AULA_18_PFI_2019_USINAGEM_Geometria

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Prof. Dr. Norival Ferreira dos Santos Neto
Departamento de Engenharia Mecânica - UEM
nfsneto@uem.br
4331 
Processos de 
Fabricação I
Maringá-PR 2019
Prof. Dr. Norival Neto
Universidade Estadual 
de Maringá - UEM
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Tópico 2 – Usinagem
 Formação do cavaco
 Processos de usinagem
 Geometria, Forças e Potências de corte
 Materiais das ferramentas
 Fluidos de corte
 Avarias e desgastes de ferramentas 
 Vida da ferramenta
 Condições econômicas de usinagem
 Retificação, Furação e Fresamento
 Sobrematerial
 Usinabilidade
4331 – Processos de Fabricação I
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4331 – Processos de Fabricação I
AULA – 18
• Geometria da Cunha Cortante:
1. Movimentos
2. Geometria
3. Sistemas de Referência
4. Ângulos da ferramenta
5. Quebra-cavacos
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1. Movimentos
• POR CONVENÇÃO:
– Os movimentos sempre 
estarão ocorrendo supondo-se 
a PEÇA PARADA.
– Portanto, TODO MOVIMENTO 
É REALIZADO PELA 
FERRAMENTA DE CORTE.
– Este procedimento permite
padronizar sinais algébricos 
aos movimentos, tendo 
como referência a peça.
1 – Rotação da “ferramenta” (da peça):
VEL. DE CORTE
2 – Translação da ferramenta: 
AVANÇO
3 – Transversal da ferramenta:
PROFUNDIDADE DE CORTE
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• Ativos: são aqueles que PROMOVEM a remoção de 
material ao ocorrerem:
– Movimento de Corte 
– Movimento de Avanço
– Movimento efetivo
• Passivos: são aqueles, que apesar de fundamentais, 
NÃO PROMOVEM a remoção de material:
– Movimento de ajuste
– Movimento de correção
– Movimento de aproximação
– Movimento de recuo
Movimentos
Movimentos na Usinagem:
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Ângulo da 
direção de 
Avanço
Ângulo da 
direção 
Efetiva
(Phi Minúsculo)
(Eta Minúsculo)
Movimentos
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Torneamento
Furação
Movimentos
Fresamento 
Tangencial 
Discordante
Fresamento 
Tangencial 
Concordante
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2. Geometria da Cunha Cortante
Superfície de Saída Aγ
Direção de Avanço
(Aα)
(A’α)
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• S - Aresta (Gume) Principal de Corte: é formada pela interseção das Superfície 
de saída (A) e Superfície principal de folga (A), e gera, na peça, a superfície 
principal de usinagem.
• S’ - Aresta (Gume) Secundária de Corte: é formada pela interseção das 
Superfície de saída (A) e Superfície secundária de folga (A’), e gera, na peça, 
a superfície secundária de usinagem.
Geometria da Cunha Cortante
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• A - Superfície de Saída: é a superfície sobre a qual o cavaco é formado e se 
move.
• A - Superfície Principal de Folga: é a superfície que contém a aresta principal 
de corte (S) e que defronta com a superfície em usinagem principal, 
determinando a folga entre a ferramenta e a superfície de usinagem.
• A’ - Superfície Secundária de Folga: é a superfície que contém a aresta 
secundária de corte (S’) e que defronta com a superfície em usinagem 
secundária.
Geometria da Cunha Cortante
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• Tipos de Pontas de Corte ou Quinas:
Geometria da Cunha Cortante
rε
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• Ferramentas Inteiriças (vista superior):
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• Ferramentas com Insertos Intercambiáveis:
Geometria da Cunha Cortante
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• Fatores a serem considerados na escolha da geometria 
da ferramenta:
– Material da ferramenta.
– Material da peça.
– Condições de corte.
– Tipo de operação.
– Geometria da peça.
Geometria da Cunha Cortante
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Geometria da Cunha Cortante
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velocidade efetiva
velocidade de 
corte
Movimentos na Usinagem:
Geometria da Cunha Cortante
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• O sistema de referência da ferramenta é necessário para a 
determinação da geometria da parte de corte da ferramenta (durante o 
seu projeto, execução e controle), é um sistema estático.
• O sistema de referência efetivo é necessário para a determinação da 
mesma geometria de corte porém, durante a usinagem. Ou seja, com 
a ferramenta em trabalho, é um sistema dinâmico.
• Cada um destes sistemas é constituído por três planos ortogonais
entre si.
• A origem dos sistemas se localiza na aresta (gume) principal de 
corte. Considerando-se que os ângulos e demais grandezas podem 
variar ao longo da aresta principal, é necessário localizar um “ponto de 
corte escolhido”.
3. Sistemas de Referência
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• Cada plano é simbolizado pela letra P, com um sufixo destinado a 
indicá-lo, por exemplo: Pr – Plano de Referência.
• Se for necessário distinguir claramente um plano passando por um ponto 
selecionado do gume aresta secundária, o símbolo deve ter apóstrofo, 
por exemplo: P’s – Plano de Corte da Aresta Secundária.
• O símbolo usado para os planos no sistema de referência efetivo 
levam o sufixo adicional “e” de “efetivo”, por exemplo: Pse – Plano 
Efetivo de Corte.
• O plano de trabalho (Pf) só existe no sistema de referência efetivo, nos 
demais, só pode ser imaginado ou assumido (plano de trabalho 
convencional), pois a ferramenta não está em ação e com isto, não estão 
fixadas as direções de corte e de avanço.
Sistemas de Referência
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Sistema de referência da ferramenta:
Sistemas de Referência
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• Plano de Referência da Ferramenta (Pr):
Passa no ponto selecionado do gume e é 
paralelo ou perpendicular a um plano ou eixo da 
ferramenta (conveniente para a sua fabricação, 
medição ou afiação). Para ferramentas de 
torno e plaina, o plano é paralelo à base da 
ferramenta. Para ferramentas tangenciais, é 
perpendicular ao eixo da ferramenta. Para 
fresas, brocas e machos, é um plano contendo 
o eixo da ferramenta.
• Plano de Trabalho Convencional (Pf):
É perpendicular ao Pr e escolhido de modo a ser 
ou paralelo ou perpendicular a um plano ou 
eixo da ferramenta. Em geral, é orientado em 
direção paralela à do movimento de avanço.
• Plano Passivo da Ferramenta (Pp):
Passa pelo ponto selecionado da aresta de 
corte e é perpendicular ao Pr e ao Pf.
Sistema de referência da ferramenta:
Sistemas de Referência
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Sistema de referência da ferramenta:
Plano normal do
Sistemas de Referência
(Plano de Corte)
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• Plano (de Corte) do Gume ou da Aresta 
da Ferramenta (Ps):
É tangente ao gume e perpendicular ao Pr
• Plano Normal ao Gume (Pn):
É perpendicular ao gume, passando no 
ponto selecionado.
• Plano Ortogonal da Ferramenta (Po):
Passa pelo ponto selecionado e é 
perpendicular ao Pr e ao Ps
Obs: quando o gume é perpendicular à 
direção de avanço, Po coincide com o Pf
Sistema de referência da ferramenta:
Sistemas de Referência
(Plano de Corte)
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(Ângulos da parte de corte)
Representações dos ângulos no Plano Admitido de Trabalho (Pf):
(ou DE FOLGA)
Alfa, Beta e Gama Minúsculos
4. Ângulos da ferramenta
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Ângulos da partede corte:
Ângulo de 
inclinação da 
ferramentaÂngulo de 
posição 
(direção) da 
ferramenta
Ângulo de 
ponta da 
ferramenta
Кr
=Кr Кrεr 180°+ +
Кr Ângulo de posição 
(direção) da aresta 
secundária da 
ferramenta
Capa Minúsculo Épsilon Minúsculo
Lambda Minúsculo
Ângulo entre a aresta de corte 
e o Pr medido sobre o Ps
Plano de Referência - Pr
Plano de Corte - Ps
Ângulos da ferramenta
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Ângulos da ferramenta
• Influência dos ângulos:
(-)
(+)
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Ângulos da ferramenta
• Influência dos ângulos:
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Influências da Geometria da Ferramenta (ângulo de saída )
– Relacionado com a superfície de saída (face) da ferramenta, sobre a qual 
escoa o material da peça (cavaco). 
– Trabalho de dobramento do cavaco.
Ângulos da ferramenta
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• Os movimentos em furação são 
definidos de forma análoga ao 
observado no torneamento, exceto 
que a velocidade de corte é devida à 
rotação da ferramenta em torno de 
seu próprio eixo.
Ângulos da ferramenta
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• Geometria das Brocas Helicoidais:
Ângulos da ferramenta
alfa minúsculo
beta minúsculo
gama minúsculo
sigma minúsculo
psi maiúsculo
épsilon minúsculo
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• Geometria e Denominações de uma Fresa:
Aresta Principal de Corte 
(S)
Superfície Principal de 
Folga
Aresta Secundária de Corte 
(S’)
Aresta Principal de 
Corte (S)
Superfície Secundária 
de Folga (A’)
Superfície Principal 
de Folga (A)
Superfície de 
Saída (A)
Ângulos da ferramenta
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• Geometria dos Alargadores:
Ângulos da ferramenta
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Planos do sistema de 
referência da ferramenta 
para uma Ferramenta de 
Torneamento.
Ângulos da ferramenta
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Ângulos de uma 
Ferramenta de 
Torneamento
Ângulos da ferramenta
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Ângulos da ferramenta
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A = b . h = ap . f
A = área da seção de corte
b = 
ap
sen r
h = f . sen r
b – Largura de Corte h – Espessura de Corte
Ângulos da ferramenta
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Existem diferentes tipos de pastilhas e sistemas de fixação. As pastilhas 
podem assumir diferentes formas geométricas. Elas podem também ser 
classificadas por tipo: face simples, dupla face, com ou sem quebra-cavacos. 
Algumas das possíveis formas são mostradas na figura abaixo:
Sistema de Fixação da pastilha
5. Quebra-cavacos
Ferramentas de Corte:
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• Avanço das formas das ferramentas:
Quebra-cavacos
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Quebra-cavacos
• Os quebra-cavacos podem 
ser postiços ou moldados 
diretamente na superfície de 
saída da ferramenta, tipo este 
que tem sido cada vez mais 
utilizado.
QC - MoldadosQC - Postiço
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Formador de cavacos
Considerações sobre o design construtivo
 Em geral os quebra-cavacos apresentam 3 áreas características:
 Chanfros de proteção (T-land).
T-land
 Formador de cavacos (chipgroove).
Chipgroove
 Arestas de corte & Arredondamentos de aresta (edge hone).
Edge hone
Quebra-cavacos
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Quebra-cavacos
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Algumas formas de quebra do cavaco:
a) O cavaco pode se dobrar verticalmente, 
quebrando-se ao atingir a peça.
b) Pode enrolar-se sobre si mesmo ao tocar a 
peça.
c) Pode dobrar-se verticalmente e 
lateralmente, quebrando-se ao atingir a 
superfície de folga da ferramenta.
d) Pode dobrar-se lateralmente, quebrando-se 
ao atingir a superfície da peça que ainda 
não foi usinada.
A curvatura do cavaco pode ser controlada para forçar a sua quebra
evitando a formação de cavacos longos em forma de fita.
Quebra-cavacos
(a)
(b)
(c)
(d)
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Formador de cavacos
Quebra-cavacos & Fluxo de cavacos
Caso 2Caso 1 Caso 3
Caso 1 – O cavaco se auto-quebra.
Caso 2 – O cavaco se quebra na superfície da ferramenta.
Caso 3 – O cavaco se quebra na superfície do componente.
Quebra-cavacos
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Formador de cavacos
Quebra-cavacos & Fluxo de cavacos
Caso 2Caso 1 Caso 3
Quebra-cavacos
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Quando a relação ap/rε é pequena, o cavaco se dobrará lateralmente, 
com grande ângulo de fluxo, formando um cavaco que não se quebrará 
com facilidade.
ap
ap
rε
f1
f2
Quebra-cavacos
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•Em fita
•Em pedaços
Quebra-cavacos
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Calendário – 2019 (MODIFICADO) 
Sala: C34 – Sala 111
Aulas: 3as – TERÇAS-FEIRAS (9h40min às 12h10min) 
P – PROVA
F - FERIADO
E – EXAME (Avaliação Final)
- Recesso / Período de Greve102 h.a.  34 dias
MARÇO 05 12 19 26
ABRIL 02 09 16 23 30
MAIO 07 14 21 28
JUNHO 04 11 18 25
JULHO 02 09 16 23 30
AGOSTO 06 13 20 27
SETEMBRO 03 10 17 24
OUTUBRO 01 08 15 22 29
NOVEMBRO 05 12 19 26
DEZEMBRO 03 10 17 24 31
JANEIRO 07 14 21 28
FEVEREIRO 04 11 18 25
Prova 1 BIM
Prova 2 BIM
EXAME
Prova 4 BIM
Prova 3 BIM