Usinagem: Conceitos Básicos

Usinagem
Aula I: Conceitos Básicos
Prof. Dr. Bruno Guedes

A USINAGEM NO
CONTEXTO DOS
PROCESSOS DE
FABRICAÇÃO
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UDESC - Prof. Jair R. Bächtold

USINAGEM
Usinagem é um processo
onde a peça é obtida
através da retirada de
cavacos (aparas de metal)
de uma peça bruta, através
de ferramentas
adequadas.
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UDESC - Prof. Jair R. Bächtold

Introdução
• O processo de usinagem confere
formato, dimensão e acabamento pela
remoção de sobremetal, denominado
cavaco.
• É empregada na produção de formas
com elevadas tolerâncias dimensionais,
bom acabamento e com frequência
geometria complexa.
• É um processo secundário.

•Mais de 80% de todas as peças produzidas devem ser usinadas antes de ficarem
prontas;
• Deve ser considerado:
a maneira pela qual a peça é fixada na máquina;
Quais são os movimentos relativos entre a peça e a ferramenta.
•As ferramentas de usinagem geram superfícies de duas maneiras:
Através do uso de ferramentas perfiladas;
Avançando a ferramenta para frente e para trás ao longo do comprimento da peça.
Introdução

Uma pequena história da
Usinagem
• A Pré-História compreende o período que vai desde o
surgimento do homem até o aparecimento da escrita,
sendo subdividida em:
-Idade da Pedra Lascada (Paleolítico- machado de pedra
lascada)
-Idade da Pedra Polida (Neolítico- foice de osso)
-Idade dos Metais (pontas de armas)
Observe que a usinagem evoluiu juntamente com o
homem, sendo usada como parâmetro de subdivisão de
um período.
10

A Usinagem na Pré-História
Surge o Princípio da Fabricação
• No Período Paleolítico, as facas,
pontas de lanças e machados eram
fabricados com lascas de grandes
pedras.
• No Período Neolítico, os artefatos
eram obtidos com o desgaste e
polimento da pedra (Princípio da
Retificação).
11

A Usinagem na Pré-História
• Surge o Conhecimento de Novos
Materiais
O Homem passa a usar metais
na fabricação de ferramentas e
armas no fim da pré-história.
• Os primeiros metais a serem
conhecidos foram o cobre e o
ouro, e , em escala menor, o
estanho. O ferro foi o último
metal que o homem passou a
utilizar na fabricação de seus
instrumentos.
12

A Evolução da Usinagem
• A Evolução da Ferramenta
Com a pancada de uma cunha manual surgiu o
cinzel, movimentando esta ferramenta para
frente e para trás, aplicando-se pressão surgiu
a serra
Dispositivo da era Neolítica usado no corte de pedras
13

Um grande avanço nesse período foi a transformação
do movimento de translação em movimento de rotação
(com sentido de rotação invertido a cada ciclo). Este
princípio foi aplicado em um dispositivo denominado
Furação de Corda Puxada
14

• As primeiras formas usadas para motorizar
máquinas foi a roda d’água.
• No século XVIII surgem as máquinas movidas
a vapor (energia esta transmitida através da
oficina por meio de eixos, correias e
roldanas).
• Finalmente, no fim do século XIX, o vapor é
substituído pela energia elétrica. Foi após esta
inovação que apareceram as máquinas
modernas de usinagem, responsáveis em
grande parte pelo crescimento da indústria de
produtos de consumo.
15

• Na obtenção de peças pela retirada de cavacos
verificamos que cada material tem um comportamento
diferente.
• Enquanto uns podem ser trabalhados facilmente,
outros apresentam problemas tais como:
Empastamento, desgaste rápido da ferramenta, mau
acabamento, necessidade de grande potência para o
corte, etc. Isto varia de acordo com a usinabilidade do
material
• Podemos definir usinabilidade como sendo o
grau de dificuldade que determinado material
apresenta para ser usinado.
Usinabilidade dos Materiais
16

• A usinabilidade não depende apenas das características
do material, mas também, de outros parâmetros da
usinagem, tais como: refrigeração, rigidez do sistema
máquina-ferramenta, das características da ferramenta,
tipo de operação, etc
• Assim, dependendo das condições de usinagem um
mesmo material poderá ter variações em sua
usinabilidade.
17

• A usinabilidade normalmente é determinada por
comparação e para determinada característica, tal
como a vida da ferramenta.
• Neste caso pode-se determinar um índice de
usinabilidade através da comparação com o
desempenho previamente conhecido de um material
padrão.
Critérios para a Determinação da
18

• Os principais critérios, que são passíveis de serem
expressos em valores numéricos, são:
• · Vida da ferramenta
• · Força de corte
• · Potência consumida
Determinação da Usinabilidade dos
Materiais
19

• Esses parâmetros servem, também, para definir o custo do
trabalho de usinagem.
• Assim, a vida da ferramenta entre duas afiações sucessivas
tem grande influência no custo de operação.
• A força e a potência limitam as dimensões máximas de corte
e, portanto, o volume de material removido por hora-
máquina.
• Além disso, a exigência de um acabamento de alta
qualidade poderá influir, também, no custo de usinagem.
Materiais
20

• Baseadas principalmente nestes
critérios é que são estabelecidas as
tabelas e os gráficos que indicam o
comportamento de cada material na
usinagem. Embora seja impossível
determinar-se com precisão um índice
de usinabilidade para cada material,
estas tabelas são de grande valor
para estabelecer parâmetros iniciais
de partida que, de acordo com as
condições específicas de cada
trabalho, poderão ser trazidos para
valores mais adequados, através de
ensaios e experimentações.
Materiais
21

• Dureza e resistência mecânica: Valores baixos
geralmente favorecem a usinabilidade
• Ductibilidade: Valores baixos geralmente
favorecem a usinabilidade
• Condutividade térmica: Valores elevados
• Taxa de encruamento: Valores baixos
Propriedade dos Materiais que podem
influenciar na Usinabilidade
22

GRANDEZAS FÍSICAS NO PROCESSO DE CORTE
Movimentos no Processo de Usinagem
A) Movimentos que causam diretamente a saída do cavaco:
• Movimento de corte: movimento entre a peça e a ferramenta, no
qual sem o movimento de avanço, origina uma única retirada do
cavaco;
• Movimento de avanço: movimento imposta a peça ou a
ferramenta que juntamente com movimento de corte origina a
retirada contínua de cavaco;
• Movimento efetivo: movimento resultante dos movimentos de
corte e avanço realizado ao mesmo tempo.
B) Movimentos que não tomam parte direta na formação do cavaco:
• Movimento de aproximação;
• Movimento de ajuste;
• Movimento de correção;
• Movimento de recuo.

DIREÇÃO DOS MOVIMENTOS E VELOCIDADES:
• Direção de corte:
• Direção de avanço:
• Direção efetiva do movimento de corte;
• Velocidade de corte (vc):
• Velocidade de avanço;
• Velocidade efetiva de corte.

Movimentos na Usinagem
 Movimento de corte:
É o movimento entre a ferramenta e a peça que
provoca remoção de cavaco durante uma
única rotação ou um curso da ferramenta.
Geralmente este movimento ocorre através da
rotação da peça (torneamento) ou da ferramenta
(fresamento).
25

 Movimento de avanço ( f ):
É o movimento entre a ferramenta e a peça que,
juntamente com o movimento de corte, possibilita
uma remoção contínua do cavaco ao longo da peça.
26

 Movimento de ajuste ou penetração (a ):
É o movimento entre a ferramenta e a peça, no
qual é predeterminada a espessura da camada
de material a ser removida.
MOVIMENTO DE AJUSTE
p
27

 Movimento efetivo de corte:
É o movimento entre a ferramenta e a peça, a
partir do qual resulta o processo de usinagem.
Quando o movimento de avanço é continuo, o
movimento efetivo é a resultante da composição
dos movimentos de corte e de avanço.
MOVIMENTO EFETIVO
28

 Movimento de correção:
É o movimento entre a ferramenta e a peça,
empregado para compensar alterações de
posicionamento devidas, por exemplo, pelo
desgaste da ferramenta.
30

 Movimento de aproximação:
É o movimento da ferramenta em direção à peça,
com a finalidade de posicioná-la para iniciar a
usinagem.
31

 Movimento de recuo:
É o movimento da ferramenta pelo qual ela,
após a usinagem, é afastada da peça
32

Tanto os movimentos ativos como passivos
são importantes, pois eles estão associados
a tempos que, somados, resultam no tempo total
de fabricação.
33
Par.corte

Teoria da Usinagem dos Materiais – Álisson R. Machado, Alexandre M. Abrão, ReginaldoT. Coelho e
Márcio B. da Silva
• Direção de corte: direção instantânea do movimento de corte:
• Direção de avanço: direção instantânea do movimento de avanço;
• Direção efetiva do movimento de corte;
• Velocidade de corte (vc): velocidade instantânea do ponto de
referência da aresta cortante da ferramenta, segundo a direção e
sentido de corte;
• Velocidade de avanço;
• Velocidade efetiva de corte.

Márcio B. da Silva

VELOCIDADE DE CORTE (vc):
Para processos com movimento de rotação (torneamento, fresagem) a
velocidade de corte é calculada pela equação:
vc = π .d .n /1000 [m / min]
Para processos com movimento retilíneo (aplainamento), a velocidade de
corte é calculada pela equação:
vc = 2 .c .gpm /1000 [m / min]
Vc = velocidade de corte
[m/min]
d = diâmetro da peça
(ferramenta) [mm]
n = rotação da peça
(ferramenta) [rpm]
É a velocidade instantânea do ponto selecionado sobre o gume, no movimento de corte, em relação a peça.
Tem-se que: gpm:
número de golpes por
minuto;
c: percurso da
ferramenta.

Márcio B. da Silva
• A velocidade de corte é o parâmetro de corte mais influente na vida da
ferramenta. Velocidade de corte é a velocidade ideal para que uma ferramenta
corte o material através de um movimento circular ou através de golpes linear.
Fatores que influenciam na velocidade de corte:
*Tipo de material da ferramenta. Como o carbono, o metal duro, ferramentas
cerâmicas, ferramentas diamantadas (PCD e PCB);
*Tipo de material a ser usinado;
*Condições de refrigeração;
*Condições da máquina.

Márcio B. da Silva

VELOCIDADE DE AVANÇO (vf):
A velocidade de avanço pode ser obtida pela fórmula:
f (avanço) é o percurso de avanço em cada volta (mm/volta) ou em cada
curso da ferramenta (mm/golpe).
É o parâmetro mais influente na qualidade do acabamento superficial
da peça;
Para ferramentas multicortantes (fresas), distingui-se o avanço por dente
fz e o valor de f = fz .z ( z: número de dentes);
• Os valores de “f” ou “fz” são fornecidos pelos catálogos de fabricantes de
ferramenta de corte. A Tabela 2.2 mostra o avanço por dente para fresas
de aço-rápido;
• Geralmente: Vf < Velocidade de corte, somente nos processos de
roscamento Vf assume valores razoáveis.
.f
Π.d
1000.v
f.nv c
f 

Márcio B. da Silva
VELOCIDADE DE AVANÇO (vf):

Avanço (f) - é o percurso de avanço em cada volta ou em cada curso.
Profundidade ou largura de corte (ap) - é a profundidade ou largura de penetração da
aresta principal de corte, medida numa direção perpendicular ao plano de trabalho.
Espessura de penetração (e) - é de importância predominante no fresamento e na
retificação. É a espessura de corte em cada curso ou revolução, medida no plano de
trabalho numa direção perpendicular à direção de avanço.
Grandezas de corte: São as grandezas que devem ser ajustadas na máquina direta ou
indiretamente.

CONSIDERAÇÕES SOBRE O AVANÇO (f) :
• É o parâmetro mais influente na qualidade do
acabamento superficial da peça;
• Para ferramentas multicortantes (fresas), distingui-se o
avanço por dente fz e o valor de f (f = fz .z; onde z=
número de dentes);
• Os valores de “f” ou “fz” são fornecidos pelos catálogos
de fabricantes de ferramenta de corte;
• Geralmente:Vf <<<Vc, somente nos processos de
roscamento Vf assume valores razoáveis.

Grandezas relativas ao cavaco
• Largura de corte (b): é a largura da seção
transversal de corte a ser retirada, medida na
superfície em usinagem principal e segundo a
direção normal à direção de corte.
[mm]
• Espessura de corte (h): é a espessura calculada da
seção transversal de corte a ser retirada e medida à
superfície em usinagem principal e segundo a
direção perpendicular à direção de corte. .
h f x sen χ [mm]
• Taxa de remoção (Q)
[ ]

• Percurso de corte (Lc): é o espaço percorrido pelo ponto de referência da aresta
cortante sobre a peça, segundo a direção de corte
• Percuso de avanço (Lf): é o espaço percorrido pelo ponto de referência pelo ponto
de referência da aresta cotante sobre a peça, segundo a direção de avanço.
• Percurso efetivo: é o espaço percorrido pelo ponto de referência da aresta cortante
sobre a peça, segundo a direção efetiva do corte.

Cálculo do Tempo de Corte
(tempos ativos)
tc = tempo de corte [min]
If = percurso de avanço [mm]
Vf = velocidade de avanço [mm/min]
c
ff
f
f
1000.f.v
Π.d.I
f.n
I
v
I
tc 
47
Prof. Fernando Penteado.
É o tempo em que a
ferramenta está efetivamente
em corte.

Dada operação de torneamento cilíndrico utilizando as
seguintes condições de corte: ap = 3 mm; f = 0,2
mm/revolução; n = 700 rpm; D = 100 mm; lf = 200 mm; χ
= 60º ; calcule:
a) Velocidade de corte (vc);
b) Velocidade de avanço (vf)
c) Espessura nominal de corte (h);
d) Largura de corte (b);
e) Taxa de remoção (Q);
f) Tempo de usinagem ou de corte (tc).
Exemplo 1:

Cálculo dos Tempos Passivos
Os tempos passivos nem sempre podem ser calculados. Geralmente são
estimados por técnicas específicas que estudam os movimentos e a
cronometragem dos tempos a eles relacionados, estabelecendo os chamados
tempos padrões.
49Prof. Fernando Penteado.

Cálculo da Seção Transversal de Corte
A= área da seção transversal de um cavaco a ser
removido [mm²]
ap= profundidade ou largura de usinagem, medida
perpendicularmente ao plano de trabalho [mm]
.faΑ p
50
Prof. Fernando Penteado.

Márcio B. da Silva
A geometria da ferramenta de corte exerce influência,
juntamente com outros fatores, na usinagem dos metais. É necessário,
portanto, definir a ferramenta através dos ângulos da “cunha” para cortar
o material. A Figura abaixo ilustra este princípio para diversas
ferramentas.
INTRODUÇÃO
Princípio da cunha cortante

Geometria da ferramenta
• As principais partes construtivas das
ferramentas de usinagem:
Cunha de corte;
Parte de corte;
Superfície de saída (Aγ);
Superfície de folga (Aα);
Superfície secundária de corte (A’α)
Aresta principal de corte S;
Aresta secundária corte S’;
Ponta de corte.

 Cunha de corte: cunha formada pela intersecção das
superfícies de saída e de folga da ferramenta de corte.
 Parte de corte: parte ativa da ferramenta constituída
pelas suas cunhas de corte.A parte ativa da ferramenta é
construída ou fixada sobre um suporte ou cabo da
ferramenta, através do qual é possível fixar a ferramenta
para construção, afiação, reparo, controle e trabalho.
 Superfície de saída (Aγ): superfície da cunha de corte
sobre a qual o cavaco é formado e sobre a qual o cavaco
escoa durante sua saída da região do trabalho de
usinagem.
 Superfície principal de folga (Aα): superfície da cunha de
corte da ferramenta que contém sua aresta principal de
corte e que defronta com a superfície em usinagem
principal.

 Superfície secundária de folga (A'α): superfície
da cunha da ferramenta que contém sua aresta
de corte secundária e que defronta com a
superfície em usinagem secundária.
 Aresta principal de corte S: aresta da cunha de
corte formada pela intersecção das superfícies
de saída e de folga principal.Gera na peça a
superfície em usinagem principal.
 Aresta secundária de corte S': aresta da cunha
de corte formada pela intersecção das
superfícies de saída e de folga secundária. Gera
na peça a superfície em usinagem secundária.
 Ponta de corte: parte da cunha de corte onde se
encontram a aresta principal e a secundária de
corte.

Ângulos da ferramenta
O fenômeno de corte é realizado pelo ataque da cunha da ferramenta sobre a peça. O
rendimento desse ataque depende dos valores dos ângulos da cunha, pois é esta que rompe
as forças de coesão do material da peça. Os ângulos e superfícies na geometria de corte das
ferramentas são elementos fundamentais para o rendimento e a durabilidade delas.
• Os ângulos e as superfícies na geometria das ferramentas são elementos fundamentais
para o rendimento e durabilidades delas;
• Os ângulos das ferramentas servem determinar a posição e a forma da cunha de corte;

Márcio B. da Silva
ÂNGULOS MEDIDOS NO PLANO ORTOGONAL ou plano de medida
A) ÂNGULO DE SAÍDA (γ) : ângulo entre a superfície de saída e o plano de
referência da ferramenta. Possui as seguintes características:
• Influi decisivamente na força e na potência necessária ao corte, no acabamento
superficial e no calor gerado;
• Quanto maior for o ângulo γ menor será o trabalho de dobramento do cavaco;
• O ângulo de γ depende principalmente de:
Resistência do material da ferramenta;
Quantidade de calor gerado pelo corte;
Velocidade de avanço.

Márcio B. da Silva
B) ÂNGULO DE CUNHA (β) :
• ângulo entre a superfície da saída e a de folga
• Aumentar a resistência da ferramenta;
• Quanto maior o ângulo de cunha, maior a área de dissipação de calor.

C) Ângulo de folga (α): ângulo entre a superfície de folga e o plano de corte (Ps - plano
que contém a aresta de corte e é perpendicular ao plano de referência).
O α (ângulo de folga) 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 2° e 14°.

Márcio B. da Silva
ÂNGULOS MEDIDOS NO PLANO DE REFERÊNCIA (Pr)
Ângulo de posição
Ângulo de posição
secundário
Ângulo de ponta

Márcio B. da Silva
A) Ângulo de posição principal ( χ ): ângulo entre o plano de corte (Ps) e o plano de
trabalho (Pf). O ângulo de posição possui as seguintes funções e características:
⇒ Influi na direção de saída do cavaco;
⇒ Controla o choque de entrada da ferramenta;
⇒ Distribui as tensões de corte
⇒ Se χ diminui, o ângulo de ponta (ε) 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 o ângulo χ está entre 30° e 90°;

B) Ângulo de ponta (ε): ângulo entre os planos principal de corte (Ps) e o secundário
(P’s);
⇒ Tem como principal função aumentar a resistência mecânica da ferramenta de corte;
⇒ Quanto maior o ângulo de ponta, maior a área de dissipação de calor e maior é a
resistência da ferramenta de corte.
C) Ângulo de posição secundária (χ’): ângulo entre o plano secundário de corte (P’s)
e o plano de trabalho.
⇒ Indica a posição da aresta secundária de corte;
⇒Tem como principal função, controlar o acabamento da superfície usinada.
⇒ Este acabamento depende do raio de quina da ferramenta.

Márcio B. da Silva
ÂNGULO MEDIDO NO PLANO DE CORTE (Ps)
Ângulo de inclinação (λ): ângulo entre a
aresta de corte e o plano de referência.
Funções do ângulo “λ”:
⇒ controlar a direção de saída do cavaco;
⇒ proteger a quina da ferramenta contra
impactos;
⇒ atenuar vibrações;
⇒ geralmente λ (ângulo de inclinação) tem
um valor de –4° a 4°.

Outros atributos da cunha de corte
• Raio de ponta (rε)
• Raio de cunha (rh)
• Quebra-cavacos

Raio de ponta
• Medido no plano de referência;
• objetivo de reforçar a ponta e
reduzir as forças atuantes na
mesma;
• Tem grande influência sobre a
rugosidade da peça;
• Valores elevados garante maior
resistência à ponta da ferramenta.

Quebra-cavacos
• Principal finalidade é provocar fratura periódica do cavaco
• Representa uma modificação da geometria da cunha de
corte (ângulos de cunha e ângulos de saída);
• Sua seleção depende dos valores de avanço e profundidade
de corte;
• Existem quebra-cavacos para operação de acabamento e
desbaste.

Márcio B. da Silva
Cavaco - porção de material da peça retirada pela ferramenta, caracterizando-se
por apresentar forma irregular.
Mecanismo de formação do cavaco

Márcio B. da Silva
CONSEQÜÊNCIA DOS ESFORÇOS NA DE FERRAMENTA

Márcio B. da Silva
FATORES DE INFLUENCIA NA FORMAÇÃO DOS CAVACOS

Etapas de mecanismo de formação de cavaco
1 - Recalque, devido a penetração da ferramenta na peça;
2 - O material recalcado sofre deformação plástica, que aumenta
progressivamente, até que tensões cisalhantes se tornem suficientemente
grandes para que o deslizamento comece;
3 - Ruptura parcial ou completa, na região de cisalhamento, dando origem aos
diversos tipos de cavacos;
4 - Movimento sobre a superfície de saída da ferramenta.

PROCESSO DE CORTE
• Recalque Inicial
• Deformação e Ruptura
• Deslizamento das Lamelas
• Saída do Cavaco
Etapas da formação do cavaco

Márcio B. da Silva
GENERALIDADES DO PROCESSO DE FORMAÇÃO DO CAVACO

• Força específica de usinagem,
• volume de cavaco produzido por
unidade de energia,
temperatura,
• esforços de usinagem,
• desgaste da ferramenta, entre
outros
Fator de Recalque

Márcio B. da Silva
SOLICITAÇÕES TÉRMICAS NA CUNHA DE CORTE

TEMPERATURA DE CORTE
Principais causas do aumento de temperatura no corte:
- Deformação da raiz do cavaco
- Atrito entre peça e ferramenta
- Atrito entre cavaco e ferramenta

Principais fontes de Dissipação de Calor na usinagem
•Cavaco
•Peça
•Ferramenta
•Meio ambiente

Os valores das proporções variam com:
- O tipo de usinagem: torneamento, fresamento,
brochamento, etc.;
- O material da ferramenta e da peça;
- A forma da ferramenta;
- As condições de usinagem.

Márcio B. da Silva
TIPOS DE CAVACO

CAVACO CONTÍNUO
• Mecanismo de Formação:O cavaco é formado continuamente,
devido a ductilidade do material e a alta velocidade de corte;
• Acabamento Superficial: Como a força de corte varia muito
pouco devido a contínua formação do cavaco, a qualidade
superficial é muita boa.

Márcio B. da Silva
TIPOS BÁSICOS DE CAVACOS
Características
- contínuo
- superfície variável
- lado de baixo geralmente suave
Formação do cavaco
- fluxo contínuo do material
- elementos do cavaco não se separam em
zonas de cisalhamento
Condições de formação
- materiais resistentes em condições
favoráveis
- alta velocidade de corte
- grandes ângulos efetivos de usinagem
- CAVACOS CONTÍNUOS

Aresta postiça de corte
Adesão de material sobre a face da ferramenta.
Material da peça altamente encruado que caldeia
na face da ferramenta e assume a função de
corte.

Márcio B. da Silva
Características
- podem ser soltos ou unidos
- superfície fortemente indentada
- materiais frágeis
- fluxo não contínuo do material
Condições de formação
- materiais com baixa ductilidade
- condições desfavoráveis de usinagem
- CAVACOS ARRANCADOS OU DESCONTÍNUO

CAVACO DE RUPTURA
(ARRANCADO)
• Mecanismo de Formação: Este cavaco é produzido na usinagem de materiais
frágeis como o ferro fundido, bronze duro e latão. O cavaco rompe em pequenos
segmentos devido a presença de grafita (FoFo), produzindo uma descontinuidade
na microestrutura.
• Acabamento Superficial: Devido a descontinuidade na microestrutura produzida
pela grafita ( no caso do FoFo), o cavaco rompe em forma de concha gerando uma
superfície com qualidade superficial inferior.

Márcio B. da Silva
Características
- podem ser soltos ou unidos;
- superfície fortemente indentada;
- cavacos lamelares somente são
levemente deformados no plano de
cisalhamento, e novamente soldados.
- fluxo não contínuo do material;
- a descontinuidade é causada por
irregularidades no material, vibrações,
ângulo efetivo de corte muito pequeno,
elevada profundidade de corte, baixa
velocidade de corte.
-CAVACOS LAMELARES

CAVACO LAMELAR OU CISALHADO
• Mecanismo de Formação: O material fissura no ponto mais solicitado.Ocorre ruptura
parcial ou total do cavaco.A soldagem dos diversos pedaços (de cavaco) é devida a alta
pressão e temperatura desenvolvida na região. O que difere um cavaco cisalhado de um
contínuo (aparentemente), é que somente o primeiro apresenta um serilhado nas bordas.
• Acabamento Superficial: A qualidade superficial é inferior a obtida com cavaco contínuo,
devido a variação da força de corte.Tal força cresce com a formação do cavaco e diminui
bruscamente com sua ruptura, gerando fortes vibrações que resultamn uma superfície com
ondulações.

Quanto à forma, os cavacos são classificados
como:
• Em fita;
• Helicoidal;
• Espiral;
• Em lasca ou pedaços.
OBS: o material da peça é o fator que mais influência na forma e no tipo de cavaco.
OBS 2: Em termos de parâmetros, o avanço é o parâmetro mais impostante
seguido da profundidade de corte, a afetar a forma do cavaco
Cavacos contínuos, parcialmente contínuos,
cavaco lamelar
Cavaco descontínuo ou arrancado

Formas de cavacos produzidos na usinagem dos
metais
a) Em fita;
b) Helicoidal;
c) Espiral;
d) Em lasca ou pedaços

Márcio B. da Silva
CLASSIFICAÇÃO DOS CAVACOS
➔ influência do avanço e da profundidade de corte sobre a formação do
cavaco

Márcio B. da Silva
CLASSIFICAÇÃO DOS CAVACOS

Márcio B. da Silva
GUME POSTIÇO
Gume postiço
– Adesão de material sobre a face da ferramenta;
– Material da peça altamente encruado que caldeia na face da ferramenta
e assume a função de corte.

Tipos mais comuns de quebra-cavacos
• a) Quebra-cavaco fixado mecanicamente; b) Quebra-cavaco usinado
diretamente na ferramenta; c) Quebra-cavaco em pastilha sinterizada.
a
b
c
a) Quebra-cavaco
fixado mecanicamente;
b) Quebra-cavaco
usinado diretamente na
ferramenta;.
c) Quebra-cavaco em
pastilha sinterizada

Diferentes tipos de quebra-cavaco, executados na própria cunha cortante.
A execução dos chamados quebra-cavacos na superfície de saída das
ferramentas permite obter os cavacos helicoidais e em pedaços.

Os quebra-cavacos postiços, são fixados mecanicamente sobre a ferramenta, este tipo
permite variara as dimensões do quebra-cavaco de acordo com as condições de usinagem.
Quebra cavacos
postiços

Vantagens do uso de quebra-cavacos:
• Redução de transferência de calor para a ferramenta
por reduzir o contato entre o cavaco e ferramenta;
• Maior facilidade de remoção dos cavacos;
• Menor riscos de acidentes para o operador;
• Obstrução menor ao direcionamento do fluido de
corte sobre a aresta de corte da ferramenta.

FORÇA DE USINAGEM
A força de usinagem F se decompõe em:
- Força de corte Fc;
- Força de avanço Ff ;
- Força passiva Fp,

O conhecimento da força de usinagem F é
necessário para:
• Para o projeto de uma máquina ferramenta (dimensionamento das
estruturas, acionamentos, fixações, etc.);
• Para a determinação das condições de corte em condições de trabalho;
• Para a avaliação da precisão de uma máquina ferramenta, em certas
condições de trabalho (deformação da ferramenta, máquina e peça);
• Para a explicação de mecanismos de desgaste.

• Os componentes da força de usinagem (Fc, Ff e Fp) diminuem
com o aumento da velocidade de corte vc devido à diminuição
da resistência do material com o aumento da temperatura.
• Os componentes da força de usinagem aumentam com o
aumento da profundidade de corte ap de uma forma
proporcional (só vale para ap maior que o raio de quina).
O conhecimento da força de usinagem F:

Componentes de força no corte ortogonal
forças e as tensões que atuam nas operações
de corte dos metais.
• PR - é a força resultante entre a face da ferramenta e o cavaco,
• P'R é a mesma força resultante entre a peça e o cavaco ao
longo do plano de cisalhamento.

ComponenteTangencial.
Onde: força horizontal (cortante) Fh é a força vertical
(impulsora) Fv
 Se as componentes da força cortante são conhecidas, então o coeficiente de
atrito na face da ferramenta é dado por:

A força resultante pode ser decomposta paralelamente, Fse
normalmente, Fns ao plano de cisalhamento.

POTÊNCIA DE USINAGEM
• A potência de corte Pc é a potência disponível no gume da ferramenta e
consumida na operação de remoção de cavacos. É ela que interessa no cálculo
de forças e pressões específicas de corte.
• A potência de acionamento Pa é a potência fornecida pelo motor à máquina-
ferramenta. Ela difere da potência de corte pelas perdas que ocorrem por atrito
nos mancais, engrenagens, sistemas de lubrificação e refrigeração, sistema de
avanço, etc.
• A potência de avanço, embora seja uma parcela utilizada na operação de
corte, é muito pequena em relação à potência de corte, sendo mais prático
reuni-la no grupo das “perdas”.
• A potência em vazio Po é a potência consumida pela máquina-ferramenta
ligada, com o mecanismo de avanço funcionando, porém sem que tenha lugar
qualquer operação de corte.

A força principal de corte Fc é a base para o cálculo
da potência de usinagem. No caso do torneamento,
pode-se estabelecer a seguinte relação entre a força
de corte e a área da seção de usinagem:
onde, kc é a pressão específica de corte em [N/mm2].

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