm. Calcular a vida da ferramenta (T), e o
número de peças produzidas pelas arestas de corte.
Para determinar o número de peças produzidas pela ferramenta.
Número de peças produzidas = 
𝑇
𝑇
𝐶
RELAÇÃO DA VIDA DA FERRAMENTA COM VARIÁVEIS DEPENDENTES DO 
PROCESSO
Números de peças produzidas = 
16,1 𝑚𝑖𝑛
6,72 𝑚𝑖𝑛
= 2,4
Exercício 1 : Uma operação de torneamento em uma peça de aço,
normalmente opera com uma velocidade de corte de 125 ft/min e utiliza
ferramentas de aço rápido sem aplicação de fluido de corte. Os valores
apropriados para n e C são 0,125 e 200, respectivamente. Verificou-se que o uso
do fluido de corte do tipo refrigerante permitirá um aumento de 25ft/min na
velocidade de corte, sem nenhum efeito sobre a vida da ferramenta. Se for
considerado que o efeito do fluido de corte é simplesmente de aumentar C em
25, qual seria o aumento na vida da ferramenta se a velocidade de corte
original de 125ft/min for utilizada na operação.
RELAÇÃO DA VIDA DA FERRAMENTA COM VARIÁVEIS DEPENDENTES DO 
PROCESSO
T = ( 
𝑪
𝑽
𝑪
)𝑿
Solução: Figura 6 , n = 0.125 and C = 200, C = 200 + 25 = 225.
Se vc = 125 ft/min, T = (200/125)1/.125 = (1.6)8 = 42.95 min
Se vc = 125 ft/min, T = (225/125)1/.125 = (1.8)8 = 110.2 min
Incremento = (110.2 - 42.95) = 67.25 min = 156.6%
Exercício 2 : Uma operação de torneamento usando ferramenta de aço
rápido, a velocidade de corte utilizada é de 110m/min A equação de Taylor para
a vida da ferramenta tem parâmetros n=0,140 e C=150 m/min quando a
operação é realizada a seco. Quando é utilizado fluido de corte na operação, o
valor de C aumenta 15%. Determine a porcentagem de aumento na vida da
ferramenta para operação com fluido de corte se a velocidade for mantida a
110m/min.
RELAÇÃO DA VIDA DA FERRAMENTA COM VARIÁVEIS DEPENDENTES DO 
PROCESSO
T = ( 
𝐶
𝑉
𝐶
)𝑋
Solução
A seco: 110(T)0.14 = 150
Com refrigerante : 110(T)0.14 = 150(1 + 15%) = 150(1.15) = 172.5
𝑽𝒄 ∗ 𝑻
𝒏= C
T = (150/110)1/.14 = (1.364)7.143 = 9.18 min
T = (172.5/110)1/.14 = (1.568)7.143 = 24.85 min
Aumentar = (24.85 – 9.18)/9.18 = 1.71 = 171%
ATIVIDADE EM SALA
http://gg.gg/PF0305
MATERIAIS PARA FERRAMENTAS DE CORTE
Os três modos de falha de ferramenta permitem identificar três propriedades
importantes requeridas de um material de ferramenta:
Tenacidade. Com o objetivo de evitar a falha por fratura, o material da ferramenta deve
possuir alta tenacidade, ou seja, capacidade de um material em absorver energia sem falhar.
É usualmente caracterizada pela combinação de resistência e ductilidade do material.
Dureza a quente. A dureza a quente é a habilidade de um material reter sua dureza em
altas temperaturas. Isso é necessário por causa do ambiente de alta temperatura em que a
ferramenta opera.
Resistência ao desgaste. Dureza é a propriedade mais importante e necessária para resistir
ao desgaste por abrasão. Todos os materiais para ferramenta de corte devem ser duros.
Entretanto, a resistência ao desgaste no corte de metais depende de outros fatores além da
dureza da ferramenta em razão dos mecanismos de desgastes da ferramenta.
MATERIAIS PARA FERRAMENTAS DE CORTE
Além das citadas, devemos levar em consideração a estabilidade química e a
facilidade de obtenção a preços econômicos. Nenhum material dispõe de todas essas
características. Deve-se, portanto verificar quais as primordiais e as secundárias.
Os materiais das ferramentas de corte alcançam essa combinação de propriedades
em vários níveis.
A conciliação destas propriedades foi conseguida com a produção de ferramentas com
diferentes composições químicas, refinamento dos grãos, controle dos processos de
fabricação e do tratamento térmico, o que lhes confere graus compatíveis de pureza e
qualidade.
MATERIAL DA FERRAMENTA DE CORTE 
Figura 8: comportamento de cada um
dos materiais em relação as propriedades
dureza x tenacidade.
HSS - aço rápido
MD - metal duro
PVD (Physical Vapor Deposition)
CVD (Chemical Vapor Deposition)
CERMET – cerâmica mista
MCD- diamantes naturais 
PCD- diamantes sintéticos
Norma ISO
MATERIAIS PARA FERRAMENTAS DE CORTE
Os materiais das ferramentas de corte alcançam essa combinação de propriedades
em vários níveis.
DUREZA A QUENTE DOS MATERIAIS PARA FERRAMENTAS DE CORTE
Relações típicas de dureza a quente para os materiais de ferramentas
selecionados. O aço carbono ,mostra uma perda rápida de dureza quando a
temperatura aumenta. O aço rápido é substancialmente melhor, enquanto os
metais duros e as cerâmicas são de forma, significativa mais duros em altas
temperaturas.
O AÇO RAPIDO E SEUS ANTECESSORES
Antes do desenvolvimento do aço rápido, o aço-carbono aço Mushet foram os
principais materiais para ferramentas de corte de metais. Hoje, é raro esses aços serem
utilizados em aplicados industriais de usinagem. Os aços-carbono usados como
ferramentas de corte podem ser tratados de forma térmica para obter uma dureza
relativamente alta (60 Rockwell C) em razão do seu teor de carbono relativamente
elevado. No entanto, por causa dos baixos níveis de liga, possuem baixa dureza a quente.
tornando-os inviáveis para o corte de metais, exceto em velocidades muito baixas, o que
não é pratico para os padrões atuais,
O aço Mushet contém tungstênio como elemento de liga (4% a 12%) e manganês
(2% a 4 %) além do carbono. Pode ser considerado um antecessor do aço rápido.
O aço rápido (HSS High Speed Steel) é um aço ferramenta de alta liga, capaz de
manter a dureza em temperaturas elevadas com comportamento melhor que o aço com alto
teor de carbono e os aços de baixa liga. Sua boa dureza a quente permite que ferramentas
de aço rápido possam ser usadas em velocidades de corte mais altas.
AÇO RÁPIDO
Em comparação com os outros materiais de ferramenta, no momento do
desenvolvimento, foi merecedor de seu nome rápido" (alta velocidade). Uma grande
variedade de aços rápidos está disponível no mercado, mas esses materiais podem ser
divididos em dois tipos básicos:
(1) Os aços rápidos ao tungstênio, designados pela categoria T dada pelo American
Iron and Steel Institute (AISI).
(2) Os aços rápidos ao molibdênio, designado pela categoria M da AISI.
- Os aços rápidos ao tungstênio contém como elemento principal o (W). Elementos
de liga adicionais são o cromo (Cr) e o vanádio (V). Um aços rápidos mais antigos e
conhecidos desse grupo é o T1 ou aço rápido 18-4-1, que contém 18% W tungstênio, 4%
Cr e 1%V.
- Os aços ao molibdênio contêm uma combinação de tungstênio e molibdênio (Mo),
além dos mesmos elementos de liga adicionais dos aços rápidos do quantidade típicas dos
aços rápidos do grupo T.
AÇOS RÁPIDOS
Comercialmente o aço rápido é um dos mais importantes materiais de
ferramentas de corte em uso, especialmente indicado para ferramentas com
geometrias complexas, como brocas, fresas etc...
O longo dos anos, melhorias têm sido desenvolvidas na formulação e no
processamento metalúrgico do aço rápido, de modo que esse tipo de material de
ferramenta se mantém competitivo em muitas aplicações. Além disso algumas
ferramentas de aço rápido, brocas em particular, são recobertas com uma camada fina
de nitreto de Ti(TiN) para proporcionar aumento significativo no desempenho de
corte. Geralmente a deposição física a vapor é utilizada para revestir essas
ferramentas.
DEPOSIÇÃO EM FASE VAPOR
A deposição física de vapor (physical vapor deposition- PVD) é o processo no qual
um material é convertido as fase vapor numa câmara de vácuo e condensado na
superfície do substrato como uma camada muito fina. A PVD pode aplicar uma grande
ama de materiais de revestimentos: metais, ligas, cerâmicas e outros compostos
inorgânicos, e mesmo certos polímeros. As coberturas PVD agregam resistência ao
desgaste a uma classe devido à sua dureza.
A deposição química de vapor (chemical vapor deposition-CVD) envolve a
interação entre a mistura de gases e a superfície do substrato aquecido, casando uma
decomposição química de alguns constituintes de ases e a formação de um filme sólido
no substrato. As reações ocorrem em uma câmara fechada , o produto de reação(seja um
metal ou um composto) nucleia e cresce sobre a superfície do substrato formando um
revestimento. As coberturas CVD possuem alta resistência ao desgaste e excelente adesão
ao metal duro.
EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA
MATERIAL DA FERRAMENTA DE CORTE 
Figura 6: Algumas aplicações dos aços-rápidos 
LIGAS DE COBALTO
As ferramentas de corte de ligas fundidas são constituídas de cobalto, cerca de 40%
a 50%; cromo, de 25% a 35% e tungstênio, geralmente de 15 a 20%; com quantidades
residuais de outros elementos. São fabricados por fundição na geometria desejada em
moldes de grafite e , em seguida retificadas no formato final com a afiação da aresta de
corte.
A partir de suas propriedades, as aplicações estão entre os aços rápidos e do metal
duro. São capazes de realizar usinagens de desbaste pesado em velocidades superiores às
do aço rápido e em avanços maiores que o metal duro.
METAL DURO, CERMETS E METAL DURO COM RECOBRIMENTO
Um Cermeto é um material compósito no qual a cerâmica está incorporada em
uma matriz metálica. A cerâmica normalmente domina a mistura, algumas vezes
atingindo até 96% do volume. Na terminologia da usinagem o termo Cermet é aplicado
aos compostos de materiais cerâmicos e metálicos, contendo TiC, TiN, e outras
cerâmicas que não incluem o WC.
Os metais duros são compostos de um ou mais carbetos unidos por uma matriz
metálica, usando técnicas de processamento de particulados (sinterização). Os mais
comuns são carbeto de tungstênio (WC); carbeto de titânio (TiC); carbeto de
cromo(Cr3C2)
Metal-duro (MD) 
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MATERIAL DA FERRAMENTA DE 
CORTE 
A grande vantagem do metal duro é manter o corte da ferramenta vivo por muito mais
tempo, mesmo quando submetido à velocidade de trabalho inúmeras vezes superior ao que
suportaria o aço rápido.
Figura 7: Fabricação da ferramenta de metal-duro 
Materiais Avançados - Cerâmicas
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MATERIAL DA FERRAMENTA DE 
CORTE 
Ferramentas avançadas podem dobrar as taxas de usinagem, enquanto prolonga a vida
útil da aresta, reduzindo as forças na máquina e possibilitando também a economia de
energia.
As ferramentas avançadas de geometria definida utilizadas em operações de corte de
alto desempenho: (a) Cerâmica branca; (b) Cerâmica mista; (c) PCD; (d) CBN. As
cerâmicas são muito importantes na usinagem em alta velocidade de aços e ferros fundidos
(a velocidade de corte pode ser 4 a 5 vezes maior que as usadas em ferramentas de metal
duro).
Figura 8: Pastilhas cerâmicas
A cerâmica branca consiste de materiais com óxido de alumínio superior a 90%, o
que dá a cor branca. O componente principal é o coríndon (Al2O3), o qual é uma forma
estável da alumina.
A cerâmica mista (CERMET) possui teor de Al2O3 menor que 90%, com adição de
óxidos e carbonetos metálicos, especialmente o TiC e o WC. Ela é obtida por prensagem
a quente, produzindo uma estrutura mais fechada, geralmente de cor preta.
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MATERIAL DA FERRAMENTA DE 
CORTE 
Diamante
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MATERIAL DA FERRAMENTA DE 
CORTE 
Podem ser naturais (MCD) ou sintéticos (PCD).
Os diamantes naturais (MCD – Monocrystalline Diamonds) são
monocristalinos e anisotrópicos (as propriedades mecânicas variam com a direção
cristalográfica).
Os diamantes sintéticos (PCD – Polycrystalline Diamonds) são policristalinos
produzidos pela sinterização de partículas de diamante com cobalto num processo
de alta pressão (6000 a 7000 MPa) e alta temperatura (1400 a 2000°C). A camada
é isotrópica (as propriedades mecânicas não variam com a direção) e nunca atinge
a dureza do diamante monocristalino na direção de máxima dureza.
Nitreto de boro cúbico (CBN – Cubic Boron Nitride) 
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MATERIAL DA FERRAMENTA DE 
CORTE 
É um material artificial , extremamente duro. Ele é obtido sinteticamente
pela transformação do nitreto de boro de estrutura hexagonal em estrutura
cúbica sob pressões de 5000 a 9000 MPa e temperaturas de 1500 a 1900°C, na
presença de um catalisador, geralmente lítio. Atinge 2000°C sem grandes
perdas de dureza, os insertos de CBN são fabricados da mesma forma que os de
diamante policristalino. São empregadas na usinagem de aços duros (45 a 65
HRc), mesmo em condições difíceis, aço-rápido, ligas resistentes a altas
temperaturas a base de Ni e Co, revestimentos duros com altas porcentagens de
WC ou Cr-Ni.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
CLASSIFICAÇÃO DAS FERRAMENTAS A BASE DE WC 
A Norma ISO 513 (2004) classifica grupos de ferramentas, que não é
exclusividade dos metais duros, abrangendo, também, as cerâmicas e os ultraduros.
Na usinagem existem três grupos: K, P e M também designados por um código de
cores e na conformação existe o grupo designado pela letra G.
Dentro de cada grupo, ainda há uma subclassificação usando números (DINIZ,
2006).
O grupo K representado pela cor vermelha é composto basicamente por
carbonetos de tungstênio aglomerados por cobalto, com pequenas porcentagens de TiC,
TaC, e NbC que são acrescentadas para melhorar suas características mecânica. As
ferramentas desse grupo não são recomendadas para a usinagem de metais dúcteis,
sendo sua área de aplicação restrita a usinagem de materiais frágeis, que formam
cavacos curtos, como por exemplo, ferro fundido comum e coquilhado, ferro fundido
maleável, aços temperados. Etc...
Norma ISO 513 (2004)
ISO Material
P Aços carbono e aços ligas
M Aços inoxidáveis
K Ferros fundidos
N Alumínio, bronze latão
S Ligas resistentes ao calor -
titânio
H Aços endurecidos e fofo 
coquilhado
CLASSIFICAÇÃO DAS FERRAMENTAS A BASE DE WC 
A tabela abaixo apresenta os materiais que podem ser usinados com ferramentas
do grupo K e as condições de usinagem, de acordo com a norma ISO 153/1975.
CLASSIFICAÇÃO DAS FERRAMENTAS A BASE DE WC 
O grupo P representado pela
cor azul é formado por WC
contendo altos teores de TiC e TaC
e às vezes NbC, conferindo elevada
dureza a quente, resistência à
difusão e pequeno desgaste
abrasivo (STEMMER, 1993).
São indicados para a
usinagem de materiais dúcteis, de
cavacos contínuos que apresentam
uma grande área de contato cavaco
ferramenta e desenvolvem altas
temperaturas durante a usinagem.
CLASSIFICAÇÃO DAS FERRAMENTAS A BASE DE WC 
A classe M
representado pela cor
amarela possui
propriedades
intermediárias entre as
ferramentas da classe P e
da classe K. Ferramentas
da classe M apresentam
boa resistência a quente e
à abrasão. Este grupo é
destinado à ferramenta de
múltiplas aplicações,
sendo utilizado na
usinagem de aço, aço
fundido, aço ao manganês,
ferros fundidos ligados,
aços inoxidáveis
austeníticos, ferro fundido
maleável e nodular e aços
de corte fácil (DINIZ,
2006).
ISO P – Aço é o maior grupo de materiais na área de usinagem, variando de materiais
sem liga a materiais de alta-liga, incluindo fundidos de aços e aços inoxidáveis ferríticos e
martensíticos. A usinabilidade é normalmente boa, porém difere muito dependendo da
dureza, do teor de C etc.
ISO M – Aços Inoxidáveis são materiais com liga com um mínimo de 12% Cr; outras
ligas podem incluir Ni e Mo. Condições diferentes, como ferrítico, martensítico, austenítico
e austenítico-ferrítico(duplex), criam uma grande família. O ponto comum entre todos estes
tipos é que as arestas de corte são expostas a uma grande quantidade de calor, desgaste tipo
entalhe e aresta postiça.
ISO K – diferentemente do aço, o Ferro Fundido é um tipo de material que gera cavacos
curtos. Os ferros fundidos cinzentos (GCI) e os ferros fundidos maleáveis (MCI) são
consideravelmente fáceis de usinar. Já os ferros fundidos nodulares (NCI), os ferros
fundidos vermiculares (CGI) e os ferros fundidos austemperado (ADI) são mais difíceis.
Todos os ferros fundidos contêm SiC, um material altamente abrasivo para a aresta de corte.
A USINABILIDADE E AS CLASSES DE MATERIAL 
ISO S – Superligas Resistentes ao Calor incluem uma variedade de materiais à base
de ferro de alta liga, Ni, Co e Ti. Eles são pastosos, criam aresta postiça, encruam
durante o trabalho (endurecido por deformação) e geram calor. Eles são muito
semelhantes aos ISO M, mas são muito mais difíceis de cortar e reduzem a vida útil das
arestas do inserto.
ISO N – Metais Não Ferrosos são metais mais macios, como alumínio, cobre, latão
etc. Geralmente, velocidades de corte muito altas e longa vida útil da ferramenta podem
ser esperadas destas pastilhas com arestas de corte vivas. Porém, liga de alumínio com
teor de 13% Si é muito abrasivo.
ISO H – Este grupo inclui Aços temperados com dureza entre 45-65 HRC e também
ferro fundido coquilhado em torno de 400-600 HB. A dureza os torna difíceis de usinar.
Os materiais geram calor durante o corte e são muito abrasivos para a aresta de corte.
A USINABILIDADE E AS CLASSES DE MATERIAL 
Figura 9: Ilustra a Seção transversal de pastilha de metal duro cortando materiais
Classe ISO mostrando formação do cavaco para as diferentes classes, realçando a
temperatura na região de corte, a geometria e o tipo de cavaco gerado.
. 
A USINABILIDADE E AS CLASSES DE MATERIAL 
Metal Duro
Seleção - Principais fatores que afetam a escolha da pastilha:
Material da peça Operação
Condição de usinagem
CHAVE DE CODIFICAÇÃO CONFORME ISO 1832/2019
CHAVE DE CODIFICAÇÃO CONFORME ISO 1832/2019
1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º 8º 9º
OPCIONAIS
CHAVE DE CODIFICAÇÃO CONFORME ISO 1832/2019
Inserto TNMG160408R-ZC
CHAVE DE CODIFICAÇÃO CONFORME ISO 1832/2019
GEOMETRIA DOS INSERTOS
TOLERÂNCIA DE FABRICAÇÃO
Inserto T N M G 16 04 08 R-ZC
3º = Letra símbolo das tolerâncias dimensionais das pastilhas; 
CARACTERÍSTICAS DO INSERTO –Letra símbolo das condições de 
fixação e/ou da superfície de saída. 
Inserto T N M G 16 04 08 R - ZC
Inserto T N M G 16 04 08 R - ZC
TAMANHO DA ARESTA DE CORTE
C
ESPESSURA DA PASTILHA
Inserto T N M G 16 04 08 R - ZC
Inserto T N M G 16 04 08 R - ZC
RAIO DE PONTA
Inserto T N M G 16 04 08 R - ZC
SENTIDO DA FERRAMENTA
SÍMBOLOS DE USO OPCIONAL. 
Letra símbolo do sentido de corte. 
INSERTOS INTERCAMBIÁVEIS
➢ Exemplo de pastilha intercambiável de metal-duro SNMG 120408 - PM 4025:
SUPORTES PARA TORNEAMENTO EXTERNO
TABELA PARA IDENTIFICAÇÃO DE SUPORTES 
EXTERNOS
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: 
FLUIDOS DE CORTE
Qualquer líquido ou gás pode ser aplicado diretamente à operação de usinagem para
melhorar o desempenho de corte, resolvendo dois problemas principais:
1) A geração de calor na zona de cisalhamento e na zona de atrito.
2) O atrito nas interfaces cavaco-ferramenta e ferramenta-superfície usinada.
Além de remover calor e reduzir atrito, os fluidos de corte proporcionam benefícios
adicionais, tais como retirada dos cavacos (especialmente na retificação e no
fresamento), a redução da temperatura da peça usinada para facilitar a manipulação pelo
operador, a redução das forças e potências de corte, a melhora da estabilidade
dimensional da peça e do acabamento.
➢ A exigência primária feita a um fluido lubrirrefrigerante para o processo de
usinagem é que ele reduza os custos de produção pela redução do desgaste da ferramenta
e pela melhoria da superfície do componente usinado.
v
Em baixas velocidades de corte, caso em que as temperaturas são menores, a
refrigeração tem pouca importância, enquanto a lubrificação é fundamental para
reduzir o atrito peça/ferramenta e ferramenta/cavaco e evitar a formação da aresta
postiça de corte (APC). A eficiência da lubrificação dependerá da habilidade de
penetrar nas interfaces no curto período de tempo disponível e de formar um filme com
resistência ao cisalhamento menor que a resistência do material da peça. Isto pode ser
conseguido com uma mistura adequada de aditivos (antiespumantes, anticorrosivos,
detergentes etc.).
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: 
MEIOS LUBRIRREFRIGERANTES. 
v
vvv
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: 
MEIOS LUBRIRREFRIGERANTES. 
Em altas velocidades de corte, as temperaturas são elevadas; além disso, as
condições não são favoráveis para a penetração do fluido nas interfaces para que ele
exerça suas funções.
Deste modo, como refrigerante, o fluido favorece a transferência de calor da região
de corte, reduzindo assim a temperatura da ferramenta e da peça, ainda que a
temperatura na interface ferramenta/cavaco não seja significativamente alterada. Além
disso, mesmo que a concentração de óleo seja mínima, haverá redução do coeficiente de
atrito e, portanto, da temperatura.
Durante o processo de formação de cavaco, aparecem
três fontes distintas de calor.
A primeira, na região de cisalhamento, indicada pela
Zona C, ocorre a deformação plástica do material que está
sendo usinado (transição da estrutura da peça para estrutura
do cavaco). Esta fonte afeta todo o volume de cavaco
formado.
A segunda, indicada como Zona A, afeta uma face do
cavaco e uma face da ferramenta, onde o cavaco desliza
sobre a superfície de saída da ferramenta, e ocorre devido
ao atrito na interface cavaco/ferramenta.
A terceira, indicada como Zona B, afeta parte da
superfície de folga da ferramenta e toda a superfície usinada
da peça, e ocorre devido ao atrito na interface
ferramenta/peça.
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: 
MEIOS LUBRIRREFRIGERANTES. 
Zona A: O lubrificante diminui o coeficiente de atrito na interface
cavaco/ferramenta, e ocorre menor quantidade de calor gerado pelo atrito.
Zona B: O lubrificante diminui o coeficiente de atrito na interface ferramenta/peça,
que também diminui a quantidade de calor gerado pelo atrito.
Zona C: A diminuição do coeficiente de atrito (μ) entre o cavaco e a ferramenta
promove um aumento do ângulo de cisalhamento e, consequentemente, uma diminuição
na taxa de deformação . A diminuição de deformação acarreta um decréscimo da energia
de deformação por cisalhamento e, por conseguinte, uma diminuição da quantidade de
calor gerado. Outra decorrência do aumento do ângulo é o aumento da velocidade do
cavaco , que significa que o cavaco se afasta mais rapidamente da superfície de saída da
ferramenta, diminuindo assim o tempo de transmissão de calor do cavaco para a
ferramenta.
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: 
MEIOS LUBRIRREFRIGERANTES. 
vvv
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: 
MEIOS LUBRIRREFRIGERANTES. 
Na usinagem, o uso de meios lubrirrefrigerantes (também chamados fluidos de
corte, óleos de corte, meios de lubrificação e arrefecimento, líquidos refrigerantes etc.),
quando escolhidos e aplicados apropriadamente, traz benefícios.
Embora a utilização de meios sólidos (p.ex. grafita e S2Mo) e gasosos (ar
comprimido, CO2, N2) seja eventualmente descrita na literatura técnica, a aplicação de
meios líquidos ( óleos, emulsões, soluções) representa a grande maioria nas aplicações
em usinagem.
A seleção deve recair sobre o meio que possua composição química e propriedades
corretas para lidar com as adversidades de um processo de usinagem específico, uma
combinação particular peça/ferramenta pode significar a diferença entre o sucesso e o
fracasso em quase todos os processos.
v
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MEIOS 
LUBRIRREFRIGERANTES. 
A lubrificação e a refrigeração têm por finalidade:✓ aumentar a vida da ferramenta; 
✓ reduzir a força e, consequentemente, a potência de corte; 
✓ melhorar o acabamento da superfície usinada; 
✓ aumentar a eficiência da remoção do cavaco da região de corte;
✓ reduzir o risco de distorção da peça; 
✓ proteger a máquina-ferramenta e a peça contra a oxidação.
v
Tipos de Meios Lubrirrefrigerantes 
Existem inúmeras formulações especiais para refrigerar e lubrificar as operações de
corte, porém todas podem ser classificadas em um dos quatro tipos básicos discutidos nos
itens subsequentes.
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: 
MEIOS LUBRIREFRIGERANTES. 
Óleos de corte
Os óleos de corte são obtidos a
partir de óleos minerais integrais, com ou
sem adição de aditivos. Os óleos minerais
são hidrocarbonetos obtidos a partir do
refino do petróleo. Suas propriedades
dependem do comprimento da cadeia, da
estrutura molecular e do grau de refino.
São indicados para usinagens pesadas .
Figura 42: Fresamento dos dentes da
engrenagem em um centro de usinagem.
v
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MEIOS 
LUBRIRREFRIGERANTES. 
Fluidos emulsionáveis e semissintéticos 
Ambos são formadores de emulsões. Os fluidos emulsionáveis (chamados “óleos
solúveis”) são compostos bifásicos de óleos minerais adicionados à água na proporção
de 1:10 a 1:100 enquanto que os fluidos semissintéticos caracterizam-se por apresentar
entre 5 e 50% de óleo mineral no fluido concentrado.
Figura 43: Furação em um centro de 
usinagem utilizando fluido semissintético 
v
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MEIOS 
LUBRIRREFRIGERANTES. 
As principais vantagens desse tipo de óleo são:
✓ grande redução do calor, permitindo altas velocidades de corte em algumas
aplicações;
✓ removedor de cavaco nas condições de trabalho;
✓ mais econômico (diluído em água diminui os custos);
✓ possui melhor aceitação pelo operador;
✓ menos agressivo à saúde e mais benefícios à segurança (não-inflamável, redução de
emissão de hidrocarbonetos).
v
Fluidos sintéticos (soluções) - são compostos monofásicos de óleo que se
dissolvem completamente na água. Não há adição de emulsificantes, pois os compostos
reagem quimicamente, formando fases únicas. Os fluidos sintéticos, também chamados
de “soluções”, caracterizam-se por serem isentos de óleo mineral.
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MEIOS 
LUBRIRREFRIGERANTES. 
Figura 43: Furação em um centro de 
usinagem utilizando fluido sintético 
v
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MEIOS 
LUBRIRREFRIGERANTES. 
As principais vantagens desse tipo de fluido são:
✓ boa proteção anticorrosiva e alta capacidade de refrigeração;
✓ vida útil do fluido bastante grande;
✓ filmes residuais pequenos e de fácil remoção;
✓ fáceis de misturar, necessitando de pouca agitação;
✓ relativa facilidade no controle da concentração desejada.
v
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MEIOS 
LUBRIRREFRIGERANTES. 
Fluidos gasosos (refrigeração)
Consiste no emprego de meios gasosos como fluido de corte. O ar é o mais comum
fluido gasoso utilizado, estando presente até mesmo na usinagem a seco. O ar comprimido é
utilizado para melhorar a retirada de calor e expulsão do cavaco da zona de corte.
Figura 44: Fresamento em um centro
de usinagem utilizando ar
comprimido
v
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MEIOS 
LUBRIRREFRIGERANTES. 
Meios sólidos (lubrificação)
Dependendo da aplicação, a lubrificação sólida é a que apresenta maiores vantagens
em relação à diminuição do atrito, pois uma vez formada a camada de lubrificante, ele
poderá permanecer entre as partes em contato. Outra vantagem do lubrificante sólido em
relação ao líquido é em relação à temperatura de operação que pode estender a faixa de
1000°C, mantendo o coeficiente de atrito relativamente baixo.
Dentre os lubrificantes sólidos, os mais conhecidos são a grafite, o bissulfeto de
molibdênio (MoS2) e o politetrafluoretileno (PTFE) – comumente utilizados em
mancais. Embora na maioria das aplicações tribológicas sejam utilizados lubrificantes
líquidos e/ou graxas para diminuir o atrito e os desgastes da ferramenta, pode-se utilizar
o lubrificante sólido também em aplicações de baixas temperaturas, baixa pressão ou
vácuo e pressões extremas de contatos.
v
Até pouco tempo atrás, as indústrias tinham como objetivo principal a fabricação
de produtos visando satisfazer somente aspectos tecnológicos e econômicos. Neste
período, a administração industrial era dominada pelos “custos”. Atualmente os
aspectos ecológicos tem-se tornado cada vez mais importantes dentro dos processos
produtivos, somando-se aos outros dois aspectos. Num futuro bem próximo, para que
uma indústria atinja o sucesso produtivo, ela deverá obrigatoriamente encontrar um
estado de produção que leve em conta simultaneamente os três aspectos mostrados
abaixo.
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MEIOS 
LUBRIRREFRIGERANTES. 
Aplicação de Meios Lubrirrefrigerantes
v
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MEIOS 
LUBRIRREFRIGERANTES. 
Embora os fluidos de corte tenham uma importância significativa nas operações de
usinagem, os aspectos nocivos impõem a necessidade de soluções alternativas. Diversos
estudos comprovam o elevado grau de agressão dos fluidos de corte e apontam para a
necessidade de providências tecnológicas no sentido de reduzir e/ou eliminar seu uso.
Tomando esta linha como meta básica para reduzir o impacto ambiental dos
processos de usinagem, pode-se analisar o uso de fluidos de corte sob os três aspectos
básicos dos sistemas.
Figura 45: Fatores integrantes de um moderno sistema produtivo. 
v
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MEIOS 
LUBRIRREFRIGERANTES. 
Aspectos econômicos - Uma maior atenção foi dispensada aos fluidos de corte
quando os usuários perceberam que os custos relacionados à introdução e ao tratamento
dos fluidos de corte podem atingir o dobro dos custos com as ferramentas. Estes custos
refletem-se diretamente no custo total de produção.
Aspectos tecnológicos - Com o crescente desenvolvimento de novos materiais para
ferramenta, acompanhado pela melhoria das características técnicas das máquinas-
ferramentas, a refrigeração e a lubrificação vêm gradativamente perdendo importância
dentro dos processos de usinagem. Face a isto, o fluido de corte passa a ter uma maior
importância na função de reduzir o aporte térmico para a peça, permitindo desta forma a
produção de peças dentro de estreitas tolerâncias dimensionais.
v
VARIÁVEIS INDEPENDENTES DE ENTRADA: MEIOS 
LUBRIRREFRIGERANTES. 
Aspectos ecológicos - O fluido de corte (visto pelo aspecto ecológico) mostra-se
como um agente nocivo ao homem (operador e meio ambiente). Diversos estudos
realizados mostraram que o seu contato permanente com os meios lubrirrefrigerantes
pode causar vários tipos de doenças de pele, alguns tipos de câncer e doenças
pulmonares. Este contato pode ser direto pelo próprio fluido, através de névoa, vapores
ou subprodutos formados durante a usinagem. Por outro lado, o descarte dos fluidos
deteriorados pelo uso provoca uma agressão ao meio ambiente. Pesquisas no sentido de
tratar, reaproveitar ou reprocessar estes fluidos estão sendo realizadas. Porém,
atualmente os custos envolvidos não são atrativos.
v
VARIÁVEIS DEPENDENTES DE SAÍDA 
As variáveis dependentes de saída são determinadas pelo processo, baseando-se
na prévia seleção das variáveis independentes de entrada.
As mais importantes são:
❑ Tipo e forma de cavaco;
❑ Força e potência de usinagem;
❑ Vibração;
❑ Temperatura na região de corte;
❑ Falhas na ferramenta de corte;
❑ Acabamento da superfície usinada.
v
As principais influências sobre a formação de cavaco são :
➢ As condições de corte e;
➢ A geometria da ferramenta.
A formação do cavaco é basicamente influenciada pela deformação, pela tenacidade e
pela resistência ou estado metalúrgico do material da peça. Um aumento da resistência ou
uma diminuição da tenacidade geralmente levam a uma melhor quebra do cavaco. Assim,
estruturascom grãos grosseiros ou com inclusões duras favorecem a ocorrência de cavacos
irregulares e de quebra mais fácil.
Uma grande influência sobre o mecanismo de formação de cavaco é propiciada pelos
elementos químicos fósforo (P), enxofre (S) e chumbo (Pb). Estes materiais levam a um
cavaco de quebra fácil e, em decorrência disso, são adicionados aos aços dos quais se
espera uma boa usinabilidade.
TIPO E FORMA DO CAVACO 
v
v
v
TIPO DE CAVACO 
Cavacos segmentados e descontínuos (a)– São formados na usinagem de
materiais frágeis, como o ferro fundido sob baixa velocidade de corte, em que o grau de
atrito entre a ferramenta e o cavaco é alto e a profundidade de corte é grande.
Cavacos contínuos (b) – São formados quando materiais dúcteis são usinados em altas
velocidades de corte e com avanços e profundidades pequenas. Em geral se tem bom
acabamento superficial .
Cavacos contínuos com arestas postiças (c) – Quando se usina materiais dúcteis em
baixas a médias velocidade de corte o atrito da ferramenta e o cavaco tende a fazer com que
partes do material fiquem aderidas à superfície de saída da ferramenta em uma região
próxima a aresta de corte.
Durante o mecanismo de formação de cavacos, constata-se que as condições de interface 
cavaco/ ferramenta influenciam significativamente a força de usinagem. 
Figura 46: Formas de cavaco em torneamento: (a) fita; (b) fita emaranhada; (c) hélice
plana; (d) hélice oblíqua; (e) hélice cilíndrica longa; (f) hélice cilíndrica curta; (g) hélice
espiral; (h) espiral; (i) vírgula; (j) arrancados.
v
FORMA DO CAVACO 
A potência de usinagem resulta da soma das potências necessárias para cada
componente da força de usinagem. Assim, somente os componentes da força de corte
(Fc) e avanço (Ff) contribuem para a potência de usinagem
Componentes:
• Força de corte (Fc)
• Força de avanço (Ff)
• Força de profundidade (Fp)
• Rotação (n)
Figura 47: Potência de corte
v
FORÇA E POTÊNCIA DE USINAGEM
VIBRAÇÃO
As vibrações podem causar desgaste prematuro da ferramenta de corte,
interferência na qualidade superficial, perda de precisão dimensional, danos em
componentes da máquina operatriz, além de ruídos indesejáveis e prejudiciais ao
ambiente de produção.
➢ Vibração livre é causada por choque e outros eventos externos independentes;
➢ Vibração forçada geralmente causada por forças periódicas presentes na
máquina, podem ser causadas pelo contato periódico da ferramenta de corte com a
superfície da peça, forças provenientes de engrenagens ou da instabilidade de
componentes da máquina além de desalinhamentos de motores ou de bombas. Já a
➢ Vibração autoexcitada, também conhecida por chatter (normalmente traduzida
por trepidação), é causada pelas interações do processo de remoção de cavaco com a
estrutura da máquina, causando uma variação da espessura do cavaco e gerando a
trepidação.
v
TEMPERATURA NA REGIÃO DE CORTE 
O trabalho realizado e, consequentemente, o calor gerado, depende das
propriedades do material da peça e da ferramenta, da geometria da ferramenta e das
condições de corte. O calor aumenta com a taxa de remoção de material (Q)1 seja por
meio do aumento da velocidade de corte (vc), do avanço (f) ou da profundidade de corte
(ap).
Entre esses parâmetros, (vc) é a mais influente para velocidades baixas e
moderadas, seguido por (f) e por último (ap).
Neste caso, a temperatura afeta as propriedades mecânicas do material da peça e,
por conseguinte, a interação das forças entre ferramenta e peça; além disso, a
temperatura tem uma considerável influência no desgaste da ferramenta, tanto na
superfície de saída (desgaste de cratera na face) quanto na superfície de folga (desgaste
frontal no flanco). Existem, portanto, limites para vc e f devido às elevadas temperaturas
na ferramenta.
1Em torneamento e furação: Q = vc*f*ap. Em fresamento: Q = vf* ap*ae. 
v
v
Acabamento da superfície usinada 
A qualidade de superfícies obtidas por usinagem pode ser um critério para a
determinação dos parâmetros de entrada na usinagem, caso não haja outros critérios
específicos. Como fatores influentes sobre a qualidade superficial, de início são
considerados as condições de corte e a geometria da ferramenta. Os fatores que
influenciam na superfície estão resumidos, de forma característica
v
Figura 48: Diferentes geometrias e
superfícies de peças e componentes que
podem ser obtidas através de operações de
torneamento.
Figura 49: Peças não similares a
sólidos de revolução são aquelas que, após
a usinagem, apresentam superfícies
prismáticas, ou seja, peças formadas por
superfícies planas e/ou não axissimétricas.
- Geometrias e superfícies de peças
que podem ser obtidas através de
operações de fresamento
v
v
v
DINIZ, Anselmo Eduardo; MARCONDES, Francisco Carlos; COPPINI, Nivaldo Lemos.
Tecnologia da usinagem dos materiais. 8.ed. São Paulo: Artliber, 2013.
FERRARESI, Dino. Fundamentos da Usinagem dos Metais. Rio de Janeiro: Edgard
Blücher, 2006.
FITZPATRICK, Michael. Introdução aos processos de usinagem. Revisão de Sergio Luís
Rabelo de Almeida, Carlos Oscar Corrêa de Almeida Filho. Porto Alegre: AMGH, 2013.
KIMINAMI, Claudio Shyinti; CASTRO, Walman Benício de; OLIVEIRA, Marcelo Falcão
de. Introdução aos processos de fabricação de produtos metálicos. São Paulo: Blücher,
2013.
MACHADO, Álisson Rocha et al. Teoria da usinagem dos materiais. 2.ed. rev. São
Paulo: Blücher, c2011, reimpr. 2012.
MACHADO, Álisson Rocha et al. Teoria da usinagem dos materiais. 2.ed. rev. São
Paulo: Blücher, 2011.
SANDVIX (2005) . Manual técnico de usinagem: torneamento, fresamento, furação,
mandrilamento, sistemas de fixação. Sandviken: AB Sandvix Coromant 600p.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
v